專利名稱：熱地板數(shù)據(jù)中心的制作方法
熱地板數(shù)據(jù)中心技術(shù)領(lǐng)域
本文檔涉及為包含電子設(shè)備的區(qū)域提供冷卻的技術(shù)，諸如計算機服務(wù)房間或計 算機數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器機架。
背景技術(shù)：
隨著使用計算機的消費者越來越需要重載在線應用，大大地增加多計算機數(shù)據(jù) 中心的要求。數(shù)據(jù)中心是集中計算設(shè)施，包括幾百、幾千、甚至數(shù)千臺計算機，通常布 置成多個計算機機架。數(shù)據(jù)中心對于現(xiàn)代計算十分重要且建設(shè)和運營也非常昂貴。
對于建設(shè)數(shù)據(jù)中心的開支包括征用土地及設(shè)施標準的建設(shè)成本。另外，必須購 買和安裝數(shù)千臺計算機和配套設(shè)備。需要電子和機械設(shè)備來對這些設(shè)備進行供電和冷 卻。
數(shù)據(jù)中心的運營十分昂貴，原因在于需要速度快的計算機且速度快的計算機需 要電能。作為一個不幸的必然結(jié)果，速度快的計算機將電能轉(zhuǎn)化成熱，需要更多電能來 消除熱。例如，許多建筑物使用冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和其他能源消耗設(shè)備來冷卻設(shè) 施。這種設(shè)備需要風扇、泵和其他配套供電設(shè)備。發(fā)明內(nèi)容
本文檔公開了從支持電子設(shè)備的區(qū)域(諸如在數(shù)據(jù)中心中)有效率地去除熱的系 統(tǒng)和技術(shù)。在此描述的許多示例涉及在熱空氣通風室(plenum)中捕獲電子設(shè)備加熱的 大部分或全部空氣，其中，熱空氣通風室位于數(shù)據(jù)中心中的地板之下。然后，可以將熱 空氣聚集到該空間，將其冷卻，并且重新循環(huán)回到數(shù)據(jù)中心的主工作空間，在這里空氣 可以再次通過電子設(shè)備循環(huán)。其他熱空氣通風室或者地板下通風室的擴展可以位于容納 電子設(shè)備的計算機機架的后面，從而從工作空間的機架中的計算機抽取空氣，排到通風 室，然后通過機架后通風室向下到地板下空間。
在這種系統(tǒng)中，可以按照各種方式來布置空氣循環(huán)和冷卻設(shè)備。作為一個示 例，可以向每個計算機主板或者主板的小組提供小循環(huán)風扇，并且可以在地板下空間或 地板下空間附近設(shè)置主循環(huán)風扇。所述較小風扇可被用來保持對每個板循環(huán)的控制，以 防止出現(xiàn)熱點，并且保證每個板具有緊密控制。更緊密且更具有響應性的控制幫助防止 響應太慢或(也許帶有過度校正的)響應太快，其中響應太慢可能引起板過熱，而響應 太快可能使得一個板不成比例地占用設(shè)施中的冷卻資源。較大的風扇可以用于使空氣移 動到工作空間并在其內(nèi)分發(fā)，并且克服冷卻來自地板下空間的空氣的冷卻卷管的壓力落 差。
可以采用各種布置的風扇和冷卻卷管。例如，風扇和卷管這兩者可以位于地板 下空間，其中，風扇可以抽取空氣通過卷管或者推動空氣通過卷管。另外，卷管可以水 平放置在風扇之上或之下的地板水平面處，或者可以垂直地或成一定角度地完全放置在 地板下空間內(nèi)。另外，可以提供加壓通風室，其中多個風扇向單個通風室提供空氣并且多個卷管允許空氣通過通風室。風扇可以采用各種結(jié)構(gòu)，包括軸向和離心風扇。
在特定實現(xiàn)中，提供與大規(guī)模的冷空氣通風室(例如，填充數(shù)據(jù)中心工作空間) 分離的大規(guī)模的熱空氣通風室(例如，在數(shù)據(jù)中心地板下)可以提供一個或更多個益處。 例如，在兩個通風室都很大且共享來自系統(tǒng)的多個部分的空氣的情況下，空氣在熱和冷 兩側(cè)會具有大的熱質(zhì)量，并且可能因此抵制操作條件的變化，從而可以展現(xiàn)更一致的操 作。大型共享通風室允許對板出口溫度的改變效果進行平均化。另外，在多個計算機 機架、多個卷管和/或多個風扇向公共通風室送入空氣或抽取空氣的情況下，其他冷卻 單元可以取代發(fā)生故障的一個冷卻單元，諸如風扇或冷卻卷管。盡管這種情況下空氣的 溫度可以比故障之前的溫度稍微高點，但是來自故障設(shè)備的熱空氣可以與來自許多其他 區(qū)域的空氣混合，從而整體效果可以忽略，并且全部或大多數(shù)計算機可以保持在線和操 作。當對設(shè)施執(zhí)行維修時可以利用類似的積極效果。此外，通過在空氣進入工作空間之 前將其冷卻，在工作空間可以需要較少的混合或沒有混合，從而空氣進入計算機時的溫 度更加一致，并且可以在沒有熱點危險的情況下設(shè)計整個系統(tǒng)用于較高進入空氣溫度。 可以在僅使用冷卻塔而不使用冷卻機的情況下，實現(xiàn)這種較高進入空氣溫度。
另外，當在計算機處設(shè)置附加小風扇或其他氣流控制機構(gòu)時，可以安全地提高 跨越這些計算機的空氣溫度上升，從而在熱空氣通風室中引起特別高的溫度。這種高溫 可以允許系統(tǒng)更加有效率地操作，原因在于，在給定的溫度，通過給定的冷卻水量，更 多的熱可以從高溫空氣中被抽出。這將導致，與具有類似的能力但是以較低的熱空氣溫 度運行的冷卻裝置相比，該冷卻裝置總體規(guī)模較小。
通過在系統(tǒng)中操作較大的風扇來輔助這種慢循環(huán)，所述較大的風扇從熱空氣通 風室抽出空氣并驅(qū)動空氣通過冷卻卷管，從而每個托板面臨跨越其的恒定壓力差。這 樣，計算機上的風扇將經(jīng)歷可預測的操作參數(shù)并且可以以非常低的速度和量相對可靠地 操作。另外，控制各個單元(諸如托板或托板組)以維持設(shè)定出口溫度(并且通過擴展， 設(shè)定溫度上升)和控制更一般的風扇以維持可以為0的設(shè)定壓力差(而不是對那些風扇進 行溫度或溫度差的溫度控制)，可以幫助防止整個系統(tǒng)的這兩個部件彼此“沖突”。
最終，捕獲在熱空氣通風室中的服務(wù)器排出以及在將其釋放到設(shè)施之前進行處 理(冷卻)在服務(wù)器的入口導致更可預見的且統(tǒng)一的空氣溫度。這允許設(shè)計更高的平均 入口溫度，而不是與釋放來自服務(wù)器的未冷卻空氣返回到設(shè)施相關(guān)聯(lián)的峰值。另外，熱 空氣區(qū)與冷空氣區(qū)的隔離可以幫助防止熱短路，其中，局部的熱空氣可以被拉回通過機架。
