具有l+1到N+1的泵送制冷剂冷却系统和内置冗余的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请主张在2011年12月28日提交的美国临时申请no.61/580,695的优先权权益。上述申请的整个公开结合作为参考。

本公开涉及具有初级冷却回路冗余的用于精密冷却应用的泵送制冷剂冷却系统。

背景技术：

这部分提供与本公开相关的背景技术信息，其不必是先有技术。

数据中心是包含许多电子设备的房间，例如计算机服务器。数据中心和包含在其中的设备典型地特定地具有最佳的环境运行状态，特别是温度和湿度。气候控制系统保持数据中心中适当的温度和湿度。

气候控制系统包括冷却系统，其冷却空气并且提供冷空气到数据中心。冷却系统可以包括空调单元，例如计算机机房空气处理(crah)或计算机机房空调(crac)单元，其冷却提供到数据中心的空气。数据中心可以具有升高的地板并且冷空气通过在升高地板中的通风口被引入。升高的地板可以构造成提供在crah(或crahs)或crac(或cracs)的冷空气出口之间的风室和在升高地板中的通风口(vent)，或者还可使用例如管(duct)的分开的风室(plenum)。

数据中心还可以具有硬的地板。cracs可以例如被设置在一排排电子设备中，可以布置它们的冷空气供应朝向各自的冷过道(aisle)，或沿着数据中心的壁布置cracs。在数据中心处的设备架(rack)可以设置在具有成排设置的设备架的热过道/冷过道构造中。典型地在架的前面的一排架的冷空气入口面对穿过冷过道的一排架的冷空气入口，并且一排架的热空气出口面对穿过热过道的一排架的热空气出口。

一种类型的冷却系统使用泵送制冷剂冷却单元，例如从俄亥俄州哥伦布的力博特(liebert)公司获得的xd系统中使用的冷却单元。liebertxd系统具有两个冷却回路，其也可以称为冷却回路或循环。初级回路使用冷冻水或制冷剂，例如r407c，并且次级回路使用泵送制冷剂，例如r134a。初级回路包括到流体换热器以便冷却在次级回路中循环的泵送制冷剂的流体。次级回路包括一个或多个相变冷却模块，其具有到空气换热器的流体，通过其循环泵送制冷剂以便冷却流经换热器的空气。根据特定的设计，换热器典型地可以包括蒸发器盘管和流量调节器或膨胀阀。

对于liebertxd系统的两个冷却回路(或循环)的基础图表示出和描述在ussn10/904,889、名称为“用于高密度热负载的冷却系统(coolingsystemforhighdensityheatload)”、其整个公开结合在此作为参考。上述申请的图1和图2包括在此作为图1和图2来进行说明。

参考图1和图2，公开的冷却系统10包括与第二循环14(次级冷却回路)热连通的第一冷却循环12(初级冷却回路)。公开的冷却系统10也包括控制系统90。第一和第二循环12和14均包括独立的工作流体。在第二循环中的工作流体是任何适合作为常规的制冷剂的挥发性流体，包括而不限于氯氟烃(cfcs)，氢氟烃(hfcs)，或含氢氯氟烃(hcfcs)。使用挥发性的工作流体消除了在敏感的设备的上方使用水，如有时在用于冷却计算机机房的常规系统中所做的。第二循环14包括泵20，一个或多个第一换热器(蒸发器)30，第二换热器40，和互连第二循环14的不同的部件的管。第二循环14不是蒸气压缩制冷系统。代替的，第二循环14使用泵20代替压缩机以便循环用于从热负载散热的挥发性的工作流体。泵20优选地能够泵送贯穿第二冷却循环14的挥发性的工作流体，并且优选地通过控制器90实现的控制系统进行控制。

第一换热器30是气液换热器，当在第一换热器30中第二工作流体穿过第二流体路径时，该气液换热器从热负载(没有示出)向第二工作流体散热。例如，气液换热器30可以包括用于工作流体的多个软管(tube)，多个软管布置成允许热空气在其间经过。可以理解的是许多本领域已知的气液换热器能被使用于公开的冷却系统10中。流量调节器32可以连接在管(piping)22和蒸发器30的入口之间，以便调整工作流体进入蒸发器30的流动。流量调节器32可以是用于调整冷却系统10中流动的任何种类的装置。流量调节器32优选地保持恒定输出流动，不依赖于在系统工作压力范围之上的入口压力。在图1和图2的实施例中，第二循环14包括多个蒸发器30和连接到管22的流量调节器32。然而，公开的系统可以具有一个或比一个更多的蒸发器30和连接到管22的流量调节器32。

