冷卻單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了有助于通過冷卻劑回路的冷卻劑冷卻的冷卻單元(500)。該冷卻單元(500)包括一個或多個排熱單元(510a，510b)和高架冷卻劑罐(520)。排熱單元(510a，510b)將熱量從通過冷卻劑回路(501)的冷卻劑排放到穿過排熱單元(510a，510b)的空氣。排熱單元(510a，510b)包括一個或多個熱交換組件(600)，該一個或多個熱交換組件(600)耦接至冷卻劑回路(501)以使至少一部分冷卻劑通過一個或多個熱交換組件(600)。高架冷卻劑罐(520)高架在冷卻劑回路(501)的至少一部分之上，與排熱單元(510a，510b)的一個或多個熱交換組件(600)流體相通地耦接，并且有助于冷卻劑以基本上恒定的壓力返回到冷卻劑回路(501)。
【專利說明】冷卻單元
【背景技術(shù)】
[0001]集成電路芯片以及包含芯片的模塊的功耗在不斷增加以便實(shí)現(xiàn)處理器性能上的提高。這種趨勢在模塊級別和系統(tǒng)級別上出現(xiàn)了冷卻難題。需要增加氣流速度來有效地冷卻高功率模塊且限制在計算機(jī)中心排放的空氣的溫度。
[0002]在很多大服務(wù)器應(yīng)用中，處理器及其相關(guān)的電子元件(例如，存儲器、磁盤驅(qū)動裝置、電源等)一起封裝在可移動節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中，堆疊在包括信息技術(shù)(IT)設(shè)備的電子設(shè)備機(jī)架或結(jié)構(gòu)內(nèi)。在其它情況下，電子設(shè)備可在機(jī)柜或結(jié)構(gòu)內(nèi)的固定位置。通常，該部件由運(yùn)動在平行氣流通道中的空氣冷卻，通常從前至后，由一個或多個空氣運(yùn)動裝置(例如，風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī))推動。在某些情況下，它可能通過采用更大功率的空氣運(yùn)動裝置或提高現(xiàn)有空氣運(yùn)動裝置的旋轉(zhuǎn)速度(即，RPMs)提供較大的氣流來處理單一節(jié)點(diǎn)內(nèi)增加的功耗。然而，該方法在計算站(即，數(shù)據(jù)中心)環(huán)境中的支架層級處變得有問題。
[0003]由排出支架的空氣帶來的敏感熱負(fù)荷可能加重房間空調(diào)有效處理負(fù)荷的能力。這對于具有“服務(wù)器區(qū)”的大型站點(diǎn)或者靠在一起的計算機(jī)機(jī)柜的大型計算機(jī)庫(largebanks of computer racks close together)尤其如此。在這樣的裝置中，液體冷卻(例如，水冷卻)是處理較高熱通量的有潛力的技術(shù)。液體以有效方式吸收由部件/模塊散發(fā)的熱量。通常，該熱量最終從液體傳輸?shù)酵獠凯h(huán)境，無論是空氣或其它液體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文公開的是不同的冷卻單元和有助于冷卻例如數(shù)據(jù)中心的冷卻單元的制造方法。在一個方面中，提供的冷卻單元包括至少一個排熱單元和高架冷卻劑罐。所述至少一個排熱單元有助于從通過冷卻劑回路的冷卻劑將熱量排放到穿過至少一個排熱單元的空氣。所述至少一個排熱單元包括耦接到冷卻劑回路以使至少一部分冷卻劑從其中通過的至少一個熱交換組件。高架冷卻劑罐與至少一個排熱單元的至少一個熱交換組件流體相通地耦接，且有助于冷卻劑以基本上恒定的壓力返回到冷卻劑回路，其中高架冷卻劑罐高架在冷卻劑回路的至少一部分之上。
[0005]在另一個方面中，提供的數(shù)據(jù)中心包括:多個電子機(jī)柜；冷卻設(shè)備，有助于從多個電子設(shè)備機(jī)架的至少一個電子設(shè)備機(jī)架取出熱量；以及冷卻單元。冷卻設(shè)備包括至少一個冷卻劑回路，并且冷卻單元包括至少一個排熱單元和高架冷卻劑罐。至少一個排熱單元將熱量從通過冷卻設(shè)備的至少一個冷卻劑回路的一個冷卻劑回路通過的冷卻劑排放到穿過至少一個排熱單元的空氣。至少一個排熱單元包括至少一個熱交換組件，其耦接到冷卻劑回路，使至少部分冷卻劑通過冷卻劑回路。高架冷卻劑罐與至少一個排熱單元的至少一個熱交換組件流體相通地耦接。高架冷卻劑罐有助于冷卻劑以基本上恒定的壓力返回到冷卻劑回路，其中高架冷卻劑罐高架在一個冷卻劑回路的至少一部分之上。
[0006]在進(jìn)一步的方面中，提供了用于數(shù)據(jù)中心的冷卻單元的制造方法。該方法包括:提供至少一個排熱單元，其構(gòu)造為從通過冷卻劑回路的冷卻劑排熱到穿過至少一個排熱單元的空氣，至少一個排熱單元包括至少一個熱交換組件，構(gòu)造為耦接到冷卻劑回路，使至少一部分冷卻劑通過該冷卻劑回路；以及提供高架冷卻劑罐，其流體相通地耦接到至少一個排熱單元的至少一個熱交換組件，高架冷卻劑罐有助于冷卻劑以基本上恒定的壓力返回到冷卻劑回路，其中高架冷卻劑罐高架在冷卻劑回路的至少一部分之上。
[0007]通過本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其它實(shí)施例和方面在本文詳細(xì)描述且看作本發(fā)明要求的一部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]現(xiàn)在，參考下面的附圖借助于示例描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0009]圖1A示出了空冷數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)抬升地板布置的一個實(shí)施例；
[0010]圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面用于例如如圖1A所示的空冷數(shù)據(jù)中心的冷卻設(shè)備的一個實(shí)施例，并且該冷卻設(shè)備修改為包括冷卻單元；
[0011]圖1C是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面通過圖1B的冷卻設(shè)備傳熱的一個實(shí)施例的示意圖，該傳熱從與數(shù)據(jù)中心(包括一個或多個電子柜)相關(guān)的一個或多個計算機(jī)室空調(diào)(CRAC)單元至設(shè)置在數(shù)據(jù)中心外面的冷卻單元；
[0012]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的用于數(shù)據(jù)中心的一個或多個電子柜的液體冷卻的冷卻劑分配單元的一個實(shí)施例；
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的電子子系統(tǒng)布置的一個實(shí)施例的平面圖，示出了用于電子系統(tǒng)(或子系統(tǒng))的冷卻部件的空氣和液體冷卻系統(tǒng)；