在一些實現(xiàn)中，公開了一種數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)，包括地板結(jié)構(gòu)，所述地板結(jié) 構(gòu)限定地板下熱空氣通風室和地板上冷空氣通風室；多個地板上計算機組件，所述多個 地板上計算機組件被布置成將熱空氣排出到熱空氣通風室；以及一個或多個風扇-卷管 布置，所述一個或多個風扇-卷管布置從熱空氣通風室抽取空氣、冷卻該空氣，并向冷 空氣通風室提供該空氣。所述系統(tǒng)可以包括垂直通風室，通過地板結(jié)構(gòu)中限定的開口將 計算機組件流體連接(fhiidly connect)到熱空氣通風室。所述一個或多個風扇-卷管布置 包括一個或多個封裝的風扇-卷管，并且熱空氣通風室和冷空氣通風室的容量大小以及 截面形狀可以被調(diào)整以基本上消除由于風扇-卷管布置的故障造成的溫度熱點。在一些 方面，熱空氣通風室限定的容量至少與冷空氣通風室限定的容量的百分之二十一樣大。
在其他特定方面，多個計算機組件包括按行布置的多個垂直機架，所述多個垂 直機架將熱空氣排出到與地板下熱空氣通風室流體連通(influid communication)的垂直通 風室。所述系統(tǒng)還包括與計算機組件鄰近的空氣循環(huán)風扇和被配置為維持來自計算機組 件的設(shè)定出口空氣溫度的風扇控制器。此外，所述系統(tǒng)可以包括與計算機組件鄰近的空 氣循環(huán)風扇和被配置為維持計算機組件上的部件的最大安全操作溫度的風扇控制器。另 夕卜，所述系統(tǒng)可以包括風扇-卷管組件控制器，所述風扇-卷管組件控制器被配置為維持 熱空氣通風室和冷空氣通風室之間的設(shè)定壓力差。例如，設(shè)定壓力差可以大致為0。在另一實現(xiàn)中，公開了一種操作數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)的方法。所述包括跨越 多個計算機循環(huán)空氣以消除計算機積累的熱；捕獲地板上熱空氣通風室中的空氣并且將 所述空氣向下引導到地板下熱空氣通風室；以及捕獲熱空氣，將熱空氣冷卻，并且將冷 卻的空氣提供給地板上工作空間。所述方法還包括跨越所述計算機連續(xù)地使空氣循環(huán)進 入地板下熱空氣通風室，通過循環(huán)和冷卻設(shè)備，并且返回到工作空間。提供冷卻的空氣 可以包括使用地板下風扇使熱空氣循環(huán)通過地板下冷卻卷管，以及跨越所述多個計算機 循環(huán)空氣可以包括使用鄰近所述計算機放置的風扇跨越所述多個計算機抽取空氣。在特定方面，所述方法還包括控制鄰近計算機放置的風扇以維持來自計算機的 設(shè)定出口空氣溫度。另外，在特定方面，地板下熱空氣通風室至少是地板上冷空氣通風 室的容量的百分之二十。在另一實現(xiàn)中，公開了一種數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心工作空 間，所述數(shù)據(jù)中心工作空間向大量多個計算機組件提供冷卻空氣；熱空氣通風室，所述 熱空氣通風室接收循環(huán)經(jīng)過計算機組件且變熱的空氣；以及數(shù)據(jù)中心地板，所述數(shù)據(jù)中 心地板至少部分地限定數(shù)據(jù)中心工作空間與熱空氣通風室之間的屏障。所述系統(tǒng)還可以 包括熱空氣通風室中的多個空氣循環(huán)風扇以及與位于熱空氣通風室的邊緣的空氣循環(huán)風 扇相關(guān)聯(lián)的多個冷卻卷管?？諝庋h(huán)風扇可以被配置為抽出熱空氣通風室的空氣并且在 通過冷卻卷管冷卻空氣之后提供給工作空間。另外，數(shù)據(jù)中心工作空間可以包括在包含 計算機組件的一個或多個模塊化計算框架中，以及熱空氣通風室包括在被配置為加入到 所述一個或多個第一模塊化框架的一個或多個模塊化機械框架中。此外，所述系統(tǒng)可以 包括在第二模塊化工作空間框架頂部上堆疊的第一模塊化工作空間框架，所述第二模塊 化工作空間框架堆疊在機械框架頂部上。在附圖和下面的描述中，闡述了一個或多個實施例的細節(jié)。根據(jù)說明書和附圖 以及權(quán)利要求，其他特征、目的和優(yōu)點將是明顯的。


圖Ia示出數(shù)據(jù)中心空氣循環(huán)布局的平面圖。圖Ib示出圖Ia中的數(shù)據(jù)中心的前視截面圖。圖Ic示出圖Ia中的特定風扇-卷管單元的側(cè)視截面圖。圖Id示出圖Ia的數(shù)據(jù)中心的管道布局的平面圖。
圖Ie示出圖Id的數(shù)據(jù)中心的前視截面圖。圖2a示出具有聚集的風扇-卷管單元的數(shù)據(jù)中心的平面圖。圖2b示出圖2a的數(shù)據(jù)中心的截面圖。
圖3a示出具有多種空氣循環(huán)和冷卻子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的平面圖。圖3b示出圖3a的數(shù)據(jù)中心的截面圖。圖3c示出圖3b的特定單元的截面圖。圖4a示出模塊化、堆疊的數(shù)據(jù)中心的等 距視圖。圖4b示出圖4a的數(shù)據(jù)中心的端截面圖。圖4c示出圖4a的數(shù)據(jù)中心的提升連接器的詳細視圖。圖4d示出圖4a的數(shù)據(jù)中心的局部平面圖。圖5是多級固定數(shù)據(jù)中心的截面圖。圖6是使用共享高壓熱空氣通風室的數(shù)據(jù)中心的平面圖。圖7是具有地板下空氣循環(huán)和冷卻單元的數(shù)據(jù)中心的截面圖。各個附圖中相同的附圖標記指示相同的部件。
具體實施例方式圖Ia示出數(shù)據(jù)中心100空氣循環(huán)布局的平面圖，而圖Ib示出圖Ia中的數(shù)據(jù)中 心100的前視截面圖。通常，在此示出的系統(tǒng)提供多個風扇-卷管單元組合，可以位 于標準數(shù)據(jù)中心100的地板下。在此示例中將數(shù)據(jù)中心100示出為類似于倉庫的設(shè)施 或者不昂貴且快速建成的其他設(shè)施中單層數(shù)據(jù)中心。所述設(shè)施可以被建設(shè)成板塊疊層 (slab-on-grade)設(shè)施，或者可以被設(shè)置為兩層設(shè)施，其中，板塊上組件包括計算機，板 塊下(地板下)組件包括各種冷卻和其他機械設(shè)備，諸如管道。其中，設(shè)施是板塊疊層， 管道和機械設(shè)備可以位于標準活動地板之下。用于計算機的電子設(shè)備(未示出)又可以 位于計算機之上或之下，而用于機械設(shè)備的電子設(shè)備可以位于地板之下。在支持多個計算機的機架的平行行中布置數(shù)據(jù)中心100中的計算機，如在此示 例中通過圖Ia的平面圖中的虛線所示。計算機可以是從機架滑進和滑出的水平托板上的 計算機母板的形式，就像自助餐廳的托板或面包房的托板。還可以使用安裝計算機的其 他機構(gòu)，諸如通過垂直布置計算機以及在計算機的背板提供用于計算機聯(lián)接的機構(gòu)。每 個機架可以包括多個計算機的垂直部分，諸如通過在一個機架中包括三個部分。機架本 身可以安裝在輪或用于將其移動到其他機架位置的其他機構(gòu)。在此示例中，以背對背的布置成對示出行中的機架。具體地，主機架行106包 括兩個平行行的機架106a，通過熱空氣通風室106b將它們的后邊緣稍微分開。在操作 中，將空氣從工作空間104抽取到機架106a的前面，穿過機架中的計算機，其中，通過 計算機設(shè)備使其變熱，并且可以將空氣從機架的后面直接輸出到通風室106b?？