模块化数据中心系统的制作方法

文档编号:14478593
研发日期:2018/5/19

本公开涉及用于对数据中心系统和计算部件进行冷却的系统和方法。



背景技术:

数据中心容纳各种计算系统和部件,诸如计算机处理器、存储系统或驱动器、服务器、以及其他计算部件。数据中心可以占据建筑物中的房间、整个建筑物自身,并且在形式上可以是固定的或可以是便携式的,例如容纳在装运集装箱中。无论固定式还是便携式的数据中心也都可以是模块化的。容纳在数据中心中的计算机相关的部件在计算和存储操作期间消耗极大量的电力,并且由此产生极大量的热量。如果计算机相关的部件超出一定温度,则该部件的效能会打折扣和/或该部件可能会故障。因此,随着部件操作以传输、处理、及存储数据,通常实现冷却系统以维持容纳在数据中心中的计算机相关的部件的适当且有效率的运作。冷却系统可以包括依据各种构造或基于不同的条件而被构造成移动诸如气体或液体的流体的部件。



技术实现要素:

在一般实施方式中,一种模块化数据中心系统包括:上部模块,所述上部模块包括附接到上部模块的框架的滚子组件,所述滚子组件被构造成接合附接于数据中心建筑的结构的导轨组件的至少一部分;以及下部模块,所述下部模块能够附接于所述上部模块并且被构造成悬置在数据中心的地板上方,所述地板支撑包括多个发热电子设备的多个机架,所述下部模块包括被构造为向所述多个发热电子设备提供电力的电力支持组件。

在与该一般实施方式组合的一个方面中,所述上部模块进一步包括空调模块。

在与该一般实施方式组合的另一个方面中,所述下部模块包括至少一个从附接到所述上部模块的所述框架的天花板垂直延伸的侧部,所述天花板包括允许来自所述空调模块的气流达到由所述侧部和所述天花板限定的体积的开孔。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述体积包括从所述下部模块的所述天花板延伸到所述多个机架的顶部的调节空气气室的部分,所述调节空气气室进一步被限定在所述多个机架的排的后侧之间。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述空调模块包括:调节模块,所述调节模块位于所述下部模块的所述天花板中的所述开孔的上方;以及风扇,所述风扇被放置用来将调节气流从所述调节模块经过所述调节空气气室的所述部分、经过所述多个机架的所述排的所述后侧、经过所述多个机架的所述排的前侧循环至所述人员可占据工作空间,并且循环至所述调节模块。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述调节模块包括以下中的至少一个:冷却盘管、加热盘管、能量回收通风器、或恒定或可变风量箱。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述下部模块进一步包括密封件,所述密封件容纳所述多个机架的一部分并且密封在所述人员可占据工作空间和调节空气气室的所述部分之间的气流。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述滚子组件包括接合所述导轨组件的多个轮子和滑块。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述数据中心建筑的所述结构包括在所述数据中心建筑的地板和屋顶之间延伸的柱体。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括联接到所述上部模块的附件模块。

在先前方面组合的另一个方面中,所述附件模块包括管线机架。

在另一个一般实施方式中,一种数据中心系统包括:上部模块,所述上部模块包括空调模块;下部模块,所述下部模块附接到所述上部模块并且被构造成悬置在数据中心的人员可占据工作空间的地板上方,所述地板支撑包括多个发热电子设备的多个机架,所述下部模块包括被构造为向所述多个发热电子设备提供电力的电力支持组件;滚子或滑块组件,所述滚子或滑块组件附接到所述上部模块的框架,所述滚子或滑块组件包括至少一个滚子或滑块;以及导轨组件,所述导轨组件能够附接到所述数据中心建筑的结构,所述导轨组件包括能够由所述滚子或滑块接合的梁。

在与该一般实施方式组合的一个方面中,所述下部模块包括至少一个从附接到所述上部模块的所述框架的天花板垂直延伸的侧部,所述天花板包括允许所述上部模块和由所述下部模块的所述侧部和所述天花板限定的体积之间的气流的开孔。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述体积包括从所述下部模块的所述天花板延伸到所述多个机架的顶部的调节空气气室的部分,所述调节空气气室进一步被限定在所述多个机架的排的后侧之间。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述空调模块位于所述下部模块的所述天花板中的所述开孔的上方并且包括调节模块和风扇,所述风扇位于所述开孔的上方以将调节气流从所述调节模块经过所述调节空气气室的所述部分、经过所述多个机架的所述排的所述后侧、经过所述多个机架的所述排的前侧循环至所述人员可占据工作空间,并且回到所述调节模块。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述调节模块包括以下中的至少一个:冷却盘管、加热盘管、能量回收通风器、或恒定或可变风量箱。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述下部模块进一步包括密封件,所述密封件容纳所述多个机架的一部分并且密封在所述人员可占据工作空间和所述调节空气气室的所述部分之间的气流。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述数据中心建筑的所述结构包括在所述数据中心建筑的地板和屋顶之间延伸的柱体。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述梁在所述数据中心建筑的至少两个柱体之间延伸。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括被联接到所述上部模块的附件模块。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述附件模块包括管线机架。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述附件模块进一步包括多个防火电组件,所述多个防火电组件包括用于防火系统的布线和电连接器。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述附件模块进一步包括防火系统管线系统的至少一部分,所述防火系统管线系统包括所述防火系统的多个喷洒头。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述附件模块进一步包括多个数据中心照明器材或数据中心照明布线组件。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括支撑结构,所述支撑结构包括所述天花板的至少一部分以将所述调节气室的冷空气通道与暖空气通道热分离。

