[发明专利]单机柜冷空气遏制

说明书

背景

通信和信息技术设备通常安装在机柜或机壳中。设备机柜和机壳用于在小的布线间以及设备室和大数据中心中容纳和布置通信和信息技术设备，例如服务器、CPU、联网设备和存储设备。标准机柜一般包括前安装轨道，设备的多个单元例如服务器安装到前安装轨道并垂直地堆叠在机柜内。标准机柜可稀疏地或密集地填充有各种不同的部件，包括来自不同制造商的部件。

大部分安装在机柜中的通信和信息技术设备消耗电力并产生热。共同在密集地装满的设备机柜中产生的热可对机柜中的设备的性能、可靠性和有效寿命有不利的影响。因此，空气冷却系统常常是有效的数据中心设计的一部分。特别是，例如在美国专利号6,374,627中描述的很多空气调节（例如冷却）系统包括活地板以便于系统的空气冷却和循环功能。这些系统一般使用敞开的地板砖和地板铁栅、多孔砖或通风口来将冷空气从布置在设备室的活地板之下的空气通道输送到机柜室中。多孔砖一般位于设备机柜和机壳前面。冷空气从活地板之下流到设备机柜或机壳的前侧。

如图1-2所示，机柜安装式设备101常常由沿着机柜的前侧或空气入口侧穿过机柜流动并从机柜的后侧或排气侧出来的空气冷却。常常，越过机柜内的生热部件的气流的速率取决于位于设备内的一个或多个风扇的尺寸和速度。因此，气流从热敏部件输送走热的能力强烈地依赖于空气的入口温度。此外，从每个机柜释放的热被释放到正被冷却的相同环境中，由于进入机柜的混合的冷空气和热气流而引起增加的能量消耗。

参考图3-4，为了降低这个能量消耗，数据中心中的设备的常见配置具有排成行201的机柜，其中行的入口侧面对面地布置。铁栅或多孔砖位于行的两个面之间的活地板215中。该配置通常称为“冷通道”，因为来自空气冷却系统的冷空气通过多孔砖流入活地板215的冷空气增压间217中并进入行之间的通道210中。冷空气接着被抽到机柜安装式设备中，并被排出到行后面（一般是“热通道”）或上面的空间。

将机柜放置在这些冷通道和热通道配置中为机柜安装式设备和冷却设备例如计算机室空气调节（CRAC）单元提供更有效的环境。然而，仅创建这些通道不足以完全分离室内的冷空气和热空气的混合物。最近的发展表明，冷通道和热通道的进一步分离和遏制极大地提高了机柜安装式设备和CRAC单元的效率和功能。来自热通道的热空气可被引导到CRAC单元的入口，且从CRAC单元释放的冷空气可被引导到机柜安装式设备的入口。这可通过放置在冷和热通道的末端上的门220连同机柜（未示出）之上的各种形式的天花板和/或分离器完成，这帮助将空气包含在特定的位置内。例如，如在标题为“COLD AISLE ISOLATION”的于2005年5月17日提交的共同拥有的美国专利申请号11/131,503中所示的，挡板可放置在机柜的行的末端之上或沿着机柜的行的末端放置。

产生冷和热空气的完全分离是有挑战性的，特别是在可能在过程中不分离或重新定位的机柜安装式设备的区域中。再次参考图3，这些区域中的很多包括各种尺寸、形状和数量的机柜，其不依照设备的理想配置来形成实现更有效的密封技术（即，门）的通道。常常，独立的220个机柜位于数据中心中，且冷通道遏制不为这些机柜提供冷空气的源。这主要出现在较老的数据中心中，这些数据中心包括出于必要而随着时间的过去积聚的大量机柜。因此，当较新的机柜、机柜系统和设备被发展时，数据中心中的变化是不可避免的，除非完全新的系统被安装。全新系统的安装非常昂贵，且如前所述，一些在机柜安装式设备可能在过程中不分离。

概述

根据本公开的用于冷却机柜安装式设备的系统的例子包括：配置成容纳机柜安装式设备的机柜，该机柜提供以顶侧和两侧为界的前舱；以及冷空气导管，其与机柜可分离并连接到机柜的顶侧和两侧，导管配置成与相邻于导管的区域流体连通以从该区域接收空气，导管包括：前构件、耦合到前构件的侧构件、以及端构件，端构件配置成选择性地允许空气穿过端部件从该区域进入导管中；其中导管连接到机柜，以在机柜和导管之间形成实质上气密的密封。

这样的系统的实施方式可包括下列特征中的一个或多个。端构件是包括气窗的底部构件。气窗可移动以调节结构内的气流的量。端构件是顶部构件，其包括配置成响应于压力的变化而移动的面板。面板配置成通过打开以允许空气穿过顶部构件来对超出阈值的在导管内部的压力作出响应。侧构件通过钩和环紧固件连接到机柜。系统包括温度传感器和控制器，控制器与温度传感器和端构件通信地耦合，并配置成根据温度传感器所指示的温度来控制端构件以调节流经端构件的空气。侧构件每个具有前构件的宽度的大约一半的宽度。系统包括配置成经由该区域将冷空气输送到导管的冷空气输送机构。