梢栽诿?個這種通風室106b的底部處的數(shù)據(jù)中心的地板中設(shè)置開口 105，從而可以將熱空氣從通 風室106b向下抽取到地板下空間108。地板下空間108本身還可以用作熱空氣通風室， 并且尺寸可以相對較大。例如，在使用活動地板的情況下，地板下空間108高度大約為2 英尺或4英尺或者更高。在使用地板下空間或類似空間的情況下，地板下空間108高度 可以大約為8英尺至10英尺或者更高。如所示，可以用多個風扇-卷管單元(諸如單元107)填充地板下空間108。這 種風扇-卷管單元可以采用各種形式，并且不需要是在貿(mào)易中通常被稱為風扇-卷管單元 的單包裝單元，并且也不需要具有風扇與卷管的特定比。例如，多個風扇可以服務(wù)包括單個卷管或不同數(shù)量或多個卷管的單個區(qū)域。風扇和卷管的具體布置可以依賴于實現(xiàn)系 統(tǒng)的方式。在此示例 中，示出風扇-卷管單元具有服務(wù)各個卷管的各個風扇。具體地，例 如，在單元107中，示出風扇100安裝到隔離基底，并且將空氣從地板下空間108抽出， 以驅(qū)動空氣向上通過冷卻卷管114。卷管114安裝到地板結(jié)構(gòu)的底部且通過過渡件流體連 接到風扇110。相對于計算機設(shè)備，冷卻卷管114可以位于工作空間104的工作空間過 道。可以調(diào)整卷管114的大小以便接近工作空間過道的寬度且充分長，以便為空間提供 適合的冷卻等級。例如，冷卻卷管114可以大約3英尺寬且大約6英尺長。格柵115可以位于卷管114之上以保護卷管，且允許工作空間104中的用戶和設(shè) 備在卷管之上通過。格柵115可以是可移動的，諸如通過將金屬格柵定位在其周圍具有 凸緣的孔，就像人孔蓋，從而格柵115可以被去除且卷管114可以被訪問用于維修或其他 目的。另外，可以鄰近格柵115和卷管114設(shè)置訪問面板(未示出)，諸如對將冷卻卷管 114連接到冷卻系統(tǒng)的閥門或其他管道提供便利的訪問。在其他布置中，單個風扇可以流體連接到多個卷管。例如，可以從風扇的頂 部設(shè)置管道系統(tǒng)，且管道系統(tǒng)可以向上向下擴展數(shù)據(jù)中心的通道，從而單個風扇可以服 務(wù)彼此間隔開的卷管。另外，單個風扇可以服務(wù)相鄰行中的卷管，諸如，在風扇可以位 于計算機行之下且處于相鄰工作空間行之間的情況下。例如，通過風扇-卷管單元116 示出這種布置。單個單元給相鄰行供能的這種布置可以在冷卻系統(tǒng)中導致有益的分集 (diversity)。例如，如果風扇-卷管單元116發(fā)生故障，則這個問題將僅導致對每個過道 中的一個卷管失去服務(wù)，而不是對每個過道中的多個卷管失去服務(wù)。其結(jié)果是，問題可 能擴展到整個數(shù)據(jù)中心，并且相同工作空間行中的其他卷管冷卻的空氣可以與故障的風 扇_卷管單元附近具有相對熱的空氣的上一行和下一行混合。還可以采用風扇與卷管的其他布置。例如，多個風扇可以服務(wù)單個卷管，以便 在一個風扇停止服務(wù)的情況下提供冗余。同樣地，多個風扇可以服務(wù)多個卷管。這種布 置可以在通風設(shè)備和冷卻系統(tǒng)中提供更大的冗余和分集。這種系統(tǒng)中的諸如風扇110的風扇中每個可以與諸如馬達112的驅(qū)動風扇的特 定馬達相關(guān)聯(lián)。在此處示出的特定情況下，諸如在數(shù)據(jù)中心100左側(cè)開始的第二個過道 中，單個馬達可以用于驅(qū)動多于一個風扇。這種布置可以允許系統(tǒng)更加節(jié)能地操作，并 且允許為較大的馬達調(diào)整尺寸，所述較大的馬達去除每單位空氣將使用較少電量。另 夕卜，使用多個風扇的馬達可以降低系統(tǒng)中需要的維護和修理量，并且降低系統(tǒng)的安裝成 本和啟動時間。還可以對目前為止描述的數(shù)據(jù)中心設(shè)備提供輔助服務(wù)。例如，在圖IA中，可以 設(shè)置數(shù)據(jù)中心辦公室102，其中，數(shù)據(jù)中心設(shè)備的操作者可以跟蹤計算機終端或類似機構(gòu) 上的操作。例如，可以向操作者示出系統(tǒng)中的溫度和系統(tǒng)中的空氣流速，以確定數(shù)據(jù)中 心100中的設(shè)備是否被充分冷卻。另外，當設(shè)備故障或者溫度超過特定等級時，可以向 操作者提供報警，從而操作者可以快速診斷并改正任何問題。另外，盡管沒有示出，可以向數(shù)據(jù)中心100提供其他輔助系統(tǒng)，諸如補充空氣 系統(tǒng)和用于給各個設(shè)備供能的電子系統(tǒng)。可以通過公知技術(shù)提供補充空氣，諸如通過外 部空氣引入口，空氣被過濾且可以被潛在地冷卻和進行濕度調(diào)節(jié)。在一個示例中，可以通過具有使用壓縮器的冷卻單元、冷卻機或類似供能的冷卻系統(tǒng)的辦公室102來提供補 充空氣。這樣，可以使用冷卻塔水對數(shù)據(jù)中心的主工作工件104進行自由冷卻，并且數(shù) 據(jù)中心的主工作工件104可以保持在高溫，而可以使用更能源密集型的冷卻設(shè)備將辦公 室102保持在較低溫度。然而，整個能源消耗仍可以急劇下降，原因在于辦公室102與 數(shù)據(jù)中心100的其他區(qū)域相比具有低得多的熱負荷，其中，可以放置高密度和高熱產(chǎn)生 計算設(shè)備。作為僅對要求人舒適度的特定區(qū)域使用較高操作成本的設(shè)備的結(jié)果，數(shù)據(jù)中 心100可以以大幅降低的成本來操作。圖Ic示出圖Ia的特定風扇-卷管單元的側(cè)視截面圖。該視圖更好地示出需要 在卷管的長尺度方向?qū)L扇出風口連接到卷管114的管道系統(tǒng)過渡。另外，該視圖還示 出數(shù)據(jù)中心的一行機架106中的多個機架106a。在此示例中，機架的每個垂直部分大約 19英寸寬，而卷管大約是三部分機架的寬度，或者大約60英寸寬。在此，風扇-卷管單 元108包括隔離基底上的風扇110，隔離基底具有通過帶連接到風扇的驅(qū)動馬達112，并 且金屬片過渡區(qū)從風扇110向上延伸以連接到卷管114。在正常操作中，如附圖的箭頭所 示，空氣將被抽取到風扇110的一側(cè)或兩側(cè)，通過卷管向上驅(qū)動且進入通過上面站了工 作人員的工作空間。附圖還示出冷卻管道119。這種管道119可以沿地板之下的路徑或其他位置被路 由，以便接近系統(tǒng)中的各種冷卻卷管。可以包括彈性管道部分的管道起點(takeoff)可以 設(shè)置在主管道(main pipe rans)與冷卻卷管(諸如卷管114)之間?？梢圆贾糜晒┙o管道 和回流管道組成的冷卻管道119以便引導回到一個或多個總管(header pipe)。總管的大 小可以隨著它們接近一個或多個冷卻機而增加。圖Id示出圖Ia的數(shù)據(jù)中心的管道布局的平面圖，而圖Ie示出圖Id的數(shù)據(jù)中心 的前視截面圖。管道系統(tǒng)通常包括冷卻水供給集管(header) 130和冷卻水回流集管132。 通常，將水從外部源(諸如連接到冷卻塔的蒸發(fā)冷卻環(huán))泵到系統(tǒng)中以達到供給集管 130 (或通過熱交換器連接到蒸發(fā)環(huán)路的環(huán)路)。然后，在階梯布置或其他布置中，水可 以壓下一系列供給管道，諸如供給管道134。這種冷卻供給水可以接著被提供給起點，所 述起點可以彈性或其他方式連接到各個卷管，諸如起點138連接到冷卻卷管114。在通過 卷管114循環(huán)之后，此時已經(jīng)通過經(jīng)過了卷管114的空氣變熱的冷卻水可以通過起點140 從卷管出來且到達回流管道136。然后，水通往回流集管132，并且排出系統(tǒng)(諸如蒸發(fā) 冷卻系統(tǒng))，并且在被冷卻后再次循環(huán)回來。