在另一个一般实施方式中,一种调节数据中心的方法,包括:将数据中心冷却系统的第一模块安装在附接到数据中心建筑的导轨组件上,所述第一模块包括框架和空调模块;将所述数据中心冷却系统的第二模块附接到所述第一模块,所述第二模块包括附接到所述第一模块的所述框架的板以及从悬置在所述数据中心建筑的所述地板上方的所述板延伸的侧部;以及通过在导轨系统上将所述第一模块移动经过在所述数据中心建筑的多排柱体之间所限定的所述数据中心建筑的工作空间的人员可占据通道,来移动所述数据中心冷却系统中邻近于支撑多个发热电子设备的多个数据中心机架的至少一排的所述第一模块和第二模块。

在与该一般实施方式组合的一个方面进一步包括:将冷却流体经过供应管道循环到所述冷却模块,所述冷却模块由附接到所述第一模块的所述数据中心冷却系统的第三模块支撑。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括:利用所述冷却模块的风扇,将气流从所述冷却模块的冷却盘管循环经过所述板中的开口并且进入所述第二模块的所述板和所述侧部限定的冷空气气室内。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括:将所述气流循环经过所述多个数据中心机架;将来自所述多个发热电子设备的热接收进所述气流内;以及将加热的气流经过所述数据中心建筑的所述工作空间循环到所述冷却盘管。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述数据中心冷却系统包括第一数据中心冷却系统。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括:将多个数据中心机架中支撑多个发热电子设备的至少另一排安装在所述数据中心建筑内;基于至少将第二数据中心冷却系统的第一模块安装在附接到所述数据中心建筑的所述导轨组件上的安装,所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块包括框架和冷却模块;将所述第二数据中心冷却系统的第二模块附接到所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块,所述第二数据中心冷却系统的所述第二模块包括附接到所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块的所述框架的板以及从悬置在所述数据中心建筑的所述地板上方的所述板延伸的侧部;以及通过在所述导轨系统上将所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块移动经过在所述数据中心建筑的多排柱体之间限定的所述数据中心建筑的所述工作空间的所述人员可占据通道,来移动所述第二数据中心冷却系统中邻近于所述多个数据中心机架的所述至少另一个排的所述第一和第二模块。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括:将所述第一和第二数据中心冷却系统的所述第一模块的所述冷却模块流体地连接至冷却流体源。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括:通过在所述第二模块上支撑的电管道,将所述多个发热电子设备电联接至主电源。

在与先前方面组合的另一个方面中,所述数据中心冷却系统包括第一数据中心冷却系统。

与先前方面组合的另一个方面进一步包括:调整所述多个发热电子设备的至少一部分的功率密度;基于对所述功率密度的调整:将第二数据中心冷却系统的第一模块安装在附接到所述数据中心建筑的所述导轨组件上,所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块包括框架和冷却模块;将所述第二数据中心冷却系统的第二模块附接到所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块,所述第二数据中心冷却系统的所述第二模块包括附接到所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块的所述框架的板以及从悬置在所述数据中心建筑的所述地板上方的所述板延伸的侧部;以及通过在所述导轨系统上将所述第二数据中心冷却系统的所述第一模块移动经过在所述数据中心建筑的多排柱体之间限定的所述数据中心建筑的所述工作空间的所述人员可占据通道,来移动所述第二数据中心冷却系统中邻近于所述多个数据中心机架的所述排的所述第一和第二模块;以及操作所述第一和第二数据中心冷却系统以冷却所述多个发热电子设备。

根据本公开的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如,考虑到不同规模(例如总功率)的数据中心,根据本公开的数据中心系统的实施方式可以是模块化的和可扩展的。例如,数据中心冷却系统能够是可在例如500kW数据中心(例如IT功率)至500MW数据中心之间可扩展的。作为另一示例,可扩展数据中心冷却系统能够包括有模块化、工厂组装的部件以缩减数据中心的施工进程。此外,数据中心冷却系统可以具有极大的部署效率,从而允许可改数量和规模的例如电子设备机架排、可变功率密度等等。作为又一示例,数据中心冷却系统可以具有极大的电力和冷却效率,使得可以安装IT功率的单元(例如服务器机架)来共享冷却,并且允许电力基础架构的超额订用(over-subscription)(例如,少于最大额定IT功率的最大可用功率)。

作为又一示例,通过利用规模经济以及对设计用于小规模数据中心的高成本专用器材的缩减,数据中心系统可以通过利用用于构建大型数据中心的相似模块来允许小规模数据中心的更有效率的成本投入。作为另一示例,用以包括所需接口和产品的所有方面的整个服务器楼层的模块化可以最小化工程、成本、时间并且提高质量,由此从任何工程现场获得可重复性和一致性。此外,数据中心的模块自身可以离开数据中心建筑物来非现场地建造,从而允许并行施工进程以节省部署时间。作为另一示例,可以将现有数据中心翻新(例如利用导轨或其他支撑组件)以允许现有的常规方式部署的数据中心的模块化。作为另一示例,在某些关键数据中心系统中的一部分或全部的制造(例如冷却系统)以非现场方式执行时,可以使数据中心的施工与常规技术相比更加安全。此外,这样的数据中心冷却系统的制造可以在具有必要技能的劳动人员的地点执行,即使这样的地点不同于数据中心地点。此外,可以降低对当地(例如,数据中心位置当地)的劳动人员可用性的依赖。将施工转移到非现场的另一优点是:由于非现场制造的系统能够在可控的、不受天气影响的环境下由一组相同的工人来完成,因此能够改进系统质量和一致性并且使制造技术最优化。通过将关键系统转移到重要路径之外,也能够缩减进程。作为另一示例,在系统的接口的对称性的协助下,例如利用系统的下部模块的每个面上的垂直附接点,数据中心模块化系统可以提供实际上无限制的双向可扩展性。

