冷却系统和方法

专利名称：冷却系统和方法
技术领域：
本发明的各个方面涉及包括用于给数据处理设备、网络设备 和电信设备装上外壳的支架和壳体的数据中心，更为具体的是涉 及用于冷却被所述支架和壳体装上外壳的设备的冷却系统和方 法。
背景技术：
用于给电子设备(例如，数据处理设备、网络设备和电信设 备装)装上外壳的设备壳体或支架已经被运用了多年。所述的支 架用于容纳和将设备排列在小的配线室以及设备室和大的数据 中心中。在某些实施方案中，i殳备支架可以是开》文式的配置形式 和可以被装在支架的外壳中，尽管当谈到支架时可能会包括壳 体。
若干年之后，大量不同的标准被研发用于促使设备制造商设 计可以安装设备的支架，其可以安装在由不同的制造商所生产的 标准支架上。
一种标准的支架通常包括正面安装4九道，在其上安
装有众多的电子设备单元，例如，服务器和CPU,这些电子设备
是垂直堆栈和安装在支架中。 一种可以效仿的工业标准化的支架
的高度大约为6英尺到6.5英尺，宽度为大约24英寸，和深度大 约为40英寸。这样的支架通常被称为"19英寸"的支架，正如 电子工业协会EIA-310-D标准中所限定的那样。
19英寸的支架被广泛地运用在数据中心和其他的大型设备 中。随着英特网的发展，数据中心容纳有好几百这样的支架并非 罕见。而且，随着计算才几设备的尺寸的不断减小，以及尤其是， 计算机服务器和叶片，安装在一个支架上的大量的电子设备的情 况越来越多，使得人们开始关注关于设备的充分制冷的问题。
由支架式安装设备所产生的热会对设备部件的性能、可靠性 和使用寿命产生不利的影响。尤其是，被装在壳体中的支架式安 装的设备可能会受到在操作期间的壳体的边界处形成的热聚集 和热点的损害。由设备支架所产生的热量取决于操作期间的支架 中的设备所需的电功率的数量。除此之外，电子设备的用户可能 会才艮据他们的要求和新发展的需要来对支架式安装的部件进行 增添、移除和重新纟非列。
以前，在某些配置中，凄t据中心通过计算才几室的空调系统
(CRAC)单元进行冷却，其通常是围绕在数据中心室的外围布 置的牢固的通过管道输送的固定的单元。这些CRAC单元乂人单元 的正面吸入空气和向上朝着凄史据中心室的天花一反llr出4交冷的空 气。在其他的实施方案中，CRAC单元乂人靠近^t据中心室的天花 板处吸入空气和在升高的地板之下释放较冷的空气以输送到设 备支架的正面。 一般来说，这样的CRAC单元吸入室温空气(大 约72华氏度)和释放出冷空气(大约55华氏度)，其被吹入到 凄史据中心室中和与设备支架上的和周围的室温空气进4亍混合。
支架式安装的设备通常通过沿着支架的正面或空气吸入一 侧p及入空气，4吏空气流经其部件，和随后,人支架的通风一侧或背 面排出空气来进行自身的冷却。CRAC类型的空气调节系统的劣 势在于冷空气会与室温空气进行混合，这是效率很低的。理想的 是，使系统能够尽可能有效的工作，和尽可能少的利用能量和地 面的空间，可能的最高温度的空气被吸入到CRAC单元中和由
CRAC产生的输出空气会稍微低于室温。除此之外，由于不同数 量和类型的支架式安装的部件和支架和壳体之间的不同配置的 结果会导致对空气流动的要求可能会有相当大的改变。
对于大型的K据中心而言，其要求CRAC单元在彰:据中心室 的中间或中心位置上或靠近中间或中心位置，到CRAC单元的冷 冻剂的输送必须位于升高的地4反中，由于考虑到风险以及管道系 统的连接可能出现失效的情况，将冷冻剂的管道系统布置在数据 中心的天花板上是不符合要求的。特别是，在传统的CRAC系统 中，单元的管道系统需要相当^:量的管道切割和人工焊^接。泄漏 是常见的，数据中心中泄漏出来的水或冷冻剂会导致设备支架中 的设备存在被损害的风险。除此之外，潜在的地震会晃动管道并 导致连接失效。鉴于至少以上原因，大部分的数据中心设计人员 和操作人员不愿意考虑使用悬挂式的管道系统来冷却数据中心。

发明内容
本发明的第 一方面涉及的是一种用于冷却ft据中心的系统， 所述数据中心具有被设计用于容纳众多的电子设备支架的空间 体积，以及每一个设备支架适用于支撑至少一件电子设备和具有 工业标准的宽度。系统包4舌至少一个;令却支架，该;令却支架包括r
具有宽度大约为众多的设备支架中的每一个支架的宽度的二分 之一的机架。系统进一步包括由机架所支撑的冷却系统部件。
系统的各个实施方案可以进一步包4舌分配盒，该分配盒适用 于将冷却的冷冻剂输送到至少 一 个冷却支架上和适用于接收从
至少一个冷却支架上返回的一皮加热的冷冻剂。系统可以进一步包 4舌一种流体连通系统，其适用于将至少一个冷却支架连4妻到分配 盒上。在一个实施方案中，流体连通系统包括柔性软管和用于支 撑柔性软管的支撑部件。柔性软管包括至少一个柔性管长度，其
具有适于与至少 一 个冷却支架相匹配的第一4关结器和适于与分 配盒相匹配的第二联结器。系统可以进一步包括控制器，用于控 制至少 一 个冷却支架和分配盒的操作。冷却系统的部件可以包括 安装在至少一个冷却支架的机架上的热交换器，至少一个冷却支 架#皮配置用于吸入暖空气通过热交换器来以冷却暖空气。控制阀 是可操作地连接到控制器上的，以用于控制在至少 一 个冷却支架 上的冷冻剂的流动。除此之外，监视器是可操作地连接到控制器 上的，以用于测量空间体积中的环境条件。如此排列以致控制器 -陂配置用于在空间体积的环境条件的基础上控制冷却系统部件 的才喿作。在一个实施方案中，控制器可以布置在至少一个冷却支 架之内。所述的至少一个冷却支架可以是众多的冷却支架。分配 盒可以#皮配置用于将冷却的冷冻剂输送到众多的冷却支架上和 配置用于接收从众多的冷却支架上返回的被力O热的冷冻剂，控制 器用于控制众多的冷却支架和分配盒的4喿作。在又一个实施方案 中，控制器是提供给众多的冷却支架之一的主控制器。在另一个 实施方案中，控制器是可操作地连接到至少一个冷却支架上的， 其中控制器一皮配置用于确定至少一个冷却支架的冷却能力。至少 一个冷却支架的机架可以包括连接到机架上的脚轮，用于使机架 能够沿着 一般的水平表面滚动。
本发明的第二方面涉及的是 一 种冷却数据中心的方法。该方 法包括将众多的设备支架排列成行，每一个设备支架都适用于支 撑至少 一件电子设备和都具有工业标准的宽度。该方法进一 步包 括在众多的设备支架的两个设备支架之间布置冷却支架。冷却支 架包括适用于支撑冷却系统的部件的机架，机架具有的宽度大约 为众多的设备支架的其中之一的宽度的二分之一。该方法进一步 包括将冷冻剂输送到冷却支架上。
方法的实施方案可以进 一 步包括控制ilr送到冷却支架上的 冷冻剂的流动。方法也可以包括监视数据中心中的环境条件，和 监4见冷却支架的冷却能力。众多的设备支架中的排可以^皮排列以 在众多的设备支架的前面形成冷通道，和在众多的设备支架的背 面形成热通道。方法也可以包括v人热通道中吸入空气到冷却支架 上，冷却吸入的热空气，和将被冷却的空气排出到冷通道中。在 一个实施方案中，方法可以进一步包4舌直4妄乂人"^殳备支架上p及入空 气到冷通道中。众多的冷却支架可以布置在凄t据中心中。方法可 以进一步包括控制众多的冷却支架的纟喿作。而且，方法还可以包 括监视数据中心中的环境条件，和在数据中心的环境条件的基础 上有选择地控制众多的支架中的每 一 个支架的操作。
本发明的第三方面涉及的是一种用于冷却适用于支撑至少 一件电子设备的电子设备支架的系统，该设备支架包4舌具有正
面、背面、两个侧面、底面禾口顶面的才几架，i殳备支架的才几架具有
工业标准的宽度。系统包4舌具有正面、背面、两个侧面、底面和 顶面的4几架的冷却支架，冷却支架的4几架具有的宽度大约为i殳备 支架的宽度的二分之一。冷却支架被配置和排列以一种布置方式
贴近i殳备支架定位，所述的布置方式是指冷却支架的一侧靠近i殳 备支架的 一侧，和设备支架和冷却支架的正面和背面实质上位于 相同的平面内。系统进一步包括由冷却支架的才几架所支撑的冷却 系统部件，和固定到设备支架和冷却支架的背面上的背面腔室。 背面腔室适用于将空气隔离在设备支架的内部，以致冷却支架能 冷却空气。
系统的实施方案进一 步包括固定到设备支架和冷却支架的 正面上的正面月空室。在一个实施方案中，；令却系统的部〗牛适于^l夺 暖空气通过背面腔室从设备支架的背面吸入到冷却支架的背面， 和冷却系统的部件进一步适用于将输送到冷却支架的背面的暖
空气进^f于冷却，并将冷却的空气^r送到冷却支架的正面和l命送到 设备支架的正面。系统可以进一步包括分配盒，该分配盒适用于 将冷却的冷冻剂输送到冷却支架上和适用于接收从冷却支架上 返回的#皮加热的冷冻剂。除此之外，系统可以进一 步包4舌一种流 体连通系统，其适用于将冷却支架连接到分配盒上。在其他的实 施方案中，流体连通系统包括柔性软管，其中柔性软管包括至少 一个柔性管长度，其具有适于与至少一个冷却支架相匹配的第一 联结器和适于与斧配盒相匹配的第二联结器。流体连通系统可以 进一步包括用于支撑柔性软管的支撑部件。控制器，其可操作地 连接到冷却支架上以控制冷却支架的操作。冷却系统的部件可以 包括安装在冷却支架的机架上的热交换器，冷却支架被配置用于 吸入暖空气通过热交换器以在控制器的方向之下冷却暖空气。控 制阀可操作地连接到控制器上，以用于将冷冻剂的流动控制在至 少一个冷却支架上。除此之外，监视器可操作地连接到控制器上，
以用于测量空间体积中的环境条件。如此排列以致控制器#:配置
用于在空间体积的环境条件的基础上控制冷却系统的部件的操:
作。在一个实施方案中，控制器可以布置在至少一个冷却支架之 内。至少一个冷却支架可以是众多的冷却支架。分配盒可以^皮配 置用于将冷却的冷冻剂输送到众多的冷却支架上和配置用于4妾 收从众多的冷却支架上返回的被加热的冷冻剂，控制器用于控制 众多的冷却支架和分配盒的操作。在又一个实施方案中，控制器 是提供给众多的冷却支架之一的主控制器。在另一个实施方案 中，控制器可操作地连接到至少一个冷却支架上，其中控制器被 配置用于确定至少一个冷却支架的冷却能力。至少一个冷却支架 的机架可以包括连接到机架上的脚轮，用于使机架能够沿着 一 般
的7JC平表面滚动。
本发明的第四个方面涉及的是一种用于冷却适用于支撑至 少 一件电子设备的电子设备支架的方法，设备支架包括具有正
