混合数据中心机架的制作方法

1.公开的实施例总体上涉及用于电子设备的温度控制的液体冷却系统，具体地，但非穷举性地涉及一种用于数据中心设备的温度控制的混合数据中心机架和一种数据中心。


背景技术：

2.许多现代信息技术(it)设备(诸如服务器、刀片服务器、路由器、边缘服务器等)在操作期间会产生大量的热量。单独组件(尤其是诸如处理器的大功率组件)产生的热量使这些单独组件中的许多组件无法或难以通过空气冷却系统有效地冷却。因此，许多现代it设备需要液体冷却或液体-空气混合冷却。
3.由于需要液体冷却，因此一些it设备具有机载冷却系统，该机载冷却系统与需要冷却的单独组件热联接。但是，这些机载冷却系统通常不会独立操作。它们通常联接到至少一个更大的冷却系统，诸如电子机架中的液体冷却系统。机架的冷却系统还可以联接到更大的设施(诸如数据中心)的液体冷却系统。在这种系统中，数据中心的冷却系统使工作流体通过机架冷却系统循环，机架冷却系统又使该工作流体通过该it设备上的冷却系统循环。
4.设计数据中心和数据中心机架的一个挑战是数据中心的寿命与数据中心中收容的it设备的寿命之间的不匹配。数据中心及其设施、电气系统、冷却系统等的变化要比收容在其中的电子器件的变化慢得多。通常，电子器件会迅速变化并变得更加定制化，包括其形状因子、封装方法、系统设计、机械/热(空气冷却和液体冷却)/结构解决方案。这种迅速的变化导致了几个相关的问题。例如，在不同场景下，不同的操作条件可能导致不同的机架功率。数据中心设计以及对应的冷却和电源可用性可能无法跟上—例如，一些数据中心仅提供冷却空气，考虑到上升的功率和加热以及it设备中冷却设计的变化，这可能还不够。


技术实现要素：

5.在一方面，提供了一种信息技术(it)机架。所述it机架包括一个或多个设备外壳和一个或多个冷却门。每个设备外壳包括前部、后部和一个或多个分区，每个分区适于接纳一个或多个液体冷却的信息技术(it)设备。所述冷却门位于每个设备外壳的后方，所述一个或多个冷却门中的每一个中具有热交换器，所述热交换器与所述一个或多个液体冷却的it设备中的至少一个的液体冷却系统流体联接。所述一个或多个冷却门中的每一个在第一位置与第二位置之间可移动。在所述第一位置，所述冷却门延伸跨过至少一个分区的后方，使得来自所述至少一个分区内部的空气流经所述冷却门。在所述第二位置，来自所述设备外壳外部的空气流经所述冷却门。
6.在一些实施例中，所述设备外壳被竖直地分成两个分区。
7.在一些实施例中，所述设备外壳包括一对单独的设备外壳，每个单独的设备外壳形成分区。
8.在一些实施例中，每个冷却门延伸跨过单个分区。
9.在一些实施例中，每个冷却门延伸跨过多个分区。
10.在一些实施例中，所述一个或多个设备外壳中的至少一个包括两个或更多个分区，并且进一步包括位于至少一对分区之间的风扇区域，所述一个或多个风扇单元用于从所述两个或更多个分区以及从所述机架的一个或多个侧面带入空气并且将所述空气从所述风扇区域的后部排出。
11.在一些实施例中，每个冷却门通过铰链联接到所述设备外壳的所述后部，并且其中每个冷却门通过绕所述铰链旋转在其第一位置与其第二位置之间移动。
12.在一些实施例中，每个冷却门中的所述热交换器与其对应的it设备之间的流体联接通过所述铰链中的至少一个定线。
13.在一些实施例中，所述it机架包括两个或更多个设备外壳和位于至少一对设备外壳之间的风扇区域，所述风扇区域适于接纳一个或多个风扇单元，所述一个或多个风扇单元用于从所述两个或更多个设备外壳带入空气并且将所述空气从所述风扇区域的后部排出。
14.在另一方面，提供了一种数据中心。所述数据中心包括数据中心设施和多个如上所述的信息技术(it)机架。所述多个信息技术(it)机架位于所述数据中心设施中的一个或多个行中。
15.在一些实施例中，至少一个it机架进一步包括径向风扇单元，所述径向风扇单元位于至少一对分区之间并且适于从所述分区带入空气并将其从所述设备外壳的后方排出。
16.在一些实施例中，一行中的至少两个it机架通过铰接在彼此最靠近的所述设备外壳的侧面上的所述冷却门的组合宽度彼此分开。
17.在一些实施例中，所述一个或多个行的it机架包括第一行和第二行，所述第一行中的每个it机架的后方面向所述第二行中的每个it机架的后方。
18.在一些实施例中，所述第一行中的每个it机架和所述第二行中的每个it机架具有处于所述第二位置的冷却门，使得一个it机架的所述冷却门与相邻it机架的所述冷却门邻接并且所述冷却门和所述设备外壳形成热通道。