在附图和以下描述中阐述本公开中描述的主题的一个或多个实施方式的细节。本主题的其他特征、方面、和优点根据说明书、附图、和权利要求书将变得显而易见。

附图说明

图1A至图1C分别是根据本公开的、可扩展数据中心冷却系统的示意性图示的端视图、侧视图、和顶视图。

图2是根据本公开的、由多个可扩展数据中心冷却系统组成的数据中心系统的示意图的等距视图。

图3A-3C是根据本公开的、分别描绘布置可扩展数据中心冷却系统以及冷却数据中心的示例方法的流程图。

图4是根据本公开的、用于数据中心冷却系统的示例控制器的示意图示。

具体实施方式

图1A至图1C分别是可扩展数据中心冷却系统100的示意性图示的端视图、侧视图、和顶视图。通常,数据中心冷却系统100包括操作以冷却在机架排112中支撑的发热电子设备(例如,服务器、处理器、网络设备、或其它电子设备)的一个或更多个下部模块130以及一个或更多个上部模块118。在这个示例中,在图1B中示出机架上的托盘中的发热设备148。机架112可以支撑可以垂直地或水平地安装的多个托盘,并且可以包括一个或更多个母板或子板,以支撑发热设备 148。

机架122中的发热电子148设备可以被实现用于处理、发送和/或存储数据。发热电子设备148可以包括与服务器操作相关的其它计算设备或部件。当设备操作以在本地和与远程计算系统一起处理、传输、和存储数据时,发热计算设备148生成热量。在例如服务器的情况下,例如可以将设备148连接到本地或远程网络,并且可以接收和响应来自网络的各种请求,以搜索、处理、和/或存储数据。服务器可以有助于在互联网或内联网上通信,以允许与多个远程计算机交互,并且经由在远程计算机上或服务器上运行的应用提供所请求的服务。此外,数据中心冷却系统100可以包括被电联接到一个或更多个用于对服务器和相关的组件供电的电源,并且可以包括可以被构造用于前往数据中心以及来自数据中心的有线和无线传输的通信接口。可以将电源连接到电网或者可以通过电池或现场发电机生成。

上部模块118和下部模块130、以及机架112可以被放置在由地板 104、天花板106、和一个或更多个支撑构件108(例如,柱或梁)限定的数据中心建筑结构的人员可占据工作空间102中。例如,虽然在系统100的实现方式中,支撑构件108被图示为柱(例如,在地板104 和天花板106之间延伸的支撑构件),但是在一些可替选的实现方式中,支撑构件108可以包括一个或更多个梁(例如,平行或大体上平行于地板104和天花板106中的一个或二者延伸的支撑构件)。

地板104适于支撑机架112,以及在这个示例中未示出的其它数据中心设备(例如,移动装置,比如叉式升降机、手推车、以及器具、电力设备、和其它部件)。在一些示例实现方式中,地板104可以是诸如水泥或混凝土地板的成品地板,具有或者而不具有附加覆盖(例如,瓦面、层压板、或其它覆盖)。在可替选的示例实现方式中,地板104可以表示由成品地板支撑的高架地板(例如,具有由立柱或其它结构支撑的单独的地板砖)。

所示的天花板106可以是数据中心建筑的成品天花板,诸如混凝土或水泥天花板。在一些方面中,诸如在具有多层的数据中心的情况下,天花板106可以是作为以上人员可占据工作空间的地板104的下侧。在可替选的方面中,天花板106可以表示具有在网格结构中支撑的多个、独立天花板砖的吊顶。

如图所示,系统100包括附接到支撑构件108的一个或更多个导轨组件110。例如,如图1B-1C所示,导轨组件110可以延伸并且被附接到在数据中心建筑结构中的邻近支撑构件108(例如,柱)。可替选地,导轨组件110可以在两个以上支撑构件108之间延伸并跨越这两个以上支撑构件108,或者可以被附接到数据中心建筑的其它结构,诸如例如天花板106。在一些实现方式中,导轨组件110可以是数据中间建筑结构的部分,例如,作为建筑的承重结构。例如,导轨组件110 可以是例如防止或帮助支撑构件108的移动或扭曲的工字梁、C形槽、或其它结构构件。在可替选的示例中,导轨组件110可以不承载数据中心建筑结构的任何重量。

如图所示,经由一个或更多个滚轮组件120,在导轨组件110上安装一个或更多个上部模块118。在一些方面中,每个滚轮组件120可以被附接到上部模块118的框架或外壳,并且包括接触性接合导轨组件 110的一个或更多个轮子、滚轮、脚轮、或其它的降低摩擦表面。滚轮组件120有助于上部模块118(和系统100的其它组件)在导轨组件 110上穿过人员可占据工作空间102的移动。如图1B所示,在邻近于导轨组件110的框架的侧面上,可以存在附接到每个上部模块118的框架的两个滚轮组件120。在可替选的方面中,可以存在附接到每个上部模块118的两个以上的滚轮组件120,以有助于上部模块118穿过数据中心的移动。

