[发明专利]具有1+1到N+1的泵送制冷剂冷却系统和内置冗余

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张在2011年12月28日提交的美国临时申请No.61/580,695的优先权权益。上述申请的整个公开结合作为参考。

技术领域

本公开涉及具有初级冷却回路冗余的用于精密冷却应用的泵送制冷剂冷却系统。

背景技术

这部分提供与本公开相关的背景技术信息，其不必是先有技术。

数据中心是包含许多电子设备的房间，例如计算机服务器。数据中心和包含在其中的设备典型地特定地具有最佳的环境运行状态，特别是温度和湿度。气候控制系统保持数据中心中适当的温度和湿度。

气候控制系统包括冷却系统，其冷却空气并且提供冷空气到数据中心。冷却系统可以包括空调单元，例如计算机机房空气处理(CRAH)或计算机机房空调(CRAC)单元，其冷却提供到数据中心的空气。数据中心可以具有升高的地板并且冷空气通过在升高地板中的通风口被引入。升高的地板可以构造成提供在CRAH(或CRAHs)或CRAC(或CRACs)的冷空气出口之间的风室和在升高地板中的通风口(vent)，或者还可使用例如管(duct)的分开的风室(plenum)。

数据中心还可以具有硬的地板。CRACS可以例如被设置在一排排电子设备中，可以布置它们的冷空气供应朝向各自的冷过道(aisle)，或沿着数据中心的壁布置CRACS。在数据中心处的设备架(rack)可以设置在具有成排设置的设备架的热过道/冷过道构造中。典型地在架的前面的一排架的冷空气入口面对穿过冷过道的一排架的冷空气入口，并且一排架的热空气出口面对穿过热过道的一排架的热空气出口。

一种类型的冷却系统使用泵送制冷剂冷却单元，例如从俄亥俄州哥伦布的力博特(Liebert)公司获得的XD系统中使用的冷却单元。Liebert XD系统具有两个冷却回路，其也可以称为冷却回路或循环。初级回路使用冷冻水或制冷剂，例如R407C，并且次级回路使用泵送制冷剂，例如R134a。初级回路包括到流体换热器以便冷却在次级回路中循环的泵送制冷剂的流体。次级回路包括一个或多个相变冷却模块，其具有到空气换热器的流体，通过其循环泵送制冷剂以便冷却流经换热器的空气。根据特定的设计，换热器典型地可以包括蒸发器盘管和流量调节器或膨胀阀。

对于LiebertXD系统的两个冷却回路(或循环)的基础图表示出和描述在USSN10/904,889、名称为“用于高密度热负载的冷却系统(Cooling System for High Density Heat Load)”、其整个公开结合在此作为参考。上述申请的图1和图2包括在此作为图1和图2来进行说明。

参考图1和图2，公开的冷却系统10包括与第二循环14(次级冷却回路)热连通的第一冷却循环12(初级冷却回路)。公开的冷却系统10也包括控制系统90。第一和第二循环12和14均包括独立的工作流体。在第二循环中的工作流体是任何适合作为常规的制冷剂的挥发性流体，包括而不限于氯氟烃(CFCs)，氢氟烃(HFCs)，或含氢氯氟烃(HCFCs)。使用挥发性的工作流体消除了在敏感的设备的上方使用水，如有时在用于冷却计算机机房的常规系统中所做的。第二循环14包括泵20，一个或多个第一换热器(蒸发器)30，第二换热器40，和互连第二循环14的不同的部件的管。第二循环14不是蒸气压缩制冷系统。代替的，第二循环14使用泵20代替压缩机以便循环用于从热负载散热的挥发性的工作流体。泵20优选地能够泵送贯穿第二冷却循环14的挥发性的工作流体，并且优选地通过控制器90实现的控制系统进行控制。

第一换热器30是气液换热器，当在第一换热器30中第二工作流体穿过第二流体路径时，该气液换热器从热负载(没有示出)向第二工作流体散热。例如，气液换热器30可以包括用于工作流体的多个软管(tube)，多个软管布置成允许热空气在其间经过。可以理解的是许多本领域已知的气液换热器能被使用于公开的冷却系统10中。流量调节器32可以连接在管(piping)22和蒸发器30的入口之间，以便调整工作流体进入蒸发器30的流动。流量调节器32可以是用于调整冷却系统10中流动的任何种类的装置。流量调节器32优选地保持恒定输出流动，不依赖于在系统工作压力范围之上的入口压力。在图1和图2的实施例中，第二循环14包括多个蒸发器30和连接到管22的流量调节器32。然而，公开的系统可以具有一个或比一个更多的蒸发器30和连接到管22的流量调节器32。