[0014]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的部分裝配電子系統(tǒng)布置的一個具體實(shí)施例，其中該電子系統(tǒng)包括要冷卻的八個發(fā)熱電子部件或裝置，其每一個具有與其關(guān)聯(lián)的各自的流體冷卻的冷板；
[0015]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面包括多個電子柜、冷卻設(shè)備和冷卻單元的數(shù)據(jù)中心的另一個實(shí)施例的示意圖；
[0016]圖6A是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面用于圖5的數(shù)據(jù)中心的冷卻單元一個實(shí)施例的放大平面圖；
[0017]圖6B是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的圖6A的冷卻單元沿著其線6B-6B剖取的正視圖；
[0018]圖7A是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的冷卻單元的排熱單元的一個實(shí)施例的平面圖；
[0019]圖7B是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的圖7A的排熱單元的平面圖，示出其熱交換器旋轉(zhuǎn)為垂直于周圍氣流的感知方向；
[0020]圖7C示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的一個控制過程，作為示例，該控制過程由與冷卻單元相關(guān)的控制器執(zhí)行，以響應(yīng)于感知的周圍氣流方向上的變化自動調(diào)整(一個或多個)排熱單元的一個或多個熱交換器的方位；
[0021]圖8是根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的圖6B的冷卻單元的選擇性實(shí)施例的正視圖，其中可控的空氣移動裝置與熱交換器關(guān)聯(lián)；以及
[0022]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的數(shù)據(jù)中心(包括多個空冷電子柜和一個或多個計算機(jī)室空調(diào))、制冷單元和冷卻單元的選擇性實(shí)施例?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]如這里所用，術(shù)語“電子設(shè)備機(jī)架”、“機(jī)柜安裝的電子設(shè)備”和“機(jī)柜單元”可交替地使用，并且另有規(guī)定，包括任何的殼體、框架、支架、間隔間、刀片服務(wù)器系統(tǒng)等，具有計算機(jī)系統(tǒng)或電子系統(tǒng)的一個或多個發(fā)熱部件，并且例如可為具有高、中或低端處理能力的獨(dú)立的計算機(jī)處理器。在一個實(shí)施例中，電子設(shè)備機(jī)架可包括電子系統(tǒng)的一部分、單一的電子系統(tǒng)或者多個電子系統(tǒng)，例如在一個或多個子機(jī)架(sub-housings)、刀片、書、抽屜、節(jié)點(diǎn)、間隔間等中，其中設(shè)有一個或多個發(fā)熱電子部件。電子設(shè)備機(jī)架內(nèi)的(一個或多個)電子系統(tǒng)可相對于電子設(shè)備機(jī)架移動或固定，多抽屜機(jī)架單元的機(jī)架安裝電子抽屜和刀片中心系統(tǒng)的刀片是要冷卻的電子設(shè)備機(jī)架的系統(tǒng)(或子系統(tǒng))的兩個示例。
[0024]“電子部件”是指例如需要冷卻的計算機(jī)系統(tǒng)或其它電子系統(tǒng)的發(fā)熱電子部件。作為示例，電子部件可包括一個或多個要冷卻的包括一個或多個處理器芯片、存儲器芯片和存儲器支撐芯片(memory support dies)的集成電路芯片和/或其它電子裝置。作為進(jìn)一步的示例，電子部件可包括設(shè)置在共同載體上的一個或多個裸芯片或者一個或多個封裝芯片。
[0025]除非本文另有規(guī)定，術(shù)語“液體冷卻的結(jié)構(gòu)”和“液體冷卻的冷板”是指具有形成在其中或從中通過的一個或多個通道(或者過道)或腔體的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，其便于冷卻劑從其中流過。在一個示例中，可設(shè)置延伸進(jìn)入或通過液體冷卻的結(jié)構(gòu)(或液體冷卻的冷板)的管路。
[0026]如這里所用，“液體至空氣熱交換器”是指如本文所述的特征為液體冷卻劑可通過其循環(huán)的任何熱交換機(jī)構(gòu)；并且包括串聯(lián)或并聯(lián)連接的一個或多個分立的液體至空氣熱交換器。液體至空氣熱交換器例如可包括一個或多個冷卻劑流動通道，由與多個空冷冷卻鰭片熱或機(jī)械接觸的導(dǎo)熱管路(例如，銅或其它管路)形成。液體至空氣熱交換器的尺寸、構(gòu)造和結(jié)構(gòu)可變化而不脫離本文公開的本發(fā)明的范圍。此外，本文所用的“數(shù)據(jù)中心”是指例如包含要冷卻的一個或多個電子設(shè)備機(jī)架的計算站。作為具體示例，數(shù)據(jù)中心可包括一個或多個電子設(shè)備機(jī)架，例如，服務(wù)器機(jī)架。
[0027]本文所用的冷卻劑的一個示例是水。然而，本文公開的概念容易適合于采用其它類型的冷卻劑。例如，一個或多個冷卻劑可包括鹽水、電介質(zhì)液體、碳氟化合物液體、液體金屬或其它類似的冷卻劑或制冷劑，而仍保持本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特色。
[0028]下面描述附圖，為了便于對其理解沒有按比例繪制，其中不同附圖上通篇所用的相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部件。
[0029]圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)中通常的空冷數(shù)據(jù)中心100的抬升地板布置，其中多個電子設(shè)備機(jī)架Iio設(shè)置成一行或多行。諸如圖1A所示的數(shù)據(jù)中心可容納幾百甚或幾千個微處理器。在圖示的設(shè)置中，涼空氣從供應(yīng)空氣室145通過有孔地板磚160進(jìn)入計算機(jī)室，供應(yīng)空氣室145限定在計算機(jī)室的抬升地板140和底部或子地板165之間。冷空氣通過百葉窗式蓋板在電子設(shè)備機(jī)架的空氣進(jìn)口側(cè)120引入且通過電子設(shè)備機(jī)架的后側(cè)(即，空氣出口側(cè)130)排出。每個電子設(shè)備機(jī)架110可具有一個或多個空氣移動裝置(例如，風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī))以提供進(jìn)口至出口的強(qiáng)制氣流，從而冷卻機(jī)柜的(一個或多個)子系統(tǒng)內(nèi)的電子裝置。供應(yīng)空氣室145通過計算站的“冷”通道中設(shè)置的有孔地板磚160提供調(diào)節(jié)且冷卻的空氣到電子設(shè)備機(jī)架的空氣進(jìn)口側(cè)。調(diào)節(jié)且冷卻的空氣由同樣設(shè)置在數(shù)據(jù)中心100內(nèi)的一個或多個計算機(jī)室空調(diào)(CRAC)單元150提供到供應(yīng)空氣室145。室內(nèi)空氣在靠近空調(diào)單元的上部吸進(jìn)每個空調(diào)單元150。該室內(nèi)空氣部分地包括從計算站的“熱”通道排放的空氣，該熱通道例如通過與電子設(shè)備機(jī)架110的空氣出口側(cè)130相對而限定。