如图所示,每个上部组件118包括在上部模块118的框架内放置的空调模块。在这个示例中,空调模块122包括空气对液体热交换器 124,诸如冷却盘管(例如,水盘管、乙二醇盘管、DX盘管、或冷却盘管的其它形式)或加热盘管(例如,液体或电)。空调模块122还可以包括其它调节设备,诸如加湿器、除湿器、能量回收通风器、过滤器等。

在这个示例中,冷却盘管124是A-框架冷却盘管,尽管平板或其它冷却盘管形式也是合适的。在可替选的方面中,热交换器124可以是诸如例如Peltier制冷器的热电式交换器。在任何情况中,热交换器 124可以被操作以接收来自机架112的加热的气流并且冷却该加热的气流,产生冷却气流以循环到机架112。在一些方面中,每个空调模块 122包括例如多个冷却盘管124,以提供冗余或防止如果冷却盘管124 中的一个不可用而导致的冷却不足。在可替选的方面中,每空调模块 122可以存在一个冷却盘管124。

所示的空调模块122还包括一个或更多个风扇126。在图示的示例中,风扇126被放置在上部模块118的底侧上,并且还可以邻近于或穿过上部模块118的底侧上的开孔135延伸。所示的风扇126可以是离心或轴向风扇并且是可控制的以通过人员可占据工作空间102循环冷却气流(和加热的气流)。在一些方面中,每个空调模块122例如包括多个风扇126,以提供冗余或防止如果风扇126中的一个不可用而导致的冷却不足。

虽然空调模块122的所示的实现方式包括冷却盘管124和风扇 126,但是空调模块122的可替选的实现方式可以包括附加或可替选的部件。例如,空调模块122可以包括加热器(例如,加热盘管、电加热、或炉子)、加湿器或蒸发冷却设备、锅炉、除湿器、能量回收设备、可变风量(VAV)箱、气流控制和调节站、以及其它部件。

数据中心冷却系统100还包括一个或更多个下部模块130。如图 1A值1B所示,将下部模块130安装到相应上部模块118的底侧。在一些示例中,可以存在下部模块130与上部模块188的1:1比率。在其它示例中,可以存在与上部模块118相比更多的下部模块130(例如,将一个以上的下部模块130安装到每个上部模块118)。在其它示例中,可以存在与上部模块118相比更少的下部模块130(例如,将一个下部模块130安装到一个以上的上部模块)。可以将下部模块130永久性地或半永久性地安装到上部模块118。例如,可以诸如利用螺杆、螺栓、铆钉、粘合剂或其它紧固机构将下部模块130紧固到上部模块118。可替选地,可以将下部模块130熔焊或钎焊到上部模块118。

每个下部模块130包括从上部模块118垂直向下延伸的侧,以交汇两排机架112的顶端。例如,如图1A所示,下部模块130包括附接到或邻近于上部模块118的底侧的顶侧(例如,具有从其穿过的开孔 134),以及延伸以交汇具有密封件138的两排机架112的侧面。密封件138(例如,片状金属、柔性乙烯、或其它密封材料)将下部模块 130的侧的底边缘联接到机架112排的顶边缘。密封件138可以防止或大体上防止(例如几乎没有空气泄露)从上部模块118到冷空气室142 循环的空气在没有穿过机架112的情况下逃逸到数据中心建筑的人员占据工作空间102的暖空气室中。

进一步如图所示,下部模块130包括一个或更多个线缆托盘136。线缆托盘136例如可以支撑用于系统100的发热设备148、风扇126、或其它使用电力的部件的电力布线。此外或可替选地,可以将诸如总线导管、卷线盘、照明设备、和其它设备的其它供电支持设备安装到下部模块130(例如,在线缆托盘136中或到模块130的侧面)。如附加示例,下部模块130可以支撑控制布线,以及光纤布线和光纤传送系统。

在数据中心冷却系统100的图示实现方式中,附件模块128被放置在并排的上部模块118之间,并且在一些方面中,被附接到并排的上部模块118。在图示的实现方式中,附件模块128包括或包含可以支撑一个或更多个管线或其它管道的管线桥。例如,如图所示,供应冷却液体管道148可以通过附件模块128被支撑并且将(邻近上部模块 118或其它上部组件的)冷却盘管124流体地连接到冷却液体源(例如,冷冻厂、蒸发冷却系统、水体、其组合、或其它冷却液体源)。返回冷却液体管道150也可以通过附件模块128支撑并且将(邻近上部模块118或其它上部模块的)冷却盘管124流体地连接到冷却液体源。

在附加实现方式中,附件模块128可以支撑附加结构或数据中心操作设备。例如,在一些方面中,附件模块128可以包括或者附接有在模块128的底侧上的向下吊顶结构,帮助将暖空气室146和冷空气室142热分离。此外,附件模块128可以支撑或包含防火系统设备,诸如在用于数据中心的防火系统中使用的管线、电管道(例如,总线导管)、喷洒头、和其它设备。如另一个示例,附件模块128可以支撑或包含照明设备,诸如在用于数据中心的照明系统中使用的电管道和线槽或总线导管、灯、和其它设备。

在空调模块122的示例操作中,加热的气流144在穿过机架112 之后可以穿过进入人员可占据工作空间102的暖空气室146。加热的气流144被循环(例如,通过风扇126)穿过朝向上部模块118向上延伸的暖空气室146。加热的气流146穿过冷却盘管124,在此该加热的气流被冷却以去除由电子设备148(例如,以及在人员可占据工作空间 102中的其它发热对象,诸如工人或辅助设备)生成的热量。如图所示,冷却气流140从冷却盘管124被循环进入在下模块130内以及在机架 112排之间限定的冷空气室142中。冷却气流140进入机架112的背侧,其对冷空气室142和暖空气室146二者是开放的(例如,没有大体上阻碍气流在此穿过的机柜或其它结构)。随着冷却气流142穿过机架 112的背侧116和机架112的前侧114之间,来自电子设备148的热量对流地转移到气流中,使得加热的气流144离开前侧144。

