本公開涉及用于冷卻數據中心系統和計算組件的系統和方法。

背景技術：

數據中心容納計算系統和組件，諸如計算機處理器、存儲系統或者驅動器、服務器，以及其它計算機組件。數據中心可以占用建筑物中的一個房間、整棟建筑本身，并且可以為固定形式或者可以為便攜式的，例如被容納在運輸集裝箱中。無論是固定的還是便攜式的，數據中心也都可以模塊化。容納在數據中心中的計算機相關組件的消耗相當大量的電功率，因此在計算和存儲操作期間產生相當大量的熱。如果計算機相關組件超過特定溫度，則組件的性能可能受到影響和/或組件可能故障。因此，冷卻系統通常被實施成在組件運行從而轉移、處理和存儲數據時，保持容納在數據中心中的計算機相關組件的適當和高效運行。冷卻系統可以包括被配置成使流體，諸如空氣或者液體通過各種構造并且基于各種條件移動的組件。

技術實現要素：

在一般實施例中，數據中心冷卻系統包括：第一模塊，第一模塊包括可定位成從支撐多個發熱電子裝置的一排或者多排機架接收氣流的暖氣室，暖氣室包括與一個或者多個機架的敞開側相鄰的暖氣進口以及與一個或者多個機架之上的數據中心體積相鄰的暖氣出口；第二模塊，第二模塊可定位成在一個或者多個機架之上的數據中心體積中，并且包括至少一個風扇以及至少一個冷卻模塊，風扇被定位成使暖氣流從一個或者多個機架循環通過暖氣室、到數據中心體積內、通過冷卻模塊以冷卻暖氣流并且到與一個或者多個機架相鄰的數據中心的人可占用的工作空間內；以及氣流隔板，所述氣流隔板可被安裝在一個或者多個機架之上的數據中心體積內，并且可調節以切斷暖氣室和人可占用的工作空間之間的暖氣流。

在可與一般實施例組合的一方面，第一或者第二模塊中的至少一個可附接至數據中心的結構柱。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，第一或者第二模塊可沿結構柱移動。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，第二模塊包括耦接至水平底部面板的多個垂直側面板。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，冷卻模塊包括被垂直安裝成與至少一個垂直側面板相鄰的冷卻線圈。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，至少一個側面板被定尺寸為用于被另一冷卻模塊替換。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，風扇被安裝在水平底部面板中，以使暖氣流正交地從暖氣室通過冷卻模塊循環。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，第一模塊包括可附接在暖氣室和一個或者多個機架的頂部之間的柔性接口，柔性接口包括一個或者多個機架和所述一個或者多個機架之上的數據中心體積之間的流體密封。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括可水平地附接至下部模塊或者上部模塊中的至少一個的頂面板。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，頂面板限定人可占用的工作空間和一個或者多個機架之上的數據中心體積之間的接口。

在另一一般實施例中，冷卻數據中心的方法包括：使氣流從支撐多個發熱電子裝置的一排或者多排機架循環至第一模塊的暖氣室；當氣流循環通過多個機架時暖化氣流；使暖氣流循環通過與一個或者多個機架的敞開側相鄰的暖氣室的暖氣入口并且至與一個或者多個機架之上的數據中心體積相鄰的暖氣出口；通過在位于一個或者多個機架之上的數據中心體積中定位的第二模塊中的風扇，使氣流循環通過至少一個冷卻模塊以冷卻暖氣流，并且進入與一個或者多個機架相鄰的數據中心的人可占用的工作空間；以及通過安裝在一個或者多個機架之上的數據中心體積中的氣流隔板使暖氣流轉向，并且調節以切斷暖氣室和人可占用的工作空間之間的暖氣流。

可與一般實施例組合的另一方面還包括：將第一模塊安裝在數據中心的人可占用的工作空間中；將第二模塊安裝在數據中心體積內；以及將第一模塊或者第二模塊中的至少一個附接至數據中心的結構柱。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括：拆下被錨固至結構柱的第一模塊或者第二模塊中的一個的一部分；并且使第一模塊或者第二模塊中的一個的該部分沿結構柱移動或者移動至另一結構柱。

