用于电子设备收纳装置的冷却系统和用于电子设备收纳建筑物的冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电子设备收纳装置等的冷却系统，并且更特别地涉及一种用于诸如电子设备收纳装置的冷却系统，其冷却来自多个诸如服务器的加热源的热。
【背景技术】
[0002]近年来，随着信息处理技术的改进和互联网环境的发展，需要的信息处理量正在增加。与这种趋势相关联地，安装并且操作器械诸如服务器、通信设备、固定电话和用于互联网的IP(互联网协议)电话的数据中心业务正在受到关注。
[0003]很多的电子设备诸如计算机安装在这种数据中心的服务器室中。作为在服务器室中安装电子设备的方法，使用机架安装系统是主流。机架安装系统是由JIS(日本工业标准)和EIA(电子工业联盟)标准化的方法，其中平坦式电子设备以堆叠的方式安装在机架中。
[0004]为了充分地在服务器室中保留空间，期望尽可能多地将电子设备安装到机架中。因此，对于电子设备而言，需要分别地使得它们的高度是短的。同时，电子设备诸如通常称为机架安装式服务器的IU(单位)服务器和刀片服务器的高度是大约40毫米。为了冷却由这种机架安装式服务器消耗的热，有必要同时地冷却多个堆叠的、具有不同高度的热源。
[0005]地板下空气调节系统是用于数据中心的、通常的冷却系统。为了有效率地冷却数据中心中的服务器，在地板下空气调节系统中，使得置放有服务器的建筑物具有双地板，并且来自空气调节器械的冷风通过地板格栅从地板下面供应到服务器机架，地板格栅设置在地板表面上并且由具有多个打开的孔的金属板制成。这种地板下空气调节系统能够有效率地向服务器机架供应冷风，因为能够通过双地板分离服务器的暖空气和来自空气调节器械的冷风。
[0006]服务器机架要求的冷却空气量根据服务器的负荷而很大地变化。因此，在专利文件I中公开了一种结构，其中根据机架的发热量来控制吹出到机架的前部的冷空气的供应量，以减小用于冷空气供应的动力并且防止热点的发生。
[0007]S卩，从控制服务器获取的每一个服务器的操作率来获得关于每一个机架的平均操作率，机架的最大空气量乘以从该值获得的、机架的平均发热量，并且由此产生要求空气量的信号。基于这个要求的空气量信号，每一个机架的地板风扇的旋转数受到控制。此外，设置一种温度校正算术处理部，以当设置在与服务器的入口对应的位置中的上部温度计的入口检测温度超过已经设定的入口温度时，校正要求空气量信号。
[0008]因此，通过从服务器机架的平均操作率获得服务器要求的空气量和服务器机架的最上级的服务器入口空气温度，根据每一时刻变化的服务器操作率来调节空气调节器械的要求空气量和冷风温度，并且将具有最适当的温度和空气量的冷风供应到每一个服务器。
[0009]引用列表
[0010]专利文件
[0011][PTL I]日本专利申请特开 N0.2011-226737
【发明内容】
[0012]技术问题
[0013]然而，上述专利文件I中的冷却系统存在问题。即，这个系统只是通过从服务器的操作率获得用于每一个机架的平均操作率来供应对于服务器整体上要求的空气量。因此，即使依赖每一个服务器的发热量是不同的，也仍然不能实现单个服务器的热控制。
[0014]已经考虑到解决这些问题地实现了本发明，并且它的目的在于提供一种能够更加详细地控制热交换器的性能的冷却系统。
[0015]解决问题的方案
[0016]一种用于电子设备收纳装置的冷却系统，包括:机架，该机架包括电子设备和用于放置所述电子设备的多个放置搁架；蒸发器，具有制冷剂的该蒸发器被安装在所述机架内部；冷凝部，通过配管与所述蒸发器连接的该冷凝部被安装在所述机架的外部；和制冷剂调节装置，该制冷剂调节装置用于调节所述蒸发器中的制冷剂表面的高度。
[0017]本发明的有益效果
[0018]利用根据本发明的冷却系统，能够更加详细地控制热交换器性能。
[0019]附图简要说明
[0020][图1]图1是示出数据中心的截面图。
[0021][图2]图2是示出数据中心的上部截面图。
[0022][图3]图3是冷却系统的前视图。
[0023][图4]图4是示出可移动槽的结构的示意图。
[0024][图5]图5是示出第二示例性实施例的冷却系统的示意图。
[0025][图6]图6是槽固定板的详细视图。
[0026][图7]图7是示出第三示例性实施例的冷却系统的示意图。
【具体实施方式】
