本申請為申請日為2012年10月2日、申請?zhí)枮?01280051710.6、發(fā)明名稱為“尤其用于數(shù)據(jù)中心的冷卻回路系統(tǒng)及其控制方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及尤其用于數(shù)據(jù)中心的冷卻回路系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及用于冷卻回路系統(tǒng)的控制方法。借助于冷卻系統(tǒng)，位于雙重底上的要被冷卻的電氣或電子部件被冷卻，其中，風(fēng)扇從雙重底吹入被冷卻的空氣，如us2005/0075065a1所述。

背景技術(shù)：

很多機構(gòu)和企業(yè)使用自己的數(shù)據(jù)中心來執(zhí)行他們的計算機密集型工作步驟。如今，所有數(shù)量級的數(shù)據(jù)中心是獨立計劃的，每個新的數(shù)據(jù)中心都不可避免地且不斷地進行重復(fù)活動，從而導(dǎo)致在計劃階段不必要的成本。為了在這個方面減少生產(chǎn)成本，根據(jù)使用者的要求對數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)中心的一部分進行預(yù)裝配并將其轉(zhuǎn)移至目的地，以便在相對短的時間內(nèi)可以保證操作能夠準(zhǔn)備就緒。這種類型的數(shù)據(jù)中心也被稱為模塊化數(shù)據(jù)中心。

通常，數(shù)據(jù)中心包括大量的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和電腦設(shè)備，用于根據(jù)需要處理、存儲和交換數(shù)據(jù)。一般地，很多服務(wù)器機架安裝在電腦區(qū)域中，服務(wù)器和相關(guān)設(shè)備容納在該服務(wù)器機架中。

根據(jù)數(shù)據(jù)中心的尺寸，需要大量的電能來運行該設(shè)備。一般而言，供入相對高的電壓，該相對高的電壓向下傳輸至較低電壓。包括電纜、終端和配電的網(wǎng)絡(luò)用于將具有較低電壓的能量輸送至數(shù)據(jù)中心內(nèi)的許多部件。因為這些部件產(chǎn)生大量的必須被驅(qū)散的廢熱，所以需要進行空氣調(diào)節(jié)。

評價標(biāo)準(zhǔn)為由“貪婪電網(wǎng)(thegreedgrid)”聯(lián)盟定義的電源使用效益(pue)，表示輸入電腦的能量比數(shù)據(jù)中心消耗的總能量的比值。比值低于1.3被認為是效率高。

數(shù)據(jù)中心中的另一個問題是抵抗例如火、煙、水以及其它危險的物理防護，這些危險會損壞數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器或者會或多或少地摧毀服務(wù)器。

當(dāng)事件情況改變時，數(shù)據(jù)中心的計算能力的量會迅速改變。經(jīng)常有必要在一個地方增加計算能力，當(dāng)按照客戶想要的那樣計劃擴展時，必須考慮該地方的現(xiàn)有部件。但是，擴展現(xiàn)有能力是資源密集型的并需要花費很長的時間。必須布線、組裝機架并建立空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。進行檢查并獲得確認需要花費額外的時間。當(dāng)重建數(shù)據(jù)中心時，可擴展性對客戶來說已經(jīng)是一個重要變量(argument)。

位于美國加州的弗里蒙特的硅圖國際公司(silicongraphicsinternationalcorp)銷售一種在容器結(jié)構(gòu)中制造的模塊化數(shù)據(jù)中心，其中，多達四個服務(wù)器機架被包括在一個部件(unit)中，數(shù)據(jù)中心可擴展至80個機架。通過使用智能風(fēng)扇和具有高能效的三階段風(fēng)扇蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)來操作空氣調(diào)節(jié)和冷卻系統(tǒng)。

wo2011/038348也提出模塊化數(shù)據(jù)中心的構(gòu)思。用于數(shù)據(jù)中心的模塊化計算系統(tǒng)包括一個或多個數(shù)據(jù)中心模塊，所述數(shù)據(jù)中心模塊具有布置在機架中的服務(wù)器系統(tǒng)。中央電模塊給數(shù)據(jù)中心模塊供電。使用空氣的冷卻模塊單獨結(jié)合至每個數(shù)據(jù)中心模塊并可選地包括風(fēng)扇?？諝庹{(diào)節(jié)將使用被導(dǎo)入數(shù)據(jù)中心模塊的預(yù)冷空氣。此外，還包括消防保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)時將電子模塊密封起來。系統(tǒng)的模塊可以預(yù)先裝配，其中包括功能性元件和結(jié)構(gòu)性元件。這些可以作為部件進行運輸并且能夠快速安裝在想要的位置。

對于所有數(shù)據(jù)中心以及模塊化的數(shù)據(jù)中心，單獨計劃(尤其是升級現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心時)的缺點在于，只在效率不足時才進行效率考慮。