在可與前述方面中的任一方面組合的另一方面，第二模塊包括耦接至水平底部面板的多個垂直側面板。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括安裝冷卻模塊，冷卻模塊包括被垂直地安裝成與至少一個垂直側面板相鄰的冷卻線圈。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括以包括冷卻線圈的另一冷卻模塊替換至少一個側面板。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括在水平底部面板中安裝風扇從而使暖氣流正交地從暖氣室通過冷卻模塊循環。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括：在暖氣室和一個或者多個機架的頂部之間安裝柔性接口；以及通過柔性接口、將一個或者多個機架之間的暖氣通道與一個或者多個機架之上的數據中心體積流體密封。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括與下部模塊或者上部模塊中的至少一個水平地安裝頂面板，頂面板限定人可占用工作空間和一個或者多個機架之上的數據中心體積之間的接口。

在另一一般實施例中，冷卻數據中心的方法包括將第一數據中心模塊安裝到數據中心的人可占用的工作空間內，第一數據中心模塊包括預定量的計算功率。第一數據中心模塊包括：第一下部模塊，第一下部模塊包括被定位成從支撐多個發熱電子裝置的兩排機架接收氣流的暖氣室，暖氣室包括與一個或者多個機架的敞開側相鄰的暖氣進口以及與一個或者多個機架之上的數據中心體積相鄰的暖氣出口；第一上部模塊，第一上部模塊位于一個或者多個機架之上的數據中心體積中并且包括至少一個風扇和至少一個冷卻線圈；以及第一氣流隔板，第一氣流隔板可安裝在數據中心體積中以切斷第一上部模塊的暖氣室與人可占用的工作空間之間的暖氣流。該方法包括運行風扇以使暖氣流從一個或者多個機架循環通過暖氣室、到數據中心體積內、通過冷卻線圈以冷卻暖氣流并且到與一個或者多個機架相鄰的數據中心的可站人的工作空間內。

可與一般實施例組合的一方面還包括：確定第一數據中心模塊的預定量的計算功率低于期望計算功率量；并且基于該確定，將包括預定量的計算功率的第二數據中心模塊安裝到數據中心的人可占用的工作空間內。第二數據中心模塊包括：第二下部模塊，第二下部模塊包括被定位成從支撐多個發熱電子裝置的兩排機架接收氣流的暖氣室，暖氣室包括與一個或者多個機架的敞開側相鄰的暖氣進口以及與一個或者多個機架之上的數據中心體積相鄰的暖氣出口；第二上部模塊，第二上部模塊位于一個或者多個機架之上的數據中心體積中，并且包括至少一個風扇和至少一個冷卻線圈；以及第二氣流隔板，第二氣流隔板可安裝在數據中心體積中以切斷第二下部模塊的暖氣室和人可占用的工作空間之間的暖氣流。

可與前述方面中的任一方面組合的另一方面還包括：使數據中心中的多個發熱裝置運行；確定多個發熱裝置中的第一部分以比多個發熱裝置中的第二部分高的功率或者高的溫度運行；并且基于該確定，使第一或者第二氣流隔板中的至少一個將更大體積的冷卻氣流引導至多個發熱裝置中的第一部分。

根據本公開的實施例可以包括一個或者更多下列特征。例如，根據本公開的數據中心冷卻系統的實施例可以模塊化并且可縮放從而應對不同尺寸(例如，總功率)的數據中心。例如，數據中心冷卻系統能夠例如在500kw數據中心(例如，it功率)和500mw數據中心之間縮放。作為另一示例，可縮放數據中心冷卻系統能夠由模塊化、工廠組裝的組件組成從而縮短數據中心的建造進度。此外，數據中心冷卻系統可以具有相當高的部署效率，允許可變量和尺寸的例如成排的電子裝置機架、可變功率密度等等。作為再一示例，數據中心冷卻系統可以具有相當高的功率和冷卻效率，使得可以安裝多個it功率單元(例如，服務器的機架)從而共享冷卻并且允許功率基礎設施的過載(例如，可用的最大功率低于最大額定it功率)。作為又另一示例，數據中心冷卻系統可以通過利用規模經濟性以及對小型數據中心成本設計的成本降低、專業化的設備，通過采用與用于建造大型數據中心相似的模塊而允許小型數據中心的更高效的成本。