19.在一些实施例中，每个it机架具有单个冷却门，所述单个冷却门在处于所述第一位置时延伸跨过所述设备外壳的所有分区。
20.在一些实施例中，每个it机架具有一对冷却门，所述一对冷却门中的每一个在处于所述第一位置时延伸跨过所述设备外壳的一个或多个分区。
附图说明
21.参照以下附图描述了本发明的非限制性和非穷举性的实施例，其中，除非另有说明，否则贯穿各个视图，相同的附图标记表示相同的部件。
22.图1是电子机架的一实施例的框图，该电子机架具有收容在其中的电子器件和冷却系统。
23.图2a
–
图2b是包括冷却门的信息技术(it)机架的一实施例的横截面俯视图。图2a示出了处于第一位置的冷却门，而图2b示出了处于第二位置的冷却门。
24.图2c是冷却门的一实施例的侧视图。
25.图3a
–
图3b是包括多个冷却门的it机架的另一实施例的横截面俯视图。图3a示出
了处于第一位置的冷却门，而图3b示出了处于第二位置的冷却门。
26.图4是包括多个冷却门的it机架的另一实施例的横截面俯视图。
27.图5a
–
图5b是包括冷却门的it机架的另一实施例的横截面俯视图。
28.图6是使用具有冷却门的it机架的数据中心的一实施例的平面图。
29.图7是使用具有冷却门的it机架的数据中心的另一实施例的平面图。
30.图8是使用具有冷却门的it机架的数据中心的另一实施例的平面图。
31.图9是使用具有冷却门的it机架的数据中心的另一实施例的平面图。
具体实施方式
32.描述了具有一个或多个冷却门的it机架的实施例。描述了具体的细节以提供对实施例的理解，但是相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个所描述的细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来实践本发明。在一些情况下，公知的结构、材料或操作未示出或未详细描述，但仍包含在本发明的范围内。
33.在整个说明书中，对“一个实施例”或“一实施例”的引用是指所描述的特征、结构或特性可以包括在至少一个所描述的实施例中，使得出现“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定全部指的是同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
34.所公开的it机架的实施例提供了高弹性和兼容的硬件平台，用于在不同数据中心环境中部署不同类型的服务器。在所描述的机架中，配备有热交换器盘管的冷却门的一个或多个部分附接到机架的后侧。可以在第一(闭合)位置(延伸跨过机架的后侧)或第二(打开)位置操作冷却门，以扩展冷却能力。用于移动冷却气流的风扇单元可以在机架的中间部分中使用，或集成在两个邻近的机架之间。如果在单个机架中使用风扇单元，则机架可以具有用于收容风扇单元的专用的风扇部分。封闭解决方案用于布置机架，并描述了数据中心封闭和机架架构的几种系统布局。
35.这种高级混合机架配置和设计的特征包括：
36.·
后门热交换器，用于扩展热扩散。
37.·
用于气流管理的可选集成风扇单元。
38.·
针对不均匀的服务器功率填充的冷却调节。
39.·
支持空气冷却的数据中心和液体冷却的数据中心以及空气冷却的it设备和液体冷却的it设备的操作和冷却。
40.·
使不同的数据中心系统级别的集成设计成为可能。
41.·
扩展it机架的作用，使其不仅作为机柜执行。机架可以是在不同类型的数据中心中部署不同类型的服务器，同时支持不同类型的冷却需求并提供弹性的冷却能力扩展能力的解决方案。
42.图1是图示电子机架的一实施例的侧视图的框图。在一个实施例中，电子机架100包括cdu 101、机架管理单元(rmu)102以及一个或多个服务器刀片103a-103d，其统称为服务器刀片103。服务器刀片103可以分别从电子机架100的前端104插入到服务器插槽阵列中。要注意的是，尽管仅示出了四个服务器刀片103a-103d，但可以在电子机架100内保持更多或更少的服务器刀片。还要注意的是，所示出的cdu 101、rmu 102和服务器刀片103的特
定位置仅是出于说明目的；还可以实现cdu 101、rmu 102和服务器刀片103的其他布置或配置。此外，设置在前端104上的前门和设置在后端105上的后门是可选的。在一些实施例中，在前端104和/或后端105上可以没有门。