面、背面、两个侧面、底面禾口顶面的才几架，i殳备支架的才几架具有 工业标准的宽度。方法包4舌将;令却支架贴近^殳备支架定^f立，冷却 支架包4舌具有正面、背面、两个侧面、底面禾口顶面的才几架，；令4卩 支架的机架支撑冷却系统的部件，而且其具有的宽度大约为设备 支架的宽度的二分之一 。冷却支架一皮配置和排列以 一种方式贴近 设备支架定位，所述的方式是指冷却支架的一侧靠近设备支架的 一侧，和设备支架和冷却支架的正面和背面实质上位于相同的平 面内。方法进一 步包括将背面腔室固定到设备支架和冷却支架的 背面上，并将冷冻剂输送到冷却支架上。正面和背面腔室适于将 空气隔离在设备支架中，以致冷却支架能冷却空气。
方法的实施方案可以包4舌将正面腔室固定到i殳备支架和冷 却支架的正面上。方法也可以包括控制输送到冷却支架上的冷冻 剂的流动和/或监视j殳备支架中的空气的温度。
本发明的第五方面可能涉及的是一种用于冷却具有设计用 于纟合众多的电子设备支架装上外壳的空间体积的凄t据中心的系 统，每一个设备支架被排列成排和具有适于支撑至少一件电子设 备的机架。系统包括众多的冷却支架，每一个冷却支架都包括机 架和由才几架所支撑的冷却系统部件。系统进一步包4舌与众多的支 架上的冷却系统部件连接的流体连通系统。流体连通系统:故配置 用于4是供冷却的冷冻剂和乂人每一个冷却支架的冷却系统部件中 排出被加热的冷冻剂。系统也包括至少一个控制器，该控制器与 众多冷却支架上的每一个冷却支架相连4妄以控制每一个冷却支 架的才乘作。众多的冷却支架和流体连通系统:坡配置为才莫块组件，
以允许将冷却支架布置在凄t据中心的空间体积内的i殳备支架的 排的不同位置上。
系统的实施方案可以进一步包括分配盒，该分配盒适用于输 送冷却的冷冻剂和适用于4妄收乂人众多的冷却支架中的每一个支
架上返回的被加热的冷冻剂，流体连通系统包括柔性软管。对众 多的冷却支架中的每一个支架来说，柔性软管可以包括至少 一个 柔性管长度，其具有适于与冷却支架相匹配的第 一 联结器和适于 与分配盒相匹配的第二联结器。流体连通系统进一步包4舌用于支 撑柔性软管的支撑部件。冷却系统部件可以包括安装在众多的冷 却支架中的每一个支架的机架上的热交换器，众多的冷却支架中 的每一个支架都一皮配置用于吸入暖空气通过热交换器来冷却暖 空气。在一个实施方案中，系统进一步包括可才喿作地连4妄到控制 器上的控制阀，其用于控制在至少 一 个冷却支架上的冷冻剂的流 动。系统可以进一步包括可操作地连接到控制器上的监视器，其 用于测量空间体积中的环境条件。控制器可以被配置用于确定每 一个冷却支架的冷却能力和将该能力显示在监视器上。控制器可 以布置在众多的冷却支架的其中之一上，其中控制器是^是供给众 多的冷却支架之一的主控制器。众多的冷却支架中的每一个支架 的机架都可以包括连接到机架上的脚轮，用于使机架能够沿着一 力殳的水平表面滚动。
本发明的第六个方面涉及的是一种用于冷却具有设计用于 给众多的电子设备支架装上外壳的空间体积的数据中心的工具 包，每一个设备支架都适于支撑至少一件电子设备。工具包包括 至少一个具有机架的冷却支架，和具有安装在至少一个冷却支架 上的4几架中的热交4灸器的冷却系统。工具包进一步包4舌流体连通 系统，该流体连通系统包括柔性软管，用于连接到至少一个冷却 支架的热交换器上。
工具包的实施方案可以进一步包4舌至少一个分配盒，该分配 盒适用于将冷却的冷冻剂输送到柔性软管中，其中柔性软管包括 至少一个柔性管长度，其具有适于与至少一个冷却支架相匹配的 第 一联结器和适于与分配盒相匹配的第二联结器。工具包也可以
包括控制器，该控制器用于控制冷冻剂从至少 一 个分配盒到至少 一个冷却支架上的流动，和包括可操作地连接到控制器上以控制 冷冻剂的流动的控制阀。工具包还可以包括可纟乘作地连4妄到控制 器上的监—见器，其用于测量空间体积中的环境条件。至少一个支 撑部件可以用于支撑数据中心中的柔性软管。至少 一个冷却支架
的才几架可以包括连4妻到才几架上的脚4仑，用于偵:才几架能够沿着一船: 的水平表面滚动。在一个实施方案中，至少一个冷却支架具有的 宽度大约为设备支架的的宽度的二分之一。可以4是供至少一个风 扇，其中至少一个风扇适于可释》文;也固定在至少一个冷却支架的 才几架上和被配置用于吸入暖的空气通过热交换器来冷却暖空气。
本发明的第七个方面涉及的是一种方法，该方法包4舌为教: 据中心设计冷却系统；选4奪冷却系统的部件，包括冷却支架，柔 性软管，和将柔性软管连接到冷却支架上的联结器；以及将冷却 系统的部件打包装箱。
方法的实施方案可以包4舌运llr冷却系统的一皮打包装箱的部 件和/或安装冷却系统。在一个实施方案中，选4奪冷却系统的部件 的步-骤进一步包4舌选一奪适于分配冷冻剂的分配盒的步-骤，选择控 制器以控制冷冻剂从分配盒到至少 一 个冷却支架上的流动，和/ 或选择用于支撑数据中心中的柔性软管的支撑部件。
本发明的第八个方面涉及的是一种用于向冷却单元冲是供冷 冻剂和从冷却单元中排出冷冻剂的流体连通系统。该流体连通系 统包括柔性软管和众多的支撑部件。每一个支撑部件被配置用于 固定到支撑结构上和用于可释放地固定到柔性软管上。每一个支 撑部^牛都包^舌第一端口和相匹配的第二端口 ，第一端口禾口第二端
口被配置用于与布置于其中的柔性软管彼此固定。
流体连通系统的各个实施方案包4舌配置每一个支撑部件，以 用于固定柔性软管的两个长度。每一个支撑部件的第一和第二端 口中的每一个可以具有两个边纟彖，第一端口的边纟彖适于与第二端 口的边缘相匹配和适于将第一端口固定到第二端口的边缘上。每 一个支撑部件的每一个第一和第二端口的每一个边缘可以具有 逆向旋转的轮毂和轮毂塞孔。这样的布置使得边缘的轮毂适于容 纳在相匹配端口的边缘的4仑穀塞孔中。每一个支撑部件都适于可 释放地固定到另一个支撑部件上。第一和第二端口中的每一个都 具有表面和表面上所提供的相互连接。如此排列以致第 一 端口的 相互连接是可释放地插入到第二端口上的相匹配的相互连接上， 以将支撑部件附着到另 一 个支撑部件上。相互连接可以被配置作 为楔形榫头附件和楔形榫头的塞孔的其中之一 ，以及每一 个支撑 部件可以:帔配置用于固定到支撑4干上。流体连通系统可以进一步 包括分配盒，该分配盒适于输送冷却的冷冻剂和适于接收^人柔性 软管中返回的被加热的冷冻剂。柔性软管可以包括聚乙烯的内 层、铝制的中心层和聚乙烯的外层。绝缘层也可以适用在柔性软 管中。
本发明的第九方面涉及的是一种安装包4舌冷却单元和适于
将冷却的冷冻剂#r送到冷却单元中的来源的这类冷却系统的流 体连通系统的方法。该方法包括4是供包括具有两个对应端口的柔 性软管的长度的流体连通系统，和提供众多的用于支撑柔性软管
的支撑部件；将柔性软管的长度的一端连接到来源上；将柔性软 管的长度的另一端连接到冷却单元中；可释放地将众多的支撑部 件连接到柔性软管的长度上；以及将支撑部件附着到结构上。
本方法的各个实施方案可以进一步包括将绝纟彖层应用到柔 性软管的长度上。在一个实施方案中，对于每一个支撑部件来说， 可释放地将众多的支撑部件连接到柔性软管的长度上的步骤包
括将支撑部件第一和第二匹配的端口固定到柔性软管上。支撑部 件第一和第二匹配的端口固定到柔性软管上的步骤可以进一步
包括使用至少一条拉链带将第一和第二端口结合在一起，或者可
以包括使用至少 一 个螺钉紧固件将端口拧在 一 起。在另 一 个实施
方案中，流体连通系统可以包括具有两个对应端口的柔性4欠管的
长度和足以将冷却单元连纟妻到来源上的延伸的长度。


随附的附图并不是严招，按照比例绘制的。在附图中，每一附 图中用于解寿奪二〖兌明的每一个相同或几乎相同的部件都用相同的 数字表示。出于清楚的目的，在每一附图中并不是每一个部件都
净皮标识。在以下附图中
附图1是结合了本发明的实施方案的冷却系统的数据中心的 一部分的透-见附图1A是设备支架的透浮见附图1B是本发明的实施方案中的分配盒的透视附图1C是本发明的实施方案中的冷却支架的透浮见附图2是数据中心的冷却系统的示意性的视附图3是,令却支架的侧面正一见图，其中侧面^反的重要部分3皮 移除以显示出冷却支架的内部；
附图4是冷却支架的示意性的视附图5是由冷却系统所监^f见的用以确定冷却能力的环境参数
的流程附图6是冷却支架的显示器部分的正面；
附图7是合并了附图6中的显示器单元的显示器组件的拆开 的透^L附图8是本发明的实施方案的两个支撑部件的透^L图，支撑 部件被固定到数据中心的结构部件上和用于支撑柔性软管。
附图9是附图8中所示的支撑部件的其中之一的透一见附图10是被可释放地固定到另一个支撑部件上的支撑部件 的透^L附图ll是附图10所示的支撑部件的正视图，其中支撑部件 可释放地固定到另 一个支撑部件上；
附图12是本发明的实施方案的夹具的透浮见附图13是本发明的实施方案的另一个夹具的透^L附图14是本发明的另一个实施方案的冷却系统的透^L以及
附图15是附图10所示的冷却系统的拆开的透浮见图。
具体实施例方式
本发明并没有将其应用限于在以下描述或用于举例i兌明的 附图中所描述的部件的排列和结构的细节中。本发明可以具有其
他的实施方案和可以通过不同的方式进行实践和实现。同样地， 本文中所-使用的术语和4晉辞只是出于描述的目的而不应该祐j人 为是限制。术语"包括"、"具有"、"含有"、"包含"、"涉及，，以 及上述术语的结合^吏用是指包4舌或包含其后所列出的项目和等 同物以及吝页外的项目。
本发明的至少 一 个实施方案涉及的是才莫块组件式的冷却系 统，该系统可以选择地进行配置以用于冷却安装在设备壳体或数 据中心的支架上的电子设备。本文中所4吏用的术i吾"壳体"、"支 架"是用于描述设计用于支撑电子设备的装置。所述的冷却系统 可以采用 一种或更多的冷却支架，或根据需要基础来提供数据中 心内的局部制冷。特别的是，众多的冷却支架可以散布在设备支 架的排中以更有效的对数据中心进行冷却。由电子i殳备所产生的 暖空气的循环路径被极大减少，从而几乎消除了数据中心中的冷 却空气与热空气之间的混合。
