[发明专利]冗余冷却方法和系统

说明书

技术领域

这里公开的实施方式通常涉及空气处理和冷却系统。更特别地，所述实施方式涉及用于电子装备的冗余冷却系统的装置和方法。

背景技术

用于冷却或减小来自生热电子装备运行过程中过多的热的已知方法是邻近各个电子组件提供空气调节器或其他空气冷却系统。如果不采用可靠的冷却系统，电子组件可能通过增大的过多的热而损坏，或者运行可能通过用于对过高温度提供保护的内部保护机构而中断，任何一种情形对于关键应用都是不想要的。

当前，关键的电子和电气相关的应用必然采用冗余空气冷却系统，由此在N+1构造中存在至少两个空气冷却单元。至少个单元构建用于提供所需的空气冷却，而至少一个另外的单元构建为使得其在第一空气冷却单元在使用过程中遭遇技术故障或类似情况时能够立即执行第一空气冷却单元的任务。

在许多应用中，冗余系统是最好的，因为其确保在至少一个单独的空气冷却单元故障的情形下总的运行得以维持。可以想象，根据所需的模块数和冗余度的水平，可以在冗余系统中提供多于两个的空气冷却单元或子系统，例如2+1构造、3+1构造、3+2构造等。

1+1冗余冷却系统的简单实现将是，其中两个独立的冷却系统(单元)邻近需要冷却的装备放置，每个能够单独地和独立地满足总的所需的冷却要求。具有较低温度设定点的单元指定为活动单元，而具有较高但是仍然可接受的温度设定点的单元指定为备用单元。如果活动单元正确地运行，其将使邻近需要冷却的装备处的温度维持在较低的设定点，导致具有较高设定点的备用单元保持不作动。如果活动单元由于一些故障条件而不能够使温度保持在较低的设定点处的话，邻近需要冷却的该装备的温度将上升到较高的设定点，从而作动备用机器并确保持续的冷却，虽然在稍微较高的温度。

该简单的冗余实现虽然在提供故障保护冷却中是有效的，但是具有许多缺点，这些缺点导致现有技术中的一些方案。

该简单的冗余实现运行一个冷却单元直至其发生故障，于是第二冷却单元作动。这对于冷却系统的总寿命不是最优的，所以已经获得了方法和系统以交替备用和活动单元，从而使得它们随着系统寿命而经受均匀的磨损。实现该功能的控制器通常称为超前-滞后控制器。除了活动和备用单元之间的交替运行，所述超前-滞后控制器还需要在当前作动单元发生故障的情形下启动该备用单元。

在简单的冗余实现的进一步改进中，超前-滞后控制器通常提供警告维护人员其中一个冷却单元已经发生故障并需要修理或替换的方法——不能以及时的方式修理该故障可能引起整个系统故障，如果第二冷却单元在其他单元修理之前发生故障的话。

尽管超前-滞后控制器克服了简单冗余实现中的一些缺点，通常还不能够最优化冷却系统的能效，也不能够完全最优化冷却系统的总寿命。超前-滞后控制器自身的故障在一些情形下还可能导致整个冷却系统的故障，减弱了冗余系统单故障的免疫力。

公开的实施方式旨在克服上面讨论的一个或多个问题。

发明内容

在个实施方式中，公开了用于冗余冷却系统的方法，其可以包括步骤：邻近需要冷却的电子装备提供多个空气冷却单元，其中每个所述空气冷却单元能够独立地控制邻近空间的温度直至其最大能力；为所述冷却系统装备充足的空气冷却单元，从而使得在至少一个所述空气冷却单元故障的情形下电子装备保持可获得需要的冷却；在至少一个所述空气冷却单元故障的情形下用于通知维护人员的装置；为每个所述冷却单元确定运行点，这将提供总的需要的冷却，同时最小化总的能耗和/或最大化系统的寿命；并且为每个空气冷却单元基于确定的最优运行条件运行和控制所述多个空气冷却单元；用于当在主电源超出特定的条件的情形下从备份电源为每个空气冷却单元供电的装置。

在另一个实施方式中，每个所述多个空气冷却单元可以包括活动的空气调节器，其包括：压缩机，该压缩机可以以这样的方式控制，以改变管路中的制冷物流动进而控制该单元的冷却能力；用于将热从邻近需要冷却的电子装备的空气传送到制冷物的换热器和风扇；用于将热从制冷物传送到需要冷却的空间的外面的换热器和风扇；测量制冷物流动的膨胀设备；和测量邻近需要冷却的装备的空气的温度和控制压缩机和风扇以保持在或邻近设定点处的温度和湿度的控制器；用于该控制器以共享关于该单元的运行条件的信息的装置，从而使得能够为整个系统确定最优化运行点；用于将该单元的运行点调节到确定的最优化运行点的装置。

附图说明

图1是在此描述的具有空气冷却单元的空气冷却系统的示意图。

图2是一个空气冷却单元的元件的示意图。