專利名稱：用于不間斷冷卻水的模塊化冰蓄冷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各種實(shí)施方案一舶j也涉及備用的冷卻系統(tǒng)。尤其 是，本發(fā)明的 一 些方面涉及才莫塊化和可擴(kuò)展的備用冷卻存4諸系 統(tǒng)，該備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以在液體供給的主液體制冷器不能工 作時(shí)對(duì)液體供給進(jìn)行冷卻。
背景技術(shù)：
由電子設(shè)備，例如，服務(wù)器和刀片式服務(wù)器，所產(chǎn)生的熱量 會(huì)對(duì)電子設(shè)備的性能，可靠性和使用壽命產(chǎn)生不良影響。由于電 子設(shè)備的速度越來越快，體積越來越小，而且需要越來越多的功 耗，以致電子設(shè)備產(chǎn)生更多的熱量，這樣使得對(duì)于電子設(shè)備的可 靠性操作來說，熱量控制變得更為關(guān)鍵。
熱量控制變得比較關(guān)鍵的典型環(huán)境包括含有電子設(shè)備的機(jī) 架的凄t據(jù)中心。由于電子i殳備的尺寸變小，因此，在每一個(gè)才幾架 上的電子設(shè)備的數(shù)量和機(jī)架上的電子設(shè)備所產(chǎn)生的熱量不斷增 加。而且，由于對(duì)于處理能力的要求的不斷才是高，數(shù)才居中心在大 小上也有所增加，以致典型的數(shù)據(jù)中心會(huì)含有凄史以百計(jì)的這才羊的 機(jī)架。
用于存4諸所述的電子i殳備的典型的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)架的
尺寸是，高度為大約6到6.5英尺，寬度為大約24英寸，和深度為大約40英寸。正如電子4亍業(yè)協(xié)會(huì)的EIA-310-D標(biāo)準(zhǔn)中所作的 限定，這樣的才幾架通常被稱為"19英寸"的才幾架。
為了解決安裝在機(jī)架上的電子設(shè)備的與熱量有關(guān)的問題，計(jì) 算才幾房專用空調(diào)器(CRAC)單元可以以各種不同的方式安裝在 數(shù)據(jù)中心內(nèi)，以冷卻或幫助冷卻供給到機(jī)架上的空氣。所述的 CRAC通常在一個(gè)方向上從CRAC單元的一側(cè)吸入暖空氣，并在 另一個(gè)方向上從CRAC單元的另一側(cè)排出被冷卻的空氣。通過一 個(gè)或更多的風(fēng)扇，才幾架可以引導(dǎo)#1冷卻的空氣，以便對(duì)安裝在枳j 架上的電子設(shè)備進(jìn)行冷卻。
在具體的熱量密集的數(shù)據(jù)中心中，將^L冷卻的液體提供給 CRAC單元，以用于產(chǎn)生供給電子設(shè)備機(jī)架的冷卻空氣。在這些 以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)中，主液體制冷器向數(shù)才居中心中的 CRAC單元提供連續(xù)不斷的被冷卻的液體。管道系統(tǒng)可以安裝在 數(shù)據(jù)中心中，以用于將被冷卻的液體從主液體制冷器輸送到 CRAC單元中以冷卻電子"i殳備，和用于將從才幾架上返回的暖液體 輸送到主液體制冷器中以〗更再次進(jìn)行冷卻。舉例來"i兌，在某些布 置中，液體通過架空管道被輸送到CRAC單元中。在CRAC單 元中，液體通過熱交換器來冷卻空氣，然后凈皮4是供用于冷卻安裝 在電子設(shè)備才幾架上的電子i殳備。
由于熱量密集的數(shù)據(jù)中心(例如那些有授權(quán)的以液體為基礎(chǔ) 的冷卻系統(tǒng)中的凝:據(jù)中心)不會(huì)允許長時(shí)間的冷卻損失，這樣的 以液體為基礎(chǔ)的制冷系統(tǒng)的主液體制冷器通常被連4妄到備用的 發(fā)電電機(jī)上，如果給主液體制冷器供電的主供電電源失效，備用 的發(fā)電電機(jī)可以給主液體制冷器提供電能。這樣的備用供電電源 可能需要產(chǎn)生相對(duì)大量的電能以向主液體制冷器提供用于冷卻 液體供給的所需能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個(gè)方面包括一種備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)。 一些實(shí)施 方案包括至少一個(gè)冷卻和存4諸單元，該冷卻和存儲(chǔ)單元被配置用 于在液體供給的主制冷器不能操作時(shí)通過^f吏用 一 定凄t量的冷卻 材料來對(duì)液體供給進(jìn)行冷卻，和至少一個(gè)制冷元件，該制冷元件
-陂配置用于在液體供鄉(xiāng)會(huì)的主制冷器可以操作時(shí)，為至少一個(gè)冷卻 和存儲(chǔ)單元產(chǎn)生一定ft量的冷卻材料。
在一些實(shí)施方案中，液體供給包括含有水的混合物和含有乙 二醇的混合物的至少其中之一 。 一些實(shí)施方案包括至少 一個(gè)4專感 器，該傳感器^^皮配置用于監(jiān)測(cè)液體供給的參凄t。在一些實(shí)施方案 中，至少一個(gè)傳感器包括至少一個(gè)溫度傳感器，該溫度傳感器一皮 配置用于監(jiān)測(cè)液體供給的溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)冷 卻和存儲(chǔ)單元被配置用于當(dāng)溫度高于臨界值時(shí)，對(duì)液體供給進(jìn)行
冷卻。在一些實(shí)施方案中，臨界值為48華氏度。在一些實(shí)施方 案中，至少一個(gè)傳感器包括至少一個(gè)壓力傳感器，該壓力傳感器 -陂配置用于監(jiān)測(cè)液體供給的壓力。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè) 冷卻和存儲(chǔ)單元被配置用于在壓力小于臨界值時(shí)，對(duì)液體供給進(jìn) 行冷卻。
在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)冷卻和存4諸單元包4舌至少一個(gè) 冷卻材料存儲(chǔ)箱，其被配置用于存儲(chǔ)一定數(shù)量的冷卻材料。在一 些實(shí)施方案中， 一定凄t量的冷卻材料包括一定數(shù)量的;令卻材并牛的 第 一部分和一定#:量的冷卻材料的第二部分，第 一部分是冷卻材 料的液體部分，和第二部分是冷卻材料的固定部分。在一些實(shí)施 方案中，第一部分包4舌水和第二部分包括水。在一些實(shí)施方案中， 至少一個(gè)冷卻材料存儲(chǔ)箱包括一定數(shù)量的冷卻材料存〗渚箱。在一
些實(shí)施方案中，至少一個(gè)冷卻材料存儲(chǔ)箱中的每一個(gè)冷卻材料存 儲(chǔ)箱被配置用于存儲(chǔ)一定數(shù)量的冷卻材料，該冷卻材#+能夠在大約15到大約30分4中的時(shí)間內(nèi)需要大約IO千瓦和大約50千瓦的 功率來對(duì)液體供給進(jìn)行冷卻?！?br> 在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)冷卻和存4諸單元包4舌至少一個(gè) 液體輸送元件，該液體輸送元件被配置用于將至少一部分液體供 給引導(dǎo)通過至少一個(gè)冷卻材沖牛存4諸箱，以致熱傳遞能在至少一部 分液體供給和一定數(shù)量的冷卻材料之間進(jìn)行。在一 些實(shí)施方案 中，至少一個(gè)液體輸送元件包括至少一根銅管。在一些實(shí)施方案 中，至少一根銅管包括為數(shù)眾多的熱傳遞散熱翅片，這些翅片4皮 配置用于在至少 一部分液體供纟會(huì)和一定量的冷卻材^1"之間4專遞 熱。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)制;令元4牛包4舌至少一個(gè)熱電制 冷器。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)制冷元4牛被配置用于產(chǎn)生和 維持一定數(shù)量的冷卻材料，這是通過操作至少 一個(gè)熱電制冷器來 對(duì)液體供給的一部分進(jìn)行冷卻并通過將液體供給的一部分4安照 穿過至少一個(gè)冷卻和存4諸單元的方向引導(dǎo)到至少一個(gè)液體l俞送 元件來完成的。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)熱電制,令器^皮配置 用于冷卻一部分液體供給，以低于保藏在至少一個(gè)冷卻和存〗諸單 元中的水的結(jié)冰溫度。
在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)制冷元件-故配置用于產(chǎn)生和維 持一定數(shù)量的冷卻材料，以致至少 一定數(shù)量的冷卻材^h的預(yù)定量 是結(jié)冰的。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)預(yù)定量包括予貞定的比例， 例如，大約90%的冷卻材料是結(jié)冰的。在一些實(shí)施方案中，制冷 元件包4舌冷卻材沖牛的監(jiān)測(cè)元件，該監(jiān)測(cè)元件:故配置用于監(jiān)測(cè)結(jié);水 的一定凄t量的冷卻材并+的當(dāng)前量。在一些實(shí)施方案中，冷卻材泮牛 的監(jiān)測(cè)元件包括^人上方嵌入到一定數(shù)量的冷卻材^+中并被配置 用于將氣泡釋方文到一定數(shù)量冷卻材料中的通風(fēng)設(shè)備，禾口其中冷卻 材料的監(jiān)測(cè)元件被配置用于在將氣泡釋放到一定數(shù)量的冷卻材 料中的壓力的基礎(chǔ)上確定當(dāng)前量。在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步包括-故配置用于 存儲(chǔ)至少一個(gè)制冷元件和至少一個(gè)冷卻和存々者單元的標(biāo)準(zhǔn)才幾架 外殼。在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一 和第二液體連^妄元件，通過該液體連^妄元件液體供纟會(huì)#^是供到和
從備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)中排出，其中第 一和第二液體連接元件是 以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)液體連接元件。在一 些實(shí)施方案 中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)被配置用于用其他備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng) 來確定冷卻凄t量和冷卻時(shí)間的至少其中之一 的比例。
本發(fā)明的一個(gè)方面包括一種冷卻系統(tǒng)。 一些實(shí)施方案包4舌凈皮 配置用于冷卻'液體供纟合的主制冷單元，和至少一個(gè)備用的冷卻單 元，該備用的冷卻單元一皮配置用于在主制冷單元可以:澡作時(shí)通過 液體供給來產(chǎn)生和維持一定^t量的冷卻材料，和被配置用于在主 制冷單元不能操作時(shí)使用 一定數(shù)量的冷卻材津牛來對(duì)液體供給進(jìn) 行制冷。
在一些實(shí)施方案中，液體供《會(huì)包括含有水的混合物和含有乙 二醇的混合物的至少其中之一。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)備 用的冷卻單元^皮配置用于當(dāng)液體供給的溫度^f氐于臨界值時(shí)產(chǎn)生
和維持一定凄t量的冷卻材^K和其中至少一個(gè)備用的;令卻單元一皮 配置用于當(dāng)液體供給的溫度高于臨界值時(shí)對(duì)液體供給進(jìn)行冷卻。 在一些實(shí)施方案中，至少 一個(gè)備用的冷卻系統(tǒng)包括至少 一個(gè)存4渚 箱，配置用于存4諸一定凄t量的冷卻材料。在一些實(shí)施方案中，冷 卻材料的數(shù)量包括一定數(shù)量的冷卻材料的第一部分和一定數(shù)量 的冷卻材術(shù)牛的第二部分，第一部分是冷卻材并牛的液體部分，和第 二部分是冷卻材料的固體部分。在一些實(shí)施方案中，第一部分包 括水和第二部分包括冰。
