[发明专利]热通道保持冷却系统和方法

说明书

本申请是申请日为2009年12月17日，申请号为200980157482.9，发明名称为“热通道保持冷却系统和方法”的申请的分案申请。

公开背景

公开领域

本公开内容涉及机架和机壳，且尤其涉及用于冷却机架和机壳的设备，该类型的机架和机壳用于容纳数据处理、网络和电信设备。

相关技术的讨论

用于容纳比如数据处理、网络和电信设备的电子设备的设备机壳或机架已经被使用多年。该机架通常用于将设备保持和布置在大的设备室和数据中心内。过去多年，一些不同的标准已经被开发以使得设备制造者能够设计可被安装在由不同的制造者制造的标准机架内的机架可安装设备。标准的机架典型地包括前安装轨道，电子设备的多个单元，比如服务器和CPU，被安装于前安装轨道且被垂直地堆放在机架内。示例性的工业标准机架大约6至6.5英尺高，24英寸左右宽和40英寸左右深。该机架通常被称为由电子工业协会的EIA-310-D标准定义的“19英寸”机架。

管理系统已经被开发以管理包含机架的数据中心的配电和冷却系统。一种这样的管理系统已知为由本公开内容的受让人罗德岛州西金斯敦的美国电力转换公司(American Power Conversion Corporation)提供的InfraStruXure^TM(“ISX”)管理器，其被特别地设计以控制大规模数据中心的运作。

由安装于机架上的设备产生的热量能对设备构件的性能、可靠性和使用寿命产生负面的影响。特别地，容纳在机壳内的安装于机架上的设备在运行过程中可能容易受到机壳范围内产生的热堆积和热点的影响。设备的机架产生的热量依赖于运行中机架内的设备获得的电能的量。另外，电子设备的用户可随着其需求的改变和新需求的发展而增加、移除和重新布置安装于机架上的构件。

以前，在某些构造中，数据中心通过具有机房空调(“CRAC”)单元的数据中心冷却系统冷却，该机房空调(“CRAC”)单元为围绕数据中心室定位的典型地硬管输送的固定单元。这些CRAC单元从单元的前部吸收空气，且朝数据中心室的顶部向上输出较冷的空气。在其他实施方式中，CRAC单元从数据中心室的顶部附近吸收空气，且在提升的底部下面排出较冷的空气以传送至设备机架的前部。通常，该CRAC单元吸收室温的空气(72°F左右)且排出冷空气(55°F左右)，冷空气被吹进数据中心室且在设备机架处或其附近与室温空气混合。

在其他实施方式中，CRAC单元可以模块化且是可扩充的，以致该单元可根据数据中心内的冷却设备而被放置在数据中心内的任何位置。该冷却单元被描述于正在审理的美国专利申请第11/335,874号中，该专利申请题名为COOLING SYSTEM AND METHOD(冷却系统和方法)、于2006年1月19日提交。

安装于机架上的设备典型地通过沿着机架的前侧或空气入口侧吸取空气、使空气吸入通过其构件并随后从机架的后侧或出口侧排出空气而冷却自己。在某些实施方式中，空气被从“冷”通道吸引穿过设备机架，“冷”通道典型地位于设备机架的前部。加热的空气从设备机架被排入“热”或“暖”通道，“热”或“暖”通道典型地位于设备机架的后面。CRAC型空调系统的缺点是冷空气与室温空气混合，这是低效的。理想地，为了使系统尽可能地高效，且为了利用尽可能少的能量和底部空间，最高可能温度的空气应该被吸入CRAC单元且由CRAC单元产生的出口空气应该低于室温几度。另外，空气流的需求因为不同数量和类型的安装于机架上的构件和机架及机壳的不同构造而相当地变化。

为了控制通过数据中心的空气的流动，且为了使如上所述的空气流最优，保持并冷却热和冷通道内尤其是热通道内的空气是可期待的。该热通道空气保持系统的示例可在美国专利第6,859,366号和第7,046,514号中找到。热通道保持系统的其他示例可由本公开内容的受让人罗德岛州西金斯敦的美国电力转换公司按照模型号ACDC1014、ACDC1015、ACDC1018和ACDC1019提供。

数据室中心的设计者面临的另一个问题是数据中心内电源和电缆的管理。数据中心内机壳和由机壳容纳的设备的数量给定后，管理设备的电源需求和电缆的组织通常是困难的。

公开内容概述

本公开内容的一个方面涉及用于保持和冷却两排设备机架之间的空气的空气保持冷却系统(air containment cooling system)。在一个实施方式中，空气保持冷却系统包括被构造成封闭由两排设备机架限定的热通道的盖组件和嵌入盖组件内的冷却系统。冷却系统被构造成冷却布置在热通道内的空气。