第二换热器40是液液换热器，其从第二工作流体转移热到第一循环12。可以理解本领域已知的许多液液换热器可以用于公开的冷却系统10。例如，液液换热器40可以包括多个软管，其用于设置在包含第二流体的腔或壳中的一个流体。同轴的(“管中管”)交换器也可以是合适的。在某些实施例中，优选使用板式换热器。第二循环14还可以包括通过旁通管线52连接到第二换热器40的出口管46的接收器50。接收器50可以在第二循环14中储存和聚集工作流体以便允许在温度和热负载方面的改变。

在一个实施例中，气液换热器30可用于冷却包含计算机设备的房间。例如，风扇34可以从房间(热负载)通过换热器30抽出空气，在那里第二工作流体吸收来自空气的热量。在另一个实施例中，气液换热器30可以用于通过在或靠近设备处安装换热器30直接地从产生热量的电子设备(热负载)移除热。例如，电子设备典型地包含在外壳中(没有示出)。换热器30可以安装到外壳上，并且风扇34可以通过换热器30从外壳抽出空气。替代地，第一交换器30可以与热源(例如冷的板)直接热接触。本领域技术人员可以理解公开的冷却系统10的部件的换热速率、尺寸及其他设计参数取决于公开的冷却系统10的尺寸、被管理的热负载的量值和特定实施的其它细节。

在图1描述的公开的冷却系统10的实施例中，第一循环12包括连接到第二循环14的液液换热器40的冷冻水循环60。特定地，第二换热器40具有彼此热连通的第一和第二部分或流体路径42和44。用于挥发性工作流体的第二路径42在第一换热器30和泵20之间连接。第一流体路径44连接冷冻水循环60。冷冻水循环60可以类似于本领域已知的。冷冻水系统60包括经过液液换热器40从第二工作流体吸收热量的第一工作流体。然后第一工作流体通过本领域已知的用于常规的冷冻水循环的技术被冷却。通常，第一工作流体可以是挥发性的或不挥发的。例如，在图1的实施例中，第一工作流体可以是水、乙二醇或者其混合物。因此，图1中第二循环14的实施例可以构造成如独立的单元，其容纳泵20、气液换热器30和液液换热器40，并且可以连接现有的冷冻水服务，例如可利用的在建筑中容纳被冷却的设备。

在图2公开的冷却系统10的实施例中，第二循环14基本上与上面描述的相同。然而第一循环12包括连接到第二循环14的换热器40的流动路径44或第一部分的蒸气压缩制冷系统70。如在图1的实施例中，代替使用冷冻水以便从第二循环14移除热量，在图2中的制冷系统70直接地连接到液液换热器40或是其“另一半”。蒸气压缩制冷系统70可以基本上类似于本领域已知的。典型的蒸气压缩制冷系统70包括压缩机74、冷凝器76和膨胀装置78。管72将这些部件相互连接并且连接到换热器40的第一流动路径44。

蒸气压缩制冷系统70通过用第一工作流体从交换器40吸收热量并且放射热量到环境(没有示出)而从经过第二换热器40的第二工作流体移除热量。第一工作流体可以是挥发性的。例如，在图2的实施例中，第一工作流体可以是任何常规的化学制冷剂，包括而不限于氯氟烃(cfcs)，氢氟烃(hfcs)，或氢氯氟烃(hcfcs)。膨胀装置78可以是阀、孔口或本领域技术人员已知的其他装置，以便产生工作流体经过时的压降。压缩机74可以是本领域已知的任何种类的压缩机，以便适于制冷剂服务，例如往复式压缩机、涡旋式压缩机等。在图2描述的实施例中，冷却系统10是整套的。例如，蒸气压缩制冷系统70可以属于单个单元的一部分，其也容纳泵20和液液换热器30。

在公开的系统操作期间，泵20通过管22将工作流体移动到气液换热器30。泵增加工作流体的压力，而它的焓保持基本上相同。泵送工作流体能因此进入气液换热器或第二循环14的蒸发器30。风扇34可以经过换热器30从热负载抽出空气。当热空气从热负载(没有示出)进入气液换热器30时，挥发性的工作流体吸收热量。当流体加温经过换热器时，一些挥发性的工作流体将蒸发。在完全地负载的冷却系统10中，离开第一换热器30的流体可以是基本上饱和的蒸汽。蒸气从换热器30经过管36流动到液液换热器40。在管或返回管线36中，工作流体基本上是蒸气状态，并且当它的焓保持基本上恒定时，流体压力下降。在液液换热器40中，在第二流体路径42中的蒸气通过将热量转移到第一流体路径44中的第一循环12的第一、更冷的流体而被冷凝。冷凝的工作流体通过管46离开换热器40并且进入泵20，在那里第二循环14可以重复。