在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)備用的冷卻單元包4舌至少一個(gè) 制冷器，該制冷器^皮配置用于當(dāng)主制冷元件可以操作時(shí)，進(jìn)一步冷卻至少一部分液體供《會(huì)，以產(chǎn)生和維持冷卻材料的凄t量。在一 些實(shí)施方案中，至少一個(gè)制冷器包括至少一個(gè)熱電制冷器。在一 些實(shí)施方案中，至少一個(gè)備用的冷卻單元包括至少一個(gè)液體引導(dǎo) 元件，其^^皮配置用于將至少一部分液體供給引導(dǎo)通過至少一個(gè)備 用的冷卻單元，以致熱傳遞可以在至少一部分液體供鄉(xiāng)合和一定凄史 量的冷卻材并牛之間進(jìn)4亍。
在一些實(shí)施方案中，主制冷元件和備用制冷元件-故進(jìn)一步配 置用于向冷卻系統(tǒng)提供液體供給。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè) 備用的冷卻單元^皮安裝在至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的才幾架上。在一些實(shí)施方 案中，至少一個(gè)冷卻單元中的每一個(gè)備用的冷卻單元都被配置用 于在制冷階段產(chǎn)生制冷輸出。在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)備用 的冷卻單元包括與制冷輸出的總需求和制冷周期的總需求相對(duì) 應(yīng)的需要數(shù)量的冰存儲(chǔ)元件。
本發(fā)明的 一個(gè)方面包括^是供一種應(yīng)急冷卻的方法。在一些實(shí)
施方案中，方法包括在主制冷器是可以操作的時(shí)候，^:用來自主 制冷器的液體供給來維持一定數(shù)量的存儲(chǔ)的冷卻材料，和當(dāng)主制 冷器是不能操作的時(shí)候，使用一定數(shù)量的存儲(chǔ)的冷卻材料來冷卻 液體供給。
在一些實(shí)施方案中，液體供給包括至少含有水的混合物和含 有乙二醇的混合物的其中之一。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)主制冷器 是可以操作的時(shí)候，使用來自主制冷器的液體供給來維持一定數(shù) 量的存儲(chǔ)的冷卻材料包括冰凍至少 一 定數(shù)量的冷卻材料的第一 部分，和接著冷卻一定數(shù)量的冷卻材料，以致第一部分保持在冰 凍的狀態(tài)。在一些實(shí)施方案中，冰凍的第一部分包4舌;水和沒有;水 凍的一定^t量的冷卻材并+的第二部分包4舌水。在一些實(shí)施方案 中，在主制冷器是可以操作的時(shí)候，通過使用來自主制冷器的液體供給來維持一定凄t量的存儲(chǔ)的冷卻材并+包4舌將一定凄t量的冷 卻材料維持在位于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上的冷卻材料的存儲(chǔ)裝置中。
在一些實(shí)施方案中，在主制冷器是可以操作的時(shí)候，通過佳: 用來自主制冷器的液體供給來維持一定數(shù)量的存儲(chǔ)的冷卻材料 包括監(jiān)測(cè) 一定數(shù)量的存儲(chǔ)的冷卻材料的至少 一個(gè)參數(shù)。在 一 些實(shí) 施方案中，監(jiān)測(cè) 一定lt量的存儲(chǔ)的冷卻材并牛的至少 一個(gè)參lt包括^ 監(jiān)測(cè)用于釋放至少一個(gè)氣泡到一定數(shù)量的存儲(chǔ)的冷卻材料所需 要的壓力。在一些實(shí)施方案中，在主制冷器是可以操作的時(shí)候， 通過使用來自主制冷器的液體供給來維持一定數(shù)量的存儲(chǔ)的冷 卻材料包括對(duì)一部分液體供給進(jìn)行制冷和將一部分液體供給引 導(dǎo)通過;令卻材并牛存^f諸單元，以致熱量可以在一定ft量的冷卻材—牛 和液體供給之間進(jìn)行傳遞。在一些實(shí)施方案中，在主制冷器是可 以操作的時(shí)候，通過使用來自主制冷器的液體供給來維持一定數(shù) 量的存儲(chǔ)的冷卻材料包括對(duì)一部分液體供給進(jìn)行熱電制冷。
在一些實(shí)施方案中，在主制冷器是不可以操作的時(shí)候，通過 使用一定數(shù)量的存儲(chǔ)的冷卻材料來對(duì)液體供給進(jìn)行制冷包括將 一部分液體供給引導(dǎo)通過冷卻材料存儲(chǔ)單元，以致熱量可以在一 定數(shù)量的冷卻材料和液體供給之間進(jìn)行傳遞。 一些實(shí)施方案包括 監(jiān)測(cè)液體供纟會(huì)以確定主制冷器是否是可以#:作的。在 一 些實(shí)施方 案中，監(jiān)測(cè)液體供給以確定主制冷器是否是可以操作的包括監(jiān)測(cè) 至少液體供給的溫度和液體供給的壓力的其中之一。 一些實(shí)施方 案進(jìn)一 步包括向至少 一件制冷設(shè)備纟是供液體供纟會(huì)。
附圖i兌明
對(duì)應(yīng)的附圖沒有刻意按比例繪制。在附圖中，各個(gè)附圖中用 于舉例-說明的每一個(gè)相同或幾乎相同的部分者P用同 一凄t字表示。出于清楚描述的目的，并不是每一部件都顯示在每一張附圖中。
在附圖中
附

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方案的冷卻單元的透碎見附圖2是才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的冷卻系統(tǒng)的 一 部分的示意
附圖3是本發(fā)明的實(shí)施方案中使用的冰監(jiān)測(cè)器的示意圖； 附圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)的視
附圖5A和5B是才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的兩個(gè)可以替換的冷 卻系統(tǒng)的^L附圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可以被備用的冷卻存儲(chǔ)系 統(tǒng)才丸4亍的處理過禾呈的流禾呈附圖7是才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在冰凍結(jié)才莫式下液體流經(jīng) 備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)的示意附圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在監(jiān)測(cè)才莫式下液體流經(jīng)備 用的冷卻存〗諸系統(tǒng)的示意附圖9是4艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在應(yīng)急才莫式下液體流經(jīng)備 用的冷卻存4諸系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明并不將其應(yīng)用限制在下文中的描述或附圖的舉例說 明中的部件的排列和結(jié)構(gòu)方式的細(xì)節(jié)上。本發(fā)明可以具有其他的實(shí)施方案和可以通過各種不同的方式來操作和l丸行。同樣地，本 文中使用的措辭和術(shù)語是出于描述的目的而不應(yīng)被認(rèn)為是一種 限制。本文中使用的"包括"、"包含"、"具有"、"含有"、"涉及" 和這些術(shù)語的結(jié)合的含義是指包括其后所列的項(xiàng)目和及其等同 物以及其^也的項(xiàng)目。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)方面，公認(rèn)的是傳統(tǒng)的以液體為基礎(chǔ)的冷 卻系統(tǒng)在主液體制冷器失效時(shí)不具有足夠的應(yīng)急保護(hù)。正如上文 中的描述，在一個(gè)傳統(tǒng)的以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)中，免受由于 主液體制冷器的失效的保護(hù)包括在給主液體制冷器供電的主供 電失歲丈時(shí)，4吏用一個(gè)備用的發(fā)電才幾。
由于與這4羊的備用發(fā)電4幾的關(guān)耳關(guān)的后滯，因此不能防止在現(xiàn) 代熱量密集的^t據(jù)中心中產(chǎn)生的熱量所導(dǎo)致失效或損害。例如， 在這樣的數(shù)據(jù)中心中，熱失效可能會(huì)在主液體制冷器失效之后的 大約兩分鐘之后發(fā)生。然而，在主供電失效之后恢復(fù)主液體制冷
器的操作之前，備用發(fā)電機(jī)需要大約5到7分鐘的時(shí)間來啟動(dòng)。 而且，主液體制冷器的失效可能是由多種原因(例如，積4戒故障) 導(dǎo)致的，而不但J又是電源故障，和/或需要維^修或維護(hù)，都需要主 液體制冷器停止工作。在后面的幾種情況下，備用的發(fā)電機(jī)不能 提供應(yīng)急保護(hù)。
一4殳來i兌，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案4十對(duì)的是為以液體為 基礎(chǔ)冷卻系統(tǒng)提供一種應(yīng)急的備用制冷。尤其是，本發(fā)明的至少 一個(gè)實(shí)施方案針對(duì)的是配置用于在以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)的 主液體制冷器是可以操作的時(shí)候，通過被冷卻的液體的流動(dòng)產(chǎn)生 和維持一定數(shù)量的水塊的備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)，和被配置用于在 主液體制冷器是不能操作的時(shí)候，冷卻液體流和將液體流提供給 冷卻單元(例長口， CRAC單元)。盡管本發(fā)明是才艮據(jù)以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行描述的，其
中的液體流通過管道提供給冷卻單元(例如，CRAC單元)，人 們將會(huì)理解，本發(fā)明可以包括任何一種需要應(yīng)急備用冷卻的冷卻 系統(tǒng)。特別的是，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案可以包括4壬4可一種以液 體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)，包4舌的液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)^是供含有水 的混合物，和/或含有乙二醇的混合物。而且，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施
方案可以包括這樣的冷卻系統(tǒng)，其中液體通過任^r方式(包括管 道，或者任何其他的液體輸送設(shè)備)提供給冷卻單元。同樣地， 人們也將會(huì)理解，本發(fā)明的實(shí)施方案并不限于用于冷卻電子設(shè)備 或安裝有電子i殳備的才幾架冷卻系統(tǒng)，而是可以用于冷卻4壬4可一種 物體和/或空間。
附圖1舉例-說明的是一種冷卻單元100，該單元可以在以液
體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)中^f吏用。冷卻單元ioo可以通過iir入/輸出連 才妾^妄口/人冷卻系統(tǒng)中吸入大量的^皮冷卻的液體。冷卻單元ioo可
以將^L冷卻的液體輸送到 一個(gè)或更多的熱交換器中，熱交換器可
以4吏用4皮冷卻的液體來冷卻空氣和/或其他流體，和排出^皮加熱的 液體?？諝夂统善渌牧黧w的冷卻流可以提供給一個(gè)或更多的電
子^殳備才幾架，以冷卻安裝在一個(gè)或更多的電子i殳備才幾架上的電子 i殳備。然后，冷卻單元100將一皮加熱的液體/人;令卻單元100 *命送
到液體輸入/輸出接口，以返回到冷卻系統(tǒng)中。具有根據(jù)本發(fā)明的
實(shí)施方案的冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例在2006年1月19日4是交的，發(fā)明 名稱為"COOLING SYSTEM AND METHOD"的第11/335,874 號(hào)美國專利申請(qǐng)，在2006年8月15日提交的，發(fā)明名稱為 "METHOD AND APPARATUS FOR COOLING"的第11/504,382 號(hào)美國專利申^"以及在2006年8月15曰^是交的，發(fā)明名稱為 "METHOD AND APPARATUS FOR COOLING"的第11/504,370 號(hào)美國專利申請(qǐng)中有更為詳細(xì)的描述。在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中，冷卻單元可以包括一種或更多