43.在一个实施例中，cdu 101包括热交换器111、液体泵112和泵控制器110。热交换器111可以是液-液热交换器。热交换器111包括第一管，第一管具有第一对液体连接器，第一对液体连接器联接到外部液体供应/返回管线131
–
132以形成主回路，其中联接到外部液体供应/返回管线131
–
132的连接器可以设置或安装在电子机架100的后端105上。另外，热交换器111还包括第二管，第二管具有联接到液体歧管125的第二对液体连接器，液体歧管125可以包括用于向服务器刀片103供应冷却液体的供应歧管以及用于将较暖液体返回cdu 101的返回歧管。处理器可以安装在冷板上，其中冷板包括嵌入其中的液体分配通道，用于接收来自液体歧管125的冷却液体并且使携带从处理器交换的热量的冷却液体返回液体歧管125。供应/返回管线131
–
132可以流体联接到冷却门(参见图2a以及下列等等)、数据中心的液体冷却系统、或两者。
44.每个服务器刀片103可以包括一个或多个it组件(例如，cpu、gpu、内存和/或存储装置)。每个it组件可以执行数据处理任务，其中it组件可以包括软件，软件安装在存储装置中，加载到内存中并由一个或多个处理器执行以执行数据处理任务。服务器刀片103可以包括联接到一个或多个计算服务器(也称为计算节点)的主机服务器(称为主机节点)。主机服务器(具有一个或多个cpu)典型地通过网络(例如internet)与客户端接联，以接收对特定服务(诸如存储服务，例如基于云的存储服务，诸如备份和/或恢复)的请求，执行应用程序以执行某些操作(例如，作为软件即服务或saas平台的一部分的图像处理、深度数据学习算法或建模等)。响应于该请求，主机服务器将任务分配给由主机服务器管理的一个或多个计算服务器(具有一个或多个gpu)。计算服务器执行实际任务，其可能会在操作期间产生热量。
45.电子机架100还包括rmu 102，rmu 102配置为提供和管理供应至刀片式服务器103和cdu 101的电力。rmu 102可以联接到电源单元(未示出)以管理电源单元的功耗，以及电源单元的其他热管理(例如，冷却风扇)。电源单元可以包括必要的电路(例如，交流电(ac)到直流电(dc)或dc到dc电源转换器、电池、变压器或稳压器等)，以向电子机架100的组件的其余部分提供电力。
46.在一个实施例中，rmu 102包括最优控制逻辑211和机架管理控制器(rmc)122。最优控制逻辑211联接到服务器刀片103中的至少一些，以接收每个服务器刀片103的操作状态，例如处理器的处理器温度、液体泵112的当前泵速以及冷却液体的液体温度等。基于该信息，最优控制逻辑211通过优化预定目标函数来确定液体泵112的最佳泵速，以使在满足一组预定约束时目标函数的输出达到最大值。基于最佳泵速，rmc 122被配置为向泵控制器110发送信号，以基于最佳泵速来控制液体泵112的泵速。
47.图2a
–
2c一起图示了信息技术(it)机架200的一实施例。图2a
–
2b是机架的顶部横截面。it机架200具有前部和后部，并且包括设备外壳202，设备外壳202被划分为一个或多个竖直定向的分区204。这意味着该机架不仅可以沿高度布置在u空间中，还可以跨过其宽度方向划分为多个区域。在所图示的实施例中，设备外壳202可以是被划分为两个分区204a和204b的标准it机架，但是在其他实施例中，设备外壳不需要是标准it机架并且可以具有
比所示出的更多或更少的分区。每个分区204是一个it区域，其适于接纳一个或多个液体冷却的it硬件，诸如服务器、路由器、冷却部件等，例如如图1所示。每个it硬件例如可以包括机箱206，在机箱206中收容有电子器件和液体冷却部件208。服务器机箱和风扇可以从机架的前侧填充到机架的专用空间处。
48.冷却门210通过位于机箱后部的一个或多个铰链212联接到外壳202。冷却门210中具有热交换器，该热交换器与位于分区204a和204b中的液体冷却的it硬件流体联接，从而与液体冷却部件208形成回路。热交换器与门一起旋转。冷却门210可以绕铰链212从跨过外壳的后部延伸的第一位置旋转到第二位置，在第二位置，冷却门相对于其第一位置成非零角度β(参见图2b)。换句话说，冷却门210在β＝0时处于其第一位置，在β≠0时处于其第二位置。冷却门的第一位置也可以描述为“闭合”，冷却门的第二位置也可以描述为“打开”。在所图示的实施例中，在打开位置，角度β基本上为180度，但是在其他实施例中，角度β可以是零度与270度之间的任何角度。机架200的其他实施例可以具有冷却门，该冷却门除了通过绕铰链旋转之外，还可以在它们的第一位置与第二位置之间移动(参见例如图5a