在附圖和下文說明中闡述了在本公開中所述的主旨的一個或者多個實施例的細節。旨的其它特征、方面和優點將從說明、附圖和權利要求而變得明顯。。

附圖說明

圖1a是根據本公開的可縮放數據中心冷卻模塊的示意圖的軸測圖。

圖1b是根據本公開的可縮放數據中心冷卻模塊的示意圖的側視圖。

圖2是根據本公開的由多個可縮放數據中心冷卻模塊組成的數據中心系統的示意圖的軸測圖。

具體實施方式

圖1a至圖1b分別是可縮放數據中心冷卻模塊100的示意圖的軸測圖和側視圖。通常，數據中心冷卻模塊100包括下部模塊102和上部模塊135，下部模塊102和上部模塊135運行以冷卻被支撐在成排的機架105中的發熱電子裝置(例如，服務器、處理器、網絡裝置或者其它電子裝置)。在該示例中，示出發熱裝置194處于圖1b中的機架105上的托盤192中。機架105可以支撐可以被垂直地或者水平地安裝的多個托盤194，并且可以包括一個或者多個母板或者子板從而支撐發熱裝置194。

機架105中的發熱電子裝置194可以被實施為用于處理、發送和/或存儲數據。發熱電子裝置194可以包括與服務器的運行相關的其它計算裝置或者組件。當裝置運行從而本地以及通過遠程計算系統處理、發送和存儲數據時，發熱計算裝置194發熱。在服務器的情況下，例如，裝置194例如可以被連接至本地或者遠程網絡，并且可以從網絡接收并且響應各種請求，從而檢索、處理和/或存儲數據。服務器可以促進在互聯網或者內聯網上的通信，從而允許與多個遠程計算機相互作用，并且通過在遠程計算機或者服務器上運行的應用程序提供所要求的服務。因此，數據冷卻模塊100可以包括或者電耦接至用于對服務器和相關組件供電的一個或者多個電源，并且包括可以被配置成用于與數據中心有線和無線往返傳輸的通信接口。電源可以被連接至電網，或者可以由電池或者現場發電機產生。

如圖1a至圖1b所示，下部模塊102包括分別位于一對成排的機架105之上和之間的兩個暖氣室120。暖氣通道122被限定在該對成排的機架105之間以及暖氣室120之下。密封接口180(例如，片金屬、軟聚氯乙烯，或者其它密封材料)將暖氣室120的底部邊緣耦接至成排的機架105的頂部邊緣。密封接口180可以防止或者基本防止(例如，少量的空氣泄漏)從暖氣通道122循環至暖氣室120的空氣逸出到數據中心的人可占用的工作空間110中。

暖氣室120包括在該示例中通過頂板構件125(例如，吊頂等等)延伸的出口，頂板構件125將人可占用的工作空間110與數據中心的頂部空間112隔開。在該示例中，上部模塊135被安裝在頂部空間112中，并且包括繞水平面板145形成從而限定冷氣空間114的垂直面板。

下部模塊102還可以支撐被電耦接至發熱裝置194的供電設備。例如，在一些方面，下部模塊102可以包括或者支撐總線管、電纜托盤、電源分支器箱，或者耦接至發熱裝置或者冷卻設備的其它供電裝備(例如，一個或者多個風扇155、控制閥、溫度傳感器、壓力傳感器、風扇電機控制器等等)。

上部模塊135還包括被安裝在繞冷氣空間114的垂直面板140之間中的一個或者多個冷卻模塊150。例如，冷卻模塊150可以為冷卻線圈(例如，水、乙二醇、制冷劑等等)、熱管、珀耳帖冷卻模塊或者其它傳熱裝置。在該示例中，冷卻模塊150可與實心的從而阻礙氣流經其中的垂直面板140互換。因此，垂直面板140可以被冷卻模塊150(例如，從而向數據中心冷卻模塊100增大冷卻容量)替換。可替選地，冷卻模塊150可以被垂直面板140替換，從而降低冷卻容量。