的由West Kingston, RI的APC ^〉司生產(chǎn)的InRow RP冷卻水系 統(tǒng)，West Kingston, RI的APC />司生產(chǎn)的Network AIR IR 20KW 冷卻水系統(tǒng)，West Kingston, RI的APC,A司生產(chǎn)的FM CRAC 系列系統(tǒng)，和/或4壬4可其#4青密的;令卻^:備。
在發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中，冷卻系統(tǒng)可以配置用于冷卻 安裝在一個(gè)或更多的數(shù)據(jù)中心室中的為數(shù)眾多的電子設(shè)備機(jī)架。 冷卻系統(tǒng)可以包括安裝在數(shù)據(jù)中心室中的 一定數(shù)量的輸入/輸出 連才妻4妻口 ，在此冷卻單元可以-故連4妄以致液體供纟會(huì)可以直4妄l命送 到冷卻單元，以及用于冷卻安裝在電子設(shè)備機(jī)架上的電子設(shè)備。
附圖2舉例說明的是才艮據(jù)本發(fā)明的至少 一 個(gè)實(shí)施方案的冷卻 系統(tǒng)200的一部分的示意圖。正如上文中的描述，冷卻系統(tǒng)200 可以包括至少一個(gè)主液體制冷器201，該主液體制冷器201 一皮配 置用于冷卻提供給一個(gè)或更多的冷卻單元203的液體供給。主液 體制冷器201可以吸入被冷卻單元203排出的暖的液體，冷卻暖 的液體，和^1奪新的祐 令卻的液體再次^是供到冷卻單元203中。主 液體制冷器201可以^皮配置用于以足以維持安裝在冷卻單元203 中的電子設(shè)備所需要的溫度的一定溫度和體積，向冷卻單元203 提液體供給體。在一個(gè)實(shí)施方案中，主液體制冷器201可以以大 約45華氏度的溫度提液體供給體。在一個(gè)實(shí)施方案中，主液體 制冷器201可以^是供的 一皮冷卻液體的體積至少與#:冷卻的冷卻單 元203和備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)所吸入的液體的總和體積一樣大。
主液體制冷器201可以通過一個(gè)或更多的主液體制冷器的供 電電源提供電能(沒有顯示)。 一個(gè)或更多的主液體制冷器的供 電可以包4舌主液體制冷器安裝在其中的建筑物的動(dòng)力電源，不間 斷供電，和/或任何其他形式的供電。本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案，；令卻系統(tǒng)200可以包括一個(gè)或 更多的管道207， 208。管道207, 208可以一皮配置用于與冷卻系 統(tǒng)200的部件相連才妄，以致液體可以在部件之間/之中進(jìn)4亍流動(dòng)。 在一個(gè)實(shí)施方案中，管道207, 208可以被配置用于將冷卻的液 體/人主液體制冷器201輸送到通過冷卻系統(tǒng)200進(jìn)4亍冷卻的冷卻 單元203中。管道207, 208也可以被配置用于將變暖的液體從 冷卻單元203輸送到主液體制冷器201中。特別是，正如附圖所 示， 一個(gè)管道207可以被配置用于將被冷卻的液體從主液體制冷 器201輸送到冷卻單元203,和其他管道208可以一皮配置用于將 變暖的液體從冷卻單元輸送到主液體制冷器201。
在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中，冷卻系統(tǒng)200可以包4舌至 少一個(gè)備用的,令卻存^f諸系統(tǒng)205。備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205可以 通過附圖2中所示的一個(gè)或更多的管道207， 208連^妻到冷卻系 纟充200上。管道207， 208牙口備用的》令^卩存^f諸系纟克205可以通過 一個(gè)或更多的輸入/輸出連接接口 209進(jìn)行相互的流體連接，以致 液體可以在備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205 ，以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng) 200的其他部分和冷卻單元203之間流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中， 輸入/輸出連4妄4妄口 209可以是標(biāo)準(zhǔn)的連4妄4妄口 (例如，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 的連接類型，比如將CRAC單元連接到液體供給上的連接接口 )。 在這樣的實(shí)施方案中，備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以通過安裝在數(shù)據(jù)中 '"、室中的連4妄4妻口 209連才妄到管道207， 208上，正^口上文中的 描述。
備用的;令卻存4渚系統(tǒng)系統(tǒng)205可以包4舌一個(gè)或更多的4專感器 211。傳感器211可以被配置用于監(jiān)測(cè)被提供到和/或來自備用的 冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205 (例如，到/來自主液體制冷器201和到/來自 冷卻單元203 )的液體供給的參數(shù)。傳感器211可以包括溫度和/ 或壓力傳感器。備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以^L配置，以致當(dāng)傳感器211監(jiān)測(cè)到表明主液體制冷器201失效的失效情況發(fā)生時(shí)， 備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205開始對(duì)液體進(jìn)行冷卻和將液體提供給冷 卻單元203，正4口下文中更為詳細(xì)的描述。失歲文的情況可以包括: 液體的高溫和/或液體的^f氐壓。在一個(gè)實(shí)施方案中，失效情況可以 包括由主液體制冷器201輸出的液體的溫度高于48華氏度。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205可以;故配置用 于制冷和提液體供給體，直到接收到外部信號(hào)(例如，將在下文 中討論的來自遠(yuǎn)程的制冷監(jiān)控器的信號(hào)，來自主液體制冷器，來 自冷卻控制系統(tǒng)等的信號(hào))。依靠外部信號(hào)來識(shí)別當(dāng)主液體制冷 器2 01已經(jīng)恢復(fù)到可以操作的狀態(tài)時(shí)的實(shí)施方案可以向冷卻單元 203 4是供當(dāng)主液體制冷器201是可以才喿作的時(shí)候，在正常才喿作范 圍之內(nèi)經(jīng)歷的液體的壓力和液體的溫度。
在其^也的實(shí)施方案中，與主液體制冷器201的正常才喿作期間 的液體溫度和/或壓力相比，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以4是供更 低的液體溫度和/或壓力。在所述的實(shí)施方案中，為了指示主液體 制冷器201處于可以#:作的狀態(tài)的才乘作情況，傳感器211可以繼 續(xù)監(jiān)測(cè)液體。當(dāng)傳感器211測(cè)量到操作條件(例如，指示主液體 制冷器201的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的液體的溫度和/或壓力)，備用的冷卻存 儲(chǔ)系統(tǒng)205可以:帔配置用于停止液體和維持和/或產(chǎn)生冰，正如下 文中更為i羊細(xì)的描述。
為了促進(jìn)水的形成和維持，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以包 :括至少一個(gè)液體冷卻器(例3。， 213)。在一個(gè)實(shí)施方案中，液體 冷卻器(例如，213)可以是一個(gè)或更多的冷卻存〗諸箱215的一 部分，正如下文中的描述。在所述的#丸4亍方案中，液體冷卻器(例 如，213 )可以被配置用于直接冷卻水和/或存儲(chǔ)在冷卻存儲(chǔ)箱215 中的水。在又一個(gè)實(shí)施方案中，正如附圖2中所舉例說明的那樣，液
體冷卻器(例如，213)可以:故配置用于冷卻來自主液體制冷器
201中的液體，和為了產(chǎn)生和維持冰塊，被配置用于向制冷存儲(chǔ) 箱215 ^是供經(jīng)過制冷的液體。在一個(gè)實(shí)施方案中，液體冷卻器(例 如，213 )可以包纟舌熱電制冷器213，其可以包4舌配置用于冷卻 '液體的;令邊231和配置用于力p熱液體的熱邊233 (例:^， 4吏用來 自冷邊的能量傳遞和來自消耗的電子能量的熱)。熱電制冷器213 可以被配置用于將液體的溫度降低到足以水凍存儲(chǔ)在冷卻存儲(chǔ) 箱215中的水的水平。在這樣的實(shí)施方案中，正如附圖2中所舉 例說明的那樣，提供給備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的液體供給的第 一部分可以沿著熱電制冷器213的熱邊233 4t遞，以侵j皮熱電制 冷器213加熱和纟皮備用的冷卻存^f渚系統(tǒng)205排回到主液體制冷器 201中。在一個(gè)執(zhí)行方案中，排出到主液體制冷器201中的液體 的溫度可以是大約48華氏度。液體的第二部分可以沿著熱電制 冷器213的冷邊231傳遞，以便被熱電制冷器冷卻到足以水凍冷 卻存儲(chǔ)箱215中的水的溫度，然后，液體的第二部分可以#1輸送 到冷卻存^f渚箱215中以產(chǎn)生和/或維持存<諸在冷卻存<諸215中的 冰。在一些4丸行方案中，液體的第二部分可以;故排回到主液體制 冷器201中。在其他的批^亍方案中，液體可以-陂引導(dǎo)回到熱電制 冷器213的冷邊231中，以用于產(chǎn)生和維持更多的;水塊。在一個(gè) 執(zhí)行方案中，沖是供給冷卻存儲(chǔ)箱215的液體可以是大約27華氏 度。在一個(gè)執(zhí)行方案中，熱電制冷器213可以包括直流式熱電制 冷器，例如，Bean等人l是交的發(fā)明名稱為 "DIRECT THERMOELECTRIC CHILLER ASSEMBLY"的美國專利申i青以 及臨時(shí)申請(qǐng)中所揭露的制冷器。
正如上文中的討論，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的實(shí)施方案可 以包括一個(gè)或更多的冷卻存儲(chǔ)箱，每一個(gè)都用215表示。所述的 冷卻存儲(chǔ)箱215可以被配置用于存儲(chǔ)一定數(shù)量的冰塊，冰塊被用于對(duì)l是供纟合冷卻單元203的液體和/或一定凄t量的水進(jìn)4于制冷，水 可以^皮:水凍以產(chǎn)生 一定凄t量的冰和^皮用于監(jiān)測(cè)冰的#t量。在一些 4丸^f亍方案中，冰和水的凄t量可以包括冰和/或水所需要體積，和/ 或冰和/或水所需要重量。冰的數(shù)量可以是足以提供需要的冷卻輸 出的總和。 一定凄史量的冰的總冷卻輸出可以對(duì)應(yīng)于需要用于融化 一定H量的水(例如，152千焦/磅冰)熱量的總和。水的lt量可 以足夠大到可以包括冰的數(shù)量，和允許至少水監(jiān)測(cè)器217的一部 分萍皮安裝在一定凄t量的水中，正如下文中詳細(xì)描述的那樣。在一 個(gè)扭^亍方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以包括三個(gè)冷卻存儲(chǔ) 箱215。在一個(gè)4丸^亍方案中，每一個(gè)冷卻存儲(chǔ)箱215可以足夠大， 以用于存^諸大約28加侖的水。在一個(gè)扭^亍方案中，每一個(gè)冷卻 存儲(chǔ)箱215的尺寸是接近34英寸x20英寸x 19英寸。
人們能夠理解盡管用于舉例說明的實(shí)施方案包括用于存儲(chǔ) 一定凄t量的冰和/水的冷卻存4諸箱215,本發(fā)明的實(shí)施方案并不限 于所述的冷卻存儲(chǔ)箱。而是，本發(fā)明的實(shí)施方案可以包括配置用 于存儲(chǔ)任何混合物，包括，液體、氣體，和/或固體的存儲(chǔ)箱。而 且，當(dāng)本發(fā)明的用于舉例說明的實(shí)施方案利用了從固體向液體的 狀態(tài)轉(zhuǎn)換以存 <渚熱量，本發(fā)明的其他的實(shí)施方案可以利用/人固體 向氣體轉(zhuǎn)換和/或,人液體向氣體的轉(zhuǎn)換，或者才艮本沒有狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 來存儲(chǔ)熱量。