如图1A至图1C所示,在地板104的上方悬挂两组模块(例如,上部模块118和下部模块130)以及附件模块128。因此,地板104的任何下陷,或地板104上方的地板(例如,在多层数据中心的情况下),地板上的负荷中的变化不影响模块的高度(例如,垂直位置)。例如,上部组件118通过导轨110来支撑,导轨110继而通过建筑柱108支撑,而不是例如主梁(上部地板支撑钢件)支撑。这可能益处在于下部模块130和机架112之间的界面不受上部地板负荷的影响。

图2是由多个可扩展的数据中心冷却系统组成的数据中心系统 200的示意图的等距视图。如图所示,下部数据中心冷却模块205被并排示出。每个下部数据中心冷却模块205例如可以由端对端结合的多个下部模块130作为集成模块205组成。每个下部数据中心冷却模块 205由包括一个或多个开孔220的顶板210以及在顶板210的两个纵向边缘的每一个上从顶板210向下延伸的侧板225组成。安装在由侧板 225和顶板210限定的体积内的是线缆托盘215,其可以支持电力和信息设备,诸如电力布线、网络布线、线缆卷盘、不间断电源(UPS)和其他设备。

如图2所示,数据中心系统200包括多个上部数据中心冷却模块 230。每个上部数据中心冷却模块230(例如,永久地或半永久地)可附接到下部数据中心冷却模块205。在此示例中,每个上部数据中心冷却模块230包括两个上部模块230,两个上部模块230由其之间的附件模块240结合在一起。每个上部模块230包括支撑冷却盘管255的框架。在一些方面中,当上部数据中心冷却模块230附接到下部数据中心冷却模块205时,冷却盘管255垂直地位于开孔220的上方。冷却盘管255可以流体地连接到由附件模块240支撑的冷却流体供应管道 250和冷却流体返回管道245。

如图2所示,滚轮组件260安装在上部模块235的角部处。滚轮组件260可以有助于上部数据中心冷却模块230沿作为数据中心建筑结构的一部分或附接到数据中心建筑结构的导轨系统(例如,工字梁, C形槽或其他结构构件)的移动。

图3A-3C是分别描绘布置可扩展数据中心冷却系统以及冷却数据中心的示例方法300、320和350的流程图。图3A示出了可以利用根据本公开的数据中心冷却系统100、数据中心系统200或其他数据中心冷却系统来执行的方法300。方法300可以在步骤302开始,其包括在附接到数据中心建筑的导轨组件上安装数据中心冷却系统的第一模块。例如,在一些方面中,包括冷却系统的上部模块可以安装在附接到数据中心建筑的结构的导轨组件(例如,工字梁,C形槽或其他结构构件)上。结构可以包括例如在数据中心建筑的地板和天花板(或屋顶)之间延伸的支柱。结构还可以包括例如在数据中心建筑的支柱之间延伸或从建筑的天花板或屋顶悬挂的梁(例如,托梁)。在一些方面中,上部模块通过附接到上部模块的一个或多个滚轮组件(例如,轮子,脚轮,滚轮)安装在导轨组件上。

方法300可以在步骤304继续,其包括将数据中心冷却系统的第二模块附接到第一模块。例如,在一些方面中,可以包括线缆托盘和其他电力和信息支持设备的下部模块可以安装到上部模块的底部。下部模块可以包括从下部模块的顶板延伸的侧面。侧面可以垂直向下延伸以一定高度悬挂在数据中心的地板上方,以在其间容纳多排服务器 (或其他电子)机架。在一些方面中,可以在步骤302之前执行步骤 304,例如,在将上部模块安装在导轨组件上之前将下部模块连接(例如,紧固,焊接)到上部模块。

方法300可以在步骤306继续,其包括在导轨系统上移动与支撑发热电子设备(例如,服务器、网络设备或其他电子设备)的多排数据中心机架邻近的数据中心冷却系统的第一和第二模块。例如,导轨系统可以包括导轨和滚轮组件,其协同地有助于包括上部和下部模块的数据中心冷却系统在数据中心建筑的人员可占据工作空间内的滚动 (或其他无摩擦或接近无摩擦)移动。多排数据中心机机架可以预先部署(例如,在步骤302之前安装)在数据中心建筑物中,于允许与这些排邻近的数据中心冷却系统移动的位置(例如,如图1A所示-1C)。

方法300可以在步骤308继续,其包括将数据中心冷却系统的第一模块的冷却模块流体地联接到冷却流体源。在一些方面中,每个上部模块可以包括一个或多个冷却盘管,其在空气对液体热交换器中使用冷却流体来冷却加热的空气。可以由联接到上部模块的附件模块支撑的供应和返回管道可以流体地连接到冷却盘管并且流体地连接到冷却流体源(例如,冷却器、冷却塔、热交换器、水体、或其他冷却流体源)。在一些方面中,在步骤302-306之前安装在特定附件模块中的供应和返回导管区段可以在先前部署的数据中心冷却系统中的其他附件模块上被流体地联接(例如,焊接,带槽管接或其他联接技术)到先前部署数据中心建筑中的其他区段上。