数据中心是典型的大房间，在某些情况下，设计用于放置在 数据中心中成排排列的好几百个电子设备支架。设备支架的各排 被以冷通道和热通道的方式进行排列。冷通道提供通向通常可以 接近电子设备的壳体的正面的路径。热通道提供通向设备支架的 背面的^各径。如果要求发生变化，设备之间的H量可以增加或减 少，这耳又决于凄t据中心的功能要求。本发明的至少一个实施方案 是才莫块式的和可以升级的，而且可以采用i殳计用于满足上述变化 需要的工具包的形式。同样地，尽管相对大的数据中心在上文中 是出于Y吏用所述的冷却系统而 一皮讨-沦的，本发明的系统可以升 级，也可以以4交小的翔L才莫在4交小的房间中4吏用。
在一个实施方案中，冷却系统可以包括众多的冷却支架，每 一个冷却支架具有适于支撑冷却系统的部件的机架。举例来说， 冷却系统的部件可以包括热交换器，该热交换器与分配盒连4妾以
将冷冻剂输送到热交换器中和将被加热的冷冻剂从热交换器中 返回。可以采用多个风扇来将热交换器中的空气移除。冷却支架 可以布置在设备支架的排中和:故配置用于通过热通道吸入凄t据 中心中的热空气，例如，将空气冷却到稍微低于环境温度的温度。 所述配置消除了将热空气与室温空气混合以获得暖的混合空气 的<氐效率。所述配置也减少了由凄史据中心的空调系统所才是供的潜 在制冷，乂人而减少了对加湿的要求。
在某些实施方案中，冷却支架可以具有标准的19英寸的设 备支架的宽度的二分之一，例如，宽度为12英寸，和可以是模 块组件，以致不具有特殊的加热和冷却培训和专业知识的数据中 心的雇员只需几分钟的时间就能把冷却支架插入到设备支架的 排中。冷却支架的部件和整个冷却系统可以以工具包的形式来4是 供，以致安装冷却系统的工人不需要专门的工具。冷却系统的冲莫 块式的特征允许用户优化每一个冷却支架的位置，由于每一个冷 却支架都具有感应和显示系统的冷却能力、流动速度、冷冻剂和 空气吸入和排出的温度以及压力差的能力。因此，冷却系统可以 -陂采用和重新布置以将效率最大化和在凄t据中心中4吏用。
现在参考附图，尤其是附图1，其中显示的是典型的彰:据中 心的一部分，通常用lt字10表示。正如附图所示，翁:据中心10 包括由地面12、墙壁(每一面墙壁都用14表示)和天花板16 所限定的房间。ft据中心10 一皮设计用于》文置众多的i殳备支架， 每一个i殳备支架都用18表示。在一个实施方案中，每一个支架 18可以才艮才居2004年11月17日提交的名称为EQUIPMENT ENCLOSURE KIT AND ASSEMBLY METHID 的美国第 10/990,927号专利申请中公开的教导进行配置，该发明由本发明 的代理人所拥有并且通过引证被并入本文。更进一步说，尽管附 图1中没有特别地显示，设备支架18之间的布线可以通过4吏用
埋在屋顶中的电线分布槽来实现，正如第6,967,283号美国申请 中所公开的支架一样，其通过引证被并入本文而且已转让给本发 明的代J里人。
特别的是，参考附图1A,其中的设备支架18包括适于支撑 电子部件(例如，数据处理设备、网络设备和电信设备)的框架 或才几架20。 4几架包4舌正面22、背面24和侧面26、 28、底面30 和顶面32。每一个支架18的正面22包i舌可以通向i殳备支架的内 部的正门34。锁36可以防止进入到i殳备支架18的内部和由支架 所容纳的设备的内部。设备支架18的侧面26, 28可以包括至少 一Jt夹面^反38,该面4反;故配置用于覆盖侧面以关闭支架的内部区 域。尽管附图1没有举例说明，设备支架18的背面24上也可以 包4舌至少 一 块面斧反或后门，以从支架的背面通向i殳备支架的内 部。在某些实施方案中，侧面面^反和背面面^反，以及正门和后门 都可由穿孔的金属片材冲牛制成，举例来i兌，以允i午空气乂人中流入 和流出设备支架的内部区域。在其他方面，面板可以由固体材泮牛 制成。
设备支架18在结构上是模块式的并被配置用于可以从位置 上(例如，在数据中心的排中)巻入或巻出。脚轮40被固定到 每 一 个设备支架的底部，以允许支架能够沿着地面或数据中心滚 动。 一旦确定位置，校准轮42被固定以安全地将设备支架18放 置在排中的位置上。设备支架18中采用的脚轮40和校准轮42 的实施例的细节在美国第10/990,927号专利申请中有公开。
一旦位于位置上，电子设备可以一皮布置在设备支架18的内 部区i或中。举例来i兌，i殳备可以;汶置在i殳备支架18的内部区:t或 中的架子上。尽管附图l没有举例说明，提供电能和数据交换的 电线可以通过设备支架18的顶面来^是供，或者通过位于设备支 架的顶面32上的在其上具有开口的封盖(或者是第6,967,283号
美国申请中公开的"屋顶，，)来提供，或通过设备支架的敞开顶 面来4是供。在这一实施方案中，电线可以沿着支架的顶部4非成一 行或者由上文中所提到的电线分布槽来提供。在另一个实施方案 中，电线可以一皮布置在升高;也面中和通过i殳备支架18的底面连 接到电子设备上。在两种配置中，电能和通信电线被提供到设备
支架18上。
正:^上文中的讨^仑，继续参考附图1，凝j居中心IO净皮典型:I也 与i殳备支架排一并配置，这样以来冷空气被从冷通道C吸入到支 架中和暖的或热的空气从支架中排出到热通道H中。仅仅是出于 解释说明的目的，附图1中设备支架18被安排为两排，设备支 架的正面22在/人附图1的向前方向上看4立于前纟非，i更备支架的 背面24在从附图1的向后方向上看是位于向后的方向上的后排。 然而，正如上文所述，在典型的凄t据中心中，有众多的i殳备支架 18的排，其中这些排可以^皮排列为i殳备支架的正面并面对另一支 架以限定冷通道和i殳备支架的背面并面对另 一支架以限定热通 道。
为了解决^:据中心10中的热聚集和热点问题，以及解决凝: 据中心中通常形成的气候控制问题， 一个实施方案提供了 一种模 块式冷却系统。正如附图1所示，冷却系统包^"布置在凄t據中心 IO中的众多的冷却支架，每一个都用50表示。如图所示，根据 这样的排列，冷却支架50对于每两个设备支架18被提供在数据 中心10中。然而，在受益于本/>开的基础上，本领i或内的普通 才支术人员都理解，可以在凝:据中心10中^是供更多或更少的冷却 支架50，这取决于数据中心中的环境条件。在另 一些实施方案中， 冷却支架的集中和位置可以基于数据中心中的最热的支架的位 置进行调整，或基于由数中心的信息管理系统所获得和分析的信 息来进行调整。
数据中心IO优选具有冷冻剂介质的输入口 52和冷冻剂介质 的输出口 54,其适于从适当的来源(例如，冷却器单元，其将在
下文中进^亍讨i仑)丰lr送和返回冷冻剂介质(例如，水、乙二醇溶
液或液态的冷冻剂，例如，R134A和R410 A冷冻剂)。特另'J的是，
冷冻剂介质的输入口 52适于4lr送冷冻的或冷却的冷冻剂到lt据
中心10中，但是冷冻剂介质的输出口 54适于从数据中心10中 排出被力o热的冷冻剂。输入口 52和输出口 54通过一4殳由56所 表示的ot支管或分配盒来流体连通。参考附图1B,分配盒56包括: 在H据中心10中定位的壳体58。冷冻剂介质的输入口 52和l命出 口 54和分配盒56的配置将在下文中结合附图2进行说明。如图 所示，壳体58可以配置为类似与设备支架18的结构。分配盒56 寻皮-没计用于分配冷却的冷冻剂和4妻收来自每一个冷却支架50中 的4皮加热的冷冻剂。在某些实施方案中，分配盒56可以方侵j也 在数据中心10中定位，和在另一个实施方案中，分配盒56可以 在凄t才居中心IO之外定位。为了方Y更分配盒的定^f立，分酉己盒56的 壳体58可以具有类似于i殳备支架18中的扭卩4仑40和冲交准專仑42的 脚轮60和校准轮62。附图1举例说明了靠近数据中心10的设备 支架18和冷却支架50定〗立的分S己盒56。
可以看到，在某些实施方案中，分配盒一皮固定在凝:」悟中心10 中。举例来说，分配盒可以附着在数据中心10的内部或外部的 壁14或其他的表面上(例如，天花板16)。可以移动的分配盒 56能够使本发明的冷却系统更好的适应各种不同形状和大小的 房间以及制冷要求发生变化的房间。除此之外，人们注意到在大 型的凄t据房间内，可以-使用不止一个分配盒56来满足多个冷却 支架，例如，在要求充足制冷的环境中。
分配盒56被连接到众多的柔性软管或管道系统中，每一个 都用64表示，每一个冷却支架50具有两个柔性软管64。柔性软
管64能够弯曲和操作以适应数据中心10的结构。典型的是，柔
性软管64必须是足够柔软的，以致能够适应凄t据中心10的壁14 和天花板16。如图所示，适当的联结器，用66表示，将柔性软 管64的末端连接到分配盒56中和连接到各自的支架50上。每 一个柔性软管64都具有用于将每一个管道连接到分配盒56中巻 曲的终端，和冷却支架50以公知的方式通过联结器66将柔性软 管的终端固定在适当的位置上。在一个实施方案中，耳关结器可以 是明尼苏达州的苹果谷的Wirsbo公司售出的任何一款联结器。 连4姿器和耳关结器都通过NPT在线的连4姿器,皮连4姿到分配盒56 上，和通过挤压或巻曲连接的方式连接到柔性软管64上。可以 4吏用特殊的工具来实现所述的连4妻。
正如上文中所^提到的，柔性4欠管64可以在^:据中心的房间 的设计规划的基础上被预先切割为特定的长度。其他的方面，柔 性软管64可以现场切割为特定的长度。支撑部件，例如，支撑 部寸牛68，以及夹具，例如，才是供90°夹具70和45°夹具72， 以用于固定柔性软管64。如图所示，支撑部件68被配置用于支 撑天花板和上的柔性软管，和90°夹具70和45。夹具72(附图 1中没有显示，^f旦附图13中有举例i兌明)可以用于爿夺柔性l欠管 64连接到凄t据中心10的壁上，或者任何其他的适当结构上。支 撑部件68 一皮设计用于将每一个冷却支架50的输入和输出的柔性 软管64连接到另一个上以形成统一和整洁的布置。支撑部件68 也可以适用在柔性软管64的沿着天花—反的大型的直的部分上。
正如附图2所示，分配盒56与热交换器74流体连通，就是 所公知的冷却器单元。在一't实施方案中，热交换器74位于数 据中心10的外部。特别的是，与附图1所示的冷冻剂介质的输 出口 54流体连通的线76 (在附图1中对应的是IIT出口 54)被用 于将被加热的流体输送到泵78中，其依次将被加热的流体输送