為了促進(jìn)存儲(chǔ)在制冷存儲(chǔ)箱215中的一定數(shù)量的冰和/或水 (或者4壬4可其他的物質(zhì))和液體供給之間的熱轉(zhuǎn)換，液體供給3皮 提供到冷卻存儲(chǔ)箱215中是為了當(dāng)主液體制冷器201是可以操作 的時(shí)候用于維持和產(chǎn)生冰，和/或當(dāng)主液體制冷器201是不能操作 的時(shí)候，在液體祐j是供到冷卻單元203之前進(jìn)行冷卻，熱傳遞管 219可以引導(dǎo)'液體通過冷卻存^f諸箱215。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱 傳遞管219可以被設(shè)計(jì)為使一定數(shù)量的冰和水和液體之間的熱量傳遞的最大化。在最后一個(gè)4丸行方案中，熱傳遞管219可以包括 銅管和/或由4壬4可一種熱傳導(dǎo)材沖+制成的管。在一個(gè)寺丸行方案中， 熱4專遞管219可以包4舌一個(gè)或更多的風(fēng)扇，或者其4也的凸起，該 凸起是配置用于增加熱傳遞管219的表面積，乂人而增加由熱傳遞 管219所輸送的液體和存<諸在冷卻存4諸箱215中的一定凄t量的水 和水之間的熱傳遞。在一個(gè)執(zhí)行方案中，正如附圖2所舉例說明 的，熱傳遞管219可以被布置為在一個(gè)間接地路徑中將液體引導(dǎo) 通過冷卻存〗諸箱215,以增加熱量可以在一定數(shù)量的冰和水和液 體之間的熱進(jìn)行傳遞所需的時(shí)間。
盡管，冷卻存儲(chǔ)箱215的實(shí)施方案已經(jīng)得到描述，其中的熱 傳遞管219 #皮i殳計(jì)為爿尋液體和 一 定凄t量的;水和水之間的熱〗專遞最 大化，其他的實(shí)施方案可以限制熱傳遞，通過〗吏用非導(dǎo)熱性的材 料，限制管道的表面積，和/或?qū)⒗鋮s存儲(chǔ)箱215中的^各徑最小化 來實(shí)現(xiàn)?？梢詾闊醾鬟f管219選擇的一組特征，這些特征產(chǎn)生需 要的熱量轉(zhuǎn)換比例，以致冷卻輸出(例如，被冷卻的液體的數(shù)量) 和冷卻時(shí)間(例如，維持冷卻輸出的時(shí)間總量)可能是由冷卻存 儲(chǔ)箱215產(chǎn)生的。增加熱交換比例可以增加冷卻輸出，減少冷卻 時(shí)間。類似的，減少熱量交換比例可能增加冷卻時(shí)間，減低冷卻 輸出。在一些才丸4亍方案中，熱傳遞管219和每一個(gè)冷卻存儲(chǔ)箱215 可以一皮配置，以致在大約15和大約30分鐘的冷卻時(shí)間之內(nèi)，每 一個(gè)冷卻存儲(chǔ)箱215可能產(chǎn)生大約10千瓦和大約50千瓦之間的 冷卻輸出。在一個(gè)4丸行方案在中，熱傳遞管219和每一個(gè)冷卻存 4諸箱215可以^皮配置，以致在大約17分4中的,令卻時(shí)間之內(nèi)，每 一個(gè)冷卻存儲(chǔ)箱215可以產(chǎn)生大約25千瓦的冷卻輸出。
在發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，冷卻存儲(chǔ)箱215可以包括水監(jiān)測(cè) 器217。在一個(gè)實(shí)施方案中，；水監(jiān)測(cè)器217可以;故配置用于監(jiān)測(cè) 一定凄史量的冰和現(xiàn)存4諸在冷卻存4諸箱215中的一定凄t量的水之間的比例。根據(jù)本發(fā)明的水監(jiān)測(cè)器217的一個(gè)實(shí)施方案在附圖3中 的得到舉例說明。在一個(gè)實(shí)施方案中，冰監(jiān)測(cè)器217可以包括通 風(fēng)設(shè)備221，例如，玻璃、橡膠、金屬，和/或塑料空氣管。在一 個(gè)執(zhí)行方案中，水監(jiān)測(cè)器217可以包括空氣泵224。通風(fēng)設(shè)備221 的輸出口可以乂人上方埋入到一定凄t量水中，正如附圖2所舉例說 明的那樣，以致來自空氣泵224的空氣通過通風(fēng)設(shè)備221后在從 通風(fēng)設(shè)備221排出和在一定數(shù)量的水中產(chǎn)生氣泡之前，進(jìn)入到水 中。正如線301所示，當(dāng)一定數(shù)量的冰塊完全融化時(shí)，通風(fēng)設(shè)備 221的llr出口可以埋入大約3/4英寸到一定凄丈量的水中。由于一 定凄t量的水的一部分^皮水凍以形成一定凄t量的冰，在冷卻存4諸箱 215中的水的水平線可以沖是高，由于)水的體積大于水的體積。水 平線的提高可能會(huì)導(dǎo)致同分設(shè)備221的輸出口被埋入距離增加。 在一個(gè)^Vf亍方案中，當(dāng)一定凄t量的水完全冰凍之后，正如線303 所示，通風(fēng)設(shè)備221的輸出口可以埋入大約1.75英寸到一定數(shù)量 的水中。在一些執(zhí)行方案中， 一定數(shù)量的水可以得到維持，以致 一定凄t量的水不是完全結(jié)冰，和以致水的水平線^氐于線301和線 303，當(dāng)最大量的冰(例如，在備用的冰存^諸系統(tǒng)205 4亭止產(chǎn)生 冰時(shí)，冰的總量)被存儲(chǔ)在冰存儲(chǔ)箱215中。
在一個(gè)實(shí)施方案中，通風(fēng)設(shè)備221可以安裝在通風(fēng)通道305 中。通風(fēng)通道305可以防止通風(fēng)設(shè)備221的周圍出現(xiàn)局部水凍。 局部水凍可能會(huì)干擾通風(fēng)"i殳備221，例如，通過冰阻斷通風(fēng)設(shè)備 221。
在一個(gè)實(shí)施方案中，；水監(jiān)測(cè)器217可以包4舌壓力傳感器223。 壓力傳感器223可以被配置用于監(jiān)測(cè)空氣泵224所施加的通風(fēng)設(shè) 備221的輸出口的輸出氣體到一定數(shù)量的水中需要的壓力。由于 水的形成和水的水平線高于通風(fēng)設(shè)備221的輸出口的增加，需要 更多的壓力來將氣體排壓到一定數(shù)量的水中。在一個(gè)執(zhí)行方案中，冰監(jiān)測(cè)器217可以#:配置用于在排壓氣體所需要的壓力的基 礎(chǔ)上，確定一定婆t量的;水和一定凄丈量的水之間的比例。在一個(gè)或 更多的存儲(chǔ)值的基礎(chǔ)上，例如，方程式、映射值的表格(其反映 出需要排壓氣體的壓力與 一 定數(shù)量的冰和 一 定水量的水之間的
比例)等等，；水監(jiān)測(cè)器217可以確定比例。在一個(gè)#^亍方案中，
水監(jiān)測(cè)器可以一皮配置用于將壓力的表達(dá)式^r出到一個(gè)或更多的
控制器237上，控制器可以類似確定一定數(shù)量的冰和一定數(shù)量的
水之間的比例。在其他的沖丸4亍方案中，冰監(jiān)測(cè)器可以包括4壬何其 他的配置用于監(jiān)測(cè)水和/或水的數(shù)量的設(shè)備。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205可以包括一個(gè) 或更多內(nèi)部管道225。內(nèi)部管道225可以被配置用于將液體輸送 到輸入/輸出連接接口 209和備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的部件(例 如，冷卻存儲(chǔ)箱215和液體冷卻器213 )之間/之中。備用的冷卻 存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以包括一個(gè)或更多的閥門，每一個(gè)閥門都用227 表示，連4妾到管道225上。閥門227可以被配置用于控制液體通 過備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的流動(dòng)，正如下文中的描述。在一些 執(zhí)行方案中，閥門227可以通過一個(gè)或更多的控制器237進(jìn)行控 制，正如下文中的描述。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以包括至少 一個(gè)液壓泵229，其一皮配置用于將液體泵送通過備用的冷卻存^諸 系統(tǒng)205。 當(dāng)主液體制冷器201不能操作時(shí)，泵229可以被配置 用于將液體泵送通過管道225。泵229可以:故配置為將液體泵送 通過閉合回路，例如，在水凍模式下，冷卻存儲(chǔ)箱中用于產(chǎn)生冰 的回路，正如下文中的描述。在一些執(zhí)行方案中，泵229可以是 雙向泵。泵229可以通過一個(gè)或更多的控制器237進(jìn)行控制，正 如下文中所要描述的那樣。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以 包括和/或可以連4妄到至少一個(gè)電源上(沒有顯示)。在一個(gè)扭J亍 方案中，電源可以給備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的部件提供電源。 電源可以包4舌實(shí)用動(dòng)力源、不間斷電源，和/或<壬4可其〗也形式的電 源。在一個(gè)扭^亍方案中，電源可以包括主電源和備用電源。在一 個(gè)執(zhí)行方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的主電源可以與用于給 主液體制冷器201供電的電源是同 一 電源。在這才羊的扭^亍方案中， 如果主電源和主液體制冷器201失效，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205 的備用電源可以給備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205供電。由于熱能以水 的形式存儲(chǔ)在備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205中，而不是在主液體制冷 器201的操作過程中產(chǎn)生，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205需要的電能 可以實(shí)質(zhì)上小于主液體制冷器201所〗吏用的電能。由于備用的冷 卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205需要較少的電能用量，其他的備用電源的電池提 供足夠的電能對(duì)于向主液體制冷器201的備用電能是不夠的。用 于向備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205提供電能的備用電源可以提供電能 而不會(huì)有滯后時(shí)間，或者具有比鄉(xiāng)會(huì)主液體制冷器201才是供電源的 備用電源短的時(shí)間延遲，原因在于備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205需要 較少數(shù)量的電 育fe 。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以 包括至少一個(gè)殼體235。殼體可以被配置用于存儲(chǔ)備用的冷卻存 儲(chǔ)系統(tǒng)205的部件。在一個(gè)實(shí)施方案中，殼體235實(shí)質(zhì)上可以具 有與計(jì)算機(jī)室中的電子設(shè)備機(jī)架一樣的外形和尺寸，例如，標(biāo)準(zhǔn)