如技術(shù)人員所理解，還可以在這種系統(tǒng)中提供沒有示出的各種輔助組件。例 如，可以在每個管道起點設(shè)置切斷閥，并且對于每個卷管，允許卷管被去除并允許系統(tǒng) 的其他部分被去除用于維護。另外，集管切斷閥可以允許系統(tǒng)的連續(xù)調(diào)試，其中，最初 可以安裝主集管，然后可以安裝計算設(shè)備，連接到計算設(shè)備且聯(lián)機，而系統(tǒng)的其他部分 還沒有安裝。另外，系統(tǒng)可以包括其他組件，諸如平衡閥，可以用于確保充分的水流到 系統(tǒng)的所有部分，包括將面對額外摩擦和來自流的限制的系統(tǒng)的遠距離部分，并且如果 沒有適當?shù)仄胶庀到y(tǒng)，則會因此缺乏冷卻水。如技術(shù)人員所理解，還可以根據(jù)需要提供 泵、過濾器和其他類似組件。圖Id所示的特定管道布置可以對于在數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)中提供分集操作是有益 的。具體地，系統(tǒng)的供給管道與管道之上系統(tǒng)中的服務(wù)器行成一定角度地運行。其結(jié)果是，每個供給管道和回流管道可以服務(wù)系統(tǒng)中不同行機架中的且在系統(tǒng)中彼此間隔開的 冷卻卷管。因此，如果一行管道必須停止服務(wù)，則系統(tǒng)中通過多行的計算機而間隔的卷 管將感到這種影響。例如，如果管道134、136停止服務(wù)，則計算機行中間隔開三行的 兩個卷管將需要被拆除。那些卷管服務(wù)的空氣遠遠地間隔開，并且來自相同行的其他卷 管的冷卻空氣能夠容易地服務(wù)“下”卷管前的計算機。相反，如果管道已經(jīng)沿著行運行 并且每個管道僅服務(wù)單個行，則特定行的所有卷管需要停止服務(wù)，并且可以導致局部熱 的熱點，或者面對該行的計算機可能需要離線。通過使每組管道服務(wù)不同行機架的卷管 (例如，通過在管道的兩個方向具有管道的短起點和長起點)，可以使用與機架行平行地 運行的管道來獲得類似的分集(diversity)效果。在此示出在這些附圖中示出的數(shù)據(jù)中心100的具體大小和為數(shù)據(jù)中心提供的冷 卻單元和風扇單元的數(shù)量僅是說明性的。通常，數(shù)據(jù)中心需要更多散布普遍較大區(qū)域的 這種冷卻卷管。如技術(shù)人員所理解，可以根據(jù)中心中的具體加熱負荷以及設(shè)備的能力來 改變適用于整個數(shù)據(jù)中心上的設(shè)備的單元和其他件的具體數(shù)量以及單元的樣式。圖2a示出具有聚集的風扇-卷管單元的數(shù)據(jù)中心的平面圖，而圖2b示出圖2a 的數(shù)據(jù)中心的截面圖。通常，這些附圖示出特定類型的風扇-卷管布置。在此示例中， 相對于風扇的相應冷卻卷管來確定風扇的方向，從而風扇聚集(cluster)在一個區(qū)域中， 并且可以更容易地向這個集群提供電力服務(wù)、一般維護和其他維修服務(wù)。通過服務(wù)卷管 204的風扇202示出一個這種集群。在示例中，示出對 準的各個卷管204，諸如與上述數(shù) 據(jù)中心中的工作空間過道對準。如從圖2b的截面看出，在此示例中，卷管204不像先前 的示例中那樣位置與上述空間的地板平齊或者與上述空間的地板幾乎平齊，而是與內(nèi)部 卷管通風室212成一定角度?？梢酝ㄟ^架設(shè)從地板下空間的地板延伸到地板下空間的天 花板的金屬片的矩形盒來建立卷管通風室212，其可以位于數(shù)據(jù)中心200的工作空間的地 板或者在數(shù)據(jù)中心200的工作空間的地板附近。卷管204可以在通風室212內(nèi)成一定角 度，以便允許表面積較大的卷管服務(wù)用于冷卻的區(qū)域。具體地，如果卷管204與上述地 板平齊，則它們的寬度將被限制到上述數(shù)據(jù)中心的工作空間的過道的寬度。通過在垂直 尺度調(diào)整卷管204的角度，可以使用較寬的卷管。另外，如果可以將卷管204放置到更 接近地板下空間的地板，則在地板下空間可以更加容易訪問卷管204。通過卷管通風室212中的卷管204的壓力差可以僅是需要克服通過卷管204的壓 力落差加上空氣向上移動通過地板且到達上述工作空間中的計算機機架前面的輕微的附 加壓力落差。由于卷管204的位置使得通風室212包括兩個區(qū)域。具體地，卷管204的上游 側(cè)的區(qū)域可以是熱空氣區(qū)域或熱空氣通風室，而卷管的下游側(cè)的區(qū)域可以是冷空氣區(qū)域 或冷空氣通風室，包括與上述工作空間流體連通的通風室?？梢栽诰砉苤車峁┲T如墊 圈的適當封閉或其他機構(gòu)，以防止從熱空氣側(cè)到冷空氣側(cè)的空氣泄漏。如所示，諸如風扇202和馬達的機械設(shè)備在單個區(qū)域中聚集可以提供有效的電 力服務(wù)。例如，單個電力服務(wù)面板214可以設(shè)置在風扇202的集群附近，且可以包括服 務(wù)風扇202的必要設(shè)備。例如，根據(jù)操縱馬達和風扇202所需要，面板214可以包括斷 路器、關(guān)閉機構(gòu)、其他隔離機構(gòu)、接地設(shè)備和馬達控制。其結(jié)果是，安裝者可以更加容 易提供這種設(shè)備，并且技術(shù)人員可以更加容易訪問設(shè)備以維修。服務(wù)面板的一個或多個部分，諸如關(guān)閉機構(gòu)，可以位于更加容易訪問的位置。圖3a示出具有多種空氣循環(huán)和冷卻子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的平面圖，而圖3b示出圖 3a的數(shù)據(jù)中心300的截面圖，以及圖3c示出圖3a的特定冷卻單元306的截面圖。這些 附圖通常示出數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)中提供地板下熱空氣通風室的風扇-卷管單元的多種不 同布置。在此示出的示例再次涉及周圍布置平行行的背對背計算機單元的數(shù)據(jù)中心，計 算機單元將它們的熱空氣排到垂直通風室，然后將空氣通過數(shù)據(jù)中心的地板釋放到地板 下空間。