第一冷却循环12与第二循环14共同运行，以便通过从第二工作流体吸收热量进入第一工作流体并且将热量排出到环境(没有示出)而从第二循环14移除热量。如上所述，第一循环12可以包括如图1所示的冷冻水系统60或如图2所示的蒸气压缩制冷系统70。在图1的冷冻水系统60运行期间，例如，第一工作流体可以流动经过换热器40的第一流体路径44，并且可以在冷却塔(没有示出)中冷却。在图2的制冷系统70的运行期间，例如，第一工作流体经过液液换热器40的第一部分44，并且从第二循环14中的挥发性流体吸收热量。工作流体在过程中蒸发。蒸气输送到压缩机74，在那里工作流体被压缩。压缩机74可以是往复、涡旋式或本领域已知的其它种类的压缩机。在进行压缩之后，工作流体输送经过排出管线到冷凝器76，在那里热量从工作流体被消散到外部热沉，例如，户外环境。在离开冷凝器76时，制冷剂流动经过液体管线到膨胀装置78。当制冷剂经过膨胀装置78时，第一工作流体经历压降。在离开膨胀装置78时，工作流体流动经过液液换热器40的第一流体路径，其作为用于制冷循环70的蒸发器。

数据中心提供者不断地寻找提高可靠性并且来自气候控制系统的正常运行时间(uptime)。因此，数据中心提供者不断地需要改进在气候控制系统中的冗余，以便预防冷却电子设备由于意外的中断气候控制系统的运行的不必要的宕机时间。冗余的一个模式在于复制冷却系统的每个元件，例如第一冷却循环12和第二冷却循环14。这种整个的冗余可能是昂贵的并且是非常复杂的冷却系统的设计、实施和控制。在不同的构造中，冗余可以包括冷却回路的实施，包括例如图1和图2示出的第二冷却循环14的第二减少的实施。减少的冗余可以包括第二泵单元20和在初级冷却系统中提供的换热器的一半。执行这些冗余系统将还需要相关的探测和控制。相应地，这种系统的大约成本可以在基础冷负载成本总数的50％范围之内。

对于冗余以便最小化设备的另一个方法可以包括通过利用冷却模块以复杂的、交叉的配置的过度提供环境。一个冷却回路的故障因此可以通过其它冷却回路交叉变成损坏的一个冷却回路的区域。这种过度提供对于消费者再次提供提高的成本，其包括超过图1和图2示出的常规配置的额外的泵、冷却模块、探测、管路和控制系统。

技术实现要素：

本部分提供本公开的发明内容，并且它的全部范围或所有特征没有详尽公开。

一种冷却系统，其用于冷却具有将制冷剂循环到负载的初级冷却模块的负载。如果初级冷却模块被停用，则在初级冷却模块被停用时，冗余冷却模块提供制冷剂到负载的流动。初级冷却模块可以被重新启动以有利于次级冷却模块。当这发生时，次级冷却模块被停用。设置冗余冷却模块以提供在冷却系统中流动到任何负载的流体。

初级冷却和次级冷却模块中的每个冷却模块还包括用于循环制冷剂的泵，该泵以第一温度将制冷剂提供到负载。初级和次级模块中的每个模块还包括用于从负载接收制冷剂的冷凝器。由冷凝器接收到的制冷剂处于比第一温度高的温度。初级和次级模块中的每个模块还包括液体接收器，其接收来自冷凝器的液体状态的制冷剂。

一种冷却系统，其用于冷却负载，该冷却系统具有将制冷剂循环到负载的冷却模块。初级冷却模块具有一对回路，所述回路包括控制器、泵和至少一个阀。一对回路分享共同的冷凝器和接收器。一对回路冗余地运行以便如果一个回路不运行，则运行另一个回路以控制经过冷却模块的流体流动。

一种冷却系统，其包括初级冷却模块，初级冷却模块将制冷剂提供到负载。冷却系统还包括与初级冷却模块相关联并且用于接收液体状态的制冷剂的第一液体接收器。在检测到初级冷却不足的情况下，次级冷却模块提供经过负载的制冷剂的补充流动。

