[发明专利]后门换热器和冷却单元

说明书

背景技术

数据中心通过周边冷却器冷却，其中，气液换热器位于房间的外周，空气从数据中心的内部被泵出，然后向下通过紧贴在数据中心的地板之下的气液换热器，接着从该处向上通过地板材料的通风孔进入刀片式机架列之间的过道。这些过道中的冷空气以对流的方式经过刀片之间，随后穿出到机架列的另一侧，进入暖过道。暖过道中的暖空气经过与机架上方的空气对流，沿天花板，然后再次向下通过周边冷却器的气液换热器。为了使刀片高效操作，该循环持续进行，从而使中心的温度保持在可接受的低水平。

随着刀片的操作能力增加，数据中心内的空气的冷却量也期望、甚至必须有所增加。简单地增加周边冷却器的冷却能力并非必须的选择，因为这样会受到冷却量的限制。该问题通过在机架的后面(在该处空气流出机架)附接气水换热器而得以解决。这种换热器称作后门换热器。其采用水作为冷却介质，因为与其他冷却剂相比，水具有较高的比热。被供应到后门换热器的水的温度大约处于被视为标准室温的温度，或者稍低一点，通常处于18℃至22℃的范围。这仍然是有效的，因为离开刀片的气温更高，大概处于从35℃至45℃的范围。

所用的水太靠近电子设备可能产生短路的风险并损害到设备。但由于没有其它具有充足比热的安全的冷却介质，所以造成了问题。

发明内容

本发明旨在提供一种改善方法。

因此，本发明的第一方案涉及一种双相冷却剂的后门换热器。

由于这种换热器中的有效冷却剂是双相的，也就是说部分气态和部分液态，冷却剂的液态与气态之间转变的潜热被用来补偿冷却剂在其液态下的较低比热。

优选地，双相后门换热器具有多个冷却剂引导环，每个冷却剂引导环的一端连接到公共入口或上游集管，另一端连接到公共出口或下游集管。这在门的整个范围提供全面的冷却。

优选地，集管是细长圆柱形，出口集管的直径大于入口集管的直径，以容纳在环与公共入口集管之间的连接处生成双相冷却剂。更优选地，出口集管的内径与入口集管的内径的比率在1.1到1.5的范围中，例如约1.3，如果冷却剂是R134a制冷剂(1，1，1，2-四氟乙烷)，该值尤为合适。

优选地，在环的连接到入口集管的的端部设有相应的孔口。这可用来确保环中的冷却剂是双相的。

有利地，环大体水平延伸。这样与刀片的水平取向相匹配。

集管优选大体竖向延伸，并且如果门的一侧铰接到大体竖向的铰链，则集管优选在门的铰链侧，以减少门被打开或关闭时它的移动量。这样有利于集管连接到冷却剂回路。

有利地，集管的各个端部设有相应的快速接头(quick release connectors)，例如卡口接头(bayonet connectors)。

本发明扩展到借助于双相冷却剂所经过的换热器来冷却离开刀片式机架的空气的方法。

有利地，冷却剂的沸点接近正常室温，例如在15℃到25℃的范围中。这样有利于形成双相。例如，冷却剂可包括R134a制冷剂(1，1，1，2-四氟乙烷)。

优选地，这一方法使用根据本发明所述的并如一个或多个前述段落中提出的换热器。

本发明的第二方案涉及冷却单元，该冷却单元包括第一通道，在所述单元被使用时，冷却剂流体经过所述第一通道；和第二通道，在所述单元被使用时，冷却剂流体经过所述第二通道；所述第一通道的一部分和所述第二通道的一部分彼此热耦合，以便构成所述单元的换热器，在所述单元被使用时，经过所述第二通道的冷却剂流体流到待冷却的空间中的至少一个换热器，其中，在所述单元被使用时，所述第二通道中的冷却剂流体至少部分为气态，所述单元的换热器由冷凝器构成，而且其中，所述单元还包括连接成监控所述第二通道中的压力的至少一个压力传感器和连接成能够调整所述第一通道中的冷却剂流体的参数的参数调整器，在所述单元被使用时，所述至少一个换热器中的冷却剂流体处于双相状态，所述单元还包括处理器，所述处理器连接成接收来自所述至少一个压力传感器的信号，并向所述参数调整器发出信号以调整所述第一通道中的冷却剂流体的参数，以便在所述单元被使用时，改变所述第二通道中的压力，由此控制所述至少一个换热器中的冷却剂的温度。

所述至少一个换热器的下游集管中的压力与该端极为相关。该单元可还包括在该单元被使用时位于待冷却的空间中的一个或多个温度湿度传感器，所述一个或多个温度湿度传感器连接到所述处理器，并且其中处理器以这样的方式向参数调整器发出信号，该方式为使至少一个换热器中的冷却剂流体的温度保持在如一个或多个温度湿度传感器所指示的被冷却的空间中的空气的露点(dew point)之上。