方法300可以在步骤310继续,其包括通过第二模块上的电支持组件将发热电子设备电气地联接到电力源。例如,在一些方面中,该电子设备可以被电气地联接到由下部模块支撑的电力管道(例如,总线导管或电力总线或其他电源设备)。这种电力管道或总线导管可以电气地联接或者可以先前已经电气地联接到数据中心建筑的电源(例如,公用电网,发电机,电池,太阳能或风力发电系统或其他电源)。在步骤310,其它部件也可以电气地联接到电源。例如,作为上部模块中的冷却模块的一部分的风扇可以电气地联接到电源。在步骤310,控制器、控制设备、电机控制器、变频驱动器和其他冷却系统自动化设备(例如,传感器、致动器)也可以电气地联接到电源。

方法300可以在步骤312继续,其包括操作冷却模块以在数据中心的操作期间冷却发热电子设备。例如,一旦机架和数据中心冷却系统在数据中心冷却系统中就位,则电子设备可以被操作以提供信息技术(IT)服务。在电子设备的操作期间,热量被生成,其可以被冷却模块循环的冷却气流去除。

图3B示出了可以利用根据本公开的数据中心冷却系统100、数据中心系统200或其他数据中心冷却系统来执行的方法320。在一些方面中,方法320可以包括方法300中的步骤312的子步骤。方法320可以在步骤322开始,其包括将冷却流体通过供应管道循环到冷却模块的冷却盘管。冷却流体可以是例如冷冻水、冷冻乙二醇、液体制冷剂 (例如,在直接膨胀系统中)、冷凝器水或其它蒸发冷却的液体、来自天然或人造水体的液体或其它冷却液体。在一些方面中,如参照图 1A-1C所述,通过数据中心冷却系统的附件模块中安装的供应管道从冷却液体源(例如,中央工厂)泵送冷却液体。一旦数据中心冷却系统位于与多排机架邻近的位置,则供应管道在作为附件模块的一部分被安装时可以被分段并结合(例如,焊接或连接)。可替选地,可以在数据中心冷却系统移动到与多排机架邻近的位置之后,将供应管道安装在附件模块中。

方法320可以在步骤324继续,其包括利用冷却模块的风扇从冷却盘管到限定在第二模块中的冷空气气室以及在多排机架之间循环冷却气流。例如,如图1A-1C所示,安装在上部模块的底部(例如,通过下部模块的顶部面板中的开孔)的风扇可以将冷却气流从冷却盘管向下循环通过下部模块(例如,在下部模块的侧板之间)。在一些方面中,下部模块的侧板(和其它部分)可以是隔离的,使得来自位于下部模块外部的暖空气气室(例如,在人员可占据工作空间内)的热量不会转移(或被阻碍转移)到下部模块内的冷却气流。冷空气气室在多排机架之间延伸,冷却气流通过风扇操作而循环到该冷空气气室中。

方法320可以在步骤326继续,其包括将来自冷空气气室的冷却气流循环通过多排机架,以从发热电子设备去除热量。由上部模块中的冷却模块的风扇驱动的冷却气流通过多排机架循环(如图1A-1C所示)。随着冷却气流通过机架循环,来自发热电子设备(例如,服务器、网络设备或其他设备)的热量被对流地转移到冷却气流,从而加热气流。因此,在该示例中,低于设备的操作温度的温度的冷却气流进入多排机架的后开放侧,并且加热的气流(等于或略低于操作温度) 离开机架的前开放侧。在一些方面中,附加的风扇可以安装在服务器上或服务器附近,以进一步循环来自机架的加热的气流。

方法320可以在步骤328继续,其包括将来自多排机架的加热的气流循环到由数据中心的人员可占据区域限定的暖空气气室中。一旦加热的气流离开多排机架,例如,空气流(例如,由风扇)循环到与多排机架的前开放侧邻近的区域中。暖空气气室延伸穿过人员可占据区域,并向上延伸到数据中心建筑结构的天花板。

方法320可以在步骤330继续,其包括将加热的气流从暖空气气室循环到冷却模块。例如,随着加热的气流被风扇循环通过暖空气气室,风扇将加热的气流拉向(在该示例中)并穿过冷却模块的冷却盘管。因此,通过将热量从气流转移到通过冷却盘管循环的冷却液体,加热的气流在冷却盘管中被冷却。被加热的气流加热的冷却液体被再循环回到冷却液源(例如通过回流管道)以再次冷却。当然,在数据中心操作时,可以反复执行步骤322-330。

图3C图示出了根据本公开的,可以利用数据中心冷却系统100、数据中心系统200、或其他数据中心冷却系统来执行的方法350。方法 350可以在步骤352处开始,其包括是否已经发生对数据中心中的发热电子设备的部署的调整的确定。对部署的调整可以包括以下动作中的一个或多个。例如,在一些方面,调整可以包括:向已经在由参考图 1A-1C描述的先前部署的数据中心冷却系统冷却的一个或多个机架添加附加的发热设备(例如,服务器)。作为另一示例,调整可以包括:向已经在由参考图1A-1C描述的先前部署的数据中心冷却系统冷却的一排或多排添加附加机架。作为另一示例,调整可以包括:向数据中心添加附加排的机架,所述数据中心包括已经在由参考图1A-1C描述的先前部署的数据中心冷却系统冷却的一排或多排。作为另一示例,调整可以包括:用具有较高功率密度的设备替换现有的发热设备(例如,服务器),所述具有较高功率密度的设备在操作期间向已经在由参考图1A-1C描述的先前部署的数据中心冷却系统冷却一个或多个机架生成更多的热。作为又一个示例,调整可以包括:以更高的利用率或功率状态来操作现有的发热设备(例如,服务器),由此在已经在由参考图1A-1C描述的先前部署的数据中心冷却系统冷却的一排或多排中比先前生成更多的热。然而,一般而言,对部署的调整可以包括:在数据中心的操作期间调整(增加或减少)正由数据中心中的发热电子设备生成的热量的任何动作。如果步骤352中的确定为“否”,则方法350可以在步骤312继续,并且数据中心冷却模块的操作可以继续。