一种冷却系统，包括多个初级冷却模块。初级冷却模块提供制冷剂经过多个热负载中相应的一个热负载。与各自的初级冷却模块相关联的多个液体接收器接收液体状态的制冷剂。次级冷却模块有选择地提供经过与对于已经检测到故障的初级冷却模块相关联的负载的制冷剂的补充流动。每个初级冷却模块还包括用于提供制冷剂的多个第一泵。多个第一泵以第一温度将制冷剂提供到与各自的初级冷却模块相关联的各自的负载。多个第二冷凝器从与各自的初级冷却模块相关联的各自的负载接收制冷剂。由各自的冷凝器接收的制冷剂处于比第一温度高的温度。

一种在冷却系统中用于提供冗余冷却的方法，方法包括提供具有回路的初级冷却模块，初级冷却模块提供冷却流体到热负载。方法还包括提供次级冷却模块并且开始运行次级冷却模块。方法还包括将次级冷却模块插入到回路，次级冷却模块提供冷却流体到热负载。控制在与初级冷却模块相关联的初级接收器和与次级冷却模块相关联的次级接收器之间的初级接收器阀，以便在将次级冷却模块插入到回路之前平衡在初级接收器和次级接收器之间的压力。方法还包括使初级冷却模块停用。

一种用于提供对冷却系统冗余控制的方法，方法包括提供多个初级冷却模块，初级冷却模块提供制冷剂经过各自的热负载。方法还包括提供相应于各自的初级冷却模块的多个液体接收器，每个液体接收器从与各自的初级冷却模块相关联的各自的冷凝器接收液体状态的制冷剂。次级冷却模块有选择地提供经过与选择的初级冷却模块相关联的负载的制冷剂的补充流动。

一种装置，其包括冷却模块，冷却模块提供制冷剂经过负载。第一控制器与回路的第一部分相关联，而该回路的第一部分与冷却模块相关联。第二控制器与回路的第二部分相关联，而该回路的第二部分与冷却模块相关联。在第一模式中，第一控制器控制回路的第一部分，并且第二控制器控制回路的第二部分。在第二模式中，第一控制器或第二控制器中的一个控制器控制第一和第二部分两者或回路的第一部分或回路的第二部分中的另一个。

从提供在此的说明使得应用的其他领域也变得清楚。在发明内容部分中的说明和特定的实施例仅仅是说明的目的而不限定本公开的范围。

附图说明

附图描述在此仅仅为了选择的实施例的说明性的目的，并且不是所有可能的实施，而且不限定本公开的范围。

图1是连接到冷冻水循环的初级冷却回路的示意图；

图2是具有利用蒸气压缩制冷系统的初级冷却回路的冷却系统的示意图；

图3根据第一构造设置的冷却系统的示意图；

图4是图3冷却系统的示意图，其中冗余泵单元初始用于运行；

图5是图3冷却系统的示意图，其示出了冗余泵单元和随着主泵单元失效的负载；

图6是图3的冷却系统的示意图，其中停用的主泵单元初始用于恢复；

图7是先前停用的主泵单元恢复运行的示意图；

图8是描述图3的流程图，其描述用于启动冗余泵单元和使主泵单元停用的过程；

图9是描述用于启动主泵单元和使冗余泵单元停用的过程的流程图；

图10是具有用于冷冻水流量控制的冗余控制的泵单元的示意图；

图11是描述用于执行冗余冷冻水流量控制的过程的流程图；以及

图12是描述用于执行冗余冷冻水流量控制的第二过程的流程图。

相同的附图标记在贯穿附图的多个示图中表示相同的部分。

具体实施方式

例举的实施例现在更完全地参考附图被描述。

提供例举的实施例以便本公开可以彻底的，并且完全地对本领域技术人员表达范围。阐述许多的特定的细节，例如特定的部件、装置和方法的例子，以便提供对本公开实施例的彻底的了解。明显的对本领域技术人员来说，不必采用特定的细节，例举的实施例可以概括在许多不同的形式里，并且也不应该解释成限定公开的范围。在某些例举的实施例中，众所周知的过程，众所周知的装置结构，众所周知的技术没有详细描写。

使用在此的术语仅仅为了描述特定的实施例的目的，并且不是想要限定。当使用在此时，单数形式“一”、“一个”和“该”可以也用来包括复数形式，除非上下文另外清楚地表示。术语“包括”、“含有”、“包含”和“具有”是相同的，并且因此说明存在状态特征，整体，步骤，运行，元件和/或部件，但不妨碍存在或增加一个或更多其它的特征，整体，步骤，运行，元件，部件，和/或其组合。描述在此的方法步骤，过程，和运行在特定的顺序论述或示出时不是被认为是必须的，除非特定地确定为表现的顺序。也可以理解为可以采用另外的或选择性的步骤。