數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器和機架(基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)，諸如電流和空氣)構(gòu)建在第二層上，所述第二層安裝在基底上并與該基底統(tǒng)稱為雙重底?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心的空氣調(diào)節(jié)的主要目標(biāo)是保證供應(yīng)冷空氣。例如，使用循環(huán)空氣系統(tǒng)來將冷空氣吹入底部之間的間隙，其中，冷空氣由服務(wù)器通過特別設(shè)計的板從雙重底吸入。熱出口空氣在機架的后側(cè)輸出并且由循環(huán)空氣系統(tǒng)吸入，所述系統(tǒng)冷卻空氣并且在回路中將被冷卻的空氣又通過雙重底供應(yīng)至服務(wù)器中。能源效率起著次要作用。雙重底經(jīng)常容納能源供應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)電纜的安裝。例如，wo2009/109296a1中描述了雙重底系統(tǒng)。

de202009015124u1描述一種用于冷卻電氣和電子部件的系統(tǒng)和設(shè)備柜中的模塊部件，所述部件例如放置在數(shù)據(jù)中心中?？梢詫⒕哂酗L(fēng)扇的冷卻單元設(shè)置成定位在雙重底中并在機架下方，其中就空氣循環(huán)而言風(fēng)扇是獨立的。每個風(fēng)扇與防止再循環(huán)的裝置結(jié)合，該裝置相對于空氣流動方向而位于相關(guān)的風(fēng)扇的下游。

上述的us2005/0075065a1和us2004/0065097依賴于一種冷卻回路系統(tǒng)，該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)循環(huán)全部的空氣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明之目的是提供一種冷卻回路系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，可以最優(yōu)化空氣調(diào)節(jié)的能源效率，并且，該系統(tǒng)可以容易地被升級和改進。

本發(fā)明之目的通過權(quán)利要求1所述的冷卻回路系統(tǒng)實現(xiàn)。權(quán)利要求5和權(quán)利要求7中給出了可替換的實施方式。權(quán)利要求12的主題是相應(yīng)的控制方法。相應(yīng)的從屬權(quán)利要求的主題是優(yōu)選的實施方式。

根據(jù)本發(fā)明的冷卻回路系統(tǒng)包括多個并列的機架；雙重底，包括安裝在所述雙重底上的基底上的雙重底元件，所述機架安裝在所述雙重底上；需要被冷卻的電氣或電子部件，所述部件容納在所述機架中；以及冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)的部件被容納在所述雙重底中。其中，所述冷卻系統(tǒng)包括風(fēng)扇，所述風(fēng)扇彼此并聯(lián)，并且將來自雙重底的冷空氣吹向并列的機架。下文將說明可替換的布置。還可以想到，冷卻設(shè)計可以適用至局部雙重底上的單個機架。

使用容納需要被冷卻的電氣或電子部件(例如服務(wù)器)的機架的主要優(yōu)勢在于，描述流經(jīng)設(shè)備或系統(tǒng)的流量與壓力增加之間的相互影響的設(shè)備或系統(tǒng)曲線保持相對平坦，以致該布置顯示出相對低的流動阻抗。因此，可以用有效的方式使用并聯(lián)的風(fēng)扇，并且用低功率(即低轉(zhuǎn)速)運行所述風(fēng)扇。由于流量與轉(zhuǎn)速成比例地改變，風(fēng)扇消耗的功率與轉(zhuǎn)速的第三功率成比例，所以產(chǎn)生巨大的節(jié)能潛能。并不需要每個機架都伴隨一個風(fēng)扇。本發(fā)明的基本構(gòu)思是使服務(wù)器前面的空間整體保持冷卻，以便在低功率范圍內(nèi)進行風(fēng)扇的并聯(lián)操作。

通過部件的智能布置(該部件可選地由隔板或類似物支撐)，該部件被支撐成在布置中的壓力損失保持最小。

如后文將解釋的，在冷卻回路系統(tǒng)的雙重底中，所述冷卻系統(tǒng)的所有部件的放置允許空間的改進利用，其中，要被冷卻的空氣量保持相對較小，以便可以用較小的風(fēng)扇功率進行工作。此外，空氣量小還有助于可能需要的除濕。

優(yōu)選地，還設(shè)置多個并列的機架，所述機架使冷通道與熱通道分開，并且所述風(fēng)扇設(shè)置在冷通道的雙重底元件中。嚴格區(qū)分熱空氣和冷空氣并結(jié)合智能控制，這是實現(xiàn)最高冷卻負載和效率的必不可少的先決條件。

根據(jù)有利的實施方式，所述風(fēng)扇是顯示出特別有利的風(fēng)扇參數(shù)的軸流風(fēng)扇。

有利地，還可以設(shè)置成，所述冷卻回路系統(tǒng)包括至少一個熱交換器，所述熱交換器容納在一個或多個雙重底元件中并位于至少一個機架下方，或者容納在所述熱通道的雙重底元件中。