到热交4灸器74中。阀门80布置在线76和泵78之间。4皮力口热的 冷冻剂在热交4灸器74中纟皮冷却，和经过冷却的冷冻剂由其^也的 阀门84通过线82 (在附图1中对应的是输入口 52)经由泵78 返回到分配盒56中。线76, 82中的阀门80, 84用于控制分配 盒56和热交换器74之间的流体流动。在一个实施方案中，热交 换器74使用提供经过冷却的水(例如，接近45华氏度的水)与 冷却系统所才是供的冷冻剂进行热4妄触。
分配盒56可以被设计用于提供冷冻剂和接收从任何数量的 冷却支架50返回的冷冻剂。举例来说，附图2举例:说明的是分 配盒56将冷冻剂分配到12个冷却支架50中。如图所示，流体
连通系统可以用于爿寻分配盒56中每一个个别的iir入口和ilr出口
连接到它们各自的冷却支架50上。分配盒56包括控制阀门86, 以用于控制和监一见冷却的冷冻剂到特定的冷却支架50上的流动。 同样地，分配盒56还包括除此之夕l、一个控制阀门88,以用于控 制和监纟见从冷却支架50上返回的被加热的冷冻剂的流动。特别 的是，对于每一个冷却支架而言，控制阀门86， 88^皮配置用于 独立地控制冷却的冷冻剂的输送和接收来自冷却支架的暖的冷 冻剂。这种配置可以使用众多控制阀门的操作来获得上文中所描 述的功能。
如图所示，每一个冷却支架具有两个柔性软管64， 一个柔性 库欠管用于输送冷却的冷冻剂到各个冷却支架上和除此之外 一 个 用于"^非出来自各个冷却支架上一皮加热的冷冻剂。在一个实施方案 中，冷却系统中的流体连通系统包4舌柔性库欠管64,正如上文中的 讨论，该柔性软管64可以是预定长度的。柔性软管可以是由适 当的聚合体制成的，或者任何其他类似的柔性材料制成。在一个 实施方案中，柔性软管可以从D1251000部分明尼苏达州的苹果 谷的Wirsbo^^司订购。在某些实施方案中，柔性4欠管的直径大
约是l英寸，并包括聚乙烯的内层、铝制的中心层和聚乙烯的外 层。在其他的实施方案中，绝缘层也可以适用在柔性软管64中。 绝纟彖层可以由任何适当的设计用于绝*彖和保护柔性寿欠管的材泮牛
制成。例如，厚度为二分之一英寸的EPDM泡沫。在一个实施方 案中，柔性软管可以被插入到绝缘层的环面内。
控制器90可以用于控制冷却系统的操作，特别的是，在某 些实施方案中，用于控制冷却支架和/或分配盒56的操作。对于 分配盒56而言，可以配置也可以不被配置控制器用于控制其梯: 作。当没有与控制器连接时，分配盒在冷却支架的下方进行操作。 在一个实施方案中，控制器90可以是冷却系统的专用单元。在 除此之外一个实施方案中，控制器90可以作为合并的彰:才居中心 ^控制和监—见系统的一部分。在又一个实施方案中，每一个冷却支 架50可以通过冷却支架中的控制器90a独立才喿作，其中的冷却 支架与除此之外的冷却支架的控制器90a是连接在一起的。对于 特定的实施方案(即，每一个冷却支架一皮配置用于通过控制器90a 独立进行操作，每一个控制器90a可以包含Philips XA 16位微处 理器)。尽管有特定的配置，控制器被设计用于控制数据中心10 中的冷却支架50的独立才喿作。因此，在此的"控制器"或"控 制器单元"可以指向控制器90和/或控制器单元90a。
举例来说，控制器可以净皮配置用于识别位于凄t据中心中的特 定的用于冷却空气的冷却支架失效或故障，并^C配置用于《^是高冷 却支架或位于失效的冷却支架附近的冷却支架的冷却能力。在其 他的实施方案中， 一个冷却支架可以用作主要的或是重要的单 元，已经其他的冷却支架可以用作辅助单元，它们主要的单元的 控制下进行纟喿作。在所述的实施方案中，主要的冷却支架可以通 过凄t据中心的才喿作人员进行:燥作以控制整个冷却系统。举例来 说，控制器可以被配置用于接收来自设备支架的信息以确定被每
一个设备支架所消耗的功率。借助这一信息，在被设备支架所消 耗的能量的基础上，控制器可以被配置用于提高冷却系统中的某 些冷却支架的冷却能力。
继续参考附图1，以及参考附图1C,每一个冷却支架50都
包括机架92,机架92被配置成与设备支架18中的机架12类似。 与设备支架18和分配盒56相同的是，机架92也是具有正面94、 背面96、两个侧面98， 100、底面102和顶面104的矩形结构， 其通过垂直和水平的支撑部件的框架结构所限定。正如下文中将 要详细进行描述的那样，冷却支架50被配置适应冷却设备和可储藏。
正如附图1所示，在一个实施方案中，冷却支架50的才几架 92的宽度为接近设备支架18的宽度的二分之一。如前所述，典 型的19英寸的支架具有的宽度为接近24英寸。因此，冷却支架 50的机架92的宽度接近12英寸。这一尺寸能够使人们将数据中 心10配置安装到冷却支架50或设备支架18之间的众多的冷却 支架50中，同时能够保持若干排之间的相同的空间。较窄的宽 度只占据了较少的空间，而且与模块组件和能够移动的冷却支架 进行连接，以使冷却支架方便地以容易升级的方式放置在两个设 备支架之间。
参考附图1C,冷却支架50的机架92的正面94包括适于固 定到框架上的正面面才反106。正面面板106可以使数据中心10 的操作人员接触到冷却支架50的内部区域。冷却支架50可以包 括侧面面一反100,该侧面面4反100附着到才几架92的框架上以4隻盖 冷却支架的侧面98, 100。然而，由于冷却支架50通常在两个i殳 备支架18之间定位，所以其中所包含的侧面面板108是不需要 的。同样地，机架92可以进一步包括后背面板(没有显示)以
覆盖冷却支架50的背面96。在一个实施方案中，正面、侧面和 背面面寿反—皮适当的固定(例如，通过适当的螺4丁紧固件)到冷却 支架50的框架上。在另一个实施方案中，可以手动梯J从的紧固 件(例如，翼形螺钉或直角转弯的紧固件)可以用于将面板附着 到框架上。正如附图3所示，冷却支架50的机架92形成一个空 间，在其中冷却支架的内部区域允许冷却系统的部件被布置在冷 却支架上。在某些实施方案中，正面面板106可以是铰接附着到 冷却支架50的才几架92的框架上的门。这才羊的冷却系统的部件和 配置将会得到更为详细的描述，正如以下的冷却系统的描述那 样。
冷却支架50是才莫块式的结构和一皮配置为可以巻入和巻出^f立 置，例如，两个设备支架18之间的数据中心10的一排上。脚轮 110安装到冷却支架50的机架92的底部以使得冷却支架可以沿 着凄t才居中心10的；也面卩衮动。 一旦定^立，冲交准4仑112可以:故固定 以将冷却支架5CU文置在排中的适当位置上。与设备支架18和分 面己盒56,脚轮110和才交准轮112,以及它们所附着到的冷却支架 的机架92,都在美国第10/990,927号专利申请中有7>开。在除此 之外一个实施方案中，冷却支架的才几架可以由吊环螺4全制成，以 使起重机或一些其他的举重装置能够将冷却支架举起和放置在 数据中心中。
在一个实施方案中，这样的4非列能侵j殳备支架18和冷却支 架50的正面22, 92靠近冷通道，和支架的背面24， 96靠近热 通道。冷却支架50的模块化和可移动性使其在要求气候控制的 (例如，靠近热通道)凄t据中心10的冷却位置上尤为高效。当 数据中心的操作人员根据需要增加和减少冷却支架50时，所述 配置〗吏得冷却支架18可以用作l史据中心10的冷却和气^美控制的 才莫块。因此，冷却支架50允许与现有的冷却系统和方法相比更
为高级别的升l及。除此之外，可才喿作的冷却支架可以快速和容易 地用于替换失效的冷却支架。
如图所示，冷却支架50的机架92的正面具有众多的速度可 变的风扇(例如，八台风扇)，每一个都用114表示，所述风扇 适于/人冷却支架的背面96吸入过滤的空气，并输送到冷却支架 50的正面94中，正如箭头A所示。在一个实施方案中，风扇114 可以组装和连4妾在冷却支架50的才几架92中，以致风扇只需通过 去掉四个螺^丁就可以拆除和是风扇滑出在冷却支架50的4几架92
上形成的塞孔(没有显示)。 -提供给每一个风扇114的电能可以 通过适当的连接器进行连接或断开，例如，盲配连接器。所述排 列能使风扇114在低电压需要时是可以"热交换"的，以及可以 容易地/人塞孔和盲配连4妄器中移除。除此之外，控制器90可以 4皮配置用于监^见每一个风扇114的#:作，以及在风扇变化所需的 功率的基础上预纟艮风扇的失效。
在冷却支架50的才几架92中进一步冲是供热交才灸器116。热交 换器116可以包括至少一个具有风扇的线圈，以及该热交纟灸器^皮 以一定的角度布置在冷却支架50中。具体的说，热交换器116 通常是在相对于通过冷却支架50的机架92的空气流动的方向上 布置(平行于箭头A)，热交换器116是以相对于理-论上垂直的 平面的小角度进4亍布置的，所述平面平4亍于才几架92的正面94和 背面9 6用于扩大热交换器的表面积从而提供更大体积的热空气。 所述排列能4吏热空气通过冷却支架50的背面吸入，和通过热交 换器/人而降〗氐热空气的温度。正如上文所l是到的，冷却支架50 可以一皮布置以致冷却支架的背面靠近热通道。因此，通过冷却支 架50的背面吸入的热空气与数据中心10的周围空气相比就相对 要热一些。风扇114将来自热交换器116的冷空气吹到冷却支架
50的正面94上。在一个实施方案中，冷却支架可以提供30kW 的制冷。
正如附图3和附图4所示，冷却的^^冻剂是通过线118 #是供 到热交换器116中的，以及被加热的冷冻剂通过线120/人热交换 器中排出。如图所示，线118和线120是通过位于4几架92的顶 部附近的联结器66连4妻到柔性软管64上的。柔性软管64通过 联结器66以上文中描述的方式连接到分配盒56中。进入冷却支 架55中的冷却的冷冻剂流经二通阀124和流量计126，其用于4空 制冷却的冷冻剂输送到冷却支架50中。二通阀124和流量计126 在本文中有时可以指向同一控制阀。在一个实施方案中，在4空制 器和网络管理系统的配置的基础上，流量计126是可操作地连4妻 到控制器90a上，以用于测量冷冻剂流经柔性软管64的速度。 本发明中的实施方案中的冷却支架利用流量计126来^是供冷冻剂 到控制器90a的流动速度。
