[发明专利]用于冷却的方法和装置

说明书

本申请是2009年5月11日递交的申请号为200980129828.4，发明名称为“用于冷却的方法和装置”的分案申请。

本发明的背景情况

1.技术领域

一般地，本发明的各种不同的实施方案涉及的是用于对房屋，例如，数据中心、设备室或者配线室，进行冷却的设备和方法。尤其是，本发明的某些方面涉及的是安装有支架的和用于支撑数据处理、网络连接和电信设备的外壳的数据中心，而且，更为具体的是，本发明的某些方面涉及的是用于对由上述支架和外壳所支撑的设备进行制冷的冷却系统和方法。

2.对相关技术的讨论

这些年来，大量不同的标准规范的不断发展使得设备制造商能够设计出可以安装的支架设备，所述支架设备可以安装在由不同的制造商所生产制造的标准的支架上。一种标准的支架通常包括正面安装的轨道；在所述轨道上，可以安装和垂直堆栈电子设备中的为数众多部件，例如，服务器和CPU。可以效仿的工业化的标准支架的高度大约为6到6.5英尺，宽度大约为24英寸，深度大约为40英寸。这样的支架通常被称为“19英寸”的支架，其是由电子工业联合会的EIA-310-D章程所限定的。

19英寸的支架被广泛地运用在数据中心和其他的大型设备中。随着英特网的发展，容纳有好几百这样的支架的数据中心并非罕见。而且，随着计算机设备的尺寸的不断减小，以及尤其是，随着计算机服务器和叶片的尺寸的不断减小，安装在一个支架上的大量的电子设备的情况变得越来越多，这使得人们开始关注对设备进行充分制冷的问题。

由支架式安装设备所产生的热会对设备部件的性能、可靠性和使用寿命产生不利的影响。尤其是，被安装在壳体中的支架式安装的设备可能会受到在操作期间的壳体的边界处形成的热聚集和热点的损害。由设备支架所产生的热量取决于操作期间的支架中的设备所需的电功率的数量。除此之外，电子设备的用户可能会根据他们的要求和新发展的需要来对支架式安装的部件进行增添、移除和重新排列。

以前，在某些配置布局中，数据中心通过计算机室的空调系统(“CRAC”)单元进行冷却，空调系统通常是一种硬管道的，不可移动的单元，它们被布置在围绕于数据中心室的外围的位置上。这些CRAC单元从冷却单元的正面吸入空气和向上朝着数据中心室的天花板输出较冷的空气。在其他的实施方案中，CRAC单元从靠近数据中心室的天花板处吸入空气和在升高的地板之下释放较冷的空气以输送到设备支架的正面。一般来说，这样的CRAC单元吸入室温空气(大约72°F)和释放出冷空气(大约55°F)，冷空气被吹入到数据中心室中和与设备支架上的和周围的室温空气进行混合。

支架式安装的设备通常通过沿着支架的正面或空气吸入一侧吸入空气，使空气流经其部件，以及随后从支架的通风一侧或背面排出空气来进行自身的冷却。CRAC类型的空气调节系统的劣势在于，冷空气会与室温空气进行混合，这时效率是很低的。理想的是，使系统能够尽可能有效的工作和尽可能少的利用能量和地面的空间，可能的最高温度的空气被吸入到CRAC单元中和由CRAC产生的输出空气会稍微低于室温。除此之外，由于不同数量和类型的支架式安装的部件和支架和壳体之间的不同配置的结果会导致对空气流动的要求可能会有相当大的改变。

对于大型的数据中心而言，其要求CRAC单元在数据中心室的中间或中心位置上或靠近中间或中心位置，到CRAC单元的冷却液的输送必须位于升高的地板中，由于考虑到风险以及管道系统的连接可能出现失效的情况，将冷却液的管道系统布置在数据中心的天花板上是不符合要求的。特别是，在传统的CRAC系统中，单元的管道系统需要相当数量的管道切割和人工焊接。因此，泄漏是常见的以及数据中心中泄漏出来的水或冷却液会导致设备支架中的设备存在被损害的风险。鉴于至少以上原因，大部分的数据中心设计人员和操作人员不愿意考虑使用悬挂式的管道系统来冷却数据中心。

发明内容

本发明的一个方面涉及的是一种用于计算冷却单元的可感的冷却能力的方法。在某一个实施方案中，该方法包括：获取压缩机的能力；从压缩机的能力中减去压缩机的热损失；从压缩机的能力中减去潜在的冷却能力；以及从压缩机的能力中减去风扇的功率损失。该方法的各种不同的实施方案进一步包括：通过测量冷却单元的参数和在所测量的参数的基础上对冷却单元中的部件进行操作的方式来优化冷却单元的能力。该方法可以进一步包括对进入到冷却单元中的空气的温度进行感应和对从冷却单元中排出的空气的温度进行感应。该方法也可以包括对进入到冷却单元中的空气的流动速度进行控制。