當然，也可以采用其他布置。通過行304示出這種計算機布置。行304可以包括第一行計算機機架和第二行 計算機機架，它們通過機架之間相對窄的開放區(qū)域在后邊緣處間隔開。在定位計算機機 架的情況下，可以將空氣從數(shù)據(jù)中心300的工作空間302抽到機架中的計算機單元前面， 并從計算機單元的背面出去，然后向下到達地板下空間。在這種示例中，機架的行之間 的空間用作垂直熱空氣通風室，而工作空間用作冷空氣通風室。作為提供數(shù)據(jù)中心300中的空氣冷卻和循環(huán)的布置的第一示例，在行304中示出 成直線提供冷卻機架的冷卻單元306。特定冷卻單元306包括一個或多個冷卻卷管310， 并且可以具有位于一個或多個卷管310之上的軸向循環(huán)風扇308。這種冷卻單元306可以 直接放置在數(shù)據(jù)中心的地板上，在位于卷管310之下的地板中切口之上。以這種方式， 風扇308可以將熱空氣從地板下的區(qū)域向上抽并通過卷管31 0，然后將空氣排出行304的 兩側(cè)并進入工作空間302，其中，空氣可以通過系統(tǒng)再次循環(huán)。單元306可以是數(shù)據(jù)中心中機架的特定配備部分的一部分，其中，可以用卷管 310和風扇308來代替通常為機架中的計算機的組件。通過這種布置，在數(shù)據(jù)中心300的 操作者認為需要附加冷卻的情況下，可以靈活定位冷卻單元306。在這種情況下，可以 去除行304的任何一側(cè)上的一對計算機機架，并且單元306可以放置在機架先前放置的位 置。還可以去除到地板下空間的訪問面板，以便增加空氣可以從位于計算機機架之間的 熱空氣通風室下面的先前的窄區(qū)域開始流動通過的區(qū)域，以包括將空氣充分提供給卷管 310的區(qū)域?？商孢x地，熱空氣通過進入到機架下的地板下空間的開口可以過大，如開口 340 所示，用于空氣向下通過。開口 340的過大的部分通常可以通過支撐開口 340上的計算 機單元的托板或機架以及通過計算機機架的底部與地板之間的封閉機構(gòu)而被阻擋，從而 來自工作空間302的空氣不能與加熱的地板下空氣混合。對于諸如單元306的風扇-卷 管單元，開口 340可以適當?shù)卣{(diào)整大小，從而當計算機機架被去除且用風扇-卷管單元替 換時，開口可以與風扇-卷管單元正常地操作。如從圖3c可以更加清晰地看出，單元306可以與其他計算機機架成一直線布 置，并且還可以在單元306之上的區(qū)域中設(shè)置計算機307。這種計算機可以位于需要將冷 空氣循環(huán)出單元306并且遠離單元306的水平面之上，并且在定位數(shù)據(jù)中心300內(nèi)的計算 機時可以允許附加密度。通過冷卻單元314示出向數(shù)據(jù)中心300提供循環(huán)和冷卻的可替選方法。在此示 例中，封裝的商業(yè)風扇-卷管單元位于地板下空間的地板上。封裝的單元可以包括以熟 悉的方式布置的冷卻卷管314a和風扇314b。封裝的風扇-卷管單元314可以是能夠從如 TRANE、CARRIER等公司獲得的多種類型商業(yè)可用的風扇-卷管單元的任意一個。又可以在風扇-卷管單元314的入口向地板下空間開放風扇-卷管單元314，但是風扇-卷 管單元314在其開口處可以包括過濾器(諸如在粗糙或預過濾器水平處操作的過濾器)， 并且可以用管道通往地板中的開口，以便將冷卻的空氣返回工作空間302。在完整實現(xiàn) 中，多個封裝的風扇-卷管單元將散布地板下區(qū)域。以這種 方式，單元314可以方便地提供與本文檔的其他部分描述的機構(gòu)類似的 空氣循環(huán)和冷卻，但是在設(shè)施需要快速開機時間的情況下可以更加容易獲取和安裝單元 314。單元316示出可以用于將空氣從地板下空間提供給工作空間并冷卻空氣的另一 風扇-卷管布置。在此，垂直定位冷卻卷管322作為計算機機架的替換的部分。例如， 可以將卷管322定位到框架的側(cè)面，卷管322被移動并調(diào)整大小以滑動到通常為計算機機 架保留的空間。這種布置可以允許卷管具有非常大的表面區(qū)域，并因此對氣流具有低阻 抗?？梢栽诿總€卷管之上設(shè)置保護面板，以防止卷管被工作空間302的人損壞。風扇318從地板下空間抽取熱空氣，并且將空氣引導到卷管322之間創(chuàng)建的通風 室320中。風扇310產(chǎn)生的高壓可以迫使空氣通過卷管，在卷管中空氣被冷卻，并且額 外的空氣可以從地板下空間被抽入。在可選布置中，風扇318可以位于地板水平面之上 的卷管322之間，并且可以與卷管322之間的空間交換空氣。在這種布置中，風扇318 的空氣入口可以向下通往地板下空間，以便抽入熱空氣并維持通風室320中的正壓。通過單元326示出與單元316相類似的布置。然而，在此布置中，僅在一行背 對背的服務(wù)器一側(cè)設(shè)置通風設(shè)備。因此，單元326包括與單元316的風扇318類似布置 的風扇328，并且還包括在一行計算機機架正面處的冷卻卷管330。然而，單元326不將 空氣引導到計算機機架的另一側(cè)，而是充滿計算機機架。從計算機抽出空氣的熱空氣通 風室332與卷管330后面的加壓通風室之間的隔板防止這種空氣混合且允許兩區(qū)的適當加 壓。再次，風扇328可以放置在卷管330后面空間中的地板之上，并且在此示例中，風 扇328可以包括一組軸向流風扇，類似于在單元306中，可以倚著地板設(shè)置。圖3c還示出用于諸如單元306的單元的示例管道連接。如所示，冷卻水管道340 在地板水平面之下操作，具有向上運行到冷卻卷管的起點或水龍頭。在特定實現(xiàn)中，一 個或多個小泵可以位于冷卻卷管附近，以對通過卷管冷卻水的循環(huán)提供輔助或更好的控 制。另外，盡管沒有示出，可以設(shè)置切斷閥，以在不干擾系統(tǒng)的操作的情況下容易地連 接和斷開卷管，并且還可以設(shè)置控制閥以控制提供給卷管的冷卻水量?？梢栽谌魏吻袛?閥附近的地板中設(shè)置訪問面板，從而人可以在不需要進入地板下空間的情況下容易地接 觸到閥。在地板下空間與地板上空間之間存在壓力差的情況下，可以在訪問面板周圍和 沿地板水平面的其他點提供封閉材料。在一個示例中，還可以在數(shù)據(jù)中心的工作空間中設(shè)置溫度傳感器，并且可以對 各種冷卻卷管進行節(jié)流或增壓以維持工作空間的溫度設(shè)定點?？梢砸来慰刂骑L扇的速度 以維持系統(tǒng)中的特定壓力差。例如，可以控制提供有計算機單元的風扇，以提供通過板 的特定溫度上升或者在工作空間與板的排氣部分之間維持特定壓力。然后，可以控制服 務(wù)地板下空間的風扇，以維持計算機背板與工作空間之間的設(shè)定壓力差(即，克服熱空 氣通風室、冷卻卷管和諸如過濾器等的任何其他設(shè)備的壓力落差)。圖4a示出模塊化、堆疊的數(shù)據(jù)中心400的等距分解視圖，以及圖4b示出相同數(shù)據(jù)中心400的端截面圖。