用于高效的数据中心冷却的系统和方法

用于高效的数据中心冷却的系统和方法
【专利摘要】本发明的实施例提供了数据中心中响应于冷却和/或湿度需求的高效冷却，其利用具有多个冷却回路的系统，以考虑到第一冷却液体回路的较高的冷却液体温度，同时维持数据中心室温和湿度控制。特别地，该系统包括多个集成冷却系统，其中的每一个都包括一个或多个特别设定尺寸的冷却器和液体回路以应对冷却需求。自然冷却热交换器耦合至第一液体回路，以在数据中心周围的湿球温度处于或低于第一冷却液体回路的自然冷却设置点时使用。该系统将湿度控制组件隔离至第二冷却液体回路，并使得能够更好地控制数据中心的第一冷却液体回路以满足特定的IT负荷。
【专利说明】用于高效的数据中心冷却的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及数据中心的能量管理，更具体地涉及利用多个冷却系统的高效的数据中心冷却。
【背景技术】
[0002]按照惯例，传统数据中心包括多个包含在外壳结构中的单独的计算资源。数据中心或其他物理空间受益于充分的和优化的电力和冷却基础设施。将数据中心维持在所需温度(例如，设置点)有助于防止计算机硬件(例如，IT基础设施)过热和发生故障。为此，很多数据中心被冷却至相对低的温度(例如，75° F)以提高设备可靠性和使用寿命，并避免用于修理和/或更换的停机时间。
[0003]随着数据中心消耗的电力越来越多，而首席信息官(CIO)的预算保持相对地固定，为使数据中心具有更高能量效率增加了极大的压力。数据中心正变得更加虚拟化，导致了更高且更不可预知的冷却需求，使得能量效率更具挑战性。作为响应，如美国采暖、制冷和空调工程师学会(ASHRAE)和欧盟数据中心规范(European Union Code of Conduct forDatacenters)的标准化组织已经采用了更加宽松的用于数据中心的环境标准，从而允许较高的服务器入口温度。较高的服务器入口条件鼓励数据中心空间独有的新颖和具创造性的设计和控制理念。不同于其他类型的建筑环境，数据中心具有极低的潜热负荷，因为IT负荷只产生可感觉的热量,而在该空间中很少有人来增加数据中心空气的湿度，并且新鲜空气的组成很低。
[0004]可以设计支持数据中心具有可变速度的设备和在外部环境条件有利时自然冷却(free cooling)的选项的基础设施。尽管这些方法可以产生显著的能量节省，但它们没有完全充分利用变化的环境条件以用于增加节省。

【发明内容】

[0005]一般来说，本发明的实施例提供了在数据中心中响应于冷却和/或湿度需求进行高效冷却的方法，其利用具有多个冷却回路的数据中心冷却系统，以考虑到第一冷却液体回路的较高的冷却液体温度，同时维持数据中心室温和湿度控制。特别地，数据中心冷却系统包括多个集成冷却系统，其中的每一个都包括一个或多个特别设定尺寸的冷却器和液体回路以应对冷却需求。自然冷却热交换器耦合至第一液体回路，以在数据中心周围的湿球温度能够产生低于第一冷却液体回路的返回温度一温度差值的冷凝用水时使用。数据中心冷却系统将湿度控制组件隔离至第二冷却液体回路，并使得能够更好地控制数据中心的第一冷却液体回路以满足特定的IT负荷，由此在正常冷却和自然冷却操作期间均使能量节省最大化。
[0006]本发明的一个方面包括一种数据中心冷却系统，其包括:第一冷却系统，可操作以维持第一液体回路的预定设置点来应对数据中心内的冷却需求，第一冷却系统包括冷却器；第二冷却系统，可操作以维持第二液体回路的预定设置点来应对数据中心内的湿度和冷却需求，第二冷却系统包括尺寸被设计为具有比第一液体回路的冷却器的能力小的能力的一个或多个冷却器，其中第一液体回路的预定设置点高于第二液体回路的预定设置点；耦合至第一液体回路的热交换器，用于在数据中心周围的湿球温度低于一预定义设置点时使用，该热交换器被配置为与第一液体回路的冷却器并行或串行操作；以及将第一冷却系统与第二冷却系统耦合的流量控制设备。
[0007]本发明的另一个方面提供了一种数据中心冷却系统，其包括:包括指令的存储介质；耦合至存储介质的总线；以及经由总线耦合至控制器的处理器，当处理器执行所述指令时，使所述系统:分析数据中心的环境条件；在数据中心周围的外部湿球温度低于自然冷却设置点的情况下，响应于环境条件激活热交换器来维持第一冷却系统的第一液体回路的预定设置点；在下列任一情况下，激活第二冷却系统的冷却器以应对环境条件:数据中心周围的外部环境温度高于自然冷却设置点一预设差值，和自然冷却热交换器不能维持第一冷却系统的预定设置点；操作流量控制设备来维持第一冷却系统的液体回路的预定设置点；以及在激活第二冷却系统的冷却器不能维持第一液体回路的预定设置点的情况下，激活第一冷却系统的冷却器来应对环境条件。