在一个实施方案中，流量计126使得控制器90a能够在从控 制器上所获得的信息的基础上计算冷却支架50的操作能力。一 旦流经流量计126,冷却的冷冻剂会流动到热交换器116的顶部 线圈116A和底部线圈U6B中。冷却的冷冻剂通过风扇114乂人热 交换器116吸入的热空气被加热。冷却支架的能力的计算将结合 附图5进行讨"i仑，正如以上关于系统的描述那样。
一旦被加热，冷冻剂从热交换器116中通过线12(Hlr送到回 行进程到达三通混合阀128。正如附图4中的最佳显示那样，冷 却的冷冻剂的一部分可以通过二通、直角转弯、旁^^的关闭^J岡 130从线118转送到三通混合阀128。如图所示，关闭J求阀130 可以附着到三通混合阀128的旁路的分支部分132,以致通过关 上关闭球阀130,其影响是提供了三通阀的二通控制以适用于需 要二通阀的应用中。在一个实施方案中，进入到冷却支架50中
的冷却的冷冻剂的温度在大约45华氏度。冷却支架50中存在的 被加热的冷冻剂的温度在大约55华氏度。
通过4吏三通阀转变为二通阀，这样的配置允许冷却支架55 能安装在远离分配盒56的^壬^可位置上而不会出现与负载平4軒有 关的问题。举例来说，如杲第一冷却支架在远离分配盒56大约 10英尺远的地方定位和第二冷却支架在远离分配盒56大约120 英尺远的地方定位，第一冷却支架将4妻收到通过分配盒分配的大
半冷冻剂，原因在于输送到第 一 冷却支架的冷冻剂中的压降比输 送到第二冷却支架的冷冻剂中的压降要小。当三通阀处于三通的
模式时，第一冷却支架将输送冷冻剂，其需要通过主回路，其余 的冷冻剂将通过旁路输送。第二冷却支架可以仅仅获得所需要的 冷冻剂的大约80%，而第一冷却支架疏通大部分的冷冻剂。通过 将三通阀转变为二通的模式，第 一冷却支架将仅仅吸入所需要的 冷冻剂，^人而确^果其余的冷冻剂流向第二冷却支架，或其他远禾呈 的单位中。
如图所示，冷凝盘134可以位于冷却支架50的底部以收集 来自热交4灸器U6的顶部线圈116A和底部线圈116B的冷;疑物。 泵136可以泵送来自；令;疑盘134的;令;疑物。尽管5殳有显示出来， 冷却支架50使用冷凝盘134中成对的漂浮开关来设定冷凝形成 率。考虑到体积的变化从激活较低的开关到较高的开关是恒定的 和^f吏用上述两种事件中的时间变化，就可以设定冷凝形成率。冷 却能力在以下两个因素的基础上定级(1)空气中的温度变化 (感应能力)；和(2)空气中的湿度的变化(潜在能力)。冷凝 是测量有多少水蒸气乂人空气中移出，,人而，通过知道冷;疑形成率， 单元的潜在能力就可以确定了 。除此之外，漂浮开关可以Y更于控 制泵136，较高的开关激活冷凝泵的纟喿作和4交低的开关终止冷凝
泵的操:作。在一个实施方案中，除了冷凝泵136之外，整个冷却支架5(H吏用的是直流电的部件。
尽管冷却支架的机架在附图中被解释说明为具有设备支架 的宽度的二分之一的宽度，冷却支架的尺寸可以是任何需要的配 置。提供的冷却支架具有工业标准支架的宽度的二分之一的宽度 才是高了冷却支架的可测量性。然而，人们预期的是，举例来i兌， 将机架配置为与设备支架的机架相同的宽度。在这样的实施方案 中，冷却支架可以配置有能够4是供冷却支架的冷却能力的冷却系统部件。这冲羊的配置乂于于翁:据中心中的热点也是理想的。
现在参考附图5,控制器90 (包括控制器单元90a)适于在 通过控制器所获得环境参数的基础上控制冷却系统的操作。在一 个实施方案中，控制器90可以体现为只是冷却支架50中的一个 控制器单元90a,其通过控制器的局域网(CAN)lt据总线与除 此之夕l、一个控制器通信。在一个实施方案中，主控制器可以用于 控制控制器单元90a的4喿作。正如附图l所示，每一个冷却支架 50都具有可，喿作地连接到控制器90a上的显示器组件138。显示 器组件138适用于显示数据室的环境条件条件，例如^f旦不限于， 在冷却支架处的数据中心的温度和湿度，进入到冷却支架和从冷 却支架中排出的空气的温度，进入到冷却支架和从冷却支架中排 出的冷冻剂的温度，进入到冷却支架的冷冻剂的流动速度，和冷 却支架的冷却能力。可以使用适当的监视器和/或量表来获得上述 信息。可以选4奪的是，或者除了以上实施方案以外，环境条件可 以显示在集成的凄t据中心的控制和监— 见系统的单元中。
正如附图5所示，环境条件的变化，例如，凄t据中心10的 温度，会导致输入的变化，输入包括从每一个冷却支架50中流 出和流入的冷冻剂的温度。更进一步，控制器90a (和/或控制器 90)的输入包括通过流量计126进入到冷却支架50的冷冻剂的
流动速度，以及已知的冷冻剂(例3。，水)的体积。在冷冻剂的 温度、冷冻剂的流动速度的基础上，可以确定热传递的总量，其 是通过流动速度乘以冷冻剂的密度、乘以冷冻剂的特定的热度、
乘以冷冻剂的，ir入和^r出的温度差来计算的。热传递的计算通过
控制器90a来确定，以致通过冷却支架的流量计126送到冷却支 架50上的冷冻剂的数量就可以计算出来了。控制器90a可以#皮 进一步配置以允i午用户实时丰命入以计算每一个冷却支架50的负 载能力。获得的值可以与可能的冷却能力的最大值进行比较以评 定冷却系统的储备的冷却能力。
举例来"i兌，；令却支架50的总冷却能力可以通过以下方禾呈式 确定
总冷却能力=常量x流动速度x (T输出—T榆人) (1)
等式1中，流动速度用加仑每分钟(GPM)表示和常量为501。 在上述结果的基础上，BTU每小时中的总冷却能力可以通过以 下方^呈式确定
总的净冷却能力=总冷却能力-风扇的热量 (2)
方程式2也可以通过加入可感应到的冷却能力和潜在的冷却 能力来获得。
正如附图6和附图7所示，显示器组件138包4舌具有液晶显 示器的显示器单元140，例如，用于显示环境条件，举例来i兌， 数据中心中的温度和湿度，进入到每一个冷却支架的空气的温度 和从每一个冷却支架中排出的空气的温度，进入到每一个冷却支 架的冷冻剂的温度和从每一个冷却支架中排出的冷冻剂的温度， 进入到所述的冷却支架中的冷冻剂的流动速度。显示器单元140
还包括众多的控制按钮和状态指示器，用于使操作人员控制冷却 系统的操作。正如附图7所示，显示器组件138可以通过密封垫
圈142和安装托架144固定在冷却支架的正面面才反106上所形成
的开口中，密封垫圈142和安装托架144中有螺^"紧固件(没有 显示)，可以用于将显示器组件138固定到正面面^反106的开口 中。
现在参考附图8，正如上文中的讨论，许多支撑部件，每一 个都用68表示，都可以用于将柔性软管固定到天花板上。在某 些实施方案中，柔性软管64离开分配盒56并顺着数据中心的天 花板16定位。 一旦位于天花板16上，柔性软管64在一般的水 平方向上沿着天花才反转向并朝向各自的冷却支架50。一旦位于冷 却支架50之上，柔性软管64垂下朝向冷却支架50，在其中柔性 软管64悬挂在冷却支架50和天花板之间。本发明中的支撑部件 68和夹具70, 72是设计用于支撑和引导柔性软管64和引导管道 系统的带子的。正如附图8所示，支撑部件被设计用于悬挂柔性 软管64。支撑部件68可以被进一步用于将柔性软管64固定为各 自长度上的直线部分的柔性软管。在一个实施方案中，支撑部件 68和夹具70， 72可以由聚合体材料浇铸和形成两个部分以沿着 柔性软管64(当提供时，可以包括绝缘层)的周围夹紧。在另一 个实施方案中，支撑部件68和夹具70， 72可以由任何适当的金 属或者合金制成。
附图8举例-说明了支撑部件68主要用于乂人天花4反或其他的 支撑结构上悬挂柔性一t管64,例如，I梁180或一些其他的结构， 使之朝向各自的冷却支架50。如图所示，支撑部件68被设计用 于支撑冷却支架50中的柔性软管64相互靠近，以致柔性软管64 与将柔性软管64连接到冷却之间50上的联结器66对齐。支撑
部件68和夹具70， 72的配置的一个优势在于它们是可以无需工 具进行组装。
参考附图9,支撑部件68包括配置用于将柔性软管64 (附 图8中)支撑在并排的位置上的两个端口 68a， 68b。每一个端口 68a, 68b都包括壁部分182,其形成以安装柔性软管64 (当提供 时，可以包括绝缘层)的并排布置的两条线。边缘184, 186布 置在壁部分182的相对两端的位置上。如图所示，边缘186包括 容纳在形成于其他的边缘中的塞孔190中的凸台188。这样的安 排使得当夹住柔性软管上的支撑部件的部分时，凸台188被容纳 在塞孔190中以将支撑部件68保持在柔性软管64上的被夹紧的 位置。端口 68a, 68b的壁182^皮确定尺寸，以致柔性软管充裕 的安装在端口中，从而防止柔性软管和/或才是供的绝纟彖层的巻曲和 变形。 一旦在柔性软管64上定位，在一个实施方案中，拉链节 192可以用于将端口固定到柔性软管上。在其他的实施方案中， 螺4丁紧固件194可以以附图9中所示的方式来〗吏用。
正如附图IO和附图11所示，支撑部件68可以排列为堆冲戋 的关系以相互固定多于两条的柔性软管(没有显示)。这样的安 排^f吏得每一个支撑部件68的端口 68a， 68b与适于可释》文地固定 到另一个支撑部件上的相互的连4妻196, 198 —并形成。每一个 端口 68a， 68b具有如附图9所示的方式在端口上的壁182中的 相互的连4妄196, 198。这样的安排-使得一个端口 68b的相互的连 才妻196是可孝奪力文i也4翁入到与之才目匹酉己的另一个端口 68a的才目互的 连接198中以将支撑部件68附着到除此之外一个支撑部件68上。 在一个实施方案中，相互的连4妄196， 198可以一皮配置用作4契形 榫头的附件和楔形榫头的塞孔的其中之一。每一个支撑部件68 都-陂进一步配置用于固定支撑杆200,其一皮适当的固定到支撑结 构上，例3口， I梁180。支撑才干200也可以防止3口上文中所^H仑
的和附图中所显示的当以堆栈的方式进行排列时的支撑部件68 之间的相互滑动。