[0030]圖1B示出了設(shè)備級冷卻的一個實(shí)施例，該設(shè)備級冷卻有助于從數(shù)據(jù)中心100的電子設(shè)備機(jī)架向周圍的戶外空氣177的傳熱，所述周圍的戶外空氣177經(jīng)由一個或多個空氣移動裝置176抽吸通過諸如濕式冷卻塔的冷卻塔175。如結(jié)合圖1A的上文描述，數(shù)據(jù)中心100包括設(shè)置成一行或多行以形成通道的一個或多個電子(或IT)設(shè)備機(jī)架。涼空氣經(jīng)由例如一個或多個有孔的地板磚進(jìn)入地板，通過機(jī)架，在該過程中變熱，然后抽吸到數(shù)據(jù)中心100內(nèi)設(shè)置的計算機(jī)室空調(diào)單元的進(jìn)口。計算機(jī)室空調(diào)單元冷卻熱空氣且提供涼空氣到地板下室。在一個實(shí)施例中，計算機(jī)室空調(diào)單元通過連接到設(shè)備冷卻劑回路171的設(shè)備冷卻劑變冷，設(shè)備冷卻劑回路171與制冷單元170和數(shù)據(jù)中心100的計算機(jī)室空調(diào)單元流體連通。變冷的設(shè)備冷卻劑，例如冷水，使得計算機(jī)室空調(diào)單元能夠向數(shù)據(jù)中心的地板下室提供涼空氣，通常在15°C -32°C的范圍，24°C _27°C為推薦的長期溫度范圍。
[0031]圖1C是通過例如本文描述的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)傳熱的一個實(shí)施例的高級圖示。在該實(shí)施例中，熱量從數(shù)據(jù)中心100內(nèi)的一個或多個電子設(shè)備機(jī)架傳輸?shù)皆O(shè)備區(qū)域101，并且最終傳輸?shù)皆O(shè)備區(qū)域和數(shù)據(jù)中心之外的區(qū)域102。具體而言，諸如計算機(jī)室空調(diào)單元150之類的一個或多個冷卻單元，每一個都有助于將熱量從電子設(shè)備機(jī)架傳遞到設(shè)備冷卻劑回路171，設(shè)備冷卻劑回路171 (在該實(shí)施例中)耦接為在CRAC150和制冷單元170之間傳熱。冷卻劑泵173通過設(shè)備冷卻劑回路171抽吸設(shè)備冷卻劑以便利熱量從CRAC150內(nèi)的空氣至液體熱交換器傳遞到制冷單元170內(nèi)的蒸發(fā)器180。蒸發(fā)器180從流過設(shè)備冷卻劑回路171的設(shè)備冷卻劑提取熱量且將熱量傳遞到流過制冷劑回路181的制冷劑。制冷劑回路181流體相通地連接蒸發(fā)器180、壓縮機(jī)182、冷凝器183和膨脹閥184。制冷單元170在一個實(shí)施例中執(zhí)行傳統(tǒng)的蒸發(fā)-壓縮制冷循環(huán)。冷凝器183散熱到例如冷凝器水回路172，冷凝器水回路172設(shè)置在制冷單元170和冷卻塔103之間，冷卻塔103例如位于設(shè)備區(qū)域101和數(shù)據(jù)中心100之外102。一部分水在冷卻塔103內(nèi)蒸發(fā)，并且余下部分經(jīng)由水泵174通過制冷單元170的冷凝器183再循環(huán)。
[0032]因此，整個冷卻系統(tǒng)從IT設(shè)備(即(一個或多個)電子柜)傳熱到戶外周圍空氣。(一個或多個)電子設(shè)備機(jī)架內(nèi)產(chǎn)生的熱在熱流方向上移動，(在一個實(shí)施例中)經(jīng)由(一個或多個)計算機(jī)室空調(diào)單元傳遞到設(shè)備冷卻劑回路。設(shè)備冷卻劑回路攜帶熱量到制冷單元，該熱量在其蒸發(fā)器被吸入制冷單元且在其冷凝器排放到冷凝器水回路。冷凝器水通過設(shè)備區(qū)域外部，例如，至一個或多個冷卻塔以將熱量傳遞至外部的周圍空氣。通常，冷卻塔103是濕式冷卻塔。在濕式冷卻塔103內(nèi)，水流過鰭型結(jié)構(gòu)，戶外空氣也強(qiáng)制在此通過。該水的小部分蒸發(fā)，因此將熱量傳遞在周圍空氣中，將熱從冷卻塔排出。
[0033]制冷單元(或裝置)170以及計算機(jī)室空調(diào)單元150通常約消耗諸如圖1A和IB所示傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)冷卻能量的75%。有利地，這里公開的是用于數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)，其(在一個實(shí)施例中)可包括全冷卻劑冷卻的數(shù)據(jù)中心與“干式”冷卻單元結(jié)合，其不采用如上文結(jié)合圖1B所示和描述的濕式冷卻塔。在下面參考圖5-9公開的冷卻方法中，沒有蒸發(fā)冷卻塔，并且因此不需要更換由于塔內(nèi)蒸發(fā)冷卻損失的水。在一個實(shí)施例中，這里公開的冷卻方法采用干式冷卻單元或塔內(nèi)的冷卻劑(例如水)的空冷，用于便利冷卻數(shù)據(jù)中心內(nèi)的液體冷卻電子(或IT)設(shè)備機(jī)架。
[0034]由于不斷增加通過電子設(shè)備機(jī)架的氣流的要求以及典型數(shù)據(jù)中心站內(nèi)空氣分布的限制，液體基冷卻與空冷相結(jié)合或替代空冷使用。圖2-4示出了數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)的一個實(shí)施例，其采用液體基冷卻系統(tǒng)，該液體基冷卻系統(tǒng)具有耦接到電子設(shè)備機(jī)架內(nèi)設(shè)置的高發(fā)熱電子裝置的一個或多個冷板。