[0008]本发明的另一个方面提供了一种存储计算机指令的计算机可读存储介质，当指令被执行时，使得计算机能够提供数据中心冷却，该计算机指令包括:分析数据中心的环境条件；在数据中心周围的外部湿球温度低于自然冷却设置点的情况下，响应于环境条件激活热交换器来维持第一冷却系统的第一液体回路的预定设置点；在下列任一情况下，激活第二冷却系统的冷却器以应对环境条件:数据中心周围的外部环境温度高于自然冷却设置点，和自然冷却热交换器不能维持第一冷却系统的预定设置点；操作流量控制设备来维持第一冷却系统的液体回路的预定设置点；以及在激活第二冷却系统的冷却器不能维持第一液体回路的预定设置点的情况下，激活第一冷却系统的冷却器来应对环境条件。
[0009]本发明的另一个方面提供了一种用于数据中心冷却的方法，该方法包括:由控制器分析数据中心的环境条件；在数据中心周围的外部湿球温度低于自然冷却设置点的情况下，响应于环境条件由控制器激活热交换器来维持第一冷却系统的第一液体回路的预定设置点；在下列任一情况下，由控制器激活第二冷却系统的冷却器以应对环境条件:数据中心周围的外部环境温度高于自然冷却设置点，和自然冷却热交换器不能维持第一冷却系统的预定设置点；由控制器操作流量控制设备来维持第一冷却系统的液体回路的预定设置点；以及在激活第二冷却系统的冷却器不能维持第一液体回路的预定设置点的情况下，由控制器激活第一冷却系统的冷却器来应对环境条件。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]本发明的这些和其他特征从如下结合附图进行的本发明各个方面的详细描述中将更容易地被理解，在附图中:
[0011]图1示出了根据说明性实施例的用于使能数据中心冷却的示例性计算环境的示意性描绘；
[0012]图2示出了根据说明性实施例的数据中心冷却系统的示意性描绘；以及
[0013]图3示出了根据说明性实施例的用于数据中心冷却的处理流程。
[0014]附图不一定按照比例绘制。附图仅是表示，并不旨在刻画本发明的具体参数。附图仅旨在描述本发明的典型实施例，因此不应视为范围限制。在附图中，同样的标号代表同样的元件。
【具体实施方式】
[0015]现在，这里将参考附图更加充分地描述示例性实施例，附图中示出了示例性实施例。本发明的实施例提供了在数据中心中响应于冷却和/或湿度需求进行高效冷却的方法，该方法利用具有多个冷却回路的数据中心冷却系统，以考虑到第一冷却液体回路的较高的冷却液体温度，同时维持数据中心室温和湿度控制。特别地，数据中心冷却系统包括多个集成冷却系统，其中的每一个都包括一个或多个特别设定尺寸的冷却器和液体回路以应对冷却需求。自然冷却热交换器耦合至第一液体回路，以在数据中心周围的湿球温度低于第一冷却液体回路的返回温度一个差值(等于或低于自然冷却设置点)时使用。数据中心冷却系统将湿度控制组件隔离至第二冷却液体回路，并使得能够更好地控制数据中心第一冷却液体回路以满足特定的IT负荷，由此在正常冷却和自然冷却操作期间都使能量节省最大化。
[0016]应当理解，本公开可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为限制于这里给出的示例性实施例。反而，提供这些示例性实施例使得本公开是充分的和完全的，并将本公开的范围完全地传达给本领域的技术人员。这里使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。例如，如这里使用的，单数形式“一”、“一个”、“该”也旨在包括其复数形式，除非上下文有明确的其他指示。而且，“一”、“一个”等的使用不表示数量的限制，而是表示存在至少一个引用项目。应当进一步地理解，在本说明书中使用的“包括”或“包含”规定陈述的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他的特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
[0017]在整个说明书中对“一个实施例”、“实施例”的引用或相似的语言意指所描述的与实施例相关联的特定的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及相似的语言可以但不必都指相同的实施例。