的19英寸的機(jī)架。附圖4舉例說明的是具有包括標(biāo)準(zhǔn)的19英寸 的機(jī)架的殼體235的備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的透^L圖。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以包括與管 道225連4妄的過濾器239。過濾器可以包括標(biāo)準(zhǔn)的Y型過濾器， 配置用于從通過管道225的液體中濾掉任何固體污染物。在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205包括填充/排出 閥門241。在備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的安裝之前，填充/排出閥 門可以被用于向管道225中填充液體。填充/排出閥門也可以用于 排空管道中的液體，以致備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205能夠移開或維 持。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205可以包括自動(dòng) ;故氣裝置243。自動(dòng)》文氣裝置243可以;欲配置用于移開通過管道 225的空氣和/或4壬4可氣體。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205可以包括膨月長 箱245。膨月長箱可以用作管道225中多余液體的存^f渚箱。例如， 當(dāng)管道225中的液體的溫度發(fā)生變化時(shí)，管道中的液體會(huì)膨脹(例 如，當(dāng)液體^皮力n熱時(shí))，和/或收縮(例如，當(dāng)液體變冷時(shí))。當(dāng)管 道225中的液體發(fā)生膨脹時(shí)，膨脹箱245可以接受來自管道225 的多余的液體，和/或當(dāng)管道225中的液體收縮時(shí)，可以將存儲(chǔ)的 液體輸送到管道225中。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以包括流動(dòng) 監(jiān)測(cè)器247。流動(dòng)監(jiān)測(cè)器247可以纟皮配置用于監(jiān)測(cè)來自冷卻存4諸 箱215中的液體的-危動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，流動(dòng)監(jiān)測(cè)器247可 以與控制器237交換關(guān)于液體的流動(dòng)的信息。信息可以包括液體 流的壓力和/或溫度。在一些實(shí)施方案中，所述信息可以用于監(jiān)測(cè) 備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，是否存在壓力？液體的冷卻是否足 夠？)的性能。在一些執(zhí)行方案中，信息可以用于確定冷卻輸出 的數(shù)量和/或冷卻存^f諸箱中的剩余冷卻時(shí)間。例如，信息可以用于
在通過液體監(jiān)測(cè)器的液體體積的基礎(chǔ)上，確定來自冷卻存儲(chǔ)箱的 冷卻豸俞出(例如，能量傳遞)和流經(jīng)冷卻存4諸箱215的液體的溫 度變化。冷卻輸出可以被監(jiān)控和與原來存儲(chǔ)在冷卻箱中的冷卻材料的總冷卻輸出進(jìn)行比較，以確定冷卻llr出的凄t量和/或剩余的制 冷時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以是才莫塊化
的。在這才羊的實(shí)施方案中，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)可以包括標(biāo)準(zhǔn)殼 體，正如上文中所描述的。在這樣的實(shí)施方案中，輸入/輸出連接
借口 209可以#皮配置用于與數(shù)據(jù)中心室中的以液體為基礎(chǔ)的冷卻 系統(tǒng)200的標(biāo)準(zhǔn)l命入/輸出4妄口進(jìn)4亍連4妄，正如上文中的討i侖。在 這樣的實(shí)施方案中，連接到以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)200的第一 備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以用被第二備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)所替換，這是 通過將第二備用冷卻存^f渚系統(tǒng)連4妾到以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng) 200的輸入/輸出連4妻接口上，和將第一冷卻系統(tǒng)從以液體為基礎(chǔ) 的冷卻系統(tǒng)的輸入/輸出連接接口上拆卸來實(shí)現(xiàn)。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205可以通過其4也 的備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。在這樣的實(shí)施方案中，多個(gè)備用 的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，205 )可以;波連4妄到以液體為基礎(chǔ)的冷 卻系統(tǒng)200上，以才是供額外的應(yīng)急備用制冷的需要的^:量。在一 些實(shí)施方案中，與單一的備用冷卻存4諸系統(tǒng)205相比，額外的應(yīng) 急備用制冷可以才是供較大的制冷輸出(例如，當(dāng)備用的冷卻存儲(chǔ) 系統(tǒng)^皮用于同時(shí)冷卻液體時(shí))和/或較多的冷卻時(shí)間(例如，當(dāng)備 用的冷卻存4諸系統(tǒng);陂隨后用于冷卻液體時(shí))。仍舊是在一些實(shí)施 方案中，額外的應(yīng)急備用制冷可以提供額外的冷卻輸出和額外的 冷卻時(shí)間的結(jié)合。在一個(gè)才丸4亍方案中，管理人員可以通過控制面 板或其他的控制工具來控制多個(gè)備用的冷卻存^f渚系統(tǒng)，以在額外
各種不同的實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以擴(kuò)展為在任何 數(shù)量的冷卻時(shí)間之內(nèi)，產(chǎn)生任何數(shù)量的冷卻輸出。在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以擴(kuò)展為低于大約10千瓦的制冷
^r出和高于大約io百萬瓦的制冷^^出之間。
在一些實(shí)施方案中，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以-陂配置用
于通過至少一個(gè)連通網(wǎng)絡(luò)與大量的其他備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)或 其他的設(shè)備進(jìn)行連通。連通網(wǎng)絡(luò)可以包括無線和/或有線部分。在 一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)主液體制冷器不工作時(shí)，在為數(shù)眾多的備用 的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)之間/之中的連通可以被用于組織應(yīng)急備用制冷。 例如，在一個(gè)^vf亍方案中，為凄t眾多的備用的冷卻存^f渚系統(tǒng)中的
第 一備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以被配置用于在主液體制冷器201失
效后提供應(yīng)急的冷卻。當(dāng)?shù)谝粋溆美鋮s存儲(chǔ)系統(tǒng)用完其存儲(chǔ)的一 定數(shù)量的冰之后，第一冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)將向?yàn)閿?shù)眾多的備用冷卻存 儲(chǔ)系統(tǒng)的第二備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，以開始提供應(yīng)急的備 用制冷。這一過程可以繼續(xù)用于任何數(shù)量的備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)， 以致為數(shù)眾多的備用存儲(chǔ)系統(tǒng)中的任何一個(gè)系統(tǒng)都可在任何時(shí) 間內(nèi)提供應(yīng)急的備用制冷。在其他的執(zhí)行方案中，為數(shù)眾多的冷 卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以被配置，以致在任何時(shí)間內(nèi)，備用的冷卻存儲(chǔ)系 統(tǒng)的任何需要的數(shù)量可以提供應(yīng)急備用制冷。
在一個(gè)實(shí)施方案中，眾多的備用冷卻存J諸系統(tǒng)中的第一備用 冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以被配置用于為備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)的停止而使 用的一個(gè)主控制器。在這樣的實(shí)施方案中的執(zhí)行方案，第一備用 冷卻存4諸系統(tǒng)可以4妄收來自每一個(gè)備用的冷卻存l諸系統(tǒng)中的其 他的備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)的識(shí)別存儲(chǔ)的熱量(例如，剩余的一定數(shù) 量的冰，用于冷卻液體的剩余冰塊的時(shí)間，可以用于冷卻液體的 能量的數(shù)量)的通信。每一個(gè)備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)中的在需要的 冷卻輸出和冷卻時(shí)間和剩余存儲(chǔ)的熱量的基礎(chǔ)上，第 一備用冷卻 存儲(chǔ)系統(tǒng)可以為每一個(gè)備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)產(chǎn)生控制信號(hào)。在其他的執(zhí)行方案中，主冷卻系統(tǒng)控制器可以控制為數(shù)眾多 的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)，而不是第一備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)。在一個(gè)執(zhí)行方
案中，主冷卻系統(tǒng)可以包^舌乂人West Kingston, RI.的PAC 7>司購 買的InfaStmXure管理器(Manager )。在一個(gè)才丸行方案中，為凝: 眾多的備用冷卻存^f諸系統(tǒng)可以才艮據(jù)冷卻方案進(jìn)4亍控制，冷卻方案 表明一定數(shù)量的備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)在某一時(shí)間內(nèi)被使用，以便對(duì) 提供在冷卻單元中的液體供給進(jìn)行冷卻。在一個(gè)執(zhí)行方案中，在 某一時(shí)間內(nèi)被使用的備用冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)量可以是在需要的 冷卻時(shí)間內(nèi)提供足夠的制冷給液體以防止熱量對(duì)電子設(shè)備的損 害所需要的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，為數(shù)眾多的備用冷卻系統(tǒng) 可以通過外部的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連通，正如下文中需要討i侖的，例 如，通過凄t據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)。
為了促進(jìn)備用的冷卻液存儲(chǔ)系統(tǒng)205的部件的控制，備用的 冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以包括至少一個(gè)控制器237?？刂破?37可 以接受來自至少傳感器211,冰監(jiān)測(cè)器217,其他的備用冷卻存 儲(chǔ)系統(tǒng)，主液體制冷器201,冷卻單元203,用戶界面，主冷卻 系統(tǒng)控制器，和/或任何其他的需要的來源的其中之一的輸入?？?制器237可以產(chǎn)生和傳遞控制信號(hào)，在至少部分輸入的基礎(chǔ)上控 制備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205的各種不同的操作和元件?？刂破?237可以通過相互的通信網(wǎng)絡(luò)和外部的通信網(wǎng)絡(luò)的輸入的任何外 部來源連4妄到備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205的各種不同的部件上。內(nèi) 部的和/或外部的通4言網(wǎng)纟各可以包4舌有線的和/或無線的部分。
