冷却数据中心的制作方法

本公开涉及用于冷却数据中心系统和计算组件的系统和方法。

背景技术：

数据中心容纳计算系统和组件，诸如计算机处理器、存储系统或者驱动器、服务器，以及其它计算机组件。数据中心可以占用建筑物中的一个房间、整栋建筑本身，并且可以为固定形式或者可以为便携式的，例如被容纳在运输集装箱中。无论是固定的还是便携式的，数据中心也都可以模块化。容纳在数据中心中的计算机相关组件的消耗相当大量的电功率，因此在计算和存储操作期间产生相当大量的热。如果计算机相关组件超过特定温度，则组件的性能可能受到影响和/或组件可能故障。因此，冷却系统通常被实施成在组件运行从而转移、处理和存储数据时，保持容纳在数据中心中的计算机相关组件的适当和高效运行。冷却系统可以包括被配置成使流体，诸如空气或者液体通过各种构造并且基于各种条件移动的组件。

技术实现要素：

在一般实施例中，数据中心冷却系统包括：第一模块，第一模块包括可定位成从支撑多个发热电子装置的一排或者多排机架接收气流的暖气室，暖气室包括与一个或者多个机架的敞开侧相邻的暖气进口以及与一个或者多个机架之上的数据中心体积相邻的暖气出口；第二模块，第二模块可定位成在一个或者多个机架之上的数据中心体积中，并且包括至少一个风扇以及至少一个冷却模块，风扇被定位成使暖气流从一个或者多个机架循环通过暖气室、到数据中心体积内、通过冷却模块以冷却暖气流并且到与一个或者多个机架相邻的数据中心的人可占用的工作空间内；以及气流隔板，所述气流隔板可被安装在一个或者多个机架之上的数据中心体积内，并且可调节以切断暖气室和人可占用的工作空间之间的暖气流。

在可与一般实施例组合的一方面，第一或者第二模块中的至少一个可附接至数据中心的结构柱。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，第一或者第二模块可沿结构柱移动。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，第二模块包括耦接至水平底部面板的多个垂直侧面板。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，冷却模块包括被垂直安装成与至少一个垂直侧面板相邻的冷却线圈。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，至少一个侧面板被定尺寸为用于被另一冷却模块替换。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，风扇被安装在水平底部面板中，以使暖气流正交地从暖气室通过冷却模块循环。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，第一模块包括可附接在暖气室和一个或者多个机架的顶部之间的柔性接口，柔性接口包括一个或者多个机架和所述一个或者多个机架之上的数据中心体积之间的流体密封。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括可水平地附接至下部模块或者上部模块中的至少一个的顶面板。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，顶面板限定人可占用的工作空间和一个或者多个机架之上的数据中心体积之间的接口。

在另一一般实施例中，冷却数据中心的方法包括：使气流从支撑多个发热电子装置的一排或者多排机架循环至第一模块的暖气室；当气流循环通过多个机架时暖化气流；使暖气流循环通过与一个或者多个机架的敞开侧相邻的暖气室的暖气入口并且至与一个或者多个机架之上的数据中心体积相邻的暖气出口；通过在位于一个或者多个机架之上的数据中心体积中定位的第二模块中的风扇，使气流循环通过至少一个冷却模块以冷却暖气流，并且进入与一个或者多个机架相邻的数据中心的人可占用的工作空间；以及通过安装在一个或者多个机架之上的数据中心体积中的气流隔板使暖气流转向，并且调节以切断暖气室和人可占用的工作空间之间的暖气流。

可与一般实施例组合的另一方面还包括：将第一模块安装在数据中心的人可占用的工作空间中；将第二模块安装在数据中心体积内；以及将第一模块或者第二模块中的至少一个附接至数据中心的结构柱。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括：拆下被锚固至结构柱的第一模块或者第二模块中的一个的一部分；并且使第一模块或者第二模块中的一个的该部分沿结构柱移动或者移动至另一结构柱。

在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，第二模块包括耦接至水平底部面板的多个垂直侧面板。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括安装冷却模块，冷却模块包括被垂直地安装成与至少一个垂直侧面板相邻的冷却线圈。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括以包括冷却线圈的另一冷却模块替换至少一个侧面板。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括在水平底部面板中安装风扇从而使暖气流正交地从暖气室通过冷却模块循环。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括：在暖气室和一个或者多个机架的顶部之间安装柔性接口；以及通过柔性接口、将一个或者多个机架之间的暖气通道与一个或者多个机架之上的数据中心体积流体密封。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括与下部模块或者上部模块中的至少一个水平地安装顶面板，顶面板限定人可占用工作空间和一个或者多个机架之上的数据中心体积之间的接口。