[0018]现在参考附图，图1描述了响应于环境条件(例如，冷却和/或湿度需求)促进数据中心冷却的系统100。如图所示，系统100包括在计算机基础设施104内部署的计算机系统102。其旨在阐明的事情之一是可以在网络环境106 (例如，因特网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、虚拟专用网(VPN)等)中、云计算环境中，或在独立的计算机系统上实现实施例。计算机基础设施104还旨在阐明系统100的一些或全部组件可以由服务提供商部署、管理、维修等等，服务提供商为其他人提供实现、部署和/或执行本发明的功能。
[0019]计算机系统102旨在表示可以在部署/实现这里叙述的教导时实现的任意类型的计算机系统。在这个特定例子中，计算机系统102表示用于提供数据中心冷却的说明性系统。应当理解，在各种实施例下实现的任何其他计算机可以具有不同的组件/软件，但会执行相似的功能。如图所示，计算机系统102包括能够与存储在存储器单元112中的控制器110合作的处理单元108，以提供数据中心冷却，其将在下面更详细地描述。图中也示出了总线113和设备接口 115。
[0020]处理单元108 —般指执行逻辑运算、计算任务、控制功能等的任何装置。处理器可以包括一个或多个子系统、组件和/或其他处理器。处理器通常包括各种逻辑组件，逻辑组件利用时钟信号来操作以锁存数据、推进逻辑状态、同步计算和逻辑运算，和/或提供其他定时功能。在操作中，处理单元108接收在LAN和/或WAN(例如，Tl、T3、56kb、X.25)、宽带连接(ISDN、帧中继、ATM)、无线链路(802.11，蓝牙等)等上传送的信号。在一些实施例中，信号可以利用例如信任密钥对加密来加密。不同系统可以利用诸如以太网或无线网络、直接串行或并行连接、usb、Firewire?.Bluetooth?.或其他专有接口的不同通信路径来传送信息。(Firewire是苹果计算机公司的注册商标。Bluetooth是蓝牙特别兴趣小组(SIG)的注册商标)。
[0021]总体而言，处理单元108执行计算机程序代码，诸如存储在存储器单元112和/或存储系统114中的用于操作控制器110的程序代码。当执行计算机程序代码时，处理单元108可以从存储器单元112和存储系统114中读取数据和/或向存储器单元112和存储系统114中写入数据。存储系统114可以包括￥0?、0￥1?、狀10阵列、USB硬驱动器、光盘记录器、闪存设备和/或用于存储和/或处理数据的任何其他数据处理和存储元件。尽管没有示出，计算机系统102还可以包括与计算机基础设施104的一个或多个硬件组件通信的I/O接口，该硬件组件(例如，键盘，显示器，照相机等)使得用户能够与计算机系统102互动。
[0022]现在参考附图2，更详细地描述数据中心冷却系统120的结构和操作。如图所示，数据中心冷却系统120包括第一(即，主要)冷却系统122，其可操作以维持第一液体(例如，水)回路124的预定设置点，从而应对数据中心126内的冷却和湿度需求，例如，由IT负荷产生的温度升高引起 的冷却需求。数据中心冷却系统120进一步包括第二(B卩，次要)冷却系统132，其可操作以维持第二液体(例如，水)回路134的预定设置点，从而应对数据中心126内的冷却需求。在示例性实施例中，第一液体回路124的预定设置点被维持为高于第二液体回路134的预定设置点。在一个非限制示例中，第二液体回路134的设置点温度大约为40-50° F，而第一液体回路124进入数据中心126的设置点温度大约为55-65° F，离开数据中心126的设置点温度大约为65-75° F。如在下面进一步详细描述的，根据示例性实施例将第一液体回路124与第二液体回路134集成，允许第一液体回路124具有较高的冷却液体温度，从而在正常冷却操作和自然冷却操作二者期间都使得数据中心126内的能量效率最大化。
[0023]如图所示，数据中心冷却系统120进一步包括一个或多个可以和第一液体回路124合作的冷却器138，以及一个或多个可以和第二液体回路134合作的冷却器140，其中第二液体回路134的冷却器140被故意设定尺寸为具有比第一液体回路124的冷却器138小的能力(即，传热能力(焓差)和冷却液的流速)。在一个非限制的实施例中，第二液体回路134的冷却器140的能力为第一液体回路124的冷却器138的能力的大约20_30%。