[0035]圖2部分地示出了用于數(shù)據(jù)中心的冷卻劑分配單元200的一個實(shí)施例。冷卻劑分配單元傳統(tǒng)上是大單元，其占據(jù)可被認(rèn)為是全部電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的空間。冷卻劑分配單元200內(nèi)是電源/控制元件212、貯液器/膨脹罐213、熱交換器214、泵215 (通常伴隨著備用的第二泵)、設(shè)備水提供管的進(jìn)口 216和出口 217、經(jīng)由連接器220和管線222提供水或系統(tǒng)冷卻劑到電子設(shè)備機(jī)架110的供應(yīng)總管218、以及經(jīng)由管線223和連接器221從電子設(shè)備機(jī)架110接收水的返回總管219。每個電子設(shè)備機(jī)架(在一個示例中)包括用于電子設(shè)備機(jī)架的電源/控制單元230、多個電子子系統(tǒng)240、系統(tǒng)冷卻劑供應(yīng)總管250和系統(tǒng)冷卻劑返回總管260。如所示，每個電子設(shè)備機(jī)架110設(shè)置在數(shù)據(jù)中心的抬升地板140上，管線222向系統(tǒng)冷卻劑供應(yīng)總管250提供系統(tǒng)冷卻劑，且管線223有利于系統(tǒng)冷卻劑從系統(tǒng)冷卻劑返回總管260返回，管線222和管線223設(shè)置在抬升地板之下的供應(yīng)空氣室中。
[0036]在所示的實(shí)施例中，系統(tǒng)冷卻劑供應(yīng)總管250經(jīng)由柔性軟管連接251向電子子系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)(特別是到其液體冷卻的冷板)提供系統(tǒng)冷卻劑，柔性軟管連接251設(shè)置在供應(yīng)總管和機(jī)柜內(nèi)各電子子系統(tǒng)之間。類似地，系統(tǒng)冷卻劑返回總管260經(jīng)由柔性軟管連接261連接到電子子系統(tǒng)。在柔性軟管251、261和各電子子系統(tǒng)之間的接口可采用快速連接連接器。作為示例，這些快速連接連接器可包括各種類型的市售連接器，例如位于美國明尼蘇達(dá)州圣保羅的Colder Products Company,或者位于美國俄亥俄州Cleveland的Parker Hannifin銷售的連接器。
[0037]盡管沒有示出，但是電子設(shè)備機(jī)架110還可包括設(shè)置在其空氣出口側(cè)的空氣至液體熱交換器，其也從系統(tǒng)冷卻劑供應(yīng)總管250接收系統(tǒng)冷卻劑且返回系統(tǒng)冷卻劑至系統(tǒng)冷卻劑返回總管260。
[0038]圖3示出了電子子系統(tǒng)313部件布置的一個實(shí)施例，其中一個或多個空氣移動裝置311提供強(qiáng)制氣流315以冷卻電子子系統(tǒng)313內(nèi)的多個部件312。冷空氣通過子系統(tǒng)的前面331吸入且從后面333排出。要冷卻的多個部件包括耦接有液體冷卻的冷板320 (液體基冷卻系統(tǒng)的)的多個處理器模塊以及耦接有空冷散熱器的多個存儲器模塊陣列330 (例如，雙列直插式存儲器模塊(DIMMs))和多行存儲器支撐模塊332 (例如，DIMM控制模塊)。在所示實(shí)施例中，存儲器模塊330和存儲器支撐模塊332部分地排列為靠近電子子系統(tǒng)313的前面331且部分地排列為靠近電子子系統(tǒng)313的后面333。再者，在圖3的實(shí)施例中，存儲器模塊330和存儲器支撐模塊332由穿過電子子系統(tǒng)的氣流315冷卻。
[0039]所示的液體基冷卻系統(tǒng)還包括多個連接到液體冷卻的冷板320且與其流體相通的冷卻劑傳輸管。冷卻劑傳輸管包括成套的冷卻劑傳輸管，其每一套包括(例如)冷卻劑供應(yīng)管340、橋管341和冷卻劑返回管342。在該示例中，每套管提供液體冷卻劑到串聯(lián)連接的成對冷板320 (連接到一對處理器模塊)。冷卻劑經(jīng)由冷卻劑供應(yīng)管340流入每對冷板的第一冷板且經(jīng)由橋管或管線341從第一冷板流到第二冷板，橋管或管線341可為導(dǎo)熱的或可不是導(dǎo)熱的。從該對冷板的第二冷板，冷卻劑通過各冷卻劑返回管342返回。[0040]圖4更加詳細(xì)地示出了包括八個處理器模塊的選擇性電子子系統(tǒng)布置，其每一個具有與其耦接的液體基冷卻系統(tǒng)的各液體冷卻的冷板。液體基冷卻系統(tǒng)示為還包括用于有助于液體冷卻劑通過液體冷卻的冷板的相關(guān)冷卻劑-傳輸管以及有助于液體冷卻劑分配到液體冷卻的冷板且從其返回的集流管組件(header assembly)。作為具體示例,通過液體基冷卻子系統(tǒng)的液體冷卻劑是被冷卻且被調(diào)節(jié)的水。
[0041]圖4是電子子系統(tǒng)或抽屜以及單體冷卻系統(tǒng)的一個實(shí)施例的等軸視圖。所示的平面服務(wù)器組件包括多層印刷電路板，要冷卻的存儲器DIMM插腳和各種電子裝置物理連接且電連接到該多層印刷電路板。在所示的冷卻系統(tǒng)中，供應(yīng)集流管設(shè)置為從單一進(jìn)口向多個并聯(lián)的冷卻劑流道分配液體冷卻劑，并且返回集流管將從多個并聯(lián)的冷卻劑流道排放的冷卻劑收集到單一出口中。每個并聯(lián)的冷卻劑流道包括串聯(lián)流動布置的一個或多個冷板，以有助于冷卻一個或多個機(jī)械耦接以及熱耦接有冷板的電子裝置。平行通道的數(shù)量和串聯(lián)連接的液體冷卻的冷板的數(shù)量例如取決于所希望的裝置溫度、有效的冷卻劑溫度和冷卻劑流速、以及從每個電子裝置分散的總熱負(fù)荷。
[0042]更具體而言，圖4示出了部分裝配的電子子系統(tǒng)413和耦接到要冷卻的主要發(fā)熱部件(例如，包括處理器芯片)的裝配的液體基冷卻系統(tǒng)415。在該實(shí)施例中，電子系統(tǒng)構(gòu)造為用于(或作為)電子設(shè)備機(jī)架的電子抽屜，并且作為示例包括支撐基板或平板405、多個存儲器模塊插腳410 (其中未示出存儲器模塊(例如，雙列直插式存儲器模塊))、多行存儲器支撐模塊432 (每一個具有與其耦接的空冷散熱器434)、以及設(shè)置在液體基冷卻系統(tǒng)415的液體冷卻的冷板420之下的多個處理器模塊(未不出)。
[0043]除了液體冷卻的冷板420外，液體基冷卻系統(tǒng)415包括多個冷卻劑傳輸管，其包括與各液體冷卻的冷板420流體相通的冷卻劑供應(yīng)管440和冷卻劑返回管442。冷卻劑傳輸管440、442還連接到集流管(或總管)組件450，有助于將液體冷卻劑分配到冷卻劑供應(yīng)管440且從冷卻劑返回管442返回液體冷卻劑。在該實(shí)施例中，耦接到靠近電子子系統(tǒng)413的前面431的存儲器支撐模塊432的空冷散熱器434在高度上短于耦接到靠近電子子系統(tǒng)413的后面433的存儲器支撐模塊432的空冷散熱器434’。該尺寸差是要容納冷卻劑傳輸管440、442，因?yàn)?，在該?shí)施例中，集流管組件450位于電子抽屜的前面431處，并且多個液體冷卻的冷板420位于抽屜的中間。
[0044]液體基冷卻系統(tǒng)415包括預(yù)制單體結(jié)構(gòu)，其包括多個(預(yù)裝配的)液體冷卻的冷板420，這些冷板以分隔關(guān)系構(gòu)造且設(shè)置以與各發(fā)熱電子裝置相互作用。在該實(shí)施例中，每個液體冷卻的冷板420包括液體冷卻劑進(jìn)口和液體冷卻劑出口以及連接子組件(即冷板/負(fù)載臂組件)。每個連接子組件用于連接其各液體冷卻的冷板420到相關(guān)的電子裝置以形成冷板和電子裝置組件。對齊開口(即通孔)設(shè)置在冷板的側(cè)面上以在裝配工藝中容納對齊銷或定位銷。另外，連接器(或引導(dǎo)銷)包括在連接子組件內(nèi)以有助于采用連接組件。