现在又参考附图8,支撑部件68通过支撑杆200来支撑以4吏 柔性软管64移动到各自的冷却支架上。支撑部件68配置有大小 确定的中心开口 202 (附图9),用于接收通过其中的螺紋杆200。 成对的螺母紧固件，每一个都用204表示，位于螺紋杆200的底 部，用于托起支撑部件68。尽管附图8举例说明了每一个支撑杆 200具有两个支撑部件68,人们可以理解的是，支撑杆可以支撑 更多的或更少的支撑部件，这取决于数据中心的要求和/或每 一 个 支撑杆上的负载约束力。如图所示，每一个支撑杆在其上层末端 具有箝位装置206,其被配置用于固定到I梁180上，或固定到 其他的结构上。箝位装置202被配置用于夹紧在I梁180的边缘 上。
附图12和附图13分别;举例i兌明了夹具70， 72，其#1用于将 柔性软管64固定在数据中心中。附图12举例说明的是上文引述 的9(T夹具70。与夹具68—样，夹具70包括两个设计用于与另 一个夹具相匹配以爿寻柔性4欠管64固定在两个端口之间的端口 70A， 70B。众多的开口 (没有表示)用于接收拉链节或螺钉紧 固件(没有显示)，例如将夹具70固定到壁14上。成对的拇指 转动的紧固件146可以进一步用于在夹具70附着到壁14,或其 他适当的结构上之前将两个端口 70A, 70B固定到另一个上。当 转动柔性寿欠管64到4妄近90度角的方向时，可以-使用夹具70。同 才羊地，当转动柔性软管64到4矣近45度角的方向时，可以4吏用夹 具72(附图13 )。正如附图13所示，夹具72也是由两个端口 72A， 72B组成。除了夹具转向柔性软管64的角度不同之外，45°夹具 72在结构上与90°夹具是相同的。当然，夹具可以设计用于以任 何转动角度来转动柔性软管64,例如，15°和30°。 柔性l欠管64、支撑部件68和夹具70, 72可以与相邻的i殳备 之支架18和冷却支架50之间电缆槽(没有显示)结合使用。特 别的是，电缆槽的桥臂是一种成形的金属部件，其不要求在空间 上附着到冷却支架50上。在一个实施方案中，柔性l欠管64可以 布置在电缆槽的内部，和夹具可以适用于将柔性软管固定到电缆 槽中。除此之外，电能和电信也可以布置在电缆槽中。这样的布 置4吏得电缆槽可以用作一种聘、越冷却支架50的桥臂和可以连才妻 邻4姿的两个设备支架，允许冷却支架50从排中滑入或滑出，和 允许移动到凄t据中心IO的另一个位置上。
回到附图1和附图2中，在才喿作过程中，— 皮过滤的暖空气祐二 吸入到每一个冷却支架50中。在该点上，测量空气的温度。下 一步，暖空气流经热交换器116，其吸收来自空气中的热量，从 而使空气冷却。在该点上，再次提取温度的样本。风扇114使冷 却的空气通过冷却支架50的正面。风扇114可以^皮个别地进4亍 控制以:搡作空气流经冷却支架的流动速度。测量冷却支架50之 间的温度差，乂人而防止背面的腔室中的增压，当^f吏用前面的月空室 和背面的腔室时，其将在下文中进行讨论。同时，冷冻剂(例如， 水)进入到每一个冷却支架50中并测量冷冻剂的温度。冷冻剂 进入到二通阀124中，其能够节流和在某些情况下， 一皮再次转向 到关闭球阀130。冷冻剂没有转向流经热交换器116,在此吸收 来自流经热交换器的暖空气的热量。冷冻剂4妄下来进入到三通阀 128中并可以通过除此之外一个流量计(没有显示)，以测量冷冻 剂流出冷却支架50的速度。在该点上，^是耳又冷冻剂的温度才羊本。 空气、冷冻剂和流动速度的数据用于计算冷却支架50的性能和 能力。
现在回到附图14和附图15,在本发明的除此之外一个实施 方案的冷却系统中通常用150表示。正如上文中的讨论，每一个
设备支架18都能够产生巨大的热量。有时，需要提供专门用于
冷却特定的设备支架18的冷却支架50。冷却系统150被设计用
于以下文中将要讨论的方式冷却单独的冷却支架。
冷却系统150包括正面腔室和背面腔室，每一个分别用152, 154表示。如图所示，腔室152, 154适于分别附着到设备支架 18和冷却支架50的正面22, 94和背面24, 96上。这样的安排 能使设备支架i8和冷却支架50在去除设备支架的正门和后门以 及冷却支架的正面面板和后背面板之后被布置为并排的关系。每 一个腔室152, 154分别包括框架156， 158,和众多的清洁插件， 每一个都用160表示。每一个插件160的大小适于安装到各自的 框架156和158的开口中。正面的腔室152包括用于设备支架18 和;令却支架50的正门162, 164，正门在结构上与^殳备支架18 的正门34和支架18的正面面板106几乎相同。同样地，背面腔 室154包括后门和背部面氺反166, 168。
这样的排列Y吏得腔室152, 154能够捕获设备支架18和冷却 支架50中的空气，以产生设备支架和冷却支架之间的隔离环境， 以致;波加热的空气通过背面腔室154直4妄从i殳备支架的背面流向 冷却支架的背面。然后，被加热的空气,皮冷却支架50的风扇114 吸收通过热交换器116来冷却空气到理想的温度。风扇1143夸冷 却的空气引导到正面腔室152以到达i殳备支架18的正面22。冷 却的空气一皮吸收通过安装在设备支架18中的电子^L备乂人而冷却 电子设备。正如附图15所示，腔室152， 154的框架156， 158 在i殳备支架18和冷却支架50之间延伸，以致插件160可以有选 择i也布置在才匡架上的开口中。it匕外，月空室152， 154外部的4翁4牛 160可以有选4奪的移除以^l引入来自a:据中心10的i殳备支架18 和/或冷却支架50的空气。更进一步，插件或其他的空气流动i殳 备可以净皮包4舌在腔室的框架的正门和后门中。
因此，月空室152, 154^是供一种"i殳计用于与i殳备支架(例力口， 支架18)和冷却支架(例如，冷却支架50) —并工作的才莫块式 系统，以^是供最大的冷却预告、能力和效率。通过增加腔室154, 被电子设备排出的空气被迫通过冷却支架。这样的配置确保了被 电子设备排出的暖空气在引导到设备支架的正面之前被冷却。同 样，通过增加正面腔室152，空气被进一步接收，和由设备和冷 却支架产生的噪音一皮衰减。除此之外，当〗吏用正面l空室和背面月空 室时，在i殳备支架和冷却支架中的空气流动可以;波平纟衧以防止月空 室或设备支架或冷却支架的增压或减压。
本发明的实施方案中的冷却系统是才莫块化和可升《及的，所以 当人们为凄t据中心10设计冷却系统时可以选4奪个别的部件。具 体地_沈，耳又决于数据中心10中布置的电子设备和i殳备所需的最 佳、操作条件，人们可以将冷却系统i殳计为最佳化的和适用于特定 的数据中心。人们为冷却系统选择的部件包括但不限于 一个或 更多的适于分配冷冻剂的分配盒56; —个或更多的冷却支架50; 连接到分配盒(匣)上的柔性软管64以与冷却支架连接；众多 的支撑部件68和机具70, 72,用于支撑和固定柔性软管；控制 器90 (包括每一个冷却支架50上提供的控制器单元90a)用于 控制从分配盒流向冷却支架的冷冻剂的流动；以及控制阀(例如， 二通阀124和流量计126)用于控制冷冻剂的流动。当选冲奪部件 时，柔性软管的长度，管道系统的直径，其可以从l英寸直径变 化到以上所述的直径范围，夹具的数量和类型也是可以估计的。 在^尤选的实施方案中，；令却支架50和分配盒56在房间中的4立置 可以通过计算才几辅助i殳计工具来确定。可以参考于2005年4月7 日4是交的名称为METHODS AND SYSTEMS FOR MANAGING FACILITY FOWER AND COOLING的第11/120,137号美国专利 申请，以及可以参考于2005年9月22日提交的名称为METHODS AND SYSTEMS FOR MANAGING FACILITY FOWER AND
COOLING的第60/719,356号美国临时申请，其已委托给本申请 的^C理人并通过引i正并入本文。这些申"i青大体上 》开了i殳计用于 数据中心和用于管理数据中心中的设备的系统和方法。
一旦为数据中心10所i殳计的冷却系统;故确定，就需要选择 冷却系统的部件，冷却系统的部件可以从制造工厂或分配i殳备打 包或运送到数据中心。 一旦接收到所述的冷却部件，就可以进行 组装和安装到凄t据中心10中。特别的是，分配盒56^皮连4妄到冷 却来源上，例如，冷却器74。冷却支架50有选4奪的布置在凄t据 中心IO的设备支架18之间的位置上或者是布置在任何适当的位 置上。柔性软管64用于将分配盒56连接到冷却支架50上，借 助耳关结器66,支撑部件68和夹具70, 72。冷却支架50和分配 盒56是适当地连接到电源(没有显示)和控制器90上用于完成 安装。
冷却支架可以是上文中所讨论过的任何 一 种类型。正如前 述，柔性4欠管64可以是在运送之前预先切割的，或者可以在4吏 用地点进行切割。可以选4奪的是，柔性库欠管64可以;故预先切割 为与柔性软管中所提供的额外长度接近的长度以便在不能预料 的变化中4吏用。 一旦分配盒56和冷却支架50—皮安置在位置上， 安装人员就可以将柔性软管64悬挂在支撑部件68的上方。在该 点上，柔性软管64的终端通过适当的联结器66被连接在一起。 分配盒56和冷却支架50 一皮进一步连4妻到适当的电源上或连4妻到 控制器90和/或控制器单元90a上。
正如上文所引述的，在一个实施方案中，控制器90可以是 个别专用的单元，其控制分配盒56和冷却支架50的操作。在另 一个实施方案中，控制器90可以^是供在冷却支架的其中之一上 以代替控制器单元90a的其中之一 ，具有控制器的冷却支架起到 主支架的作用和其他的冷却支架作为辅助的冷却支架。又是在另
一个实施方案中，冷却系统的操作可以在集成的数据中'"、的控制 和管理系统的控制下进行，其中每一个冷却支架都具有通过网络
与其他的冷却支架进行连通的控制器单元90a。在一个这样的实 施方案中，控制器90可以与^t据中心的控制系统连通以4是供冷 却系统中的部件的状态和接收来自数据中心的控制系统的控制 命令。在一个实施方案中，每一个冷却支架都包括通过网络(例 如，CAN数据网络)与凄t据中心的控制器相连通的控制器，在 一个这样的实施方案中，数据中心的控制器可以使用集成的韵:据 中心的4空制和监一见系统(例^口， West Kingston, Rhode Island的 美国能量转换公司所销售的InfraStmXure TM数据中心管理器，本 申请的代理人)来执行。尽管有这种特定的配置，控制器90适 于控制从分配盒56流向冷却支架50的冷冻剂的流动。在安装完 毕之后，冷却系统可出于各种目的进行试验。 一旦试验成功，绝 缘材料(没有显示)可以通过柔性软管64提供。在一个实施方 案中，柔性软管64可以插入到绝缘层中。在其他的实施方案中， 绝缘层可以被分开并在柔性软管中适用。