通常，數(shù)據(jù)中心400已經(jīng)展示了討論的許多特征，但是按照可 以在工廠建設(shè)、運到現(xiàn)場并迅速在現(xiàn)場豎立的形式。在此示例中，數(shù)據(jù)中心400包括三 個模塊機械基底模塊404和兩個計算模塊402。還可以使用更高級別的模塊。計算模 塊402可以采取支持由中央過道間隔開的兩行計算機機架的盒形梁框架的形式。每個計算模塊402可以接近標準航運集裝箱的大小，從而它們可以容易地裝入 商業(yè)拖拉機掛車的掛車上(或者實際上可以用作掛車的結(jié)果，如使用航運集裝箱)。以這 種方式，模塊402可以容易運到現(xiàn)場，并且還可以用帆布或其他材料覆蓋，從而在運輸 過程中其中的設(shè)備可以被遮蔽。通常，可以用標準焊接鋼盒形梁或滾壓或形成的通道來形成計算模塊402的框 架。支撐件(為了清晰，未示出)可以根據(jù)需要沿模塊402的端或側(cè)放置用于結(jié)構(gòu)支 撐。在此示例中，示出模塊402、404具有匹配的尺寸，從而它們可以按照模塊化的方式 堆疊在彼此頂部，包括通過在水平尺度形成模塊的矩形網(wǎng)格且在垂直尺度堆疊模塊，就 像LEGO塊的堆疊一樣。為了將類推進一步擴展到LEGO塊，且為了在彼此的頂部提供 模塊的適當對準和封閉，可以沿模塊的上部分(例如，沿周邊)提供圓柱形擴展，并且沿 其他模塊的下部分應用匹配的圓柱形插入物(見圖4c)?？梢杂萌魏芜m當?shù)牟牧献龀蓴U展 和插入物，并且可以使用特定的強硬的塑料，從而隨著模塊在彼此頂部上滑動可以經(jīng)歷 一些“給”。另外，特定塑料可以被顏色編碼(例如，藍色、紅色或黃色)，從而本領(lǐng) 域的裝配工可以更加容易與被設(shè)計為結(jié)合在一起的模塊匹配。可替選地，可以使用標準 集裝箱角件，并且可以提供鏟車叉槽用于機動(未示出)。模塊402還可以在輸送到現(xiàn)場之前部分或全部被覆層(skinned)。例如，如果 當安裝模 塊時模塊想要成為堆疊中的頂模塊，則可以在裝運之前對其施加一個頂部-可 以對端模塊的壁使用類似的方法。其他內(nèi)部區(qū)域可以保留不被覆層并且對鄰接的模塊開 放。因此，在安裝模塊之后，模塊可以對模塊網(wǎng)格內(nèi)移動的人和空氣開放，這與在安裝 時關(guān)閉每個模塊的實現(xiàn)不同。另外，盡管兩個計算模塊402示出從模塊402的一端一直 到另一端運行的計算機，但是計算機機架可以以不達到模塊的一端的形式被停止，以便 允許工作人員沿一端從一個模塊移動到下一模塊。因此，全面安裝可以包括兩個方向上的一打或更多模塊的網(wǎng)格。在縱向方向， 可以在行之間建立長的計算機行和長的過道。在橫向方向，可以設(shè)置多行計算機和多個 工作空間過道。然后，數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部空間可以相對例如圖Ia所示的布局區(qū)別開。模塊402、404可以安裝在室外或室內(nèi)。對于室外安裝，可以在現(xiàn)場或者在場外 對模塊402、404覆層，并且可以封閉模塊402、404以維持適當?shù)膲毫Σ⑶冶３指鱾€部件 露出。可以向模塊402、404提供各種公共設(shè)施，包括空氣、水和電。另外，可以鄰近 模塊402、404設(shè)置公共設(shè)施工廠，諸如以冷卻塔和擁有泵、熱交換器和其他機械和電子 設(shè)備的模塊的形式。這種設(shè)備可以位于與模塊402、404形式類似的模塊中。這些將被 稱為服務(wù)模塊。例如，泵和熱交換器可以位于鄰近模塊402安裝的模塊中(如在高溫天 氣時預計是必要的冷卻機)，管道集管可以安裝到位于鄰近模塊402安裝的模塊中。然 后，在管道集管模塊連接到通過模塊104操作的管道，且冷卻塔安裝在其他服務(wù)模塊的 頂部之上的情況下，可以將所有模塊連接在一起。在圖4b中最好地看出模塊402、404中的特定組件以及它們的布置。(為了清晰，已經(jīng)從圖4a去除了特定細節(jié)，包括模塊404中的設(shè)備。)示出這樣的計算機機架406 行，并且它們的前邊緣形成工作人員可以通過的中央走廊，以及它們的后邊緣在模塊402 的周邊形成垂直熱空氣通風室410。在操作中，空氣可以從過道412抽出，跨越這些計算 機，并且進入垂直熱空氣通風室410。頂部計算模塊402的地板和底部計算模塊402的頂 板可以被打孔、保持開放或者是其他流體連通方式，從而熱空氣可以一直向下流到計算 模塊402的外壁并進入機械模塊404。如此示例所示，下部模塊中的機架406可以比上 部模塊402中的機架406的位置更加向內(nèi)，原因在于，下部模塊402的熱空氣通風室410 需要承載兩個模塊中計算機排出的空氣。通過在下部模塊中建立附加區(qū)域，下部模塊的 過道比上部模塊中的過道稍微窄一點，但是熱空氣通風室中空氣的速度可以保持相當平 穩(wěn)，并且壓力落差可以被最小化。另外，示出可選循環(huán)輔助風扇416，以向從上部模塊 402下來的熱空氣提供附加動力?？刂葡到y(tǒng)可以與風扇416結(jié)合使用以正確管理氣流。 在適當?shù)那闆r下，可以將這樣的風扇行沿模塊402的長度放置。當熱空氣向下循環(huán)到機械模塊404時，在每一側(cè)被一行風扇422吸納。盡管可 以容易地使用其他形式的風扇，但是在此示例中，風扇422是離心風扇。一對擋板426 將地板下空間分割成風扇422周圍的低壓區(qū)和風扇出口點前面的高壓區(qū)。冷卻卷管424 位于較高壓區(qū)的另一側(cè)，從而空氣通過卷管424，被冷卻，然后向上移動到下部計算模塊 402的過道412中。模塊402的地板可以被打孔或打眼，以便允許冷卻的空氣更加自由地 向上通過?？梢栽谥醒脒^道412中提供各種布置，以輔助數(shù)據(jù)中心的操作。首先，可以在 上部計算模塊402和下部計算模塊402相遇的情況下，可以提供循環(huán)輔助風扇414，以便 幫助更冷的空氣從卷管424到達上部模塊，并且防止空氣短路通過下部計算模塊402的底 部附近的計算機。另外，卷管424上的虛線示出去除卷管用于維修或替換的區(qū)域。具體地，如 果卷管424失效或者需要維修，則在技術(shù)人員可以容易地向上拉卷管的情況下，諸如通 過提升卷管424上的環(huán)或柄，可以提供卷管之上的區(qū)域。另外，可以調(diào)整訪問面板的大 小，從而可以通過工作空間去除風扇422，諸如通過在軌道上向前滑動風扇，然后在去除 干擾卷管并斷開風扇電子設(shè)備之后將風扇從單元404提升。在可替選的布置中，并且因 為風扇通常比卷管需要更多的維修，所以風扇422可以位于卷管424之間且在中央過道 412之下。在這種情況下，風扇422可以抽取通過卷管的空氣(可以把熱空氣通風室和低 壓冷空氣通風室之間封鎖起來，所述熱空氣通風室位于卷管與單元404外壁之間，所述 低壓冷空氣通風室位于卷管之間)。圖4c示出圖4a的數(shù)據(jù)中心的提升連接器的詳細視圖。所述連接器包括鉤環(huán) 434，鉤環(huán)434可以安裝在單元的每個角且被定位，以便由起重器鉤住用于將單元提升到 位。然后，在放置單元之后可以通過松開來去除環(huán)434，從而，例如，可以將附加單元放 置在第一單元的頂部。另外，在此附圖中，沿單元框架的周圍示出單元之間的圓柱形類 似LEGO的連接器。還可以將吊鉤凹入到模塊的結(jié)果中，以便不需要在安裝之后去除。 如上所述，還可以使用類似于在標準聯(lián)合運輸?shù)暮竭\集裝箱使用的角件。