[0045]如圖4所示，集流管組件450包括兩個液體總管，即冷卻劑供應(yīng)集流管452和冷卻劑返回集流管454，在一個實(shí)施例中，這兩個液體總管通過支撐架耦接在一起。在圖4的單體冷卻結(jié)構(gòu)中，冷卻劑供應(yīng)集流管452流體相通地冶金連接到每個冷卻劑供應(yīng)管440，而冷卻劑返回頭454流體相通地冶金連接到每個冷卻劑返回管442。單一冷卻劑進(jìn)口 451和單一冷卻劑出口 453從集流管組件延伸以耦接到電子設(shè)備機(jī)架的冷卻劑供應(yīng)總管和返回總管(未不出)。[0046]圖4還示出了預(yù)制的冷卻劑傳輸管的一個實(shí)施例。除了冷卻劑供應(yīng)管440和冷卻劑返回管442外,橋管或管線441設(shè)置為例如將一個液體冷卻的冷板的液體冷卻劑出口耦接到另一個液體冷卻的冷板的液體冷卻劑進(jìn)口，以流體流串聯(lián)連接各冷板，成對的冷板通過各套冷卻劑供應(yīng)和返回管接收和返回液體冷卻劑。在一個實(shí)施例中，冷卻劑供應(yīng)管440、橋管441和冷卻劑返回管442的每一個都是預(yù)制的、由例如銅或鋁之類的導(dǎo)熱材料形成的半剛性管子，并且該管子分別以流體密封方式銅焊(brazed)、錫焊(soldered)或熔焊(welded)到集流管組件和/或液體冷卻的冷板。管子對于特定的電子系統(tǒng)是預(yù)制的以有助于以與電子系統(tǒng)相互作用的關(guān)系安裝單體結(jié)構(gòu)。
[0047]應(yīng)注意，圖5-9示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面用于數(shù)據(jù)中心的冷卻設(shè)備的各種實(shí)施例，例如如上文結(jié)合圖1A-1C或圖2-4所描述，其例如采用自然對流、具有重力輔助冷卻劑流動的干式冷卻單元。
[0048]首先參見圖5，數(shù)據(jù)中心201示為包括多個電子設(shè)備機(jī)架110，其成行設(shè)置且由一個或多個例如上文結(jié)合圖2-4所描述的冷卻劑分配單元200提供的系統(tǒng)冷卻劑液體冷卻。設(shè)備冷卻劑回路501流體相通地將冷卻單元500耦接至冷卻劑分配單元200，并且冷卻劑泵502有助于冷卻的設(shè)備冷卻劑流動到數(shù)據(jù)中心201的冷卻劑分配單元200。應(yīng)注意，在該實(shí)施例中，沒有如圖1A-1C的實(shí)施例中的制冷裝置，并且如果不是全部，則大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心地板上的電子設(shè)備(即IT設(shè)備)機(jī)架為液體冷卻(例如，水冷)。另外，在該實(shí)施例中沒有濕式冷卻塔，其冷卻單元500是干式冷卻單元(或塔)。應(yīng)注意，該上下文中所用的詞語“干式”是指沒有用于將熱負(fù)荷排放到周圍空氣的水蒸發(fā)以及冷卻劑流動回路(例如，設(shè)備回路501)和穿過排熱單元的周圍氣流(敞開)回路之間的物理隔離。設(shè)備回路501有助于將熱負(fù)荷從數(shù)據(jù)中心內(nèi)的冷卻劑分配單元傳遞到冷卻單元500，并且返回周圍空冷設(shè)備冷卻劑(例如，水)到用于冷卻電子設(shè)備機(jī)架110的(一個或多個)冷卻劑分配單元200。
[0049]共同參見圖5、6A和6B，在一個實(shí)施例中，冷卻單元500示為包括多個排熱單元510a、510b，圍繞高架冷卻罐(或塔)520徑向地排列。在所示的實(shí)施例中，排熱單元和冷卻塔是分立的、獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，并且排熱單元510a設(shè)置在高架冷卻劑罐520上游，排熱單元510b設(shè)置在高架冷卻劑罐520下游。每個排熱單元510a、5IOb包括一個或多個熱交換組件600，在所示的實(shí)施例中，其每一個包括熱交換器601的η X m陣列，每一個可旋轉(zhuǎn)地安裝在由結(jié)構(gòu)框架支撐620支撐的旋轉(zhuǎn)軸602上。應(yīng)注意，每個熱交換組件600的熱交換器的3x3陣列是僅作為示例而給出的。選擇性構(gòu)造可包括單一熱交換器或熱交換器的η X m陣列，其中η和m包括相同或不同的熱交換器數(shù)。此外，根據(jù)特定應(yīng)用的需要，不同的排熱單元510a、510b可包括熱交換組件600的不同構(gòu)造。在一個實(shí)施例中，每個熱交換器601是液體至空氣熱交換器，其中變熱的設(shè)備冷卻劑通過排熱單元510a、510b的熱交換組件用于其周圍空氣冷卻。
[0050]在所示實(shí)施例中，示出了熱交換器601的三個列610。再次通過示例方式,在每一列內(nèi)，熱交換器601流體相通地并聯(lián)連接，并且熱交換組件600的熱交換器601的列610串聯(lián)連接。每個熱交換器單元510a的輸出與高架冷卻劑罐520的冷卻劑罐進(jìn)口 632流體相通地耦接。自然空氣對流方式640通過排熱單元510a、510b建立以有助于將熱從設(shè)備冷卻劑回路501流過的設(shè)備冷卻劑傳遞到穿過排熱單元510a、510b內(nèi)各熱交換組件600的熱交換器601的周圍氣流640。[0051]一個或多個泵(未示出)設(shè)置在高架冷卻劑罐520上游以有助于抽吸周圍空氣冷卻的設(shè)備冷卻劑631至由柱子630支撐的高架冷卻劑罐520中。高架冷卻劑罐設(shè)置在地面上某一垂直高度處，并且在所示實(shí)施例中，如圖6B所示，高架在熱交換單元510a、510b的熱交換組件600之上。還應(yīng)注意，在該實(shí)施例中，熱交換組件600是垂直定向的熱交換組件(或塔式熱交換組件)。例如，在一個實(shí)施例中，排熱單元510a、510b的每個垂直定向的熱交換組件600的垂直高度可大于熱交換組件的寬度或深度。還應(yīng)注意，當(dāng)設(shè)備冷卻劑在重力方向上通過高架冷卻劑罐520的冷卻劑罐出口 633抽出以通過與高架冷卻劑罐520流體相通地耦接的下游排熱單元510b時，抽吸設(shè)備冷卻劑(例如，水)到高架冷卻劑罐520中所消耗的能量部分地被恢復(fù)。如所示，高架冷卻劑罐520還包括排氣閥634用于排放從冷卻單元產(chǎn)生的任何過剩的蒸汽。
[0052]還應(yīng)注意，根據(jù)該實(shí)施，這里設(shè)置的冷卻單元可包括設(shè)置在高架冷卻劑罐上游或下游的單一排熱單元或與高價冷卻劑罐流體相通耦接的單一上游排熱單元和單一下游排熱單元。(一個或多個)上游排熱單元和(一個或多個)下游排熱單元的徑向排列設(shè)置(例如，如圖5和6A所示)有助于通過冷卻單元的設(shè)備冷卻劑的周圍空氣冷卻，用于返回到(例如)數(shù)據(jù)中心的(一個或多個)冷卻劑分配單元。應(yīng)注意，來自高架冷卻劑罐520的冷卻劑的重力輔助流動以基本上恒定的壓力向設(shè)備回路提供冷卻劑。再者，因?yàn)閳D5-6B中公開的冷卻單元是封閉系統(tǒng)，在正常運(yùn)行中很少或不發(fā)生設(shè)備冷卻劑的蒸發(fā)。