–
5b)。另外，如果冷却门连接到诸如外部冷却回路的冷却源，则外部流体供应和返回件可以在铰链处或在铰链的位置附近联接。以下结合图2c描述冷却门210的一实施例。
49.在所图示的实施例中，风扇单元214位于分区204a和204b之间的风扇区域中。在具有多于两个分区的实施例中，风扇单元可以放置在每对分区之间。在所图示的实施例中，风扇单元214从机架202的侧面吸入或带入空气，并且将其从外壳的后部排出(参见图2b)。在一个实施例中，风扇单元214可以包括一个或多个径向风扇，其引导气流以在离开机架之前覆盖每个分区中的尽可能多的区域。在一个实施例中，每个分区可以配备有一个或多个单独的风扇用于气流管理。风扇单元是一个选件，并且可以用于某些高密度应用场景、性能和气流管理优化等。其他实施例可以省略任何一对分区之间的风扇单元，并且省略风扇单元的实施例也可以省略其中安装风扇单元的风扇区域。
50.图2b示出了处于操作模式的机架200，其中冷却门210处于其第二(打开)位置，其中β设置为180度。气流也在图中以虚线箭头示出，该箭头示出了将冷却门用作闭合回路时的气流路径。经过冷却门210的气流由机架200所处的数据中心房间的房间冷却空气单元供应。一部分冷却气流穿过冷却门，而另一部分气流在离开机架后部之前穿过机架的两侧。机架200也可以以其他模式操作。在一种操作模式下，冷却门保持闭合(β＝0)，在这种情况下，流经冷却门和热交换器的空气主要是离开设备外壳后部的空气。在另一种操作模式下，冷却门可以是打开的，但处于小于90度(0≤β≤90)的角度，在这种情况下，流经冷却门的空气可能是设施空气和离开外壳的空气的混合物。在还有另一种操作模式下，冷却门可以是打开的，但处于大于或等于90度(β≥90)的任何角度，这取决于实际使用情况以及数据中心房间/it集群的布局和机架的布置配置。
51.图2c图示了冷却门210的一实施例。冷却门210包括框架216，该框架216在一侧的顶部和底部处包括两个凸起218。凸起218包括用于容置铰链212的装备。热交换器位于框架216内，并且可以被流体联接到与冷却门210联接的机架的分区内的it设备的一个或多个液体冷却系统(参见图2a
–
2b)。在闭环配置中，热交换器只能联接到外壳中电子器件的液体冷却系统，从而形成自容纳于机架中的冷却回路—即闭合冷却回路。在开环配置中，热交换器可以替代地或另外地联接到数据中心的液体冷却回路(即机架外部的冷却回路)，使得液体
冷却不再是自容纳于机架中的。
52.在所图示的实施例中，热交换器是液-气热交换器，其包括管220，管220与翅片222热联接，以增强从流经管220的液体到流过管220和翅片222的空气的热传递。在一个实施例中，冷却门的前方和后方可以完全打开，以允许空气畅通无阻地流经门和热交换器，如图2b所示。在其他实施例中，诸如筛网的流通元件可以放置在冷却门的前方、后方、或前方和后方两者处，以保护门内的元件，同时允许气流经过门和热交换器。在其他实施例中，管布置布局可以不同，诸如以平行的方式。
53.在冷却门从其第一位置向其第二位置移动期间，铰链212没有平移或最低程度地平移，使得在所图示的实施例中，热交换器的管220可以通过铰链212联接到分区内的it设备的液体冷却系统，从而在机架200内形成闭合的液体冷却回路。在一个实施例中，例如，外壳202可以包括与冷却系统联接的流体贮存器或歧管(未示出)，然后贮存器、泵或歧管可以通过铰链212流体联接到热交换器。在另一个实施例中，冷却门210可以包括流体贮存器或歧管(未示出)，然后可以将其通过铰链联接到机架中的液体冷却系统。在冷却门210的其他实施例中，热交换器与液体冷却系统之间的流体连接不需要通过铰链。例如，可以使用直接流体连接到热交换器的柔性软管，或通过流体联接在流体贮存器或歧管与热交换器之间的柔性软管来实现流体连接。在另一个实施例中，冷却门210中的热交换器可以流体联接到外部液体冷却回路，例如机架所处的数据中心中的液体冷却回路。与外部液体冷却回路的连接可以是上述闭环连接的补充或替代。在另一个实施例中，在闭环设计中，机架分配歧管和铰链可以组合为一个部件。任一实施例都形成不同的冷却架构，并且可能需要某些附加设备，但是机架200本身的配置无需任何修改即可与这些应用场景兼容。
