[发明专利]热通道容纳冷却单元及冷却方法

说明书

本公开内容的背景

1.本公开内容的领域

本公开内容涉及用于冷却机架和机柜的空气冷却系统，更具体地说，涉及用于冷却机架和机柜的空气冷却设备，该机架和机柜用于存放数据处理设备、联网设备和电信设备。

2.对相关技术的讨论

用于安置电子设备比如数据处理设备、联网设备和电信设备的设备机柜或机架已使用了很多年。这些机架通常被用于在较大的设备间和数据中心里容纳并且布置设备。多年来，已经开发出了大量不同的标准以使得设备制造商能够设计可在机架上安装的设备，这些可在机架上安装的设备能够被安装在由不同制造商制造的标准机架上。标准的机架典型地包括前部的安装轨道(mounting rail)，电子设备中的多个单元，比如服务器和CPU，在该机架内被竖直地安装和堆放到所述安装轨道上。示例性的工业标准的机架约6英尺到6.5英尺高，约24英寸宽，以及约40英寸深。该机架通常被称为如电子工业协会的EIA-310-D标准所规定的“十九英寸”机架。

十九英寸设备机架在数据中心和其他的设施中已被广泛地使用。随着因特网的激增，数据中心容纳数百个这些设备机架已并非罕见。

由安装在机架上的设备所产生的热量能够对设备组件的性能、稳定性和使用寿命产生不利的影响。特别是，被封装在机柜内的、安装在机架上的设备可能容易受到工作期间在机柜范围内所产生的热积聚和热点(hot spot)的影响。设备的机架所生成的热量依赖于工作期间由机架中的设备所抽取的电功率的量。另外，电子设备的用户可随着他们需求的改变和新需求的产生来添加、移除并且重新布置安装在机架上的组件。

以前，在某些配置中，通过具有计算机机房的空气调节器(“CRAC”)单元的数据中心的冷却系统来冷却数据中心，这些空气调节器单元通常是位于数据中心间边缘的周围的硬管(hard piped)的，不能移动的单元。CRAC单元从单元的前面吸入空气并向上朝着数据中心间的顶棚(ceiling)输出较冷的空气。在其他实施方式中，CRAC单元从数据中心间的顶棚附近吸入空气并在活动地板(raised floor)以下释放出较冷的空气，用于传递至设备机架的前面。一般来说，这些CRAC单元吸入室温下的空气(在大约72°F左右)并且释放冷空气(在大约55°F左右)，该冷空气被吹入数据中心间并且在设备机架处或在设备机架附近与室温下的空气混合。

在其他实施方式中，CRAC单元可以是模块化的并且可调整的，使得这些单元可依赖于数据中心内的冷却需要被放置在数据中心内的任何位置。这些冷却单元在2006年1月19日所提交的、标题为“COOLING SYSTEM AND METHOD”的待定的第11/335,874号美国专利申请中有所描述。

安装在机架上的设备一般通过沿着机架的前侧或进气口侧抽取空气，抽取通过其组件的空气，并且随后从机架的背侧或排气口侧排出空气来自我冷却。在某一实施方式中，从“冷”通道穿过设备机架抽取空气，所述“冷”通道一般位于设备机架的前部。被加热的空气从设备机架排放到“热”或“温”通道中，所述“热”或“温”通道一般位于设备机架的后部。CRAC类空调系统的缺点在于将冷空气与室温下的空气混合，这是低效率的。理想地，为了使系统尽可能地高效，并且为了尽可能少地使用能量和地板空间，则最高可行温度下的空气应当被抽入CRAC单元，并且由CRAC所生成的出口空气应当比室温低几度。另外，由于不同数量和类型的安装在机架上的组件以及机架和机柜的不同配置，空气流的要求能够显著地变化。

为了控制遍及数据中心的空气流和最优化如上描述的空气流，可能需要容纳和冷却在热通道和冷通道内的空气，尤其是在热通道内的空气。这种热通道空气容纳系统的实施例可以在美国专利第6,859,366号和第7,046,514号中，以及在2009年1月28日由John Bean等人提交的、题为HOT AISLE CONTAINMENT COOLING SYSTEM AND METHOD(热通道容纳冷却系统及方法)的美国专利申请序列号第12/361,987号中找到，该专利申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。热通道容纳系统的其他例子由本公开的受让人，即罗德岛州西金斯顿市的American Power Conversion Corporation提供，其样品号为ACDC1014、ACDC1015、ACDC1018和ACDC1019。

本公开内容的概述