当元件或层称为“在...上”、“接合到”、“连接到”或“结合到”另一个元件或层时，可能直接地在其上、接合、连接或结合到另一个元件或层，或可以出现插入元件或层。相反的，当元件称为“直接地在...上”、“直接地接合到”、“直接地连接到”或“直接地结合到”另一个元件或层时，可能没有插入元件或层。用于描述在元件之间关系的其它词应该以类似的方式解释(例如，“在...之间”与“直接地在...之间”相对应，“邻近”与“直接地邻近”相对应等等)。当在此使用时，术语“和/或”包含一个或多个相关开列项目的任何和全部组合。

尽管术语第一，第二，第三等等可以使用在此以便描述不同的元件，部件，区域，层和/或部分，但是这些元件，部件，区域，层和/或部分不应该通过这种术语限定。这种术语可以仅仅用于从一个元件，部件，区域，层或部分区别另一个元件，部件，区域，层或部分。术语例如“第一”、“第二”及其他数值术语当使用在此时不暗示次序或顺序，除非通过上下文清楚地表示。因此，在下面论述的第一元件，部件，区域，层或部分可以是术语第二元件，部件，区域，层或部分，而不脱离举例实施例的教导。

空间相关的术语，例如“内部”，“外部”，“在...之下”，“低于”，“下部”，“高于”，“上部”等等，可以使用在此便于说明，以便当在图中示出时，描述一个元件或特征对于另一个元件或特征的关系。空间相关的术语除在图中描述的方向之外，可以用来包括在使用或运行时不同的方向。例如，如果装置在图中被翻转，元件描述为“低于”或“在...之下”，其它的元件或特征于是将被定向“高于”另一个元件或特征。这样，实施例术语“低于”可以包括高于和低于的两者的方向。装置可以被另外定向(旋转90度或以其他的方向)并且使用在此的空间相关的描述进行各自地解释。

图3描述了具有冗余泵单元的泵送制冷剂冷却系统100的示意图。泵送制冷剂冷却系统100包含多个冷却子系统110a，110b，...，110n，每个具有各自的初级泵单元120a，120b，...，120n。每个初级泵单元120a，120b，...，120n提供将工作流体泵送到换热器或冷却装置122a，122b，...，122n。每个冷却单元122a，122b，...，122n处于被冷却的环境，例如数据房间。应该注意n可以是任何正整数并且表示在图中类似设置的元件选择的数量。例如，泵单元120a，120b，...，120n涉及n个泵单元。本领域技术人员认识到泵单元的数量可以变化，其取决于描述在此的泵送制冷剂冷却系统100的特定实施。这种数量惯例可以描述其它的类似的单元。在有些情况下，n个(或其他的数量)单元可以被共同地使用参考附图标记描述而不是a，b，...，n。另外的，贯穿说明书同样的附图标记可以用于描述类似的元件。

每个主泵单元120包含第一泵124和第二泵126，其以高压泵送工作流体到各自的止回阀132，134。泵124，126可以设置成第一冗余配置。替代地，泵124，126可以设置成共同地对流体施加输出压力，并且流体流动经过各自的止回阀132，134到出口管线136。泵124，126可以被控制以便提供冗余和共同运行两者。在不同的实施例中，主泵单元可以构造成省略泵124，126中的一个。

经过出口管线136泵送的流体用于冷却单元122。冷却单元122可以呈现很多构造，包含类似于图1和图2的蒸发器30的构造。冷却单元122设置在环境中，在那里希望的是通过将热量传送到经过出口管线136泵送的流体从冷却单元122所处的环境中移除热量。来自出口管线136的流体以第一温度进入冷却单元122，并且在管线140中以高温排出冷却单元122。经过冷却单元122泵送的流体也可以从液相改变状态到气相。通常被称为入口管线140的管线140将工作流体返回到主泵单元120。

在入口管线140中的流体被输入到冷凝器138。冷凝器138接收具有第一密度(例如气体)的第一状态的工作流体，并且将工作流体中的热量排出到以更高密度(例如液体)的第二状态的输出流体。流体经过冷凝器138从气相到液相改变状态。冷凝器138接收来自冷冻水入口管线139提供的冷冻水(以图3中的泵单元120显示)。冷冻水经过冷凝器138循环以便从来自入口管线140接收的工作流体移除热量。从冷凝器138返回冷冻水以便通过冷冻水出口管线141(在图3的泵单元120中示出)提供冷冻水。冷凝器138的输出经过输入到接收器142的返回管线144被输出。接收器142通过泵单元120回收用于使用的工作流体。接收器142通过接收器输出管线143将工作流体返回到各自的泵124，126。旁通管线146旁通接收器以使流体从冷凝器138的出口直接流到接收器输出管线143，从而旁通接收器142。接收器输出管线143通过各自的泵入口管线148，150将工作流体提供到泵124，126。