54.图3a
–
3b一起图示了it机架300的另一实施例。图3a示出了具有处于其第一位置的冷却门的机架300，图3b示出了处于其第二位置的冷却门。it机架300在大多数方面类似于it机架200：它具有前部和后部，并且包括设备外壳202，设备外壳202被划分为竖直定向的分区204a和204b，但是其他实施例可以具有比所示出的更多或更少的分区。每个分区204是一个it区域，其适于接纳一个或多个液体冷却的it硬件，诸如服务器、路由器、冷却部件等，例如如图1所示。例如，每个it硬件可以包括机箱206，在机箱206中收容有电子器件和液体冷却部件208。在一个实施例中，具有风扇单元214的风扇区域位于分区204a和204b之间的风扇区域中，尽管其他实施例不需要包括风扇单元，并且没有风扇单元214的实施例不需要包括用于收容风扇单元的风扇区域。
55.机架200和300之间的主要区别在于，机架300包括多个冷却门210。在所图示的实施例中，机架300包括两个冷却门210a和210b，每个冷却门在处于其第一(闭合)位置时都延伸跨过单个分区。这与机架200相反，在机架200中，单个冷却门在处于其第一位置时延伸跨过多个分区。在一个实施例中，冷却门210a和210b具有以上结合图2c描述的构造，但是在其他实施例中，它们可以具有与所示出的不同的构造，并且在还有其他实施例中，两个冷却门不需要具有相同的构造。机架300具有全部与机架200相同的操作模式。
56.图3b图示了具有处于第二(打开)位置的冷却门210的机架300。门210a从图3a所示的其第一位置绕铰链212a旋转角度βa到其第二位置。类似地，冷却门210b绕铰链212b旋转角度βb到其第二位置。在所图示的实施例中，βa不同于βb(βa≠βb)，但是在其他实施例中，βa可以与βb相同(βa＝βb)。在一个实施例中，例如，βa＝βb＝180度(例如，参见图6
–
9)，但是β
a和βb的每一个可以取0度与270度之间的任何值。风扇214可以位于如图3a所示的在204a和204b之间的中间中的单个空间，或者如图3b所示的两个独立的空间中。
57.图4图示了it机架400的一实施例，它也可以理解为机架系统。机架400具有前部和后部，并且包括两个设备外壳402和404，每个设备外壳被划分为竖直定向的分区：外壳402被划分为分区402a和402b，而外壳404被划分为分区404a和404b。机架的其他实施例可以具有比所示出的更多或更少的外壳，每个外壳可以具有比所示出的更多或更少的分区，并且每个外壳不需要具有相同数量的分区。在一个实施例中，每个外壳402和404是标准it机架，但是在其他实施例中不需要是这种情况。那么机架400与机架300之间的区别在于，机架300是被划分为一个或多个分区的单个外壳，而机架400组合了多个外壳，每个外壳可以被划分为一个或多个分区。如在机架200和300中一样，每个分区402a
–
402b和404a
–
404b是一个it区域，其适于接纳一个或多个液体冷却的it硬件，诸如服务器、路由器、冷却部件等，例如如图1所示。例如，每个it硬件可以包括机箱206，在机箱206中收容有电子器件和液体冷却部件208。机架400具有全部与机架200和300相同的操作模式。
58.一对冷却门410跨过机架400后部的至少一部分定位：冷却门410a通过铰链412a可旋转地联接到外壳402并且在其第一(闭合)位置延伸跨过外壳402及其分区，而冷却门410b通过铰链412b可旋转地联接到外壳404并且在其第一(闭合)位置延伸跨过外壳404及其分区。冷却门410a
–
410b可以绕铰链412从跨过外壳后部的第一位置旋转到第二(打开)位置，在第二(打开)位置，冷却门相对于其第一位置成非零角度β。冷却门410a从其第一位置绕铰链412a旋转角度βa到其第二位置，而冷却门410b绕铰链412b旋转角度βb到其第二位置。在所图示的实施例中，βa不同于βb(βa≠βb)，但是在其他实施例中，βa可以与βb相同(βa＝βb)(参见例如图6
–
9)。在所图示的实施例中，例如，βa＝180度并且βb＝0度，但是βa和βb的每一个可以取0度与270度之间的任何值。冷却门410a和410b中具有热交换器，这些热交换器与位于分区402a
–
402b和404a
