[发明专利]尤其用于数据中心的冷却回路系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及尤其用于数据中心的冷却回路系统。此外，本发明涉及用于冷却回路系统的控制方法。

背景技术

很多机构和企业使用自己的数据中心来执行他们的计算机密集型工作步骤。如今，所有数量级的数据中心是独立计划的，每个新的数据中心都不可避免地且不断地进行重复活动，从而导致在计划阶段不必要的成本。为了在这个方面减少生产成本，根据使用者的要求对数据中心或数据中心的一部分进行预装配并将其转移至目的地，以便在相对短的时间内可以保证操作能够准备就绪。这种类型的数据中心也被称为模块化数据中心。

通常，数据中心包括大量的服务器、网络和电脑设备，用于根据需要处理、存储和交换数据。一般地，很多服务器机架安装在电脑区域中，服务器和相关设备容纳在该服务器机架中。

根据数据中心的尺寸，需要大量的电能来运行该设备。一般而言，供入相对高的电压，该相对高的电压向下传输至较低电压。包括电缆、终端和配电的网络用于将具有较低电压的能量输送至数据中心内的许多部件。因为这些部件产生大量的必须被驱散的废热，所以需要进行空气调节。

评价标准为由“贪婪电网（The Greed Grid）”联盟定义的电源使用效益（PUE），表示输入电脑的能量比数据中心消耗的总能量的比值。比值低于1.3被认为是效率高。

数据中心中的另一个问题是抵抗例如火、烟、水以及其它危险的物理防护，这些危险会损坏数据中心的服务器或者会或多或少地摧毁服务器。

当事件情况改变时，数据中心的计算能力的量会迅速改变。经常有必要在一个地方增加计算能力，当按照客户想要的那样计划扩展时，必须考虑该地方的现有部件。但是，扩展现有能力是资源密集型的并需要花费很长的时间。必须布线、组装机架并建立空气调节系统。进行检查并获得确认需要花费额外的时间。当重建数据中心时，可扩展性对客户来说已经是一个重要变量（argument）。

位于美国加州的弗里蒙特的硅图国际公司（Silicon Graphics International Corp）销售一种在容器结构中制造的模块化数据中心，其中，多达四个服务器机架被包括在一个部件（unit）中，数据中心可扩展至80个机架。通过使用智能风扇和具有高能效的三阶段风扇蒸发冷却系统来操作空气调节和冷却系统。

WO2011/038348也提出模块化数据中心的构思。用于数据中心的模块化计算系统包括一个或多个数据中心模块，所述数据中心模块具有布置在机架中的服务器系统。中央电模块给数据中心模块供电。使用空气的冷却模块单独结合至每个数据中心模块并可选地包括风扇。空气调节将使用被导入数据中心模块的预冷空气。此外，还包括消防保护系统，该系统在发生火灾时将电子模块密封起来。系统的模块可以预先装配，其中包括功能性元件和结构性元件。这些可以作为部件进行运输并且能够快速安装在想要的位置。

对于所有数据中心以及模块化的数据中心，单独计划（尤其是升级现有数据中心时）的缺点在于，只在效率不足时才进行效率考虑。

数据中心的服务器和机架（基础设施的技术，诸如电流和空气）构建在第二层上，所述第二层安装在基底上并与该基底统称为双重底。现在，数据中心的空气调节的主要目标是保证供应冷空气。例如，使用循环空气系统来将冷空气吹入底部之间的间隙，其中，冷空气由服务器通过特别设计的板从双重底吸入。热出口空气在机架的后侧输出并且由循环空气系统吸入，所述系统冷却空气并且在回路中将被冷却的空气又通过双重底供应至服务器中。能源效率起着次要作用。双重底经常容纳能源供应和网络电缆的安装。例如，WO2009/109296A1中描述了双重底系统。

DE202009015124U1描述一种用于冷却电气和电子部件的系统和设备柜中的模块部件，所述部件例如放置在数据中心中。可以将具有风扇的冷却单元设置成定位在双重底中并在机架下方，其中就空气循环而言风扇是独立的。每个风扇与防止再循环的装置结合，该装置相对于空气流动方向而位于相关的风扇的下游。

发明内容

本发明之目的是提供一种冷却回路系统，通过该系统，可以最优化空气调节的能源效率，并且，该系统可以容易地被升级和改进。

本发明之目的通过权利要求1所述的冷却回路系统实现。权利要求5和权利要求7中给出了可替换的实施方式。权利要求12的主题是相应的控制方法。相应的从属权利要求的主题是优选的实施方式。