如果步骤352中的确定为“是”,则方法350可以在步骤354处继续,其包括在导轨组件上安装另一个数据中心冷却系统的第一模块。例如,在一些方面中,包括另一个冷却系统或模块(例如,冷却盘管和风扇)的另一个上部模块可以安装在附接到数据中心建筑的结构的导轨组件(例如,I形梁、C形槽、或其他结构构件)上。所述结构还可以包括例如在数据中心建筑的地板和天花板(或屋顶)之间延伸的柱体(column)。所述结构还可以包括例如在数据中心建筑的柱体之间延伸或者从所述建筑的天花板或房顶悬置的梁(例如,搁栅(joist))。在一些方面中,另一个上部模块利用附接到该上部模块的一个或多个滚子组件(例如,轮子、脚轮、滚子)安装到该导轨组件上。

方法350可以在步骤356处继续,其包括将另一数据中心冷却系统的第二模块附接到第一模块。例如,在一些方面中,可以包括电缆托盘和其它电源和信息支持设备的另一个下部模块可以被安装到附加的上部模块的底部。该附加的下部模块可以包括侧部,所述侧部从顶部面板垂直向下延伸来以一定高度悬置在数据中心的地板上方,以在其间接收服务器(或其他电子设备)机架的排。在一些方面中,可以在步骤354之前执行步骤356,例如,在上部模块被安装在导轨组件上之前,附加的下部模块可以连接(例如,紧固、焊接)到附加的上部模块。

方法350可以在步骤358处继续,其包括在导轨系统上移动与支撑发热电子设备的数据中心机架的排相邻的另一数据中心冷却系统的第一和第二模块。例如,导轨系统可以包括导轨和滚子组件,其协同地促进附加数据中心冷却系统的滚动(或其它无摩擦或接近无摩擦) 运动,所述附加数据中心冷却系统包括数据中心建筑的人类可占据工作空间内的附加上部模块和下部模块。

方法350可以在步骤360处继续,其包括将另一个数据中心冷却系统的第一模块的冷却模块流体联接到冷却流体源。在一些方面中,每个上部模块可以包括使用冷却流体来冷却空气至液体热交换器中的加热空气的一个或多个冷却盘管。可以由联接到上部模块的附件模块支撑的供应和返回导管(conduit)可以流体地连接到卷绕盘管和冷却流体源(例如,冷却器、冷却塔、热交换器、水体、或其他冷却流体源)。在一些方面中,在步骤302-306之前安装在特定附件模块中的供应和返回导管段可以流体地联接(例如,焊接,带槽管路、或其他联接技术)到在先前部署在数据中心建筑中的先前已部署的数据中心冷却系统中的其他附件模块上的其它段。

方法350可以在步骤362处继续,其包括通过另一个数据中心冷却系统的第二模块上的电支持组件将发热电子设备电联接到电力源。例如,在一些方面中,电子设备可以电联接到由下部模块支撑的电力导管(例如,总线管道(duct)或电力总线或其他电源设备)。这样的电力导管或总线管道可以电联接或者先前可能已经电联接到数据中心建筑的电源(例如,公用电网、发电机、电池、太阳能电源或风力发电系统、或其他电力源)。其它部件也可以在步骤310中电联接到电力源。例如,作为上部模块中的冷却模块的一部分的风扇可以电联接到电源。控制器、控制设备、电动机控制器、变频驱动、和其他冷却系统自动化设备(例如,传感器、致动器)也可以在步骤310中电联接到电力源。

方法350可以在步骤364处继续,其包括操作另一个数据中心冷却系统的冷却模块以在数据中心的操作期间冷却发热电子设备。例如,一旦机架和数据中心冷却系统在数据中心冷却系统中就位,则电子设备可以被操作以提供信息技术(IT)服务。在电子设备的操作期间,生成可以被冷却模块循环的冷却气流去除的热。

方法350还可以包括图3C所示的一个或多个步骤(或不包括一个或多个步骤)。例如,在某些方面中,对部署的调整可以不需要将附加的数据中心冷却系统移动到数据中心。相反,对部署的调整可以需要将操作条件更改为由若干排机架相邻放置的现有数据中心冷却系统。例如,对于由数据中心冷却系统的风扇循环的气流量的调整、对于对数据中心冷却系统的冷却盘管的循环的冷却液体流速的调整、或者对于一个或多个温度或压力设置点(例如,冷却气流或冷却液体流的设置点)的调整可以应对对于部署的调整。而且,在某些情况下,对于部署的调整然后可以导致数据中心中数据中心冷却系统的数目减少(例如,去除若干排机架)。在这种情况下,数据中心冷却系统可以在与方法350基本相反的过程中被去除(例如,电力和冷却液体从数据中心冷却系统解联接,并且数据中心冷却系统在导轨组件上被移走或脱离数据中心)。

图4是用于数据中心冷却系统的示例控制器400(或控制系统)的示意图。例如,控制器400可以用于先前描述的操作,例如作为执行图3A-3C中描述的方法300、320和350的一个或多个步骤的控制系统或其一部分。例如,控制器400可以与数据中心冷却系统可通信地联接或者作为其一部分,所述数据中心冷却系统包括例如泵、风扇、调节阀、和其它可控组件。