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404b中的液体冷却的it硬件流体联接，并且门内的热交换器与门一起旋转。在一个实施例中，冷却门410a和410b具有图2c所示的构造。
59.在所图示的实施例中，风扇单元414位于外壳402和404之间的风扇区域中，尽管在其他实施例中，也可以在外壳内的分区之间存在风扇单元，如图3a
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3b所示。其他实施例不需要包括风扇单元，并且没有风扇单元414的实施例不需要包括用于收容风扇单元的风扇区域。在具有多于两个外壳的实施例中，并非每对外壳之间都需要风扇单元。在所图示的实施例中，风扇单元414从外壳402和404的侧面吸入空气或带入空气并且将其从机架的后侧排出。与it机架200和300一样，在机架400的一些实施例中，可以省略风扇单元414，并且在省略风扇单元的实施例中，也可以省略外壳402和404之间的风扇区域。
60.图5a
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5b图示了it机架500的另一实施例。it机架500在大多数方面类似于it机架200(参见图2a
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2b)：它具有前部和后部，并且包括设备外壳202，设备外壳202被划分为竖直定向的分区204a和204b，尽管其他实施例可以具有比所示出的更多或更少的分区。每个分区204是一个it区域，其适于接纳一个或多个液体冷却的it硬件，诸如服务器、路由器等，例如如图1所示。例如，每个it硬件可以包括机箱206，在机箱206中收容有电子器件和液体冷却部件208。机架500还可以在分区204a和204b之间的风扇区域中包括可选的风扇单元214。
61.机架500与机架200、300和400之间的主要区别是冷却门的运动。机架500包括位于外壳后方的冷却门502，并且冷却门可以从跨过外壳后部的第一(闭合)位置(图5a)移动到
第二(打开)位置，在第二(打开)位置，冷却门从外壳的侧面突出(图5b)。冷却门502包括一个或多个导轨504，导轨504通过导引件506滑动，使得冷却门502沿着导轨504通过导引件506在第一和第二位置之间滑动，而不是绕铰链在其第一和第二位置之间旋转。在一个实施例中，冷却门502可以具有基本上如图2c所示的构造，其中铰链由门的顶部和/或底部处的导轨代替。在一个示例中，可以使用柔性软管在分区中的液体冷却的it设备之间进行连接。由于冷却门与外壳内部的液体冷却部件之间存在流体连接(无论是否通过分配歧管)，因此对应的柔性软管应足够长，以支持冷却门502从一个位置到另一个位置的移动。在其他实施例中也可以使用其他类型的设计。机架500的其他实施例可以包括类似于机架200、300或400的多个冷却门，并且机架500具有全部与机架200、300和400相同的操作模式。
62.图6图示了数据中心600的一实施例。数据中心600包括数据中心设施602。尽管在该图中未示出，但是数据中心600可以包括空气冷却系统，该空气冷却系统联接到数据中心设施602以控制设施内的空气流量和空气温度。多个it机架位于数据中心设施602内，布置成至少一个行。数据中心600的所图示的实施例具有两个行，每一行具有两个机架，但是其他实施例可以具有与所示出的数量不同的行数，并且每一行可以具有与所示出的数量不同的机架数。在所图示的实施例中，机架全部是it机架400(参见图4)，但是数据中心600的其他实施例可以使用其他机架实施例，诸如机架200、300或500。在还有其他实施例中，一行中的所有机架不需要是同一类型的机架。该图中最左边两个机架上的虚线箭头图示了操作期间经过每个机架的气流。
63.在数据中心600中，每一行内的机架彼此隔开。调节机架之间的间距，以适应相邻机架上冷却门的组合宽度—即每个机架上最靠近相邻机架的冷却门的冷却门的宽度。例如，在该图的顶部一行中，每个机架400_1和400_2具有一对冷却门410a和410b。机架400_1和400_2隔开的距离为w，距离w基本上是机架400_1的冷却门410b从机架400_1的侧面突出的距离w1和机架400_2的冷却门410a从机架400_2的侧面突出的距离w2的总和。换句话说，在所图示的实施例中，选择宽度w，使得每个冷却门的侧面邻接或几乎邻接相邻的冷却门的侧面—例如，机架400_1的冷却门410b邻接机架400_2的冷却门410a—以创建封闭区域604。但是在其他实施例中，机架之间的间距可以不同，并且冷却门不需要邻接。在所图示的实施例中，每个机架的两个冷却门均处于其β＝180度的第二位置。通过如上所述将每一行中的it机架隔开，设备外壳400及其冷却门410在各行之间形成封闭区域604。各行机架之间的距离h可以选择为足够大，以适应冷却门绕其铰链的旋转。