上部模塊135還包括被安裝在水平面板145中的一個或者多個風扇155。在該示例中，安裝一個或者多個風扇155(例如，軸流、離心等等)從而使空氣在數據中心冷卻模塊100中循環。如所圖示的，一個或者多個風扇155被安裝在被限定在相鄰成排的機架105之間的冷氣通道115之上，以及冷氣空間114和水平面板145之下。

如圖1a中所示，數據中心冷卻模塊100包括隔板170。在該示例中，隔板160為實心的或者基本為實心的，防止或者基本防止空氣流經。在一些實施例中，隔板160可以在頂部空間112內移動從而改變或者阻礙在數據中心冷卻模塊100中循環的一個或者多個氣流。例如，隔板170可以被安裝成與跨暖氣室120的出口130的特殊垂直面板140正交，從而劃分流出暖氣室120進入頂部空間112的氣流。隔板170可以被安裝成平行于處于上部模塊135的拐角(例如，如圖1a中所示)處的冷卻模塊150從而改變或者阻礙兩個相鄰的數據中心冷卻模塊100之間的氣流。在一些方面，隔板170可以被定位成改變或者引導氣流從而基于例如發熱裝置194的運行參數(例如，輸入功率、運行溫度、運行頻率等等)向特定的機架105或者成組的機架105提供更多或者更少冷卻氣流。

作為另一示例，隔板170或者多個隔板170可以被定位成將在數據中心的完工部分和正在建造的數據中心的未完工部分之間的氣流(或者多個氣流)隔離。例如，在一些方面，多個數據中心冷卻模塊100可以根據特定的施工進度依次安裝在數據中心中。如果一個或者多個數據中心冷卻模塊100在數據中心的完工部分(例如，通過使裝置194運行)中運行，而數據中心的另一部分正在建造，則可優選地通過隔板170防止臟氣流(例如，具有灰塵、顆粒和其它污染物)循環至完工部分。

如圖1b中所圖示，數據中心冷卻模塊100的一個或者多個組件可以被耦接至、錨固至、或者另外被封入數據中心冷卻模塊100的數據中心建筑的結構支撐。例如，如圖1b中所示，支撐柱185可以被定位成在數據中心模塊100安裝在其中的人可占用的工作空間110中的位置處支撐數據中心建筑。在該示例中，例如，下部模塊102的一個或者多個組件(例如，暖氣室120)可以附接至柱185。作為另一示例，整個模塊(例如，上部模塊135)可以附接至柱185(或者其它建筑結構，諸如梁或者托梁)。在一些方面，軌道系統可以位于柱185(或者其它建筑結構，諸如梁或者托梁)上，并且模塊(例如，上部模塊135)可以在軌道系統上移動，例如用于在建造期間定位模塊，或者在建造后重新定位模塊。

在數據中心冷卻模塊100的一些可替代方面，一個或者多個封裝的風扇線圈單元可以被安裝在上部模塊135(例如，冷氣空間114中)中，并且被運行從而冷卻用于冷卻發熱裝置194的氣流。例如，在一些方面，冷卻線圈150可以被氣流通路(例如，穿孔垂直面板140、過濾器等等)代替從而允許氣流從暖氣室120循環至冷氣空間114中。安裝在冷氣空間114中的風扇線圈單元可以接收這種氣流，用于在使氣流重新循環到人可占用的工作空間110中之前被調節(例如，冷卻、清潔或者兩者)。

在數據中心冷卻模塊100的示例操作中，通過一個或者多個風扇155使冷卻氣流175循環，冷卻氣流175通過一個或者多個風扇155從人可占用的工作空間110和冷氣通道115流經機架105。當冷卻氣流175經過機架105時，熱(例如，顯熱)被從發熱裝置194傳遞到冷氣流175中。在一些方面，傳遞至冷卻氣流175的熱量取決于發熱裝置194的運行條件，諸如運行功率或者頻率條件、運行溫度等等。