[0024]数据中心冷却系统120进一步包括一个或多个耦合至第一液体回路124的一个或多个热交换器，以在数据中心126周围的环境温度低于预定义设置点时使用。特别地，热交换器144被配置为在数据中心冷却系统120的自然冷却操作期间维持第一液体回路124的设置点。即，在较凉爽的天气条件下，外部环境温度可以帮助在数据中心冷却系统120中节省能量。自然冷却可以用于通过每当外部湿球温度降低至低于所需设置点(即，低于第一液体回路124的返回温度一个差值)时，将第一液体回路124的冷却器138维持在“关闭”状态达一较长时间段，来节省能量。在一个非限制实施例中，在返回到正常操作之前，第一液体回路124为数据中心120贡献了增长大约50%的更多自然冷却时间。如图所示，热交换器144与第一液体回路124的冷却器138并行或串行操作。
[0025]数据中心冷却系统120进一步包括多个泵148A-C，和将第一冷却系统122的第一液体回路124与第二冷却系统122的第二液体回路134耦合的流量控制设备(例如，三向阀)。如下面更详细地描述的，响应于操作期间的冷却需求，激活一个或多个泵148A-C，并打开流量控制设备150 (例如，从第一液体回路124向第二液体回路134)以维持第一液体回路124的设置点。两个液体回路之间的液体混合降低了第一液体回路124的温度，从而防止或至少延迟了第一冷却系统122的冷却器138的启动。
[0026]数据中心126进一步包括多个传感器130，用于捕捉表示数据中心126内部和周围的环境属性的数据，这些数据包括但不限于:温度、湿度、气流、碳排放等等。传感器130可以包括任何类型的能够捕捉数据中心126的环境条件的传感器。数据中心126收集表示来自传感器130的输出的信号并将其路由至控制器110。信号可以在LAN和/或WAN (例如，Tl、T3、56kb、X.25)、宽带连接(ISDN、帧中继、ATM)、无线链路(802.U、蓝牙等)等上传送。不同的传感器系统可以利用诸如以以太网或无线网络、直接串行或并行连接、USB、Firewire?、Bluetooth?或其他专有接口的不同通信路径传送信息。(Firewire是苹果计算机公司的注册商标。Bluetooth是蓝牙特别兴趣小组(SIG)的注册商标)。在一些实施例中，传感器130能够进行双向通信，从而可以从控制器110接收信号(以启动、发声报警
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[0027]数据中心冷却系统120进一步包括可与第二冷却系统132合作的用于维持数据中心126的露点的HVAC单元152。更具体地，HVAC单元152利用HVAC单元152中的露点控制，与控制器110和冷却器140合作以控制数据中心126中的湿度。在一个实施例中，HVAC单元152向冷却系统132提供湿度控制支持，其可以响应于数据中心120中的湿度需求而被激活。
[0028]应当理解，HVAC单元152`可以包括管道系统、多个空气供给通风口和扩散器(未示出)。此外，应当理解，管道系统、多个空气供给通风口和扩散器可以位于数据中心126的天花板中、数据中心126的墙壁中(例如，在墙上不同高度处)和/或数据中心126的地板中(例如，在地板下的布线层内)。如图所示，HVAC单元152被耦合至第二液体回路134，并由于数据中心126内降低的除湿需求，而被允许有限地直接与第一冷却系统122合作。
[0029]在一个实施例中，第二冷却系统132包括一组耦合至第二液体回路134的用于临时存储热能的热能存储(TES)单元158。TES单元158通过平滑能量供给和提高可靠性来改善能量性能。在一个非限制例子中，在日间高峰时间，冷却器140结合TES单元158工作以管理冷却负荷。在非高峰时间，冷却器140给TES单元158充电以供在将来冷却中使用，例如，以防电力故障。
[0030]现在参考图2、图3，更详细地描述用于提供数据中心冷却的示例性控制序列200。在这个实施例中，示例性控制序列200考虑了正常冷却和自然冷却操作二者。如图所示，控制序列200开始，在201处，分析从数据中心126的传感器130接收的冷却需求(例如，由于IT负荷的温度增加)。在202处，分析数据中心周围的外部环境干湿温度。在203处，确定数据中心126周围的外部环境温度是高于还是低于自然冷却设置点。如果环境温度低于自然冷却设置点，则数据中心冷却系统120以自然冷却模式操作，并在204处激活热交换器144。热交换器144继续操作，在205处确定是否可以由热交换器144单独维持第一液体回路124和/或第二液体回路134的设置点。如果不是，则热交换器144继续操作，并且激活第二冷却系统132的冷却器140。另选地，如在203处确定的，在数据中心126周围的外部环境温度高于自然冷却设置点的情况下，响应于冷却需求和/或湿度需求激活冷却器138和/或冷却器140，并在热交换器144关闭的情况下操作。