圖4d示出圖4a的數(shù)據(jù)中心的局部平面圖。具體地，該視圖示出可以在計算數(shù) 據(jù)中心402的地板中設(shè)置的具體詳細結(jié)構(gòu)。沿單元的外邊緣是對單元之下的空間開放的熱空氣通風室410，從而熱空氣可以自由地向下運動到地板下空間。即使特定單元是堆疊 中的底部單元且因此需要通過多個單元的空氣，也可以調(diào)整通風室410的大小以通過足 夠的空氣。單元中的特定機架可以被定位并且沿著軌道432向后或向前滑動。具體地，在 下部單元中，機架可以向前滑動以便露出所有通風室410，并且在上部單元中，機架可以 向后滑動以阻擋部分通風室410，但是又使單元的中央過道更寬。軌道432可以采用各種 形式，諸如機架底部的輪子可以沿其滾動的地板中的上升肋。(當機架到位且可以在機架 的頂部和底部固定機架以放置其傾斜，特別是在地震、運輸?shù)绕陂g時，可以鎖定輪子。) 軌道432還可以是單元地板中的凹痕，機架底部上的輪子或其他結(jié)構(gòu)可以被放置在該凹 痕中并且可以向前或向后滑動。訪問面板430可以提供到計算單元地板之下的閥門和卷管的快速訪問。例如， 可以松開或去除位于面板430的每一端或角處的接頭或螺釘，可以向上提升訪問面板 430，并且一旦斷開，那么可以從地板下空間升起下面的卷管。地板格柵420可以同樣允許到地板下空間的訪問，更具體地，可以允許冷空氣 從地板下空間向上流動進入單元的過道中。在風扇位于格柵420之下的情況下，格柵可 以被拿出以提供訪問用于維修和替換風扇、風扇馬達或其他設(shè)備。圖5是多級固定數(shù)據(jù)中心500的截面圖。通常，除了為雙層之外，這個數(shù)據(jù)中心 500在布置上 與上面描述和示出的其他數(shù)據(jù)中心類似，以便在相同的范圍容納更多的計算 能力。在此示例中，數(shù)據(jù)中心500布置得就像圖書館的“堆疊”中的架子，其中，機架 從層到層向上連續(xù)通過。如在先前的附圖中，行可以包括位于熱空氣通風室512每一側(cè) 的一對機架510。中心500的計算區(qū)域包括上層502和下層504，并且還設(shè)置地板下區(qū)域 506用于接收通過機架中的計算機變熱的空氣。為了清晰，已經(jīng)省略了循環(huán)和冷卻空氣的 機械設(shè)備，但是可以采取各種形式和布置，包括上述那些。通過走道508提供對上層機架的訪問。走道可以是計算機機架的相鄰行之間提 供和支撐的高架步道(elevatedwalk)?？梢源怪倍ㄎ蛔叩?，以便允許該設(shè)施中的工作人員 方便地訪問該設(shè)備的所有層的計算機。圖6示出使用共享高壓熱空氣通風室的數(shù)據(jù)中心的平面圖。在此示例中，在地 板下空間構(gòu)建多個通風室，諸如通過從地板下空間的地板到地板下空間的頂部建立墻壁 并且將通風室的邊緣封閉。一個示例通風室是通風室608，其室內(nèi)空間可以位于多個冷 卻卷管下面，諸如位于數(shù)據(jù)中心的地板或數(shù)據(jù)中心的地板附近。按照與上述其他系統(tǒng)類 似的方式，可以向上引導進入通風室608中的壓縮空氣通過卷管610并進入上面的工作空 間。組件可以被定位在上述空間中的計算機機架602的行正下方。通過諸如風扇606的各種風扇將空氣驅(qū)動到通風室608。風扇606從地板下通 風室的主區(qū)域抽取熱空氣，并且在壓力下將其傳送到通風室608。在此示例中，風扇606 是服務(wù)三個不同通風室的組604中的四個風扇之一。按照與上述其他系統(tǒng)類似的方式， 這種重復允許系統(tǒng)中的附加分集。具體地，如果組中的一個風扇故障或者不提供服務(wù)， 則剩余風扇可以保持通風室加壓，以使得空氣繼續(xù)通過冷卻卷管循環(huán)。另外，可以在四 個風扇全部操作的級和風扇中的僅僅三個風扇操作的級，在風扇曲線上選擇風扇和調(diào)整 風扇大小以更好操作。馬達控制中心614可以與控制系統(tǒng)交互，以便即使在一個風扇故障時也能提供一致的空氣流，并且中心614的特定方向可以位于更容易訪問的位置，諸 如為了安全目的。 作為另一示例，沿數(shù)據(jù)中心600的側(cè)壁示出單獨的通風室616。通風室616包括 其上表面處的單行卷管620，并且通過包括風扇618的兩個風扇對通風室616加壓。再 次，可以通過在一個公共通風室上具有多個風扇和多個卷管來獲得系統(tǒng)的分集，從而如 果一件設(shè)備故障，則其他風扇或卷管可以代替。圖7示出使用模塊化地板下風扇-卷管單元710的系統(tǒng)的截面圖?？梢园凑张c 圖Ia-圖Ib中所示類似的方式來布置此系統(tǒng)使用的組件。具體地，風扇_卷管單元710 可以是用作接收來自地板上的計算機機架706的加熱的空氣的熱空氣通風室的地板下空 間?？梢远ㄎ徊⒉贾蔑L扇-卷管單元710，以使得將冷卻的空氣向上引導到數(shù)據(jù)中心700 的工作空間過道708中。 在此示例中，風扇-卷管單元710的每一個可以包括位于其上表面的具有軸向風 扇712的矩形框架以及所述框架內(nèi)的ν型的冷卻卷管714。風扇可以從地板下空間716抽 出空氣通過卷管，并且可以作為冷卻的空氣排出到工作空間。每個單元具有方便場外構(gòu) 建、隨后的運輸以及現(xiàn)場安裝的長度。例如，每個單元710可以大約5-10英尺寬，并且 在其底部邊緣上可以設(shè)置有制動器，從而很容易被叉車抬起，從卡車上搬上搬下并且移 動到數(shù)據(jù)中的位置。每個這種單元可以是例如單個卷管下的單獨單元。在這種布置中， 需要覆蓋和封閉卷管的下游部分附近的單元的側(cè)，以防止冷卻的空氣重新進入熱空氣通 風室?？商孢x地，可以在上述工作空間過道下方按照平行運行的行設(shè)置單元。然后， 單元的端可以彼此保持開放，從而冷空氣可以在卷管之上的行向上和向下流動。在這種 布置中，如果一個單元中的風扇停止，則通過該行的鄰近單元中的風扇向外且向上抽出 進入該單元的卷管的空氣。再次，這種布置可以在系統(tǒng)中提供附加分集，從而系統(tǒng)可以 更好地處理單獨的設(shè)備故障。對于上面描述的每種形式的單元，可以在適當?shù)那闆r下使用自動擋板，以防止 在單元不操作時空氣通過。還可以提供其他這類附件，以改善空氣循環(huán)以及提高空氣循 環(huán)效率。已經(jīng)描述了多個實施例。然而，在不脫離本文檔中公開的精神和范圍的情況 下，可以進行各種修改。例如，可以將附加組件添加到上述示出，或者可以去除或重新 布置組件。還可以改變特定溫度值和其他這樣的值。