[发明专利]数据中心空气路由系统

说明书

技术领域

本公开一般涉及数据中心气流和温度管理领域。具体地，将热量密封和冷空气隔离系统两者的元件组合以建立模块化的、可配置的通道隔离和密封系统，该系统应用于热或冷通道也应用于两者的组合。

背景技术

存有数据中心室的公司面临为信息技术（IT）设备提供合适的热环境的艰难的挑战。IT设备必须运转在特定的温度范围下并且数据中心室必须能够容纳（accommodate）该范围。在数据中心室提供合适的温度可包括使用用于制冷的精密空气调节、将IT设备设置在热通道/冷通道配置中并允许热空气自由地流向精密空调的返回口。但是，随着更高的计算负载的等级，防止热和冷空气预混合的能力对于IT设备的运转能力和数据中心的整体效率是关键的。用于防止冷空气供给和热空气返回互相污染的行之有效的方法是必需的。对任何空气隔离方法都必须克服的具有特别重要性的问题是能够调整以容纳宽范围的装备尺寸和形状。结合该问题，当数据中心增加新的和不同的设备时，原有的制冷基础设施的性能和效率会被影响。新的机架可能不适合在相同的覆盖区中或具有同样的制冷要求。在没有被设计用来应对这些挑战的弹性系统下，这些移动、增加和变化的实施因此是困难的。

包括涉及动力的资源的需求和制约，在当今美国表现为关键的问题。逐渐增加的需求，和由所有尺寸的数据中心放置在横跨美国的电力网上的压力，是这个问题具体的贡献者（material contributor）。

美国环境保护局（EPA）在2007年8月注意到这个问题并作为部分公众法律向美国国会提交报告以帮助定义为在数据中心实现能源效率的设想。EPA预计到2011年，美国全部能源供给的2％将被数据中心消耗。

目前，数据中心管理者侧重于服务的交付和可靠性。对于数据中心管理者很少有动机去优化他们的数据中心的能源效率。另外，该产业没有为可达到的能源效率目标设置任何合适的基准，这进一步使情况变得复杂。数据中心管理者主要关心与他们的数据中心的容量和可靠性相关的资本成本。在大多数情况下，能源成本被隐藏在其它的运行成本中或完全被同化为做生意的成本。IDC全球（IDC Global）公司的一项研究显示，在2005年为每个新服务器所花费的1美元中，0.48美元用于能源和制冷。从2000年起这是个急剧的增加，当时该比率是0.21美元每1美元服务器花费。这一比率预期将更进一步增加。因而，可预见创建更加高效的数据中心的直接需求将在大多数公司的主动成本节约的最先列。

现有技术的旧式数据中心典型地具有下列特征：

（1）露天空气系统，该露天空气系统以大约华氏55度（大约摄氏13度）经由架空管道、淹没的空气供给室（flooded room supply air）或架空地板强制通风（raised floor plenum）传送冷空气；

（2）穿孔的砖（在架空地板环境中）被使用以从架空地板压力通风下面到数据中心内引导冷空气；

（3）计算机机架、服务器机箱和自立（free-standing）设备相互之间以180度朝向交替排列以建立热和冷通道，这是公认的最优方法。然而在历史上，信息技术（IT）结构已成为决定机架和其它设备的位置的推动力，导致紊乱和低效的空气分配方式；

（4）在尺寸和形状上变化的计算机机架、服务器机箱以及自立设备；

（5）在冷通道之间的4英尺的最小间隔（大约1.22米）并且在热通道之间3英尺（大约0.91米），基于美国国家标准协会（ANSI/TIA/EIA-942，2005年4月）、国家防火协会（NFPA）、国家电气规范（NEC）和当地的拥有裁判权的权威机构（AHJ）的建议；

（6）定位于最接近的围墙并一般接近IT机架的专用精密空气调节单元。但是，用于自由的空气移动的计算机机房空调（CRAC）的最佳布置由于结构柱而偏移，并且常常需要服务空隙（clearances）或者其它的基础结构房间；

（7）传统的空气调节系统在第一天被“打开”，并且即使仅仅需要小百分比的设计负荷也保持在用于制冷的完全能力；并且

（8）现有的空气调节系统具有局限并且对在数据中心内或环绕数据中心的热负荷敏感，因而不会弹性地改变配置和需求。

实际上，旧有的数据中心的气流是非常不可预料的，并且具有当功率密度增加时激增的众多的低效率。在数据中心中遭遇的问题包括：旁路气流、再循环、热和冷空气再混合、空气分层（air stagnation）、空气停滞、以及令人不舒适的数据中心环境室温。

旁路气流