[发明专利]为无冷却器的数据中心提供散热元件

说明书

相关申请信息

本申请涉及2012年4月4日提交的序列号为13/439,471的美国专利申请，该申请在此纳入作为参考。

政府权利

本发明根据编号为DE-EE0002894(能源部)的合同，在政府支持下做出。在本发明中，政府拥有一定的权利。

技术领域

本发明涉及数据中心设计。更具体地说，本发明涉及大型数据中心中的节能散热系统。

背景技术

数据中心是容纳以电子机架形式安置的大量计算机系统的基础设施。通常来讲，数据中心容纳数以千计电子机架。机架中的每个计算机系统可包括一个或多个处理器、存储器件、控制器、功率变换器和控制器，以及其它此类电子组件。根据操作状态，计算机系统可消耗数百瓦到数千万的功率。因此，使用大量散热以使电子组件保持在最佳操作温度范围内。服务器驱动的电力使用量在美国总能耗中占很大比重。已经提出一些液体散热解决方案，这些方案可将机架所耗散的热量100％地传递到水中从而不用再使用空调装置等设施，使用建筑物冷却水给机架散热，使用节能的冷却器将温度相对较低的冷却剂提供给机架，以及许多其它液体散热解决方案，作为减少数据中心散热/总功耗的方法。但是，这些解决方案远未在其散热能量效率方面达到最优。

发明内容

一种用于散热的系统包括一个或多个计算结构；结构间液体散热系统，其包括被配置为选择性地将冷却液提供给所述一个或多个计算结构的阀门；排热系统，其包括一个或多个被配置为使冷却液冷却的排热装置；以及一个或多个液-液热交换器，其包括被配置为选择性地将热量从所述结构间液体散热系统中的冷却液传递到所述排热系统中的冷却液的阀门。所述一个或多个计算结构分别包括一个或多个液体散热服务器；以及结构内液体散热系统，其包括被配置为选择性地将冷却液提供给所述一个或多个液体散热服务器的阀门。

一种用于散热的系统包括一个或多个计算结构；结构间液体散热系统，其包括被配置为选择性地将冷却液提供给所述一个或多个结构的阀门；排热系统，其包括一个或多个被配置为使冷却液冷却的排热装置；以及一个或多个液-液热交换器，其包括被配置为选择性地将热量从所述结构间液体散热系统中的冷却液传递到所述排热系统中的冷却液的阀门。所述一个或多个计算结构各包括一个或多个液体散热和空气散热服务器；结构内液体散热系统，其包括被配置为选择性地将冷却液提供给所述一个或多个液体散热服务器的阀门；以及用于每个服务器的至少一个气-液热交换器，其与所述结构内散热系统耦合并且被配置为选择性地将低温空气提供给每个服务器。

一种用于散热的方法包括与计算结构中的工作服务器数成比例地将冷却剂提供给一个或多个所述计算结构；在所述冷却剂进入一个或多个计算结构之前，监视冷却剂温度；如果所述冷却剂温度落在第一阈值之下，通过脱离一个或多个散热组件，减少对所述计算结构中的一个或多个的散热；并且如果所述冷却剂温度超过第二阈值，通过接合一个或多个散热组件，增加对所述计算结构中的一个或多个的散热。

当结合附图阅读下面对本发明的示例性实施例的详细描述时，这些以及其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

本发明将参考附图提供下面对优选实施例的描述的细节，其中：

图1是单回路和双回路散热系统的图；

图2是根据本发明的示例性机架内散热系统的图；

图3是根据本发明用于调整机架内散热的方法的框图/流程图；

图4是根据本发明用于响应于天气条件调整散热的方法的框图/流程图；

图5是根据本发明用于响应于低温条件调整散热的方法的框图/流程图；

图6是根据本发明用于响应于高温条件调整散热的方法的框图/流程图；

图7是根据本发明包括多个不同的排热装置的散热系统的图；

图8是根据本发明包括多个液-液热交换器和单个排热装置的散热系统的图；

图9是根据本发明用于通过控制前往排热装置的冷却剂流调整散热的方法的框图/流程图；

图10是根据本发明用于调整机架间散热的方法的框图/流程图；

图11是根据本发明的服务器内散热系统的图；以及

图12是根据本发明用于调整服务器内散热的方法的框图/流程图。

具体实施方式