[0053]在運(yùn)行中，設(shè)備冷卻劑回路501內(nèi)加熱的設(shè)備冷卻劑抽吸到冷卻單元500，并且首先通過上游排熱單元510a，且特別是容納在上游排熱單元510a中的熱交換組件600 (通過示例僅示出圖5-6B所示的熱交換器的3x3矩陣)。隨著設(shè)備冷卻劑流過上游排熱單元510a，它通過熱交換器的各矩陣，并且由穿過熱交換器的自然對流氣流冷卻。如所指出的，在一個實(shí)施例中，熱交換器包括具有鰭和管結(jié)構(gòu)的液體至空氣熱交換器，例如具有垂直定向的鰭從其延伸的多個水平的冷卻劑傳輸管。管子將設(shè)備冷卻劑從各熱交換器的進(jìn)口總管傳輸?shù)匠隹诳偣?，并且垂直定向的鰭熱耦接到水平管。?dāng)加熱的表面與周圍空氣接觸時產(chǎn)生自然的空氣對流?？拷砻娴目諝庾儫崆移涿芏仍黾?，使其比相鄰的冷空氣更輕。該變熱的空氣上升，并且較冷的空氣將其置換，并且因此建立自然對流的氣流方式640。在通過空氣對流冷卻方式冷卻后，冷卻劑抽吸到高架冷卻劑罐520中。冷卻劑隨后從高架冷卻劑罐520流出且(在一個實(shí)施例中)抽吸通過一個或多個下游排熱單元510b用于通過排熱單元510b內(nèi)類似的自然空氣對流冷卻的液體至空氣熱交換器。應(yīng)注意，在該構(gòu)造中，當(dāng)冷卻劑在重力方向上抽吸出來通過下游排熱單元時，抽吸冷卻劑到存儲罐的高架高度中所消耗的能量部分地被恢復(fù)。還有利地，自然空氣對流冷卻意味著在冷卻單元中沒有必要消耗風(fēng)扇能量，并且“干式”設(shè)計意味著不需要提供額外的設(shè)備冷卻劑彌補(bǔ)蒸發(fā)損耗的冷卻劑(在濕式冷卻塔設(shè)計中是必須的，例如如圖1B所示)。
[0054]如所指出的，在一個實(shí)施例中，排熱單元510a、510b的一個或多個熱交換組件600的一個或多個熱交換器601可安裝在可旋轉(zhuǎn)支撐602上，可旋轉(zhuǎn)支撐602耦接到各排熱單元510a、510b的結(jié)構(gòu)框架支撐620。液體至空氣熱交換器的可旋轉(zhuǎn)安裝使得可以(如圖7A-7C所不)相對于碰撞在熱交換器(一個或多個)上的變換氣流方向調(diào)整一個或多個液體至空氣熱交換器定向的能力。
[0055]特別是，一個或多個氣流方向傳感器(例如速度傳感器)700可用在每個排熱單元510a、510b的一側(cè)或兩側(cè)，以便感測碰撞在排熱單元上，或者更具體而言碰撞在其中設(shè)置的(一個或多個)熱交換器上的局部周圍空氣的方向。在所示實(shí)施例中，控制器705與每個排熱單元510a、510b關(guān)聯(lián)，以通過(一個或多個)氣流方向傳感器700監(jiān)測氣流701的方向，且通過可樞轉(zhuǎn)地旋轉(zhuǎn)一個或多個熱交換器601而自動調(diào)整熱交換組件，例如垂直地面向碰撞在排熱單元上的實(shí)時的氣流方向，其進(jìn)而提高通過液體至空氣熱交換器的冷卻劑的氣流冷卻。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將注意到可采用本概念的各種修改。液體至空氣熱交換器的自動控制、可旋轉(zhuǎn)特征有利地有助于熱交換器(一個或多個)的面垂直于當(dāng)前氣流方向的動態(tài)排列，使得在戶外環(huán)境有風(fēng)的情況下鰭702平行于氣流方向定向。例如，在控制器705感測到氣流方向后，各液體至空氣熱交換單元的一個或多個可采用相關(guān)的步進(jìn)電機(jī)基致動單元旋轉(zhuǎn)(或轉(zhuǎn)體)以旋轉(zhuǎn)選擇的(一個或多個)熱交換器，從而氣流方向垂直于其平面尺度(或平面表面)。
[0056]圖7C示出了該控制過程的一個實(shí)施例，其中，例如，在液體至空氣熱交換器710的一側(cè)或多側(cè)上決定(或測量)速度的方向?？刂破魅缓笞詣拥亍討B(tài)地旋轉(zhuǎn)一個或多個排熱單元的一個或多個液體至空氣熱交換器以垂直于感測的氣流方向720，在等待時間間隔“t”730前通過確定當(dāng)時氣流方向而重復(fù)該過程。
[0057]圖8是冷卻單元500’的選擇性實(shí)施例的正視圖，與上面結(jié)合圖5-7C所描述類似。在該選擇性實(shí)施例中，空氣移動裝置800與排熱單元510a、5IOb內(nèi)的熱交換組件600的各熱交換器601關(guān)聯(lián)?？諝庖苿友b置800可自動調(diào)整，例如通過與各排熱單元關(guān)聯(lián)的控制器705(圖7A和7B)或可控制冷卻單元內(nèi)多個空氣移動裝置活動的居中設(shè)置的控制器。此外，空氣移動裝置可在給定的排熱單元內(nèi)個別或全部或在全部排熱單元內(nèi)致動。因此，通過提供穿過各熱交換器(一個或多個)的附加氣流提高了自單一液體至空氣熱交換器601或自排熱單元內(nèi)多個液體至空氣熱交換器的傳熱?？諝庖苿友b置例如可在熱天致動以促進(jìn)冷卻單元的干式冷卻性能，并且減小戶外周圍空氣和離開冷卻單元的冷卻劑之間的溫度差。在冷天，空氣移動裝置可關(guān)閉以節(jié)約能量。在一個實(shí)施例中，空氣移動裝置800的每一個都物理地連接到各液體至空氣熱交換器601，并且可隨著各液體至空氣熱交換器相對于周圍空氣的氣流方向的自動、動態(tài)調(diào)整而旋轉(zhuǎn)，如上面結(jié)合圖7A-7C所描述。通過將空氣移動裝置800附接到熱交換器601，空氣移動裝置隨著熱交換器旋轉(zhuǎn)，并且因此任何風(fēng)驅(qū)動氣流可由風(fēng)扇驅(qū)動氣流選擇性地增強(qiáng)。
[0058]圖9示出了用于數(shù)據(jù)中心的冷卻設(shè)備的選擇性實(shí)施例。如所示，該選擇性冷卻設(shè)備采用例如如上面結(jié)合圖5-8所描述的冷卻單元，并且數(shù)據(jù)中心包括空冷數(shù)據(jù)中心，例如如上面相對于圖1A-1C所描述。諸如水的液體冷卻劑有助于數(shù)據(jù)中心100的計算機(jī)室空調(diào)單元150的冷卻，其設(shè)備冷卻劑回路171流體相通地耦接計算機(jī)室空調(diào)單元150和制冷單元170的蒸發(fā)器。泵173有助于設(shè)備冷卻劑流過設(shè)備冷卻劑回路171。制冷單元170，可實(shí)施為如上面結(jié)合圖1C所描述，使設(shè)備冷卻劑冷卻且從設(shè)備冷卻劑排熱到冷凝器側(cè)冷卻劑回路172，其流體相通地將冷卻劑單元500耦接到制冷單元170。一個或多個冷卻劑泵174與冷凝器側(cè)冷卻劑回路172關(guān)聯(lián)，有助于冷卻劑在制冷單元170和冷卻單元500之間的流動。在一個實(shí)施例中，冷卻單元500可包括例如如上所述的干式-冷卻單元，其中多個排熱單元510a、510b徑向地排列在高架冷卻劑罐520的上游和下游，例如如上文所述。應(yīng)注意，在該實(shí)施例中，具有重力輔助流動的基于自然空氣對流的干式冷卻單元500對制冷單元的冷凝器側(cè)提供冷卻，取代例如如圖1B所示的濕式冷卻塔方法。