除主泵单元120a，120b，...，120n之外，冗余泵单元120’包括在图1的泵送制冷剂冷却系统100内。冗余泵单元120’以一压力提供工作流体，结果任何主泵单元120a，120b，...，120n应该变得失效。用这样的方式，泵单元120’提供冗余到另一个泵单元，由此保持正常运行时间并且提供用于与停用的主泵单元相关的任何冷却单元122的冷却功能。

冗余泵单元120’类似上述描述的泵单元120配置。泵单元120’也包含输出到冷却单元122a，122b，...，122n的每一个的液体管线136’。液体管线136’经过各自的闸门阀154a，154b，...，154n与每一个液体管线136a，136b，...，136n连接。冗余泵单元120’也通过蒸汽管线140’接收工作流体。蒸汽管线140’经过各自的混合阀156a，156b，...，156n与每一个蒸汽管线140a，140b，...，140n连接。冗余泵单元120’也包含冗余接收器链路158’，其经过各自阀160a，160b，...160n的每一个链路接收器142a，142b，...，142n。控制器162发送和接收泵送制冷剂冷却系统100中选择的部件的监视及控制信号，以便影响泵送制冷剂冷却系统100的控制。

系统的运行相对于图4-7被描述。当单元变得或必须停用时，因为主泵单元120的不同的运行条件，因此启动冗余单元120’以便代替停用的主泵单元。例如，如果主泵单元120a需要失效，则启动冗余泵单元120’以便提供用于停用主泵单元120a的泵功能。当这发生时，阀160a打开以便连接接收器142a与接收器142’，如图4所示，使得在接收器142a和142’之间的压力均衡。通过在图4中粗线表示经过接收器链路158’发生均衡化。在预置时间周期之后，均衡在主泵单元120a的接收器142a和冗余泵单元120’的接收器142’之间的压力。

一旦压力均衡，冗余泵单元120’启动以提供用于与主泵单元120a相关冷却单元122a的泵功能。如图5所示，为了冗余泵单元120a提供用于冷却单元122a的泵功能，阀156a打开以便从冷却单元122a输出的典型地处于蒸气的形式的工作流体通过蒸汽管线140’被引导至冗余泵单元120’的冷凝器138’。还在转换到冗余泵单元120’期间，阀154a打开以便液体管线136’提供典型地处于液体状态的工作流体到冷却单元122a。阀156a和154a的开关使冗余泵单元120’能够提供用于主泵单元120a的泵功能。重定向的流体流动指向提供用于停用主泵单元120a的泵功能的冗余泵单元120’。这通过图5中的粗线示出。主泵单元120a能因此被停用。接收器阀160a然后关闭。

一旦决定恢复主泵单元120a，由此需要冗余泵单元120’失效，发生上面描述的类似的过程。

为了开始将停用主泵单元120a返回到运行状态的过程，接收器阀160a开放以允许均衡在泵单元120a的接收器142a和冗余泵单元120’的接收器142’之间的压力。这在图6中表示，其中用粗线示出用于均衡压力的接收器链路158’中的流体流动。在不同的实施例中，接收器阀160可以设置在常开的构造并且有选择地关闭以便隔离特定且相关的接收器142。一旦压力已经均衡，然后主泵单元120a启动以便工作流体经泵单元120a的流体回路被泵送。为了产生这种转变，阀156a调节到关闭在冷却单元122a的输出和冗余蒸汽管线140a’之间的连接。这引导流体从冷却单元122a的出口到达泵单元120a的入口和冷凝器138a。此外，阀154a关闭以便泵单元120a的出口提供工作流体经过液体管线136a到冷却单元122a的输入。阀154a的关闭还切断在冗余蒸汽管线136’上工作流体的流动。泵单元120a的接收器阀160a也关闭以切断在泵单元120a的接收器142a和冗余泵单元120’的接收器142’之间的流体连接。因此，泵单元120a恢复运行，如图7的粗线所示。

图8提供用于从初级泵单元到冗余泵单元的切换过程的非限定实施例的流程图。控制起始于块170并且进行到块172。块172均衡在被停用的初级泵单元和被启动的冗余泵单元之间的接收器压力。然后控制进行到块174，其启动冗余泵单元。一旦冗余泵单元启动，控制进行到块176，在那里控制阀设置成将流体流动转换到远离初级泵单元的冗余泵单元。然后控制进行到块178，在那里初级泵单元被停用。在一些实施例中，随着初级泵单元的失效，控制进行到块180，在那里初级接收器阀被关闭。过程结束在块182。