在另一一般实施例中，冷却数据中心的方法包括将第一数据中心模块安装到数据中心的人可占用的工作空间内，第一数据中心模块包括预定量的计算功率。第一数据中心模块包括：第一下部模块，第一下部模块包括被定位成从支撑多个发热电子装置的两排机架接收气流的暖气室，暖气室包括与一个或者多个机架的敞开侧相邻的暖气进口以及与一个或者多个机架之上的数据中心体积相邻的暖气出口；第一上部模块，第一上部模块位于一个或者多个机架之上的数据中心体积中并且包括至少一个风扇和至少一个冷却线圈；以及第一气流隔板，第一气流隔板可安装在数据中心体积中以切断第一上部模块的暖气室与人可占用的工作空间之间的暖气流。该方法包括运行风扇以使暖气流从一个或者多个机架循环通过暖气室、到数据中心体积内、通过冷却线圈以冷却暖气流并且到与一个或者多个机架相邻的数据中心的可站人的工作空间内。

可与一般实施例组合的一方面还包括：确定第一数据中心模块的预定量的计算功率低于期望计算功率量；并且基于该确定，将包括预定量的计算功率的第二数据中心模块安装到数据中心的人可占用的工作空间内。第二数据中心模块包括：第二下部模块，第二下部模块包括被定位成从支撑多个发热电子装置的两排机架接收气流的暖气室，暖气室包括与一个或者多个机架的敞开侧相邻的暖气进口以及与一个或者多个机架之上的数据中心体积相邻的暖气出口；第二上部模块，第二上部模块位于一个或者多个机架之上的数据中心体积中，并且包括至少一个风扇和至少一个冷却线圈；以及第二气流隔板，第二气流隔板可安装在数据中心体积中以切断第二下部模块的暖气室和人可占用的工作空间之间的暖气流。

可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括：使数据中心中的多个发热装置运行；确定多个发热装置中的第一部分以比多个发热装置中的第二部分高的功率或者高的温度运行；并且基于该确定，使第一或者第二气流隔板中的至少一个将更大体积的冷却气流引导至多个发热装置中的第一部分。

根据本公开的实施例可以包括一个或者更多下列特征。例如，根据本公开的数据中心冷却系统的实施例可以模块化并且可缩放从而应对不同尺寸(例如，总功率)的数据中心。例如，数据中心冷却系统能够例如在500kw数据中心(例如，it功率)和500mw数据中心之间缩放。作为另一示例，可缩放数据中心冷却系统能够由模块化、工厂组装的组件组成从而缩短数据中心的建造进度。此外，数据中心冷却系统可以具有相当高的部署效率，允许可变量和尺寸的例如成排的电子装置机架、可变功率密度等等。作为再一示例，数据中心冷却系统可以具有相当高的功率和冷却效率，使得可以安装多个it功率单元(例如，服务器的机架)从而共享冷却并且允许功率基础设施的过载(例如，可用的最大功率低于最大额定it功率)。作为又另一示例，数据中心冷却系统可以通过利用规模经济性以及对小型数据中心成本设计的成本降低、专业化的设备，通过采用与用于建造大型数据中心相似的模块而允许小型数据中心的更高效的成本。

在附图和下文说明中阐述了在本公开中所述的主旨的一个或者多个实施例的细节。旨的其它特征、方面和优点将从说明、附图和权利要求而变得明显。。

附图说明

图1a是根据本公开的可缩放数据中心冷却模块的示意图的轴测图。

图1b是根据本公开的可缩放数据中心冷却模块的示意图的侧视图。

图2是根据本公开的由多个可缩放数据中心冷却模块组成的数据中心系统的示意图的轴测图。

具体实施方式

图1a至图1b分别是可缩放数据中心冷却模块100的示意图的轴测图和侧视图。通常，数据中心冷却模块100包括下部模块102和上部模块135，下部模块102和上部模块135运行以冷却被支撑在成排的机架105中的发热电子装置(例如，服务器、处理器、网络装置或者其它电子装置)。在该示例中，示出发热装置194处于图1b中的机架105上的托盘192中。机架105可以支撑可以被垂直地或者水平地安装的多个托盘194，并且可以包括一个或者多个母板或者子板从而支撑发热装置194。

机架105中的发热电子装置194可以被实施为用于处理、发送和/或存储数据。发热电子装置194可以包括与服务器的运行相关的其它计算装置或者组件。当装置运行从而本地以及通过远程计算系统处理、发送和存储数据时，发热计算装置194发热。在服务器的情况下，例如，装置194例如可以被连接至本地或者远程网络，并且可以从网络接收并且响应各种请求，从而检索、处理和/或存储数据。服务器可以促进在互联网或者内联网上的通信，从而允许与多个远程计算机相互作用，并且通过在远程计算机或者服务器上运行的应用程序提供所要求的服务。因此，数据冷却模块100可以包括或者电耦接至用于对服务器和相关组件供电的一个或者多个电源，并且包括可以被配置成用于与数据中心有线和无线往返传输的通信接口。电源可以被连接至电网，或者可以由电池或者现场发电机产生。