在一個(gè)實(shí)施方案中，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205可以與外部通 信網(wǎng)絡(luò)相互通信。外部通信網(wǎng)絡(luò)中的通信可以包括控制信號(hào)，監(jiān) 控到的情況的表達(dá)式，警報(bào)，和需要用于促進(jìn)應(yīng)急備用制冷的任 何其他信息。外部通信網(wǎng)絡(luò)可以將備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205連接 到任何其他的設(shè)備上，包括其他的備用冷卻存^諸系統(tǒng)，主液體制冷器201，冷卻單元203,遠(yuǎn)程監(jiān)4見器(將在下文中描述)，用戶界 面，主冷卻控制系統(tǒng)，計(jì)算^^幾，和/或大面積的網(wǎng)絡(luò)連4^,例如， 因特網(wǎng)。在一個(gè)扭^亍方案中，主冷卻控制系統(tǒng)可以通過外部的通 信網(wǎng)絡(luò)將控制信號(hào)傳遞到備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205，以用于操作 (例如，纟是供應(yīng)急的備用制冷)和/或配置(例如，i殳定溫度和/ 或壓力的臨界值，設(shè)定警報(bào)條件)備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205可以:故配置用 于當(dāng)至少一個(gè)監(jiān)控的事件發(fā)生時(shí)，激發(fā)警報(bào)。在一個(gè)執(zhí)行的方案 中，事件可以包4舌當(dāng)存^f諸箱215所存^f渚的一定數(shù)量的水用完時(shí)。 在一個(gè)扭j亍的實(shí)施方案中，事件包括主液體制冷器201失效。在 一些實(shí)施方案中，管理人員可以基于4壬何備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng) 205所需要的條件對(duì)警報(bào)進(jìn)行編程。在一些執(zhí)行的方案中，警報(bào) 可以包括發(fā)給管理人員或主冷卻控制系統(tǒng)，例如SNMP捕捉器和 /或電子郵〗牛的〗言息。
在一個(gè)凈丸4亍的方案中，主液體制冷器201可以一皮配置用于通 過外部通信系統(tǒng)來傳遞表明其操作狀態(tài)或才乘作狀態(tài)發(fā)生變化的 信號(hào)。信號(hào)可以包括周期性地從主液體制冷器201發(fā)出的表明其 是可以操作的"心跳，，信號(hào)。在一個(gè)執(zhí)行的方案中，控制信號(hào)或 命令可以包4舌表明主液體制冷器201進(jìn)入到非功能狀態(tài)，例如， 處于維護(hù)期間的操作狀態(tài)升級(jí)信號(hào)。
附圖5A和5B舉例說明的是，根據(jù)本發(fā)明的以液體為基礎(chǔ)的 ,令丟P系纟充501, 503的其4也兩個(gè)實(shí)施方案。,令^卩系纟克501和503 都包括遠(yuǎn)程制冷器的監(jiān)測(cè)器505。遠(yuǎn)程制冷器的監(jiān)測(cè)器505可以 -陂配置用于基于備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205的外部的液體來監(jiān)測(cè)主 液體制冷器201的操作狀態(tài)。正如舉例說明的那樣，與備用的冷 卻存〗諸系統(tǒng)205和主液體制冷器201所^是供的冷卻單元203相比， 遠(yuǎn)程制冷器的監(jiān)測(cè)器505可以較為靠近主液體制冷器201布置。遠(yuǎn)程制冷器的監(jiān)測(cè)器505可以;故配置用于通過上文中描述的通信 網(wǎng)絡(luò)與備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205 (例如，與備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng) 205的控制器237進(jìn)行通信)進(jìn)行通信。這樣的通信可以用于指 示操作狀態(tài)，對(duì)于附圖2中的傳感器211的一個(gè)替換的或額外的 備用的冷卻存^[諸系統(tǒng)。
正如附圖5A所舉例i兌明的，以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)501 可以包括將液體供給管道509連接到返回管道511上的三通閥 507。當(dāng)主液體控制器201是可以操作的時(shí)候，三通閥507可以 被配置用于允許被冷卻的液體從主液體制冷器201中通過液體供 給管道509 ^是供到冷卻單元203，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205,和 任何連接到以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)501的其他的設(shè)備中。當(dāng)主 液體制冷器201停止操作時(shí)，三通閥507可以被配置用于將主液 體制,令器201與以'液體為基礎(chǔ)的;令卻系統(tǒng)501的其4也部分絕鄉(xiāng)彖 開。然后，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以對(duì)提供到冷卻單元203 中的液體進(jìn)4亍冷卻，無需制冷液體也祐j是供到非功能性的主液體 制冷器中。遠(yuǎn)禾呈制冷器的監(jiān)測(cè)器505可以,皮布置在絕纟彖的液體回 路中，以監(jiān)測(cè)主液體制冷器201的狀態(tài)，以致當(dāng)主液體制冷器201 可以再次才喿作時(shí)，三通閥507可以再次打開。三通閥507可以連 接到上文中所描述的通信網(wǎng)絡(luò)中和通過沖妄受自通信網(wǎng)絡(luò)(例如， 來自遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)器505,主冷卻系統(tǒng)控制器(沒有顯示)或者控 制器237 )的控制信號(hào)進(jìn)行控制。
正如附圖5B所舉例說明的，以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)503 可以包4舌旁3各閥517和兩個(gè)才企測(cè)閥513， 515。第一沖企測(cè)閥513 可以布置在液體冷卻系統(tǒng)503的液體供鄉(xiāng)合管道509中，比冷卻單 元203和備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205更靠近主液體制冷器。第二枱r 測(cè)閥515可以布置在液體冷卻系統(tǒng)503的返回管道511中，比冷 卻單元203和備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205更靠近主液體制冷器201。與連接到液體供給管道509和返回管道511上的第 一和第二一企測(cè) 閥相比，旁^各閥517更靠近制冷器布置。當(dāng)主液體制冷器201是 可以才喿4卡的時(shí)4美，旁i 各閥517可以關(guān)閉，以及才企測(cè)閥513, 515 可以被排列用于允許液體流到和從主液體制冷器201中流出。當(dāng) 主'液體制,令器201不能操:作時(shí)，4企測(cè)閥513, 515;故關(guān)閉以與主 液體制冷器201分離開，以及旁路閥517可以^皮打開以形成獨(dú)立 的閉環(huán)。遠(yuǎn)程制冷器的監(jiān)測(cè)器505可以監(jiān)測(cè)閉環(huán)中的液體，以確 定主液體制冷器201的狀態(tài)，以致旁-各閥517和沖全測(cè)閥513， 515 可以調(diào)節(jié)用于再次向冷卻單元203提液體供給體給。旁3各閥517 和才企測(cè)閥513， 515可以通過來自通信網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)進(jìn)4于控制， 類似于上文中描述的三通閥。
在才喿作過程中，本發(fā)明的部分實(shí)施方案可以執(zhí)行過程600, 正如附圖6中描述的流程圖。過程600可以開始于方框601。方 框603所表示的，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)可以產(chǎn)生和維持備用的冷 卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205中的冷卻存儲(chǔ)箱215中的一定數(shù)量的冰，正如附 圖2所示。
當(dāng)初始安裝和使用完存儲(chǔ)的 一 定數(shù)量的冰以提供應(yīng)急備用 制冷之后，冷卻存儲(chǔ)箱215可以僅僅充滿水。備用的冷卻存儲(chǔ)系 統(tǒng)205可以進(jìn)入到冰凍才莫式，其中備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205冰凍 水，以產(chǎn)生一定數(shù)量的水。通過附圖2中的存儲(chǔ)系統(tǒng)205的液體 流在附圖7中用箭頭Al和A2表示。在這一才莫式下，附圖7中 的閥門701, 707， 709可以^皮排列用于提供到備用的冷卻存儲(chǔ)系 統(tǒng)205的液體冷卻器213中的液體。特別是，閥門701可以4皮排 列為允許液體流入到熱電制冷器213的熱邊233,從第一輸入/ 輸出連4妻4妄口 703和/人第二^T入/輸出連^妾^妾口 705流出，正如箭 頭Al所示。閥門707可以;陂安排用于初始向制冷器的冷邊231 液體供給，乂人第一輸入/輸出連接接口 703。閥門709可以被排列當(dāng)提供給冷卻存儲(chǔ)箱的液體供給達(dá)到閥門707時(shí)，閥門707可以 將其返回到制冷器的冷邊和阻止來自第 一輸入/輸出連接接口 703的液體。泵229可以揭:作用于產(chǎn)生通過位于冷卻存儲(chǔ)箱215 和熱電制冷器213的冷邊231之間的即時(shí)閉環(huán)的液體流動(dòng)，正如 箭頭A2所示。在一個(gè)執(zhí)行方案中，在產(chǎn)生水的模式下，泵229 每分鐘可以泵送大約3到大約4加侖的液體。在一個(gè)扭^f亍方案中， 閥門709和707可以一皮排歹'J用于一并才喿作和阻止從第 一連接4秦口 到冷卻存^f諸箱的液體，在進(jìn)入水發(fā)生才莫式之前。在這才羊的^U亍方 案中，閉環(huán)可以被在三個(gè)操作模式下的任何一個(gè)中的液體充滿， 因此，沒有延遲來填充被需要的閉環(huán)。在一個(gè)執(zhí)行方案中，盡管 向存儲(chǔ)箱提供的液體供給的溫度可以在開始時(shí)是大約45華氏度 (例如，主制冷器提供的溫度)，溫度可以低于穩(wěn)定狀態(tài)下的大約 31華氏度，和提供到冷卻存儲(chǔ)箱215的液體的溫度可以是大約 27華氏度。
冰監(jiān)測(cè)器217可以監(jiān)測(cè)在冰制冷模式下的冷卻存儲(chǔ)箱215中 形成的冰的數(shù)量，正如上文中的描述。當(dāng)一定數(shù)量的冰產(chǎn)生，水 與水的比例達(dá)到需要的水平時(shí)，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以停 止制冰，并進(jìn)入到監(jiān)測(cè)模式。
在監(jiān)測(cè)才莫式下，出于監(jiān)測(cè)的目的，附圖8中所示的備用的冷 ^P存4諸系纟克205的閥門701, 707， 709可以浮皮4非歹'J以允i午才目只于少 量的液體通過備用的冷卻存4諸系統(tǒng)205,和4亭止向熱電制冷器213 供電。附圖2中在水存儲(chǔ)模式下的通過備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205 的液體用箭頭B表示在附圖8中。正如舉例說明的那樣，閥門 701可以排列用于阻止液體乂人第一輸入/輸出連4妻接口 703流動(dòng)到 熱電制冷器213的熱邊233。閥門707可以排列用于允許液體從 第一輸入/輸出連接接口 703流動(dòng)到熱電制冷器213的冷邊231。閥門709可以被排列用于將液體從熱電制冷器213的冷邊213引 導(dǎo)到第二輸入/輸出連接接口 705。在一個(gè)實(shí)施方案中，閥門701， 707， 709和泵229可以^皮排列用于允"i午液體處于水冷卻才莫式下的 閉環(huán)中，以從閉環(huán)中退出，例如，通過引導(dǎo)來自泵229和存儲(chǔ)箱 215的液體通過閥門707到熱電制冷器213的冷邊231。在另外 一個(gè)實(shí)施方案中，閉環(huán)中的液體可以#皮維*持，以f丈當(dāng)可以才喿作的 才莫式發(fā)生變化時(shí)，閉環(huán)中可以充滿液體。在這才羊的實(shí)施方案中， 在改變閥門的狀態(tài)之前，不需要用延遲以填滿被液體充滿的閉 環(huán)，正如上文中的描述。在冰監(jiān)測(cè)才莫式下，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng) 205可以繼續(xù)通過冰監(jiān)測(cè)器217對(duì)冰進(jìn)4于監(jiān)測(cè)。如果處于監(jiān)測(cè)才莫 式，冰與水的比例減低到需要的比例，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205 會(huì)再次返回到冰制冷才莫式，和開始水凍水以維持所需要的冰的數(shù) 量。