在某些实施方案中，本发明的冷却系统可以采用用于冷却凝:
据中心的工具包的形式。在数据中心的体积空间的基础上，工具
包的部件是可以升级的以满足数据中心的冷却要求。在一个实施
方案中，工具包包括预先确定数量的适于布置在数据中心的设备
支架的各排中的冷却支架。冷却支架可以表现为上文中所描述的
冷却支架50。工具包可以进一步包括具有预定长度的用于将每一
个冷却支架连接到分配盒上的柔性软管，以及用于支撑和将柔性
软管固定到数据中心的结构上的夹具。在一个实施方案中，工具
包包括为安装在数据中心中的每两个电子设备支架而准备的至 少一个;令却支架。工具包可以进一步包4舌分配盒或匣，这耳又决于
制冷的要求。
本发明的实施方案的冷却系统的又 一 个优势是在原先设计 的规划过程中，柔性软管可以被设计用于全部目前的和未来的要
求，即4吏冷却i殳备的未来的要求没有一皮安置。举例来i兌，未来的
计划可以是基于更糟糕的情况(即，最大化)下的冷却要求。分 配盒和一些高架的柔性软管，支撑部件和夹具可以在未来的设计 中使用，即使在特定的时间内没有安装冷却支架。在所述系统中， 需要准备用水充满管道系统和将所有的空气从管道系统中排出， 而不需要关闭分配盒，其已经向现有的冷却支架才是供了冷冻剂。 以这样的方式，未来需要增加额外的冷却支架并无需关闭冷却系 统。
因此，人们可以注意到本发明的冷却系统被特别配置用于数 据中心的升级和模块化执行。冷却系统可以以工具包的形式提 供，所述工具包可以由没有经过特殊的冷却系统的安置培训的人 员在无需专用工具的情况下进行安装。冷却系统的一个优势在于 当数据中心的环境条件或需要发生变化时，冷却支架是可以在数 据中心中移动的，或移动到其他的数据中心中。
除此之外，由于冷却系统中的冷却支架可以作为并排的产品
来l是供，冷却支架可以 一皮确定位置以吸入凄t据中心中的最热的空 气和将其冷却到较室温稍低的温度。这一设计特征消除了将热空
气于室温空气进行混合来获得暖空气的低效性。这样的设计显著 的降低了由空调所-提供的潜在冷却，从而潜在地消除了对加湿的
支架)减少30%号获得相同的冷却性能的事实得到最好的体现。
特别的是，具有脚轮和校准轮和具有冷却支架上提供的柔性软管 而不是一皮永久固定到冷却支架上的可以移动的冷却支架4是高了 性能和冷却系统的可测性。为了帮助操作人员优化冷却支架的位 置，每一个单元的冷却能力以及流动速度、水和空气的ilr入和^r
出温度和压力差通过操作人员进行监视。这些内容能够帮助操作 人员布置冷却支架，冷却支架可以压制最大数量的热量，同时为 才喿作人员在房间的设计和布置过程中才是供更高的灵活性并解除 了需要在数据中心的外围设置空调的限制。从电能方面来看，每 一个冷却支架都是使用直流电操作的，这样就提供了输入电能的 才几动性。因jt匕，冷却单元不再需要为特定的电压而《奮建。
正如上文中的讨论，本发明中的实施方案的冷却系统可以进 一步作为集成的凄t据中心的控制和监^L系统的 一部分。当与所述 的集成的4空制和监-见系统一并Y吏用时，为了维护和在婆t据中心中 重*斤定位，本J吏明的;令却系统可以方使J也拆除;令却支架或支架 排。冷却系统也可以被集成到现有的建筑机架式的数据中心中的
冷却系统中，例如，与一个或更多的CRAC单元结合4吏用以在翁: 据中心需要时提供额外的冷却空气。
冷却系统可以通过利用许多的因素来配置有预定失岁文确i人 的模块。特别的是，通过控制器，每一个冷却支架都被设计用于 在一些部件，例如，马达、风扇或^f壬《可其^也一皮磨损的部件，4妻近 其使用寿命时提示数据中心的操作人员。配置这样的模块能够进 行适当地定时预防性的维护和节约可能的停机时间。提示可以传 递到支架的显示器，或通过集成的控制和监视系统4是供给婆t据中 心的操作人员。除此之外，被配置为主控制器的冷却系统的控制 器可以通过提高靠近失效的冷却支架的其他冷却支架的输出来 补偿特定的冷却支架的失效。
根据本发明的实施方案的冷却系统，人们可以观察到对于升 高的地板的需要被消除了。数据室的操作人员乐于包括悬挂于上 方的柔性软管，由于是焊接的，所以容易跌落的柔性软管也不再 是必需的。通过消除升高的地泽反的^f吏用，与设计和^是供升高的地 板的费用也免除了。除此之外，由设备支架托起的设备可以被更
好地锚定到数据中心的地面上从而纟是高了抗震能力。柔性專欠管是 可见的，和例如，可以被容易地被数据中心的操作人员检查。由 于可以利用具有相对的净空高度的房间，几个房间或彰j居中心 的适当的场所的数量增加了 。此外，适用于升高的地板的斜坡也 被免除了。人们将会注意到，尽管上文中描述的至少某些实施方 案可以用在具有升高的地^反的数据中心中，与所述的冷却系统相 关的柔性软管可以布置在升高的地板之下。
本发明的实施方案中的冷却系统与现有的系统相比可以更 快的被安装。
一些柔性软管，不是全部的柔性软管在事先得到评 估并以工具包的形式冲是供到现场中。此外，由于〗吏用了柔性4t管， 柔性软管和联结器和用于将柔性软管连接到分配盒和它们各自 的冷却支架上的夹具需要一交少的相互连4妻的工作，从而纟是高了冷 却系统外)現的整洁性。因此，凄t据中心看起来更加符合标准。
鉴于已经对本发明的至少一个实施方案的若干方面的描述， 对于本领域内的普通技术人员来说各种增加的变化、修改和改进 是容易想到的。这样的变化、》务改和改进是本/>开的一部分，而 且也落入本发明的主题和范围之内。据此，前述的描述和附图仅 仅是作为实施例被示出的。
权利要求
1. 一种用于冷却数据中心的系统，所述数据中心具有被设计用于容纳众多的电子设备支架的空间体积，每一个设备支架适用于支撑至少一件电子设备并具有工业标准的宽度，系统包括:至少一个冷却支架，该冷却支架包括具有宽度大约为众多的设备支架中的每一个支架的宽度的二分之一的机架；以及由机架所支撑的冷却系统部件。
2. 根据权利要求l的系统，进一步包括分配盒，该分配盒适用 于将冷却的冷冻剂输送到至少一个冷却支架上并适用于#妄收乂人至少 一 个冷却支架上返回的 一皮加热的;令冻剂，还包4舌流 体连通系统，该流体连通系统适用于将至少一个冷却支架连 4妄到分配盒上。
3. 根据权利要求2的系统，其中流体连通系统包括柔性软管。
4. 根据权利要求3的系统，其中流体连通系统进一步包括用于 支撑柔性软管的支撑部件，以及其中的柔性软管包括至少一 个柔性4欠管长/复，其具有i菱于与至少 一 个;令却支架匹配的第 一联结器和适于与分配盒匹配的第二联结器。
5. 根据权利要求2的系统，进一步包括控制器以控制至少一个 冷却支架和分配盒的，喿作。
6. 才艮据4又利要求5的系统，其中冷却系统部件包4舌安装在至少 一个冷却支架的才几架上的热交换器和至少一个适于可释》文 地固定在才几架中并一皮配置用于吸入暖空气通过热交换器来 冷却B爰空气的风扇。
7. 根据权利要求6的系统，进一步包括控制阀，该控制阀是可 操作地连接到控制器上的，以控制冷冻剂到至少 一 个冷却支 架的流动。
8. 根据权利要求5的系统，进一步包括监视器，该监视器是可 操作地连接到控制器上的，以测量空间体积中的环境条件， 以及其中控制器净皮配置用于在空间体积的环境条件的基础 上控制冷却系统的部件的才喿作。
9. 根据权利要求5的系统，其中控制器被布置在至少一个冷却 支架中。
10. 根据权利要求2的系统，其中分配盒被配置以将冷却的冷冻 剂输送到众多的冷却支架上并^皮配置以^接收乂人众多的冷却 支架上返回的^皮力口热的;令冻剂。
11. 根据权利要求l的系统，进一步包括可操作地连接到至少一 个冷却支架上的控制器，其中控制器被配置用于确定至少一 个冷却支架的冷却能力。
12. —种用于冷却数据中心的方法，该方法包括将众多的设备支架排列成行，每一个设备支架都适用于 支撑至少 一件电子设备和具有工业标准的宽度；在众多的设备支架中的两个i殳备支架之间布置冷却支 架，冷却支架包括适用于支撑冷却系统部件的机架，才几架具 有的宽度大约为众多的设备支架的其中之一的宽度的二分之一；以及将冷冻剂输送给冷却支架。
13. 才艮据权利要求12的方法，进一步包括控制l命送到冷却支架 上的;令冻剂的;危动。
14. 根据权利要求13的方法，进一步包括监视至少数据中心中 的环境条件和冷却支架的冷却能力的其中之一。
15. 根据权利要求12的方法，其中众多的设备支架排可以被排 列以在众多的^殳备支架的前面形成冷通道，和在众多的i殳备 支架的背面形成热通道，其中方法包4舌乂人热通道中吸入空气到冷却支架，冷却吸入的热空气，以及将被冷却的空气排出到冷通道。
16. 根据权利要求12的方法，进一步包括将众多的冷却支架定 位在数据中心中。
17. 4艮据—又利要求16的方法，进一步包括控制众多的冷却支架 的操作。
18. 根据权利要求16的方法，进一步包括监视数据中心中的环境条件，以及在数据中心的环境条件的基础上有选4奪地控制众多的支 架中的每一个支架的操作。
19. 一种用于冷却适于支撑至少一件电子设备的电子设备支架 的系统，所述的i殳备支架包4舌具有正面、背面、两个侧面、 底面和顶面的才几架，i殳备支架的才几架具有工业标准宽度，系 统包括具有正面、背面、两个侧面、底面和顶面的才几架的,令4卩 支架，冷却支架的机架具有的宽度大约为设备支架的宽度的 二分之一 ，冷却支架被配置和排列以这样的 一种方式贴近设 备支架定位，所述的方式是指冷却支架的一侧靠近设备支架 的一侧，以及i殳备支架和;令却支架的正面和背面实质上^f立于 对目同的平面内；冷却系统部件，该冷却系统部件由冷却支架的才几架所支 撑；以及固定到设备支架和冷却支架的背面上的背面腔室，以及其中背面腔室适用于将空气隔离在设备支架的内部，以 致冷却支架冷却空气。
20. 根据权利要求19的系统，进一步包括固定到设备支架和冷 却支架的正面上的正面"空室。