图9描述了用于将初级泵返回到与冷却单元连通的有效状态并且停用冗余泵单元的非限定实施例的方框图。控制起始于块190并且进行到块192，其均衡用于被停用的各自的冗余泵单元和被有效的初级泵单元的接收器。然后控制进行到块194，在那里以预期的转换启动初级泵单元。随着初级泵单元的启动，控制进行到块196，其改变阀以便转换流体流动到初级泵单元和远离冗余泵单元。然后控制进行到块198，在那里然后冗余泵单元被停用。在一些实施例中，随着冗余泵单元的失效，控制进行到块200，在那里初级接收器阀被关闭。然后控制进行到结束块202。

图10描述了根据不同的实施例设置的冷却系统210。冷却系统210包含用于提供泵送到冷却单元(图10没有示出)的流体的泵单元220。泵单元220类似地运行到上面描述的泵单元120。在不同的实施例中泵单元220包含内置的冗余，并且可以是分享共同的冷凝器和接收器的一对双重的或并行的泵单元、阀和控制器。

泵单元220提供泵送的流体经过输出管线136到冷却单元或负载122。冷却单元处于一环境中，在那里所希望的是通过将热量传送到经过出口管线136泵送的流体来从冷却单元所处的环境中移除热量。如上所述，来自输出管线136的流体以第一温度进入冷却单元并且通过管线140以高温排出冷却单元。泵送经过冷却单元的流体还可以从液相到气相改变状态。

图10还示出冷冻水入口管线139和冷冻水出口管线141。冷冻水通过入口管线139输入到冷凝器138。冷冻水从冷冻水源(图10没有示出)提供，例如建筑冷冻水。冷冻水经过冷凝器138以便通过出口管线136和入口管线140从在冷凝器138中循环的流体实现热传递。冷冻水通过冷冻水出口管线141排出冷凝器138。

冷冻水出口管线141连接具有第一回路分支226和第二、冗余回路分支226’的冗余检测和控制回路224。应该注意到回路分支226，226’以通常对称配置被设置，而且任意回路分支可以分别地是表示如初级或冗余回路分支或者可以称为运行和休眠的回路分支。每个回路分支226，226’包含连接到冷冻水出口管线141的一对阀232，232’。阀232，232’的输出是组合的并且输入到流量计236。在不同的实施例中，阀232，232’可以是作为常闭的弹簧返回阀。

在不同的实施例中，控制回路224还包含一对控制器238，238’，其为左侧和右侧泵单元220提供冗余。控制器238通过控制线242与阀232连通。类似地，控制器238’通过控制线242’与阀232’连通。控制器238通过控制线240与泵124连通。类似地，控制器238’通过控制线240’与泵126连通。在不同的实施例中，控制器238还包含通过信号线246用于监视变流量阀232’的信号线，并且控制器238’通过信号线246’监视变流量阀232的状态。控制器238，238’通过连接230连通，连接230可以是信号或数据线。

在运行中，泵单元220起到分享共同的冷凝器138和接收器142的冗余运行回路的作用。控制器238、阀232和泵124以及相关电的和流体管线包括回路的第一冗余部分，并且控制器238’、阀232’和泵126以及相关电的和流体管线包括回路的第二冗余部分。在不同的实施例中，在回路的冗余部分之间的控制选择通过经过连接230通信的控制器238，238’发生。连接230在不同的实施例中可以是信号线，或在其它的实施例中可以是数据线。在不同的实施例中，控制器238，238’通过在保持另一个控制器在休眠状态的连接230上产生信号进行仲裁控制。例如，如果控制器238在连接230上产生信号，只要控制器238产生信号，则控制器238’将保持在休眠状态。如果控制器238终止在连接230上产生信号，则控制器238’将启动并且相应地在连接230上产生信号，其将保持控制器238在休眠状态。在不同的其它实施例中，控制器238，238’可以经由连接230通过交换数据进行通信，以便仲裁对泵单元220的控制。

在不同的实施例中，控制器238可以控制和监视它的冗余回路的各个部分，包含阀232、泵单元124和相关连接及控制线。控制器238’可以类似地监视用于它的冗余回路的各个部分的部件。如果控制器238检测到任何它的各自的回路部件中的故障，包含在控制器本身之内的故障，则控制器238可以关闭，由此将控制转移到控制器238’。控制器238’类似地运行，并且当控制器238’检测到它的各自冗余回路部分中的故障时启动控制器238。