當(dāng)備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205處于監(jiān)測(cè)模式和水制冷才莫式時(shí)， 備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以使用液體流來監(jiān)測(cè)主冰制冷器201 的操作狀態(tài)，正如在方框605中所表示的那樣。在另外一個(gè)執(zhí)行 方案中，來自主液體制冷器201，主冷卻系統(tǒng)控制器、通信網(wǎng)絡(luò)， 遠(yuǎn)程制冷器監(jiān)測(cè)器505，和/或管理員的控制信號(hào)或命令可以表明 主液體制冷器201的，喿作狀態(tài)。
當(dāng)主液體制冷器201是可以操作的，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205 可以繼續(xù)用于維持和/或產(chǎn)生一定凄t量的^^。然而，當(dāng)備用的冷卻 存儲(chǔ)系統(tǒng)205在冰制冷才莫式下或在監(jiān)測(cè)才莫式下才喿作時(shí)，如果主液 體制冷器201停止操作，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以開始操作 進(jìn)入應(yīng)急才莫式。在應(yīng)急沖莫式下，正如方才匡607所示，備用的冷卻 存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以配置用于通過使用任何數(shù)量的冰對(duì)液體進(jìn)行冷 卻，然后存儲(chǔ)在冷卻存儲(chǔ)箱215中。為促進(jìn)液體的冷卻，備用的 ;令^卩存^f諸系纟克205的閥門701, 707， 709可以氺卜歹'J用于^妄^1丈來自冷卻單元203的液體流和將液體流引導(dǎo)通過冷卻存j諸箱215，以 致#皮存4諸在冷卻存4諸箱215中的一定凄t量的冰進(jìn)行冷卻。
附圖2中，通過備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)的液體流用箭頭C表示 在附圖9中。在應(yīng)急沖莫式下，閥門709可以排列用于將來自第二 輸入/輸出連沖妄4妄口 705連^妄到冷卻存^f諸箱215。閥門707可以一皮 排列用于將來自冷卻存儲(chǔ)箱215中的液體引導(dǎo)到第一1#入/輸出 連接、接口 703中。閥門701可以^皮排列用于阻止液體回流到熱電 制冷器213的熱邊233。泵229可以操作產(chǎn)生從第二輸入/輸出連 接接口 705通過冷卻存儲(chǔ)箱215，流經(jīng)備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205 和從第一輸入/輸出連接接口 703流出，以^是供給冷卻單元203 的液體流。在一個(gè)才丸4亍的方案中，在應(yīng)急狀態(tài)下，泵229每分4中 可以泵送大約50力口侖的液體。
在應(yīng)急才莫式期間，與處于監(jiān)測(cè)和水制冷4莫式相比，液體通過 相對(duì)的輸入/輸出連接接口 703, 705輸入和輸出。由于在冰制和 監(jiān)測(cè)冷模式下，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以接收和排出到/從主 液體制冷器201的液體供給，液體的回流可能是需要的，但是， 在應(yīng)急才莫式下，備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205可以^接收和4非出液體供 給到M人冷卻單元203。
在應(yīng)急模式期間，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以繼續(xù)用于監(jiān) 測(cè)主液體制冷器的操作狀態(tài)，正如方框609所示。這樣的監(jiān)測(cè)可 以通過傳感器211來完成，正如上文中所描述的。例如，在一個(gè) 執(zhí)行方案中，傳感器211可以監(jiān)測(cè)由冷卻單元^是供的液體壓力的 增加和/或液體溫度的降<氐，其指示主液體制冷器201是可以，操作 的。在另外一個(gè)執(zhí)行的方案中，遠(yuǎn)程的制冷器監(jiān)測(cè)器505可以監(jiān) 測(cè)主液體制冷器201的狀態(tài)和將該狀態(tài)與備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng) 205進(jìn)4亍通信。如果主液體制冷器201再次變?yōu)槭强梢圆艈鬃鞯模?備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以返回到產(chǎn)生和維持一定數(shù)量的冰的狀態(tài)，正如方框601所示。當(dāng)主液體制冷器201是不能4乘作時(shí)， 備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以繼續(xù)制冷液體，并監(jiān)測(cè)水的水平， 正力o方;f匡611戶斤示。
在主液體制冷器201仍舊處于不能才喿作的4大態(tài)時(shí)，如果冰融 化，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)205可以停止對(duì)液體進(jìn)行制冷。這樣的 事件會(huì)引發(fā)導(dǎo)致安裝在冷卻單元203中的電子"i殳備的失效或損害 的熱事件。正如方?jīng)_匡613所示，為了發(fā)出警才艮，固有的熱事件的 管理員，備用的冷卻存^f諸系統(tǒng)205可以產(chǎn)生一個(gè)或更多的警才艮， 例如上文中所討i侖的。正如方框613所示，備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng) 205可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)主液體制冷器201的操作狀態(tài)和當(dāng)主液體制冷 器201 一皮再次，操作時(shí)，再次開始處理過程。
盡管在舉例說明的實(shí)施方案中，備用的冷卻系統(tǒng)205中的冷 卻存儲(chǔ)箱215 -故作為一個(gè)冷卻存儲(chǔ)箱，冷卻存^[諸系統(tǒng)205可以尋皮 配置用于分別才喿作每一個(gè)冷卻存^f諸箱。在這樣的實(shí)施方案中，每 一個(gè)冷卻存^f渚箱可以包括獨(dú)立的可以」操作的連^妄到內(nèi)部的管道 225上的閥門。獨(dú)立的可以才乘作的閥門可以分別控制流過每一個(gè) 冷卻存儲(chǔ)箱215的液體的流動(dòng)。通過獨(dú)立控制液體流過冷卻存儲(chǔ) 箱215的液體的流動(dòng)，當(dāng)主液體制冷器201是不能操作時(shí)，冰在 一l史時(shí)間內(nèi)在一個(gè);令卻存4諸箱中形成和/或在一,殳時(shí)間內(nèi)在一個(gè) 冷卻存4諸箱可以用于4是供備用的應(yīng)急冷卻。
人們將會(huì)理解，本發(fā)明的實(shí)施方案并不限于冷卻系統(tǒng)。而是， 本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案可以一皮配置用于3是供備用的熱存儲(chǔ)或備 用的加熱和冷卻存儲(chǔ)的結(jié)合。在這樣的實(shí)施方案中，備用的冷卻 存儲(chǔ)系統(tǒng)可以#1備用的熱存儲(chǔ)系統(tǒng)所替換和/或取代。這才羊的備用 的加熱存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括熱存儲(chǔ)箱。與備用的冷卻存儲(chǔ)箱相似的 是，加熱的存儲(chǔ)箱可以被配置用于當(dāng)主要的熱元件是可以操作的 時(shí)候存儲(chǔ)^皮加熱的混合物，和當(dāng)主加熱元件是不能操作時(shí)，使用-故加熱的混合物來l是供熱量。在一個(gè)才丸行的方案中，在這樣的加 熱存儲(chǔ)箱中使用的混合物是水。在其他的執(zhí)行方案中，混合物可 以是在由主加熱元件才是供的溫度下的其他的處于液態(tài)或固態(tài)的 物質(zhì)。在這樣的執(zhí)行方案中，當(dāng)主加熱器是可以操作的時(shí)候，混 合物可以被存儲(chǔ)為氣態(tài)或液態(tài)。為了產(chǎn)生熱，當(dāng)主加熱器是不能 操作的時(shí)候，氣體或液體可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w或固體，類似于上文中 描述的水到水的狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
鑒于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案的若干方面已經(jīng)得到描述， 人們可以知道各種變化，修改和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人 員來說是容易發(fā)生的。這樣的變化，修改和改進(jìn)是本發(fā)明的公開 的一部分，也是落入到本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。對(duì)應(yīng)地，以上的描 述和附圖都是起到可以效仿的作用。
權(quán)利要求
1.一種備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元，該冷卻和存儲(chǔ)單元被配置用于在液體供給的主制冷器不能操作時(shí)通過一些被冷卻的材料對(duì)液體供給進(jìn)行冷卻；以及至少一個(gè)制冷單元，該制冷單元被配置用于在液體供給的主制冷器可以操作時(shí)為至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元產(chǎn)生所述的那些被冷卻的材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中液體供給包括含有水的混合物 和含有乙二醇的混合物的至少其中之一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)傳感器，該傳 感器一皮配置用于監(jiān)測(cè)液體供纟會(huì)的參凌t。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)傳感器包括至少一個(gè) 被配置用于監(jiān)測(cè)液體供給的溫度的溫度傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元被配 置用以在溫度高于臨界值時(shí)對(duì)液體供給進(jìn)行冷卻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中臨界值為大約48華氏度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)傳感器包括至少一個(gè) :故配置用于監(jiān)測(cè)液體供給的壓力的壓力傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元被配 置用以在壓力^f氐于臨界值時(shí)對(duì)液體供纟會(huì)進(jìn)4亍冷卻。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)冷卻存儲(chǔ)單元包括至 少一個(gè)冷卻材料存儲(chǔ)箱，該冷卻材料存儲(chǔ)箱被配置用于存儲(chǔ)那些#:冷卻的材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述的那些被冷卻的材料包括一定數(shù)量的被冷卻材料的第一部分和一定數(shù)量的^皮冷卻材 泮+的第二部分，第一部分是#:,令卻的才才#牛的'液體部分，以及 第二部分是被冷卻的材料的固體部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io的系統(tǒng)，其中第一部分包括水以及第二部 分包括冰。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中至少 一個(gè)冷卻材料存儲(chǔ)箱包括一定數(shù)量的冷卻材料存儲(chǔ)箱。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)冷卻材料存儲(chǔ)箱中的 每一個(gè)冷卻材料存儲(chǔ)箱都被配置用于存儲(chǔ)在大約15和大約 30分鐘內(nèi)4吏用大約10和50千瓦的功率的能夠?qū)σ后w供給進(jìn) 4亍冷卻的 一定^t量的冷卻材泮牛。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元包括 至少 一個(gè)液體輸送元件，該液體輸送元件被配置用于引導(dǎo)至 少一部分液體供給通過至少一個(gè)冷卻材料存儲(chǔ)箱，以致熱量能在至少 一 部分液體供給和 一 定數(shù)量的冷卻材并牛之間進(jìn)4 亍 傳遞。