[0027]在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，虽然对于以下描述的示例性实施例作出了对于实施本发明而言在技术方面理想的限制，但是本发明的范围不限于随后的内容。
[0028]图1是示出数据中心的截面图。为了冷却数据中心I中的服务器，循环风扇10的旋翼旋转，并且从数据中心I的进气口 2抽入外部空气。通过服务器内侧的风扇的操作，已经抽入的该外部空气被吸收到服务器中。通过被内部加热元件加热，吸收到服务器中的空气成为暖空气，并且然后被从服务器的排气口排放。
[0029]暖空气向安装在服务器机架后表面中的多个热接收部中的制冷剂16传导热，并且当制冷剂16执行从液体到蒸汽的相变时，暖空气的一部分热作为潜热已经被制冷剂16吸收。然后，由于热损失，暖空气的温度下降。该暖空气通过循环风扇10排出到数据中心I的外部。
[0030]因为在服务器机架的周围并不存在隔板等，所以发生所谓的短返回(shortreturn)现象，其中暖空气的未被排出的部分围绕服务器机架6转向并且被再次供应到服务器机架6的进气部。
[0031]通过在蒸汽管道8内部穿过的蒸汽，来自被传递到蒸发器4中的制冷剂的暖空气的热利用浮力而被输送到数据中心I的冷凝腔室11中的冷凝器5。在冷凝器5中，通过与由冷凝腔室11的冷凝风扇12循环的外部空气来执行热交换，制冷剂16的蒸汽的热被输送到外部空气。此时，蒸汽被冷凝成液体。
[0032]冷凝的制冷剂通过冷凝器管道9被输送到在图3中所示的位于最上部的槽13。被输送到槽13的冷凝的制冷剂液体通过热交换器连接管道14被供应到最上级部分的蒸发器。随着冷凝的制冷剂液体的继续供应，槽液体水平升高。然而，当槽液体水平升高到与槽连接管道15的连接到槽13的连接端口相同的高度时，溶剂液体通过槽连接管道15被连接到位于下级的槽13，而非最上级部分的热接收器。通过重复这种操作，冷凝的溶剂液体被供应到所有的多个蒸发器4。通过以上循环，电子设备的废热被排出到数据中心I的外部。
[0033]接着，将参考附图描述在这个示例性实施例中的动作和效果。
[0034]首先，将给出有关来自电子设备的废热如何排出到数据中心I的外部的解释。在图1中，示出了收纳多个电子设备的服务器机架6和配备有多个服务器机架的数据中心I的截面图。图2示意数据中心I的顶视图。
[0035]如在图1中所示，抽入外部空气的进气口 2、排出外部空气的排气口 3和循环风扇10被安装在数据中心I中。从服务器机架6的上部到下部，多个蒸发器4安装在服务器机架6的背面中，多个蒸发器4在其内侧填充有制冷剂16，服务器机架6布置在数据中心I的中心部分。理想的是以对应于每一个服务器机架的方式设置蒸发器4。如在图2中所示，由竖直地堆叠的多个服务器构成的多个服务器机架被横向地布置。分别地为每一个服务器机架设置图3所示冷却系统。
[0036]用于测量服务器的排气温度的多个温度传感器7安装在这多个蒸发器的服务器侧部分中，并且用于测量在热交换之后的空气温度的多个温度传感器7安装在蒸发器的在数据中心I的室内侧的部分中。
[0037]低沸点制冷剂16诸如氢氟烃和氢氟醚被用作在蒸发器4中使用的制冷剂16。蒸发器4经由蒸汽管道8连接到冷凝腔室11中的冷凝器5，蒸汽主要地通过蒸汽管道8到达设置在数据中心I的内侧的冷凝腔室11。冷凝器管道9从冷凝器5与蒸发器4连通，已经在冷凝器5中从蒸汽相变成液体的冷凝液体通过冷凝器管道9，并且因此，蒸发器4和冷凝器5通过蒸汽管道8和冷凝器管道9连接。
[0038]蒸发器4和冷凝器5这两者均是热交换器，以在空气和制冷剂16之间执行热交换，并且例如使用翅片管式热交换器。虽然未在图1中示意，但是冷凝腔室11设置有进气口和排气口，并且促进在空气和制冷剂16之间的热交换的冷凝风扇安装在冷凝器5中。
[0039]多个蒸发器4如上所述被竖直地布置，并且存储制冷剂16的槽13安装在每一个蒸发器中，如在图3中所示。最上级部分的蒸发器4的槽13通过冷凝器管道9连接到图1和图3中所示的冷凝器5。槽13通过热交换器连接管道14与蒸发器4连接，并且多个槽13通过槽连接管道15相互连接。同时，一种理想的结构是，热交换器连接管道14能够移动或者是弹性的，从而与以后述及的槽的上下运动相对应。各个蒸发器4的多个蒸汽管道8汇聚成一体，并且然后连接到冷凝器5，如在图3中所示。
[0040]每一个槽13安装在移动板17上并且固定于移动板17，如在图4中所示，该移动板17能够沿着槽13的竖直方向改变它的高度。通过将驱动机诸如马达的动力转换成沿着竖直方向