[0031]下一步，在207处，流量控制设备150从第一液体回路124向第二液体回路134打开，以提供其混合来降低第一液体回路124的设置点。在208处，确定第一液体回路124的设置点是否被维持住。如果是，则第二液体回路134的冷却器140保持操作以向数据中心126提供冷却。然而，如果设置点没有被维持住，即冷却器140以最大负荷操作，则在209处，关闭流量控制设备150，激活第一液体回路124的冷却器138，以维持第一液体回路124的设置点。此时，冷却器138将具有足够负荷以更高效地运行。下一步，在210处，确定数据中心126的负荷是否已经降低了确定的量(例如，25-30%)并因此不再如此高效地操作。如果不是，则控制序列200返回至209，第一液体回路124的冷却器138保持操作。如果是，则关闭第一液体回路134的冷却器138，并在201处重新分析冷却需求。
[0032]可以理解的是，这里公开的方法可以在计算机系统内使用以提供高效的数据中心冷却。在该情况下，可以提供控制器110，并且可以获得用于执行本发明描述的处理的一个或多个系统并将其部署至计算机基础设施104。在这个意义上，部署可以包括以下中一个或多个:(1)从计算机可读存储介质，将程序代码安装在诸如计算机系统的计算设备上；(2)添加一个或多个计算设备至基础设施；以及(3)加入和/或修改基础设施的一个或多个现有系统以使该基础设施能够执行本发明的处理动作。
[0033]可以在由计算机执行的计算机可执行指令(诸如程序模块)的总体背景下描述示例性计算机系统102(图1)。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、人、组件、逻辑、数据结构等。示例性计算机系统102可以以分布式计算环境来实施，在分布式计算环境下，任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境下，程序模块可以位于包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储介质二者中。
[0034]计算机系统102执行这里公开的方法。例如，图3的流程图根据本发明的各种实施例，说明了系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这一点上，流程图中的每个图框可以表示包括一个或多个用于实现指定逻辑功能的可执行指令的代码的模块、段、或部分。也应当注意，在一些另选实施例中，图框中提及的功能可以不以图中描述的顺序发生。例如，两个连续示出的图框事实上可能基本并发地执行。还应当注意，流程图例示的每一个图框可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统实现，或由专用硬件和计算机指令的组合实现。
[0035]本说明书描述的一些功能性组件被称为系统或单元，以更明确地强调其实现的独立性。例如，系统或单元可以被实现为硬件电路，包括定制VLSI电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立组件的现有半导体产品。系统或单元也可以被实现为可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备，等等。系统或单元也可以被实现为由各种类型的处理器执行的软件。可执行代码的系统或单元或组件可以例如包括一个或多个计算机指令的物理或逻辑块，其可以例如被组织为对象、过程或函数。然而，提到的系统或单元的可执行代码不需要物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位置的不同指令，当其逻辑地结合在一起时，包括系统或单元且达到系统或单元的所述目的。