[0059]有利地，冷卻單元以及本文公開的其變型提供了比傳統(tǒng)方法更加有效的數(shù)據(jù)中心的冷卻。此外，傳統(tǒng)的濕式冷卻塔設(shè)計在冷卻過程中使用大量的水，必須彌補(bǔ)。本文公開的“干式”冷卻單元方法不需要由于蒸發(fā)冷卻損耗而彌補(bǔ)冷卻劑，因?yàn)槔鋮s單元是封閉系統(tǒng)。根據(jù)本文公開的實(shí)施例，數(shù)據(jù)中心采用周圍空氣冷卻的冷卻劑冷卻，該周圍空氣冷卻的冷卻劑被直接提供到(例如)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的一個或多個冷卻劑分配單元或者被提供到制冷單元，該制冷單元(例如)向數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)置的一個或多個計算機(jī)室空調(diào)單元提供冷卻的設(shè)備冷卻劑。
[0060]本文采用的術(shù)語僅為了描述特定實(shí)施例的目的而不意味著限制本發(fā)明。如本文所用，單數(shù)形式“一個”或“一種”以及“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另有說明。還應(yīng)理解，術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和“含有”是開放式系動詞。結(jié)果，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一個或多個步驟或元件的方法或裝置擁有該一個或多個步驟或元件，但是不限于僅擁有該一個或多個步驟或元件。同樣，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一個或多個特征的方法步驟或裝置元件擁有該一個或多個特征，但是不限于僅擁有該一個或多個特征。此外，以一定方式構(gòu)造的裝置或結(jié)構(gòu)至少以該方式構(gòu)造，但是也可以以沒有列出的方式構(gòu)造。
[0061]所附的權(quán)利要求中所有方法或步驟加功能的元件的對應(yīng)的結(jié)構(gòu)、材料、動作和等同物，如果有的話，旨在包括與特定要求保護(hù)的其它要求保護(hù)的元件結(jié)合執(zhí)行該功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動作。為了圖示說明和描述的目的已經(jīng)給出了本發(fā)明的描述，但是不意味著是窮盡的或限制本發(fā)明于所公開的形式。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，很多修改和變化對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻單元,包括: 至少一個排熱單元，構(gòu)造為將熱量從通過冷卻劑回路的冷卻劑排放至穿過該至少一個排熱單元的空氣，該至少一個排熱單元包括至少一個熱交換組件，該至少一個熱交換組件耦接到該冷卻劑回路，使至少一部分冷卻劑從該冷卻劑回路通過；以及 高架冷卻劑罐，流體相通地與該至少一個排熱單元的該至少一個熱交換組件稱接，該高架冷卻劑罐有助于冷卻劑以基本上恒定的壓力返回到該冷卻劑回路，其中該高架冷卻劑罐高架在該冷卻劑回路的至少一部分之上。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻單元，其中該至少一個熱交換組件包括至少一個垂直定向的熱交換組件。
3.如權(quán)利要求2所述的冷卻單元，其中該高架冷卻劑罐高架在該至少一個垂直定向的熱交換組件之上。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的冷卻單元，其中該至少一個排熱單元獨(dú)立于該高架冷卻劑罐。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的冷卻單元，其中該至少一個排熱單元的該至少一個熱交換組件的一個熱交換組件包括多個熱交換器的陣列，耦接為使該冷卻劑回路的至少一部分冷卻劑從其通過。
6.如權(quán)利要求5所述的冷卻單元，其中該一個熱交換組件的該多個熱交換器的陣列包括多列熱交換器，該多列流體相通地串聯(lián)連接，該多列熱交換器的每列熱交換器包括流體相通地并聯(lián)耦接的至少兩個熱交換器。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的冷卻單元，其中該至少一個排熱單元的該至少一個熱交換組件的一個熱交換組件可旋轉(zhuǎn)地`安裝到支撐結(jié)構(gòu)，并且其中該冷卻單元還包括控制器，耦接為響應(yīng)于在該一個熱交換組件處周圍氣流方向上的變化而自動旋轉(zhuǎn)該一個熱交換組件的至少一部分，以有助于將熱量排放至穿過該一個熱交換組件的空氣。
8.如任一前述權(quán)利要求所述的冷卻單元,還包括多個排熱單元,構(gòu)造為將熱量從通過該冷卻劑回路的該冷卻劑排放到穿過該多個排熱單元的空氣，該多個排熱單元的每個排熱單元包括熱交換組件，每個熱交換組件包括至少一個熱交換器，耦接為使該冷卻劑回路的至少一部分冷卻劑從其通過。
9.如權(quán)利要求8所述的冷卻單元，其中該多個排熱單元的一個排熱單元在該高架冷卻劑罐的上游與該高架冷卻劑罐流體相通地耦接，并且該多個排熱單元的另一個排熱單元在該高架冷卻劑罐的下游與該高架冷卻劑罐流體相通地連接。
10.如權(quán)利要求8所述的冷卻單元，其中該多個排熱單元的至少兩個排熱單元流體相通地并聯(lián)耦接，且在該高架冷卻劑罐的上游與該高架冷卻劑罐流體耦接，并且該多個排熱單元的至少兩個其它排熱單元流體相通地并聯(lián)耦接，且在該高架冷卻劑罐的下游與該高架冷卻劑罐流體相通。
11.如權(quán)利要求10所述的冷卻單元，其中該多個排熱單元繞該高架冷卻劑罐徑向地設(shè)置且獨(dú)立于該高架冷卻劑罐，該多個排熱單元的每個熱交換組件包括垂直定向的熱交換組件，并且其中該高架冷卻劑罐高架在該多個排熱單元的該多個熱交換組件之上。
12.如任一前述權(quán)利要求所述的冷卻單元，其中該至少一個排熱單元的一個排熱單元還包括與其熱交換組件關(guān)聯(lián)且構(gòu)造為提供穿過該熱交換組件的氣流的至少一個空氣移動裝置，該至少一個空氣移動裝置由該冷卻單元的控制器自動控制。
13.如任一前述權(quán)利要求所述的冷卻單元，其中該冷卻單元流體相通地與耦接到數(shù)據(jù)中心的至少一個冷卻劑分配單元的設(shè)備冷卻劑回路耦接，該數(shù)據(jù)中心包括多個液體冷卻的電子設(shè)備機(jī)架和系統(tǒng)冷卻劑回路，該系統(tǒng)冷卻劑回路有助于將熱量從該多個液體冷卻電子設(shè)備機(jī)架經(jīng)由該至少一個冷卻劑分配單元排放至該設(shè)備冷卻劑回路中的設(shè)備冷卻劑，并且其中該冷卻單元設(shè)置在該數(shù)據(jù)中心的外部，且從通過該設(shè)備冷卻劑回路的該設(shè)備冷卻劑排熱。