在不同的实施例中，控制器238，238’控制各自的阀232，232’，泵124，126和监视流量计236。在不同的实施例中，控制器238监视在相对回路分支238’中的流动以便确定流动的中断是否已经发生。同样地，在不同的实施例中，控制器238’监视流体在相对回路分支中的流动，以便确定流动的中断是否已经发生。如果中断发生，则相对控制回路变成激活。作为非限定的实施例，控制器238控制阀232。控制器238还通过信号线246监视流动阀232’的运行。控制器238运行以便控制流动经过阀232的流动。控制器238’相对于阀230’和阀232类似地运行。类似地控制器238’控制阀232’。控制器238’还通过信号线246’监视流动阀232的运行。控制器238’运行以便控制流动经过阀232’的流动。

在不同的实施例中，控制器238，238’可以控制流体经过各自的回路分支226，226’的流动并且分别地或者共同地运行，以便控制在出口管线141的流体流动。在不同的实施例中，控制器238，238’中的一个可以控制流体经过它的各自的回路分支226，226’的流动。如果故障应该发生在任何与特定的控制器相关的回路分支元件，则液体流动控制可以呈现并且通过使用另一个回路分支的另一个控制器进行控制。在这种不同的实施例中，流体仅仅流动经过回路分支226，226’中的一个。

在不同的其它的实施例中，流体流动可以经过每一个各自的回路分支226，226’发生，以便组合的流动提供需要的流体经过冷冻水出口管线141的流动。在这种不同的实施例中，流动的流体可以被分开，因此大约一半的流体流动经过一个回路分支226发生，并且另一半流体流动经过回路分支226’发生，由此组合成用于经过冷冻水出口管线141的所需的全部流体流动。如果任一的回路分支226，226’出现故障，则其回路分支可以通过它的各自的控制器被停用(失效)，并且经过另一个回路分支的流体流动可以被增加，以保持需要的流体流动经过冷冻水出口管线141。

图11描述了证明图10的冗余回路分支实施的运行的流程图250。控制开始在开始块252并且进行到判定块254。在判定块254，执行测试以便确定故障是否存在于初级回路分支。初级回路分支可以任意地作为回路分支226，226’的一个而决定，保留剩下的回路分支作为冗余的、次级、或其它的回路分支。可以假定回路分支226是初级回路分支。如果没有故障发生在初级回路分支226中，控制回到判定块254，在那里重复测试。如果在初级回路分支226中发生故障，控制进行到块256，在那里次级循环分支226’发生开关。在不同的实施例中，则切换可以受到控制器238停止的影响，这导致控制器238’开始运行。在不同的其它实施例中，控制可以终止并且回到254。在不同的实施例中，然后控制进行到块258，在那里完成测试以便确定回路分支故障是否已经清除。如果没有，则控制返回到块258，在那里重复测试。如果故障已经清除，则控制进行到块260。在块260，通过打开各自的截止阀230和变流量阀232并且关闭次级阀230’并且关闭或减少流体流动经过次级流动阀232’，来实现向初级回路分支的返回。然后控制进行到块262，在那里过程完成。

当图10的回路分支226，226’两者每个都提供一部分流体流动经过冷冻水出口管线141时，图12描述了导向冗余的方案的方框图270。控制从开始块272开始并且进行到块274，其运行两个回路分支以便(相等地或不相等地)分享经过冷冻水出口管线141的流动。然后控制进行到判定块276，其完成测试以便确定在两个回路分支226，226’的一个中是否存在负载改变故障。如果没有检测到负载改变或故障，则控制回到判定块276，其重复测试。如果检测到负载改变或故障，则控制进行到块278，在那里通过控制相关泵和阀在冗余或故障回路分支中调整流动。控制进行到块280，在那里在初级回路中流动的流体被调节以保持以需要的速率流动经过冷冻水出口管线141。控制进行到块282，在那里执行测试以便确定在故障回路分支中的故障是否已经解决。如果负载变动或故障没有解决，控制回到测试块282，在那里重复测试。如果负载变动故障已经解决，则控制进行到块284，在那里调整流动经过初级循环分支的流体。控制进行到块286，在那里经过冗余回路分支的流动被调整以便回路分支226，226’两者分享流动经过出口管线141的流体。控制下次进行到块288，在那里过程完成。

已经提供实施例的上述说明用于示出和说明的目的。不是想要详尽的或限定本发明。特定的实施例的单独的元件或特征通常不限于特定的实施例，但是，其中适合的，是可互换的和可被用于选择的实施例，即使不是特定地示出或描述。相同的还可以在多方面改变。这种变化不被认为是偏离本发明，并且所有这种变形确定为包含在本发明范围内。