[0036]而且，可执行代码的系统或单元可以是单个指令或许多指令，甚至可以分布在几个不同的代码段中，分布在不同的程序中，以及分布在几个存储器设备之间。类似地，操作数据可以在模块中被识别和说明，其可以实施为任何合适的形式且组织在任何合适类型的数据结构中。操作数据可以被收集为单个数据集，或可以分布在不同位置，包括分布在不同的存储设备和不相干的存储器设备上。
[0037]此外，如这里所描述的，系统/单元也可以被实现为软件和一个或多个硬件设备的组合。例如，控制器可以以存储在存储介质(例如，存储器存储设备)上的软件可执行代码的组合来实施。在进一步的例子中，系统或单元可以是对操作数据集进行运算的处理器的组合。
[0038]如上所述，一些实施例可以以硬件实施。硬件可以被称为硬件元件。一般来说，硬件元件可以指被设置为执行一定操作的任何硬件结构。在一个实施例中，例如，硬件元件可以包括在衬底上制造的任何模拟或数字的电气或电子元件。例如，制造可以利用诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)、双极、和双极CMOS (BiCMOS)技术的基于硅的集成电路(IC)技术来执行。硬件元件的示例可以包括处理器、微处理器、电路、电路元件(例如，晶体管、电阻器、电容器、电感器等)、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑门、寄存器、半导体器件、芯片、微芯片、芯片组等等。然而，实施例不局限于该上下文。
[0039]如上所述，一些实施例可以以软件实施。软件可以指软件元件。一般来说，软件元件可以指设置为执行一定操作的任何软件结构。在一个实施例中，例如，软件元件可以包括适于由诸如处理器的硬件元件执行的程序指令和/或数据。程序指令可以包括组织的命令列表，其包括以预定语法设置的文字、数值或符号，且当其执行时，可以引起处理器执行对应的操作集。
[0040]例如，示例性计算机系统102 (图1)的实现可以存储在某种形式的计算机可读存储介质上或由其传送。计算机可读存储介质可以是可以由计算机访问的介质。“计算机可读存储介质”包括以存储信息的任何方法和技术实现的易失性和非易失性、可移除和固定的计算机可存储介质，这里的信息诸如是计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。计算机存储设备包括但不限于RAM、R0M、EEPR0M、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光学存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或能够用于存储所需信息且能够由计算机访问的任何其他介质。“通信介质”通常使计算机可读指令、数据结构和程序模块实体化。通信介质也包括任何信息传递介质。
[0041]很明显，已经提供了一种用于高效的数据中心冷却的方法。尽管已经结合示例性实施例示出和描述了本发明，可以清楚的是本领域技术人员可以做出变形和修改。因此，应当理解，权利要求旨在覆盖所有落入本发明真实精神的这样的修改和变化。
【权利要求】
1.一种数据中心冷却系统，包括: 第一冷却系统，能够操作以维持第一液体回路的预定设置点来应对数据中心的环境条件，第一冷却系统包括至少一个冷却器； 第二冷却系统，能够操作以维持第二液体回路的预定设置点来应对数据中心的环境条件，第二冷却系统包括尺寸被设计为具有比第一冷却系统的所述至少一个冷却器小的能力的一个或多个冷却器，其中第一液体回路的预定设置点高于第二液体回路的预定设置点； 耦合至第一液体回路的热交换器，用于在数据中心周围的湿球温度低于第一液体回路的返回温度一个差值时使用，该热交换器被配置为与第一液体回路的冷却器并行或串行操作；以及 将第一冷却系统与第二冷却系统耦合的流量控制设备。
2.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，进一步包括用于确定数据中心内部和周围的环境条件的多个传感器设备。
3.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，进一步包括用于操作第一冷却系统的冷却器、第二冷却系统的冷却器、热交换器以及流量控制设备的控制器。
4.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，所述流量控制设备包括阀。
5.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，进一步包括能够与第二冷却系统合作以维持数据中心的露点的HVAC单元。