如图1a至图1b所示，下部模块102包括分别位于一对成排的机架105之上和之间的两个暖气室120。暖气通道122被限定在该对成排的机架105之间以及暖气室120之下。密封接口180(例如，片金属、软聚氯乙烯，或者其它密封材料)将暖气室120的底部边缘耦接至成排的机架105的顶部边缘。密封接口180可以防止或者基本防止(例如，少量的空气泄漏)从暖气通道122循环至暖气室120的空气逸出到数据中心的人可占用的工作空间110中。

暖气室120包括在该示例中通过顶板构件125(例如，吊顶等等)延伸的出口，顶板构件125将人可占用的工作空间110与数据中心的顶部空间112隔开。在该示例中，上部模块135被安装在顶部空间112中，并且包括绕水平面板145形成从而限定冷气空间114的垂直面板。

下部模块102还可以支撑被电耦接至发热装置194的供电设备。例如，在一些方面，下部模块102可以包括或者支撑总线管、电缆托盘、电源分支器箱，或者耦接至发热装置或者冷却设备的其它供电装备(例如，一个或者多个风扇155、控制阀、温度传感器、压力传感器、风扇电机控制器等等)。

上部模块135还包括被安装在绕冷气空间114的垂直面板140之间中的一个或者多个冷却模块150。例如，冷却模块150可以为冷却线圈(例如，水、乙二醇、制冷剂等等)、热管、珀耳帖冷却模块或者其它传热装置。在该示例中，冷却模块150可与实心的从而阻碍气流经其中的垂直面板140互换。因此，垂直面板140可以被冷却模块150(例如，从而向数据中心冷却模块100增大冷却容量)替换。可替选地，冷却模块150可以被垂直面板140替换，从而降低冷却容量。

上部模块135还包括被安装在水平面板145中的一个或者多个风扇155。在该示例中，安装一个或者多个风扇155(例如，轴流、离心等等)从而使空气在数据中心冷却模块100中循环。如所图示的，一个或者多个风扇155被安装在被限定在相邻成排的机架105之间的冷气通道115之上，以及冷气空间114和水平面板145之下。

如图1a中所示，数据中心冷却模块100包括隔板170。在该示例中，隔板160为实心的或者基本为实心的，防止或者基本防止空气流经。在一些实施例中，隔板160可以在顶部空间112内移动从而改变或者阻碍在数据中心冷却模块100中循环的一个或者多个气流。例如，隔板170可以被安装成与跨暖气室120的出口130的特殊垂直面板140正交，从而划分流出暖气室120进入顶部空间112的气流。隔板170可以被安装成平行于处于上部模块135的拐角(例如，如图1a中所示)处的冷却模块150从而改变或者阻碍两个相邻的数据中心冷却模块100之间的气流。在一些方面，隔板170可以被定位成改变或者引导气流从而基于例如发热装置194的运行参数(例如，输入功率、运行温度、运行频率等等)向特定的机架105或者成组的机架105提供更多或者更少冷却气流。

作为另一示例，隔板170或者多个隔板170可以被定位成将在数据中心的完工部分和正在建造的数据中心的未完工部分之间的气流(或者多个气流)隔离。例如，在一些方面，多个数据中心冷却模块100可以根据特定的施工进度依次安装在数据中心中。如果一个或者多个数据中心冷却模块100在数据中心的完工部分(例如，通过使装置194运行)中运行，而数据中心的另一部分正在建造，则可优选地通过隔板170防止脏气流(例如，具有灰尘、颗粒和其它污染物)循环至完工部分。

如图1b中所图示，数据中心冷却模块100的一个或者多个组件可以被耦接至、锚固至、或者另外被封入数据中心冷却模块100的数据中心建筑的结构支撑。例如，如图1b中所示，支撑柱185可以被定位成在数据中心模块100安装在其中的人可占用的工作空间110中的位置处支撑数据中心建筑。在该示例中，例如，下部模块102的一个或者多个组件(例如，暖气室120)可以附接至柱185。作为另一示例，整个模块(例如，上部模块135)可以附接至柱185(或者其它建筑结构，诸如梁或者托梁)。在一些方面，轨道系统可以位于柱185(或者其它建筑结构，诸如梁或者托梁)上，并且模块(例如，上部模块135)可以在轨道系统上移动，例如用于在建造期间定位模块，或者在建造后重新定位模块。