64.在操作中，来自数据中心设施602的冷空气流经每个外壳和分区，并且流经每个冷却门，从而从每个外壳内的电子器件中移除热量，如该图中的虚线箭头所示。从设备外壳内部和每个冷却门中的热交换器离开的热空气流入封闭区域604，然后可以从封闭区域604引导到设施的气候控制设备，以从设施中排出或冷却并作为新的冷却空气重新引入到设施中。然后，封闭区域604在热通道/冷通道布置中用作热通道，其用于容纳气流并将用于房间的气流分开用于两个区域。冷却气流被分开并用于独立和同时冷却机架和冷却门，使得冷却门用作热膨胀单元，其利用闭合回路内循环的流体将在it机架内的一部分热量传递到冷却门。因此，热负荷和冷却空气之间的热传递面积显著增加，并且可以更有效地使用设施气流。但是，这也可以理解为增加单个机架中的机架密度，同时使用冷却门分离热量或扩大热交换面积，以实现更好的热管理。
65.图7图示了数据中心700的一实施例。数据中心700在大多数方面类似于数据中心600：它包括数据中心设施702，并且尽管在该图中未示出，但是它可以包括空气冷却系统，空气冷却系统联接到数据中心设施702以控制设施内的空气流量和空气温度。数据中心700还可包括液体冷却系统，以使冷却流体循环通过单独的机架及其冷却门。多个it机架位于数据中心设施702内，布置成至少一个行。数据中心700的所图示的实施例具有两个行，每一行具有三个机架，但是其他实施例可以具有与所示出的数量不同的行数，并且每一行可以具有与所示出的数量不同的机架数。在所图示的实施例中，机架全部是it机架200(参见图2)，但是数据中心700的其他实施例可以使用其他it机架实施例，诸如机架300、400或500。在还有其他实施例中，一行中的所有机架不需要是同一类型的机架。该图中机架200_1上的虚线箭头图示了操作期间经过每个机架的气流。
66.在数据中心700中，每一行内的机架彼此隔开。调节机架之间的间距，以适应每个机架上冷却门的宽度。例如，在该图的顶部一行中，每个机架200_1至200_3具有一个冷却门210。如机架200_2和200_3所示，每一行中的机架隔开的距离为w，距离w基本上是机架200_3的冷却门210从机架200_3的侧面突出的宽度w1。换句话说，在此间距下，每个冷却门邻接或几乎邻接相邻的机架。各行机架之间的距离h可以选择得足够大，以适应冷却门210绕其铰链的旋转。在所图示的实施例中，每个机架的冷却门210处于其β＝180度的第二位置。通过如上所述将每一行中的it机架隔开，设备外壳200及其冷却门210在各行之间形成了封闭区域704，类似于数据中心600。
67.数据中心700的操作类似于数据中心600的操作。来自数据中心设施702的冷空气流经每个外壳和分区，并且流经每个冷却门，从而从每个外壳内的电子器件中移除热量，如该图中的虚线箭头所示。从设备外壳内部和每个冷却门中的热交换器离开的热空气流入封闭区域704，然后可以从封闭区域704引导到设施的气候控制设备，进行冷却并可能作为新的冷却空气重新引入到设施中。封闭区域704在热通道/冷通道布置中用作热通道。图6和图7示出了热通道封闭，但是在实际使用中可以结合使用不同的封闭解决方案。
68.图8图示了数据中心800的一实施例。数据中心800在大多数方面类似于数据中心600和700：它包括数据中心设施802，并且尽管在该图中未示出，但是它可以包括空气冷却系统，空气冷却系统联接到数据中心设施802以控制设施内的空气流量和空气温度。数据中心800还可包括液体冷却系统，以使冷却流体循环通过单独的机架及其冷却门。多个it机架位于数据中心设施802内，布置成至少一个行。数据中心800的所图示的实施例具有两个行，每一行具有两个机架，但是其他实施例可以具有与所示出的数量不同的行数，并且每一行可以具有与所示出的数量不同的机架数。在所图示的实施例中，机架全部是it机架400(参见图4)，但是数据中心700的其他实施例可以使用其他机架实施例，诸如机架200、300或500。在还有其他实施例中，一行中的所有机架不需要是同一类型的机架。