21. 根据权利要求20的系统，其中冷却系统的部件适于将暖空 气通过背面腔室从设备支架的背面吸入到冷却支架的背面， 其中冷却系统的部件进 一 步适用于将输送到冷却支架的背 面的暖空气进行冷却并将被冷却的空气输送到冷却支架的 正面和输送到"i殳备支架的正面。
22. 根据权利要求19的系统，进一步包括分配盒，该分配盒适 用于将冷却的冷冻剂输送到冷却支架上和适用于4妄收乂人冷 却支架上的 一皮加热的;令冻剂。
23. 根据权利要求22的系统，进一步包括流体连通系统，该流 体连通系统适用于将冷却支架连4妄到分配盒上，以及其中流 体连通系统包括柔性软管。
24. 根据权利要求23的系统，其中柔性软管包括至少一个柔性软管长度，其具有适于与至少 一 个冷却支架匹配的第 一 联结器和适于与分配盒匹配的第二:眹结器。
25. 根据权利要求23的系统，其中流体连通系统进一步包括用 于支撑柔性软管的支撑部件。
26. 才艮据权利要求19的系统，进一步包4舌可才喿作地连才妄到冷却 支架上以控制冷却支架的操作的控制器。
27. 根据权利要求26的系统，其中冷却系统部件可以包括安装在冷却支架的才几架上的热交纟灸器，和至少一个风扇，该风扇 适于可释》文;也固定在4几架的内部并^皮配置用于吸入B爰空气通过热交换器以在控制器的方向下冷却暖空气。
28. 根据权利要求26的系统，进一步包括控制阀，该控制阀是 可操作地连接到控制器上的，以控制冷冻剂到冷却支架上的流动。
29. 根据权利要求26的系统，进一步包括监视器，该监视器是 可操作地连接到控制器上的，以测量空间体积中的环境条 件，其中控制器被配置用于确定至少一个冷却支架的冷却能 力并将所述的冷却能力显示在监视器上。
30. —种用于冷却适用于支撑至少一件电子设备的电子设备支 架的方法，i殳备支架包4舌具有正面、背面、两个侧面、底面 和顶面的才几架，"i殳备支架的才几架具有工业纟示准宽度，该方法包括将冷却支架贴近设备支架定位，冷却支架包括具有正面、 背面、两个侧面、底面和顶面的才几架，,令却支架的才几架支4掌 冷却系统的部件，而且具有的宽度大约为设备支架的宽度的 二分之一，冷却支架被配置和排列以贴近设备支架定位，在 这样的布置方式中，冷却支架的一侧靠近设备支架的一侧， 和^殳备支架和冷却支架的正面和背面实质上位于相同的平 面内；将背面腔室固定到设备支架和冷却支架的背面上；以及将冷冻剂输送到冷却支架上，其中正面和背面腔室适于 将空气隔离在设备支架中，以致冷却支架能冷却空气。
31. 根据权利要求30的方法，进一步包括将正面腔室固定到设 备支架和冷却支架的正面上。
32. 根据权利要求31的方法，进一步包括控制输送到冷却支架 上的^令冻剂的纟危动。
33. 根据权利要求32的方法，进一步包括监视设备支架中的空气温度。
34. —种用于冷却具有被设计用于容纳众多电子设备支架的空 间体积的数据中心的系统，每一个设备支架都被排列成排并 具有适于支撑至少一件电子"i殳备的才几架，该系统包括众多的冷却支架，每一个冷却支架都包括^几架和由才几架 所支撑的冷却系统部件； 流体连通系统，该流体连通系统与众多的支架上的冷却 系统部件连4妻并,皮配置用于^是供冷却的冷冻剂和从每 一 个冷却支架的冷冻剂系统部件中排出被加热的冷冻剂；至少一个控制器，该控制器与众多冷却支架上的每一个 冷却支架相连接以控制每 一 个冷却支架的作；其中众多的冷却支架和流体连通系统净皮配置成才莫块组件 以允许将冷却支架放置在数据中心的空间体积内的设备支 架的排的不同位置上。
35. 根据权利要求34的系统，进一步包括分配盒，该分配盒适 用于输送冷却的冷冻剂和适用于接收从众多的冷却支架中的每一个支架上返回的孚皮力n热的;令冻剂。
36. 根据权利要求35的系统，其中流体连通系统包括柔性软管， 其中柔性软管包括用于众多的冷却支架中的每一个支架的至少 一 个柔性软管长度，其具有适于与至少 一 个冷却支架相匹配的第一联结器和适于与分配盒相匹配的第二联结器。
37. 根据权利要求36的系统，其中流体连通系统进一步包括支 撑部件以支撑柔性软管。
38. 根据权利要求34的系统，其中冷却系统部件包括安装在众 多的冷却支架中的每一个支架的机架上的热交换器和至少 一个风扇，该风扇适于可释放地固定在机架的内部并被配置 用于吸入暖空气通过热交换器来冷却暖空气。
39. 根据权利要求34的系统，进一步包括控制阀，该控制阀是 可操作地连接到控制器上的，以控制冷冻剂到至少 一 个冷却 支架的;危动。
40. 根据权利要求39的系统，进一步包括监视器，该监视器是 可操作地连接到控制器上的，以测量空间体积中的环境条 件。
41. 根据权利要求40的系统，其中控制器可以被配置用于确定 每一个冷却支架的冷却能力并将该能力显示在监视器上。
42. 根据权利要求34的系统，其中控制器是众多的冷却支架的 其中之一的主控制器。
43. —种用于冷却具有被设计用于容纳众多电子设备支架装的 空间体积的数据中心的工具包，每一个设备支架都适于支撑 至少一件电子设备，该工具包包括至少一个包括^几架的冷却支架；包括安装在至少 一个冷却支架上的才几架中的热交换器的 ,令^卩系纟克；以及流体连通系统，该流体连通系统包4舌柔性4欠管以用于连 接到至少一个冷却支架的热交换器上。
44. 根据权利要求43的工具包，进一步包括至少一个分配盒， 该分配盒适用于将冷却的冷冻剂输送到柔性软管中。
45. 根据权利要求44的工具包，其中柔性软管包括至少一个柔性软管长度，其具有适于与至少一个冷却支架的第一联结器和适于与分配盒匹配的第二联结器。
46. 根据权利要求44的工具包，进一步包括控制器，该控制器 用于控制冷冻剂从至少一个分配盒到至少一个冷却支架上 的i乾动。
47. 根据权利要求46的工具包，进一步包括控制阀，该控制阀 被可操作地连接到控制器上以控制冷冻剂的流动。
48. 根据权利要求46的工具包，进一步包括监视器，该监视器 净皮可才喿作地连4妄到控制器上以测量空间体积中的环境条件。
49. 才艮据权利要求43的工具包，进一步包括至少一个用于支撑 数据中心中的柔性软管的支撑部件。
50. 根据权利要求43的工具包，其中至少一个冷却支架具有的 宽度大约为设备支架的的宽度的二分之一。
51. 根据权利要求43的工具包，进一步包括至少一个风扇，该 风扇适于可禾奪^:地固定在至少一个冷却支架的才几架上和净皮 配置用于吸入暖空气通过热交换器来冷却暖空气。
52. —种用于向冷却单元提供冷冻剂和从冷却单元中排出冷冻 剂的流体连通系统，该流体连通系统包4舌柔性软管；众多的支撑部件，每一个支撑部件都被配置用于固定到 支撑结构上和被配置为可释放地固定到柔性软管上，每一个 支撑部件都包4舌第一端口和与之相匹配的第二端口 ，第一和第二端口一皮配置用于与布置于其中的柔性寿欠管4皮此固定。
53. 根据权利要求52的流体连通系统，其中每一个支撑部件的 第一和第二端口中的每一个都具有两个边l象，第一端口的边纟彖适于与第二端口相匹配和^1夸第一端口固定到第二端口的 边缘上。
54. 才艮据4又利要求53的流体连通系统，其中每一个支撑部件的 每一个第一和第二端口的每一个边缘都具有逆向旋转的轮 毂和4仑毂塞孔，这样的布置4吏得边纟彖的4仑毂适于容纳在相匹 配端口的边缘的轮毂塞孔中。
55. 根据权利要求52的流体连通系统，其中每一个支撑部件适 于可释放地固定到另一个支撑部件上。
56. 根据权利要求55的流体连通系统，其中第一和第二端口中 的每一个都具有表面和表面上所提供的相互连接，这样的排 列-使得第一端口的相互连4妄是可释放地插入到第二端口的 相匹配的相互连接上，以将支撑部件附着到另 一个支撑部件 上。
57. 才艮据涉又利要求56的流体连通系统，其中相互连4妄可以3皮配 置作为楔形榫头附件和楔形榫头的塞孔的其中之一 。
58. 根据权利要求52的流体连通系统，其中每一个支撑部件可 以-故配置用于固定到支撑4干上。
59. 根据权利要求52的流体连通系统，进一步包括分配盒，该 分配盒适于输送冷却的冷冻剂到柔性软管中和适于"t妻收乂人 柔性4欠管中返回的#皮加热的冷冻剂。
60. 根据权利要求52的流体连通系统，其中柔性软管包括聚乙 烯的内层、铝制的中心层和聚乙烯的外层。
61. 根据权利要求52的流体连通系统，进一步包括适用在柔性 软管中的绝缘层。
62. —种安装包括冷却单元和适于将冷却的冷冻剂输送到冷却 单元中的来源的这类冷祛卩系乡充的；危体连通系乡克的方法，该方 法包括提供包括具有两个对应端口的柔性软管的长度的流体连 通系统，和提供众多的用于支撑柔性软管的支撑部件；将柔性软管的长度的 一 端连接到来源上；将柔性软管的长度的另一端连接到冷却单元中；可释放地将众多的支撑部件连接到柔性软管的长度上； 以及将支撑部件附着到结构上。
63. 根据权利要求62的方法，包括将绝缘层应用到柔性软管的 长度上。
64. 根据权利要求62的方法，其中对每一个支撑部件来说，可 释放地将众多的支撑部件连接到柔性软管的长度上的步骤 包括固定支撑部件的第 一和第二匹配的端口到柔性软管上。
65. 根据权利要求64的方法，其中固定支撑部件的第一和第二 匹配的端口到柔性寿欠管上的步骤包括〗吏用至少一条4立《连带 将第一和第二端口结合在一起。
66. 根据权利要求64的方法，其中固定支撑部件的第一和第二 匹配的端口到柔性软管上的步骤包括Y吏用至少一个螺4丁紧 固4牛来固定。
67. 根据权利要求62的方法，其中提供的流体连通系统包括具 有两个对应端口的柔性库欠管的长度和足以将冷却单元连4妄 到来源上的延伸的长度。
全文摘要
一种用于冷却被设计用于给众多的电子设备支架装上外壳的数据中心的系统，每一个设备支架都适于支撑至少一件电子设备并具有工业标准的宽度，该系统包括至少一个冷却支架，该冷却支架包括宽度大约为众多的设备支架中的每一个支架的宽度的二分之一的机架。系统进一步包括其他的与冷却系统相关的部件。进一步公开了冷却数据中心的方法。
文档编号H05K7/20GK101385408SQ200780005892
公开日2009年3月11日 申请日期2007年1月16日 优先权日2006年1月19日
发明者G·R·尤尔汉, J·H·比恩, M·布郎, N·罗斯莫森, S·D·布尔, V·R·隆 申请人:美国能量变换公司