在数据中心冷却模块100的一些可替代方面，一个或者多个封装的风扇线圈单元可以被安装在上部模块135(例如，冷气空间114中)中，并且被运行从而冷却用于冷却发热装置194的气流。例如，在一些方面，冷却线圈150可以被气流通路(例如，穿孔垂直面板140、过滤器等等)代替从而允许气流从暖气室120循环至冷气空间114中。安装在冷气空间114中的风扇线圈单元可以接收这种气流，用于在使气流重新循环到人可占用的工作空间110中之前被调节(例如，冷却、清洁或者两者)。

在数据中心冷却模块100的示例操作中，通过一个或者多个风扇155使冷却气流175循环，冷却气流175通过一个或者多个风扇155从人可占用的工作空间110和冷气通道115流经机架105。当冷却气流175经过机架105时，热(例如，显热)被从发热装置194传递到冷气流175中。在一些方面，传递至冷却气流175的热量取决于发热装置194的运行条件，诸如运行功率或者频率条件、运行温度等等。

包括被传递至冷气流175的热的热气流170流出机架105，流入两排机架105之间的暖气通道122。热气流170被一个或者多风扇155从暖气通道122循环经过暖气室，并且从暖气室120的出口130进入顶部空间114。热气流170通过一个或者多冷却模块150循环并且被冷却。

冷却气流175离开冷却模块150，并且由一个或者多个风扇155循环到冷气空间114中。然后，冷却气流175被从冷气空间114循环到冷气通道115(或者人可占用的工作空间110，或者两者)中。然后，冷却气流175被再次循环通过机架105从而冷却发热电子装置194。

图2是由多个可缩放数据中心冷却模块组成的数据中心系统200的示意图的轴测图。在该示例中，存在四个数据中心冷却模块205a至205d，其每个都可与图1a至图1b中所示的数据中心冷却模块100相同或者相似。每个数据中心冷却模块205a至205d都可以向数据中心系统200增加特定量的计算功率(例如，1mw、3mw或者其它量)，并且可以例如逐渐地安装，从而根据例如固定日程或者当需要更多计算功率时增加这种计算功率量。一旦被安装，每个数据中心冷却模块205a至205d都可以与图1a至图1b中所示的数据中心冷却模块100相同或者相似地运行。

例如，在一些方面，每个数据中心冷却模块205a至205d可以包括由安装在机架105中的发热电子装置194产生的3mw计算功率。第一模块205a可以被安装到数据中心建筑或者移动容器中并且运行特定时间段。之后，由于固定或者预定日程，或者当做出需要另外的计算功率量的确定时，下一模块205b可以被安装、服役或者运行。之后，可以安装额外的模块(例如，模块205c和205d)从而向数据中心系统200增加固定计算功率量。

在另一示例中，一旦运行，一个或者多个模块205a至205d可以“离线”，而不需要被从系统200物理移除。在一些方面，可以通过从发热电子装置194、冷却设备(例如，风扇155)或者两者移除功率使模块205a离线。使模块205a离线还可以包括将离线模块205a与其它模块205b至205d流体隔离。例如，隔板170可以被安装在顶部空间112(例如，顶部面板125之上)中。隔板170可以阻碍或者防止气流(例如，热气流)从在线模块205b至205d循环至离线模块205a的上部模块135。

虽然本说明书包含许多特定的实施细节，但是这些细节不应被解释为限制任何发明的范围或者所要求保护的内容，而是被解释为专门对特定发明的特定实施例的的特征说明。在单独的实施例中的内容中的本说明书中所描述的特定特征还能够在单个实施例中组合实施。相反，在单个的实施例中的内容中描述的多个特征也能够在多个实施例中单独地或者以任何适当的子组合实施。此外，虽然特征可能在上文中被描述为以特定组合起作用并且甚至最初如这样所要求保护，但是在一些情况下，能够从组合删除来自所要求保护的组合的一个或者更多特征，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或者子组合的变体。

相似地，虽然在图中以特定的顺序描述了多个操作，但是不应将其理解为为了实现期望结果，这些操作需要以所示的特定顺序或者依次执行，或者是所有所示操作都将被执行。在特定情况下，多任务和并行处理可能有利。此外，上文所述的实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中都需要这种分离，并且应理解，所述程序组件和系统通常能够被一起集成在单个软件产品中，或者被封装成多个软件产品。

已经描述了许多实施例。然而，应理解，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，可以做出各种变型。例如，本文所述的示例操作、方法或者过程可以包括比所述的步骤更多的步骤或者更少步骤。此外，可以通过与附图中所述或者所图示的顺序不同的顺序执行这些示例操作、方法或者处理。因此，其它实施例在以下权利要求的范围内。