包括被傳遞至冷氣流175的熱的熱氣流170流出機架105，流入兩排機架105之間的暖氣通道122。熱氣流170被一個或者多風扇155從暖氣通道122循環經過暖氣室，并且從暖氣室120的出口130進入頂部空間114。熱氣流170通過一個或者多冷卻模塊150循環并且被冷卻。

冷卻氣流175離開冷卻模塊150，并且由一個或者多個風扇155循環到冷氣空間114中。然后，冷卻氣流175被從冷氣空間114循環到冷氣通道115(或者人可占用的工作空間110，或者兩者)中。然后，冷卻氣流175被再次循環通過機架105從而冷卻發熱電子裝置194。

圖2是由多個可縮放數據中心冷卻模塊組成的數據中心系統200的示意圖的軸測圖。在該示例中，存在四個數據中心冷卻模塊205a至205d，其每個都可與圖1a至圖1b中所示的數據中心冷卻模塊100相同或者相似。每個數據中心冷卻模塊205a至205d都可以向數據中心系統200增加特定量的計算功率(例如，1mw、3mw或者其它量)，并且可以例如逐漸地安裝，從而根據例如固定日程或者當需要更多計算功率時增加這種計算功率量。一旦被安裝，每個數據中心冷卻模塊205a至205d都可以與圖1a至圖1b中所示的數據中心冷卻模塊100相同或者相似地運行。

例如，在一些方面，每個數據中心冷卻模塊205a至205d可以包括由安裝在機架105中的發熱電子裝置194產生的3mw計算功率。第一模塊205a可以被安裝到數據中心建筑或者移動容器中并且運行特定時間段。之后，由于固定或者預定日程，或者當做出需要另外的計算功率量的確定時，下一模塊205b可以被安裝、服役或者運行。之后，可以安裝額外的模塊(例如，模塊205c和205d)從而向數據中心系統200增加固定計算功率量。

在另一示例中，一旦運行，一個或者多個模塊205a至205d可以“離線”，而不需要被從系統200物理移除。在一些方面，可以通過從發熱電子裝置194、冷卻設備(例如，風扇155)或者兩者移除功率使模塊205a離線。使模塊205a離線還可以包括將離線模塊205a與其它模塊205b至205d流體隔離。例如，隔板170可以被安裝在頂部空間112(例如，頂部面板125之上)中。隔板170可以阻礙或者防止氣流(例如，熱氣流)從在線模塊205b至205d循環至離線模塊205a的上部模塊135。

雖然本說明書包含許多特定的實施細節，但是這些細節不應被解釋為限制任何發明的范圍或者所要求保護的內容，而是被解釋為專門對特定發明的特定實施例的的特征說明。在單獨的實施例中的內容中的本說明書中所描述的特定特征還能夠在單個實施例中組合實施。相反，在單個的實施例中的內容中描述的多個特征也能夠在多個實施例中單獨地或者以任何適當的子組合實施。此外，雖然特征可能在上文中被描述為以特定組合起作用并且甚至最初如這樣所要求保護，但是在一些情況下，能夠從組合刪除來自所要求保護的組合的一個或者更多特征，并且所要求保護的組合可以涉及子組合或者子組合的變體。

相似地，雖然在圖中以特定的順序描述了多個操作，但是不應將其理解為為了實現期望結果，這些操作需要以所示的特定順序或者依次執行，或者是所有所示操作都將被執行。在特定情況下，多任務和并行處理可能有利。此外，上文所述的實施例中的各種系統組件的分離不應被理解為在所有實施例中都需要這種分離，并且應理解，所述程序組件和系統通常能夠被一起集成在單個軟件產品中，或者被封裝成多個軟件產品。

已經描述了許多實施例。然而，應理解，在不偏離本公開的精神和范圍的情況下，可以做出各種變型。例如，本文所述的示例操作、方法或者過程可以包括比所述的步驟更多的步驟或者更少步驟。此外，可以通過與附圖中所述或者所圖示的順序不同的順序執行這些示例操作、方法或者處理。因此，其它實施例在以下權利要求的范圍內。