15. 才艮據(jù)斥又利要求14的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)液體輸送元件包括 至少一個(gè)銅管。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)銅管包括一定數(shù)量 的熱傳遞風(fēng)扇，該熱傳遞風(fēng)扇^皮配置用于在至少一部分液體 供給和 一 定數(shù)量的冷卻材料之間進(jìn)行熱傳遞。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)制冷單元包括至少 一個(gè)熱電制;令器。
18. #4居4又利要求17的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)制冷單元一皮配置用 于通過操作至少一個(gè)熱電制冷器來冷卻一部分液體供給以 及將所述部分的液體供給按著穿過至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元的方向引導(dǎo)到至少一個(gè)液體輸送元件上來產(chǎn)生和維持所 述的那些冷卻材#+。
19. 才艮據(jù)4又利要求18的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)熱電制冷器^皮配置 用于將一部分液體供給冷卻到低于在至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)-單元中的7JC的;水凍溫度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)制冷單元被配置用于 產(chǎn)生和維持一定數(shù)量的冷卻材料，以致一定數(shù)量的冷卻材料 的至少預(yù)先確定的量是水凍的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)預(yù)定的數(shù)量包括預(yù) 定的比例，以致冷卻材坤+的90%是冰凍的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中制冷單元包括冷卻材料監(jiān)測(cè) 元件，該冷卻材辨"險(xiǎn)測(cè)元件被配置用于監(jiān)測(cè)所述的那些冰凍 的冷卻材沖牛的當(dāng)前量。
23. 才艮據(jù)斥又利要求22的系統(tǒng)，其中冷卻材料監(jiān)測(cè)單^f立包括通風(fēng) 設(shè)備，其乂人上方埋入到那些冷卻材料中，以及該通風(fēng)設(shè)備一皮 配置用于釋力文氣泡到那些冷卻材料中，而且其中冷卻材料監(jiān)測(cè)單位被配置用于在用于將氣泡釋放到那些冷卻材料中的 壓力的基礎(chǔ)上確定當(dāng)前的凄史量。
24. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中備用的冷系統(tǒng)進(jìn)一步包括標(biāo)準(zhǔn) 才幾架的殼體，其配置用于存儲(chǔ)至少一個(gè)制冷單元和至少一個(gè) 冷卻和存4諸單元。
25. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)一步包 括第一和第二液體連接元件，通過該連4妻元件液體供給一皮 提供和從備用的冷卻和存儲(chǔ)系統(tǒng)中排出，其中第 一和第二液 體連接元件是以液體為基礎(chǔ)的冷卻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)的液體連接-單元。
26. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)被配置用 以用其4也的備用；令卻存4諸系統(tǒng)乂t,令卻凄t量和,令卻時(shí)間的至 少一個(gè)確定比例。
27. —種冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包4舌主制冷單元，該單元被配置用于冷卻液體供給；以及至少一個(gè)備用的冷卻單元，該備用的冷卻單元纟皮配置用 于當(dāng)主冷卻單元是可以才乘作時(shí)， -使用液體供^會(huì)來產(chǎn)生和維持 一些;令卻材沖牛，并且該備用的;令卻單元一皮配置用于當(dāng)主冷丟p單位是不能操作時(shí)，使用那些冷卻材料來冷卻液體供給。
28. 4艮據(jù)4又利要求27的系統(tǒng)，其中液體供給包括含有水的混合 物和含有乙二醇的混合物的至少其中之一 。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)備用冷卻系統(tǒng)單元 被配置用于當(dāng)液體供給的溫度低于臨界值時(shí)產(chǎn)生和維持一 定凄t量的冷卻材并牛，以及其中至少一個(gè)備用的冷卻系統(tǒng)單元 被配置用于當(dāng)液體供給的溫度高于臨界值時(shí)冷卻液體供給。
30. 才艮據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)備用的冷卻單元包 括至少 一 個(gè) 一皮配置用于存儲(chǔ)那些冷卻材并+的存儲(chǔ)箱。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中所述的那些冷卻的材料包括 一定量的冷卻材料的第 一 部分和 一 定凄t量的冷卻材沖+的 第二部分，第一部分是冷卻的材料的液體部分，和第二部分 是冷卻的材津牛的固體部分。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中第一部分包括水以及第二部 分包括冰。
33. 根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)備用的冷卻單元包 括至少一個(gè)制冷器，該制冷器被配置用于進(jìn)一步冷卻至少一 部分液體供主會(huì)，以當(dāng)主制冷器元件是可以l乘作時(shí)產(chǎn)生和維持 那些冷卻材泮牛。
34. 才艮據(jù)權(quán)利要求33的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)制冷器包括至少一 個(gè)熱電制冷器。
35. 根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)備用的冷卻單元包 ^括至少一個(gè)液體引導(dǎo)單^f立，其^皮配置用于^1夸至少一部分、液體 供菱會(huì)引導(dǎo)通過至少 一個(gè)備用的冷卻單元，以致可以在至少一 部分液體供給和一定數(shù)量的冷卻材料之間進(jìn)行熱傳遞。
36. 根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中主制冷器元件和備用的冷卻 單元被進(jìn)一步配置用于提供液體供給給冷卻系統(tǒng)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)備用的冷卻單元^皮 安裝在至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上。
38. 根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)冷卻單元中的每一 個(gè)備用的冷卻單元-皮配置用于在制冷周期中產(chǎn)生制冷輸出。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)備用的冷卻單元包 括與總的所需冷卻輸出和總的所需冷卻周期相對(duì)應(yīng)的所需 數(shù)量的冰存儲(chǔ)元件。
40. —種才是供應(yīng)急制冷的方法，該方法包括如下步備聚A) 當(dāng)主制冷器是可以操作時(shí)，通過來自主制冷器的液 體供給來維持一定數(shù)量的存儲(chǔ)冷卻材料；以及B) 當(dāng)主制冷器不能操作時(shí)，通過所述的那些存儲(chǔ)的冷卻 材料來冷卻液體供給。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中液體供給包括含有水的混合 物和含有乙二醇的混合物的至少其中之一 。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中步驟A包括水凍至少那些冷 卻材沖牛中的至少一部分，并隨后冷卻那些,令卻材沖牛，這樣一 來使得第 一部分保持為冰凍狀態(tài)。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中水凍的第一部分包括水以及 那些冷卻材沖+的沒有冰凍的第二部分包4舌水。
44. 根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中步驟A包括將那些冷卻材料 維持在安裝于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上的冷卻材料存儲(chǔ)單元中。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中步驟A包括監(jiān)測(cè)那些存儲(chǔ)冷 卻材料的至少一個(gè)參數(shù)。
46. 才艮據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中監(jiān)測(cè)那些存儲(chǔ)冷卻材料的至 少 一 個(gè)參數(shù)包括監(jiān)測(cè)用于釋放至少 一 個(gè)氣泡到那些存儲(chǔ)的冷卻材^"中的壓力。
47. 才艮據(jù)斥又利要求40的方法，其中步驟A包4舌冷卻一部分液體 供給并將一部分液體供^合引導(dǎo)通過冷卻材沖牛存^f諸單元，以致 熱量能在那些冷卻材料和液體供給之間進(jìn)4于傳遞。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中步驟A包括對(duì)一部分液體供 纟合進(jìn)4于熱電冷卻。
49. 根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中步驟B包括將一部分液體供 給引導(dǎo)通過冷卻材料存儲(chǔ)單元，以致熱量能在一部分冷卻材 泮牛和液體供主合之間進(jìn)4亍傳遞。
50. 根據(jù)權(quán)利要求40的方法，進(jìn)一步包括步驟C )監(jiān)測(cè)液體供給 以確定主制冷器是否是可以操作的。
51. 根據(jù)權(quán)利要求50的方法，其中步驟C)包括監(jiān)測(cè)至少液體供 給的溫度和液體供給的壓力的至少其中之一 。
52. 根據(jù)權(quán)利要求40的方法，進(jìn)一步包括步驟C)將液體供給提 供到至少一個(gè)冷卻設(shè)備上。
全文摘要
一種備用的冷卻存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元，該冷卻和存儲(chǔ)單元被配置用于在液體供給的主制冷器不能操作時(shí)通過使用一定數(shù)量的冷卻材料來對(duì)液體供給進(jìn)行冷卻，和至少一個(gè)制冷元件，該制冷元件被配置用于在液體供給的主制冷器可以操作時(shí)，為至少一個(gè)冷卻和存儲(chǔ)單元產(chǎn)生一定數(shù)量的冷卻材料。另外的實(shí)施方案和方法也進(jìn)一步揭露。
文檔編號(hào)F25D17/02GK101563574SQ200780046910
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者J·H·比恩 申請(qǐng)人:美國能量變換公司