此外，可以適當?shù)刂匦虏贾?、添?或去除處理步驟。因此，其他實施例落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)，包括地板結(jié)構(gòu)，所述地板結(jié)構(gòu)限定地板下熱空氣通風室和地板上冷空氣通風室； 多個地板上計算機組件，所述多個地板上計算機組件被布置成將熱空氣排出到所述 熱空氣通風室；以及一個或多個風扇-卷管布置，所述一個或多個風扇-卷管布置從所述熱空氣通風室抽 取空氣、冷卻所述空氣并向所述冷空氣通風室提供所述空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括垂直通風室，所述垂直通風室通過所述地板結(jié)構(gòu)中限定的開口將所述多個計算機組 件流體連接到所述熱空氣通風室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個風扇-卷管布置包括一個或多個封裝的風扇-卷管單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，調(diào)整所述熱空氣通風室和所述冷空氣通風室的容量大小，以基本上消除由所述風 扇_卷管布置的故障造成的溫度熱點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述熱空氣通風室限定的容量至少與由所述冷空氣通風室限定的容量的百分之 二十一樣大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個計算機組件包括按行布置的多個垂直機架，所述多個垂直機架將熱空氣排 出到與所述地板下熱空氣通風室流體連通的垂直通風室。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括空氣循環(huán)風扇，所述空氣循環(huán)風扇與所述多個計算機組件鄰近；以及風扇控制器，所述風扇控制器被配置為維持來自所述多個計算機組件的設(shè)定出口空氣溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括空氣循環(huán)風扇，所述空氣循環(huán)風扇與所述多個計算機組件鄰近；以及 風扇控制器，所述風扇控制器被配置為維持所述多個計算機組件上的部件的最大安 全操作溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括風扇_卷管組件控制器，所述風扇_卷管組件控制器被配置為維持所述熱空氣通風室 和所述冷空氣通風室之間的設(shè)定壓力差。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中， 所述設(shè)定壓力差大致為0。
11.一種操作數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)的方法，包括跨越多個計算機循環(huán)空氣，以消除由所述多個計算機積累的熱； 捕獲地板上熱空氣通風室中的空氣并且將所述空氣向下引導到地板下熱空氣通風 室；以及捕獲熱空氣，將所述熱空氣冷卻，并且將冷卻的空氣提供給地板上工作空間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括跨越所述多個計算機連續(xù)地使空氣循環(huán)進入所述地板下熱空氣通風室，通過所述循 環(huán)和冷卻設(shè)備，并且返回到所述工作空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，提供冷卻的空氣包括使用地板下風扇來使所述熱空氣循環(huán)通過地板下冷卻卷管。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，跨越多個計算機循環(huán)空氣包括使用鄰近所述多個計算機放置的風扇來跨越所述多個 計算機抽取空氣。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括控制鄰近所述多個計算機放置的風扇，以維持來自所述多個計算機的設(shè)定出口空氣溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述地板下熱空氣通風室的容量至少是所述地板上冷空氣通風室的容量的百分之
17.—種數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心工作空間，所述數(shù)據(jù)中心工作空間向大量多個計算機組件提供冷卻空氣；熱空氣通風室，所述熱空氣通風室接收循環(huán)通過所述多個計算機組件且變熱的空 氣；以及數(shù)據(jù)中心地板，所述數(shù)據(jù)中心地板至少部分地限定所述數(shù)據(jù)中心工作空間與所述熱 空氣通風室之間的屏障。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括所述熱空氣通風室中的多個空氣循環(huán)風扇；以及多個冷卻卷管，所述多個冷卻卷管與位于所述熱空氣通風室的邊緣的空氣循環(huán)風扇 相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述空氣循環(huán)風扇被配置為抽出所述熱空氣通風室的空氣，并且在所述冷卻卷管冷 卻所述空氣之后提供所述空氣給所述工作空間。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)中心工作空間被包括在包含所述計算機組件的一個或多個模塊化計算框架 中，并且所述熱空氣通風室包括在被配置為接合到所述一個或多個第一模塊化框架的一 個或多個模塊化機械框架中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括第一模塊化工作空間框架，所述第一模塊化工作空間框架堆疊在第二 模塊化工作空間框架的頂部上，所述第二模塊化工作空間框架又堆疊在機械框架的頂部
全文摘要
一種數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)包括地板結(jié)構(gòu)，所述地板結(jié)構(gòu)限定地板下熱空氣通風室和地板上冷空氣通風室；多個地板上計算機組件，所述多個地板上計算機組件被布置成將熱空氣排出到熱空氣通風室；以及一個或多個風扇-卷管布置，所述一個或多個風扇-卷管布置從熱空氣通風室抽取空氣，冷卻空氣并向冷空氣通風室提供空氣。地板上冷空氣通風室和地板下熱空氣通風室的容量可以都很大以便最小化系統(tǒng)中組件故障在溫度上的改變。
文檔編號F24F11/02GK102027296SQ200980117359
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者吉米·克里達拉斯, 威廉·哈姆伯根, 安德魯·B·卡爾森 申請人:?？烁ヂ迤展?br>