69.数据中心800说明了上述it机架的部署灵活性。每个机架可以利用与先前所述不同的冷却门配置来操作，并且所有机架不需要利用相同的冷却门配置来操作。例如，在该图的顶部一行中，每个机架400_1和400_2具有一对冷却门410a和410b。机架400_1和400_2隔开的距离为w，如以上针对图6所描述的，以允许冷却门410移动到其第二(打开)位置。但是，尽管相对于彼此放置以适应冷却门的β＝180度的第二(打开)位置，机架400_1和400_2两者将其冷却门保持在其β＝0度的第一(闭合)位置。一行中的机架也可以以一些冷却门处于其
闭合位置而另一些冷却门处于其打开位置进行操作。例如，如该图中底部一行所示，机架400_3和400_5中的每一个具有处于闭合位置的一个门以及处于β＝180度的打开位置的一个门，而机架400_4将其两个冷却门保持在其β＝0度的闭合位置。机架400_4还省略了风扇单元，说明可以根据需要使用或省略风扇单元，以调整来自每个机架的热传递或调整机架之间的间距。400_3中使用的风扇单元专用于其左边的机架，而400_5中使用的风扇单元专用于其右边的机架。
70.图9图示了数据中心900的一实施例。数据中心900在大多数方面类似于数据中心600、700和800：它包括数据中心设施902，并且尽管在该图中未示出，但是它可以包括空气冷却系统，空气冷却系统联接到数据中心设施902以控制设施内的空气流量和空气温度。数据中心900还可包括液体冷却系统，以使冷却流体循环通过单独的机架及其冷却门。多个it机架位于数据中心设施902内，布置成至少一个行。数据中心900的所图示的实施例具有两个行，每一行具有四个机架，但是其他实施例可以具有与所示出的数量不同的行数，并且每一行可以具有与所示出的数量不同的机架数。在所图示的实施例中，机架全部是it机架300(参见图3a
–
3b)，但是数据中心900的其他实施例可以使用其他机架实施例，诸如机架200、400或500。在还有其他实施例中，一行中的所有机架不需要是同一类型的机架。在该图中，图示了冷却门处于其闭合位置(实线轮廓线)和打开位置(虚线轮廓线)，但是在任何给定的配置中，每个冷却门将打开或闭合。
71.数据中心900再次说明了上述it机架的部署灵活性。当封闭区域/热通道904的尺寸h是极限时，诸如具有两个冷却门的机架300的机架可能是更好的选择。使用两个冷却门可以为机架功率密度不均匀的管理提供更多的冷却灵活性。冷却门在其闭合位置(β＝0)以实线表示，而在其打开位置(在本实施例中β＝180)以虚线表示。机架之间的间距是如以上针对数据中心600所描述的，使得当所有冷却门均处于其打开位置时，它们会邻接或几乎邻接，从而使冷却门和外壳创建封闭区域/热通道封闭904。
72.在纯空气冷却的数据中心中，使用空气和液体对高密度机架进行混合冷却：将携带热负荷的液体再循环到冷却门，并使用设施气流对门进行冷却。如果机架本身仅进行空气冷却，则有两种可能性。首先，可以将冷却门闭合使用，但将其流体联接到外部数据中心的冷却流体回路(如果可用)，在这种情况下，冷却门用作后门热交换器。这是作为混合冷却系统操作的，其中it机架进行空气冷却。其次，冷却门可以打开使用，但带有盲板，在这种情况下，设施气流仅用于直接冷却机架。
73.如先前所提到的，数据中心和it设备的寿命是不同的。例如，考虑建造一个160kw的空气冷却的数据中心。如果每个第一代it机架配置的额定功率为10kw，则图9中所示的两个行可以完美地填充16个机架。但是，如果在第二代机架中功率上升到20kw，则所描述的it机架的实施例可以部署八个20kw机架，并同时以最有效的方式使用冷却系统。因此，所描述的机架实施例为数据中心中的服务器部署提供了高度灵活的平台。
74.除了上述实施例之外，所描述的it机架和数据中心的其他实施例也是可能的。例如：
75.·
内部系统设计(诸如用于每个节点的热交换器、泵抽系统和单独的液体冷却回路)可能会有所不同。
76.·
该解决方案可用于空气冷却数据中心或液体冷却数据中心；在液体冷却数据中
心中，冷却流体被供应到机架或冷却门；因此，部署方法和机架内部回路设计可能会有所不同。
77.·
可以使用附加风扇系统或结构来管理气流并提高效率。
78.实施例的以上描述并非旨在穷举性的或将本发明限制为所描述的形式。本文出于说明性目的描述了本发明的具体实施例和示例，但是可以进行各种修改。