14.如任一前述權(quán)利要求所述的冷卻單元,其中該冷卻單元流體相通地與制冷單元的冷凝器側(cè)冷卻劑回路耦接，用于將熱量從該制冷單元的冷凝器側(cè)冷卻劑排放至穿過該至少一個排熱單元的空氣。
15.一種數(shù)據(jù)中心，包括: 多個電子設(shè)備機(jī)架； 冷卻設(shè)備，有助于從該多個電子設(shè)備機(jī)架的至少一個電子設(shè)備機(jī)架吸取熱量，該冷卻設(shè)備包括至少一個冷卻劑回路；以及 冷卻單元,包括: 至少一個排熱單元，構(gòu)造為將熱量從通過該冷卻設(shè)備的該至少一個冷卻劑回路的一個冷卻劑回路的冷卻劑排放至穿過該至少一個排熱單元的空氣,該至少一個排熱單元包括至少一個熱交換組件，其耦接到該冷卻劑回路，使至少一部分冷卻劑從該冷卻劑回路通過；以及 高架冷卻劑罐，流體相通地與該至少一個排熱單元的該至少一個熱交換組件稱接，該高架冷卻劑罐有助于冷卻劑以基本上恒定的壓力返回到該冷卻劑回路，其中該高架冷卻劑罐高架在該一個冷卻劑回路的至少一部分`之上。
16.如權(quán)利要求15所述的數(shù)據(jù)中心，其中該至少一個熱交換組件包括至少一個垂直定向的熱交換組件，并且該高架冷卻劑罐高架在該至少一個垂直定向的熱交換組件之上，并且其中該至少一個排熱單元獨(dú)立于該高架冷卻劑罐。
17.如權(quán)利要求15或16所述的數(shù)據(jù)中心，其中該至少一個排熱單元的該至少一個熱交換組件的一個熱交換組件包括多個熱交換器的陣列，耦接為使該一個冷卻劑回路的至少一部分冷卻劑從其通過，并且其中該一個熱交換組件的該多個熱交換器陣列包括多列熱交換器，該多列流體相通地串聯(lián)耦接，該多列熱交換器的每列熱交換器包括并行流體相通地耦接的至少兩個熱交換器。
18.如權(quán)利要求15至17任何一項所述的數(shù)據(jù)中心，其中該至少一個排熱單元的該至少一個熱交換組件的一個熱交換組件可旋轉(zhuǎn)地安裝到支撐結(jié)構(gòu)，并且其中該冷卻單元還包括控制器，耦接為響應(yīng)于在該一個熱交換組件處周圍氣流方向上的變化而自動旋轉(zhuǎn)該一個熱交換組件的至少一部分，以有助于將熱排放至穿過該一個熱交換組件的空氣。
19.如權(quán)利要求15至18任何一項所述的數(shù)據(jù)中心，還包括多個排熱單元，構(gòu)造為將熱量從通過該冷卻劑回路的該冷卻劑排放到穿過該多個排熱單元的空氣，該多個排熱單元的每個排熱單元包括熱交換組件，每個熱交換組件包括至少一個熱交換器，其耦接為使該一個冷卻劑回路的至少一部分冷卻劑從其通過，并且其中該多個排熱單元的一個排熱單元在該高架冷卻劑罐的上游與該高架冷卻劑罐流體相通地耦接，該多個排熱單元的另一個排熱單元在該高架冷卻劑罐的下游與該高架冷卻劑罐流體相通地f禹接。
20.如權(quán)利要求15至19任何一項所述的數(shù)據(jù)中心，還包括多個排熱單元，構(gòu)造為將熱量從通過該一個冷卻劑回路的該冷卻劑排放到穿過該多個排熱單元的空氣，該多個排熱單元的每個排熱單元包括熱交換組件，每個熱交換組件包括至少一個熱交換器，耦接為使該一個冷卻劑回路的至少一部分冷卻劑從其通過，并且其中該多個排熱單元的至少兩個排熱單元流體相通地并聯(lián)耦接且在該高架冷卻劑罐的上游與該高架冷卻劑罐流體相通，該多個排熱單元的至少兩個其它排熱單元流體相通地并聯(lián)耦接且在該高架冷卻劑罐的下游與該高架冷卻劑罐流體相通。
21.如權(quán)利要求20所述的數(shù)據(jù)中心，其中該多個排熱單元繞該高架冷卻劑罐徑向地設(shè)置且獨(dú)立于該高架冷卻劑罐，該多個排熱單元的每個熱交換組件包括垂直定向的熱交換組件，并且其中該高架冷卻劑罐高架在該多個排熱單元的該多個熱交換組件之上。
22.如權(quán)利要求15至21任何一項所述的數(shù)據(jù)中心，其中該冷卻單元流體相通地與耦接到數(shù)據(jù)中心的至少一個冷卻劑分配單元的設(shè)備冷卻劑回路耦接，該數(shù)據(jù)中心包括多個液體冷卻的電子設(shè)備機(jī)架和系統(tǒng)冷卻劑回路，該系統(tǒng)冷卻劑回路有助于將熱從該多個液體冷卻的電子設(shè)備機(jī)架經(jīng)由該至少一個冷卻劑分配單元排放至該設(shè)備冷卻劑回路中的設(shè)備冷卻劑，并且其中該冷卻單元設(shè)置在該數(shù)據(jù)中心外部且從通過該設(shè)備冷卻劑回路的該設(shè)備冷卻劑排熱。
23.如權(quán)利要求15至22任何一項所述的數(shù)據(jù)中心，其中該冷卻單元流體相通地與制冷單元的冷凝器側(cè)冷卻劑回路耦接，用于將熱從該制冷單元的冷凝器側(cè)冷卻劑排放至穿過該至少一個排熱單元的空氣。
24.一種用于數(shù)據(jù)中心的冷卻單元的制造方法，該方法包括: 提供至少一個排熱單元，該至少一個排熱單元構(gòu)造為將熱從通過冷卻劑回路的冷卻劑排放到穿過該至少一個排熱單元的空氣，該至少一個排熱單元包括至少一個熱交換組件，構(gòu)造為耦接到該冷卻劑回路以使至少一部分冷卻劑從其通過；以及` 提供高架冷卻劑罐，該高架冷卻劑罐流體相通地與該至少一個排熱單元的該至少一個熱交換組件耦接，該高架冷卻劑罐有助于冷卻劑以基本上恒定的壓力返回到該冷卻劑回路，其中該高架冷卻劑罐高架在該冷卻劑回路的至少一部分之上。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，還包括提供多個排熱單元，該多個排熱單元構(gòu)造為將熱量從通過該冷卻劑回路的該冷卻劑排放到穿過該多個排熱單元的空氣，該多個排熱單元的每個排熱單元包括熱交換組件，每個熱交換組件包括至少一個熱交換器，耦接為使該一個冷卻劑回路的至少一部分冷卻劑從其通過，其中該多個排熱單元的至少兩個排熱單元流體相通地并聯(lián)耦接且在該高架冷卻劑罐的上游與該高架冷卻劑罐流體相通，并且該多個排熱單元的至少兩個其它排熱單元流體相通地并聯(lián)耦接且在該高架冷卻劑罐的下游與該高架冷卻劑罐流體相通，并且其中該多個排熱單元繞該高架冷卻劑罐徑向地設(shè)置且獨(dú)立于該高架冷卻劑罐，該多個排熱單元的每個熱交換組件包括垂直定向的熱交換組件，并且其中該高架冷卻劑罐高架在該多個排熱單元的該多個熱交換組件之上。
26.—種冷卻單元，基本上如參考附圖的圖1B至9之前所描述。
27.一種數(shù)據(jù)中心，基本上如參考附圖的圖1B至9之前所描述。
28.一種用于數(shù)據(jù)中心的冷卻單元的制造方法，基本上如參考附圖的圖1B至9之前所描述。
【文檔編號】G06F1/20GK103890692SQ201280052838
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】M.延加, R.楚, R.西蒙斯, M.埃爾斯沃思, L.坎貝爾, M.P.戴維 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司