6.一种数据中心冷却系统，包括: 包括指令的存储介质； 耦合至存储介质的总线；以及 经由总线耦合至控制器的处理器，当处理器执行所述指令时，使所述系统: 分析数据中心的环境条件； 在数据中心周围的外部湿球温度低于自然冷却设置点的情况下，响应于环境条件激活热交换器来维持第一冷却系统的第一液体回路的预定设置点； 在下列任一情况下，激活第二冷却系统的冷却器以应对环境条件:数据中心周围的外部环境温度高于自然冷却设置点，和自然冷却热交换器不能维持第一冷却系统的预定设置占.操作流量控制设备来维持第一液体回路的预定设置点；以及 在激活第二冷却系统的冷却器不能维持第一液体回路的预定设置点的情况下，激活第一冷却系统的冷却器来应对环境条件。
7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括指令，该指令使系统在数据中心周围的外部环境温度低于自然冷却设置点的情况下，响应于环境条件激活热交换器来维持第二冷却系统的第二液体回路的预定设置点。
8.根据权利要求7所述的系统，进一步包括指令，该指令使系统执行以下操作: 在下列任一情况下，激活第二冷却系统的冷却器以应对环境条件:数据中心周围的外部环境温度高于自然冷却设置点，和自然冷却热交换器不能维持第二冷却系统的预定设置点；以及 操作流量控制设备来维持第二液体回路的预定设置点。
9.根据权利要求6所述的系统，进一步包括指令，该指令使系统在热交换器不能维持第一冷却系统的第一液体回路的预定设置点的情况下，利用流量控制设备混合第一液体回路和第二液体回路。
10.根据权利要求6所述的系统，使系统激活第一冷却系统的冷却器的计算机指令包括用于执行以下操作的指令: 确定第二冷却系统和热交换器的组合操作是否能够维持第一冷却系统的预定设置点；以及 在第二冷却系统和热交换器的组合操作不能维持第一冷却系统的预定设置点的情况下，激活第一冷却系统的冷却器。
11.根据权利要求6所述的系统，所述指令使系统响应于耦合至第二冷却系统的HVAC单元中的露点控制来操作第二冷却系统的冷却器以控制数据中心中的湿度。
12.—种为数据中心提供冷却的方法，该方法包括: 由控制器分析数据中心的环境条件； 在数据中心周围的外部湿球温度低于自然冷却设置点的情况下，响应于环境条件由控制器激活热交换器来维持第一冷却系统的第一液体回路的预定设置点； 在下列任一情况下，由控制器激活第二冷却系统的冷却器以应对环境条件:数据中心周围的外部环境温度高于自然冷却设置点，和自然冷却热交换器不能维持第一冷却系统的预定设置点；或者露点控制不能满足HVAC单元中的设置点； 由控制器操作流量控制设备来维持第一冷却系统的液体回路的预定设置点；以及在激活第二冷却系统的冷却器不能维持第一液体回路的预定设置点的情况下，由控制器激活第一冷却系统的冷却器来应对环境条件。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在数据中心周围的外部环境温度低于自然冷却设置点的情况下，响应于环境条件，由控制器激活所述热交换器来维持第二冷却系统的第二液体回路的预定设置点。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括: 在下列任一情况下，由控制器激活第二冷却系统的冷却器以应对环境条件:数据中心周围的外部环境温度高于自然冷却设置点，和自然冷却热交换器不能维持第二冷却系统的预定设置点；以及 由控制器操作流量控制设备来维持第二液体回路的预定设置点。
15.根据权利要求12所述的方法，由控制器操作流量控制设备包括步骤:在热交换器不能维持第一冷却系统的第一液体回路的预定设置点的情况下，打开三向控制阀以混合第一液体回路和第二液体回路。
16.根据权利要求12所述的方法，由控制器激活第一冷却系统的冷却器的方法包括: 确定第二冷却系统和热交换器的组合操作是否能够维持第一冷却系统的预定设置点；以及 在第二冷却系统和热交换器的组合操作不能维持第一冷却系统的预定设置点的情况下，激活第一冷却系统的冷却器。
【文档编号】G06F1/20GK103631349SQ201310368617
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2012年8月22日
【发明者】W·卡罗特, B·W·莱曼, R·J·莱卡尔, D·派尔 申请人:国际商业机器公司