控制器400旨在包括各种形式的数字计算机,诸如印刷电路板 (PCB)、处理器、数字电路、或作为车辆一部分的其它形式。此外,该系统可以包括便携式存储介质,诸如通用串行总线(USB)闪存驱动器。例如,USB闪存驱动器可以存储操作系统和其他应用。USB闪存驱动器可以包括输入/输出组件,诸如可以插入到另一个计算设备的 USB端口中的无线发射器或USB连接器。

控制器400包括处理器410、存储器420、存储设备430、和输入/ 输出设备440。组件410、420、430和440中的每一个使用系统总线 450互连。处理器410能够处理在控制器400内执行的指令。处理器可以使用多种架构中的任何一种进行设计。例如,处理器410可以是CISC (复杂指令集计算机)处理器、RISC(精简指令集计算机)处理器、或MISC(最小指令集计算机)处理器。

在一个实施方式中,处理器410是单线程处理器。在另一个实施方式中,处理器410是多线程处理器。处理器410能够处理存储在存储器420中或存储设备430上的指令,以在输入/输出设备440上显示用于用户界面的图形信息。

存储器420存储控制器400内的信息。在一个实施方式中,存储器420是计算机可读介质。在一个实施方式中,存储器420是易失性存储器单元。在另一个实施方式中,存储器420是非易失性存储器单元。

存储设备430能够为控制器400提供大容量存储。在一个实施方式中,存储设备430是计算机可读介质。在各种不同的实施方式中,存储设备430可以是软盘设备、硬盘设备、光盘设备、或磁带设备。

输入/输出设备440为控制器400提供输入/输出操作。在一个实施方式中,输入/输出设备440包括键盘和/或指示设备。在另一个实施方式中,输入/输出设备440包括用于显示图形用户界面的显示单元。

所描述的特征可以在数字电子电路中或在计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实现。装置可以在有形地体现在信息载体中的计算机程序产品中实现,例如实现在机器可读存储设备中以用于由可编程处理器执行;并且方法步骤可以由执行指令程序的可编程处理器执行,以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行所述实施方式的功能。所描述的特征可以有利地实现在可编程系统上可执行的一个或多个计算机程序中,所述可编程系统包括:被联接以从数据存储系统接收数据和指令以及向数据存储系统传送数据和指令的至少一个可编程处理器、至少一个输入设备、和至少一个输出设备。计算机程序是可以在计算机中直接或间接地用于执行某些活动或产生某种结果的指令集合。计算机程序可以以任何形式的编程语言编写,包括编译或解释语言,并且可以以任何形式部署,包括作为独立程序或模块、组件、子例程、或适合在计算环境中使用的其他单元。

用于执行指令程序的合适的处理器包括例如通用和专用微处理器二者、以及唯一处理器或任何种类的计算机的多个处理器中的一个处理器。通常,处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器。通常,计算机还将包括用于存储数据文件的一个或多个大容量存储设备,或可操作地联接以与其通信;这样的设备包括诸如内部硬盘和可移动盘的磁盘;磁光盘;和光盘。适用于有形地体现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器,包括例如诸如EPROM、EEPROM和闪速存储器件的半导体存储器件;诸如内部硬盘和可移动盘的磁盘;磁光盘;和CD-ROM 和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由ASIC(专用集成电路)补充或并入ASIC中。

为了提供与用户的交互,可以在计算机上实现特征,所述计算机具有用于向用户显示信息的诸如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器的显示设备和用户可以通过其向计算机提供输入的诸如鼠标或轨迹球的键盘和指示设备。此外,这样的活动可以经由触摸屏平板显示器和其他适当的机构实现。

特征可以在控制系统中实现,所述控制系统包括诸如数据服务器的后端组件、或者包括诸如应用服务器或互联网服务器的中间件组件、或者包括诸如具有图形用户界面或互联网浏览器的客户端计算机的前端组件、或它们的任何组合。系统的组件可以通过诸如通信网络的任何形式或介质的数字数据通信来连接。通信网络的示例包括局域网 (“LAN”)、广域网(“WAN”)、对等网络(具有自组织或静态成员)、网格计算基础设施、和互联网。

虽然本说明书包含许多具体实施方式细节,但是这些不应被解释为对任何实用新型的范围或可以要求保护的范围的限制,而是作为特定实用新型的特定实施方式特有的特征的描述。在本说明书中在分离实施方式的场境中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合地实现。相反,在单个实施方式的场境中描述的各种特征也可以分离地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实现。此外,虽然以上可以将特征描述为以某些组合的方式起作用,并且甚至最初如此要求保护,但要求保护的组合中的一个或多个特征在某些情况下可以从组合中被排除,并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。

类似地,虽然在附图中以特定顺序描绘了操作,但是这不应被理解为要求以所示的特定次序或按顺序次序执行此类操作,或者执行所有所图示的操作以实现期望的结果。在某些情况下,多任务和并行处理可以是有利的。此外,在上述实施方式中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施方式中需要这样的分离,并且应当理解,所描述的程序组件和系统通常可以集成在单个软件产品中或被打包进多个软件产品中。

已经描述了许多实施方式。然而,应当理解,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可以进行各种修改。例如,本文描述的示例性操作、方法、或过程可以包括比所描述的步骤更多的步骤或更少的步骤。此外,这些示例性操作、方法或过程中的步骤可以以不同于图中描述或图示出的顺序执行。因此,其他实施方式在所附权利要求的范围内。

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