對于熱交換器的合適設(shè)計，雙重底中的風(fēng)扇可以被部分或全部地舍棄，只要電氣或電子部件的風(fēng)扇被包括在環(huán)境因素(climateconcept)中。

當(dāng)熱交換器傾斜地布置在一個或多個雙重底元件中，以致所述熱交換器的橫向延伸的邊緣定位成靠近所述機架，并且相對的橫向延伸的邊緣定位成靠近所述基底，這時該冷卻回路系統(tǒng)是最優(yōu)的。因此，為所述熱交換器提供更多的空間，從而導(dǎo)致更高或更低的壓力損失。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，該熱交換器是水-水熱交換器。通過將熱交換器放置在雙重底中，電子系統(tǒng)即使在熱交換器泄露的情況下也不會發(fā)生危險。

有利地，用于至少一個熱交換器的管道容納在熱通道的雙重底元件中。

尤其有利地，所述雙重底元件的至少一部分被設(shè)計成一覆蓋框架，一個或多個部件預(yù)裝配在該覆蓋框架中。例如，風(fēng)扇可以預(yù)先安裝在雙重底元件中，其中所述覆蓋形成為柵格(grid)。

在一種于冷卻回路系統(tǒng)中控制冷卻系統(tǒng)的方法中，如上所述，控制風(fēng)扇性能，以便在冷卻系統(tǒng)中的空氣流量對應(yīng)于在機架的區(qū)域中的空氣流量。

如果冷卻系統(tǒng)包括至少一個熱交換器，有利地，熱交換器的水入口溫度保持在露點溫度以上，以避免形成冷凝物。在這樣的布置中，可以省略進一步的部件，諸如冷凝水盤。

由于根據(jù)本發(fā)明只計算了相對小的空氣量，如果有必要對空氣量進行除濕，那么可以在相對短的控制期間中，將入口溫度降低到露點溫度以下。如果要求的話，可以在所述控制期間調(diào)整空氣流量。有了這種控制，可以省略復(fù)雜且頻需維護的濕潤和除濕系統(tǒng)了，該系統(tǒng)會給能源平衡增加負擔(dān)。

該控制系統(tǒng)對來自溫度和/或濕度傳感器的信號進行處理，所述傳感器按照需要安裝在數(shù)據(jù)中心、機架和雙重底的空間中。

如果本發(fā)明被用于根據(jù)模塊化設(shè)計原則而限定的數(shù)據(jù)中心，將會顯示出最佳的優(yōu)越性，所述數(shù)據(jù)中心基于標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)建塊。具體地，這種類型的數(shù)據(jù)中心包括至少：

至少一個服務(wù)器單元，用于接收一個或多個服務(wù)器，其中每個服務(wù)器單元由構(gòu)建塊構(gòu)建而成，所述構(gòu)建塊來自第一組構(gòu)建塊，

至少一個供應(yīng)單元，所述供應(yīng)單元與至少一個服務(wù)器單元結(jié)合，其中，所述供應(yīng)單元提供功率、冷卻、網(wǎng)絡(luò)連接和安全技術(shù)，其中每個供應(yīng)單元由構(gòu)建塊構(gòu)建而成，所述構(gòu)建塊來自第二組構(gòu)建塊，以及

至少一個中央單元，用于從外部環(huán)境連接電源纜線、電通信纜線以及流體管以及將電源纜線、電通信纜線以及流體管連接至外部環(huán)境，所述中央單元與至少一個供應(yīng)單元結(jié)合，其中，每個中央單元由構(gòu)建塊構(gòu)建而成，所述構(gòu)建塊來自第三組構(gòu)建塊，

其中，所述第一組構(gòu)建塊的部件(unit)被配置成，每個構(gòu)建塊可以用獨特的方式聯(lián)接至第一組構(gòu)建塊中預(yù)先確定的構(gòu)建塊或者聯(lián)接至第二組構(gòu)建塊中預(yù)先確定的構(gòu)建塊；所述第二組構(gòu)建塊的部件(unit)被配置成，每個構(gòu)建塊可以用獨特的方式聯(lián)接至第一組構(gòu)建塊中預(yù)先確定的構(gòu)建塊，或者聯(lián)接至第二組構(gòu)建塊中預(yù)先確定的構(gòu)建塊，或者聯(lián)接至第三組構(gòu)建塊中預(yù)先確定的構(gòu)建塊；所述第三組構(gòu)建塊的部件(unit)被配置成，每個構(gòu)建塊可以用獨特的方式聯(lián)接至第三組構(gòu)建塊中預(yù)先確定的構(gòu)建塊，或者聯(lián)接至第二組構(gòu)建塊中預(yù)先確定的構(gòu)建塊。

通過預(yù)先確定構(gòu)建塊接口來實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。因此，可以確定例如只能實現(xiàn)非常特定的構(gòu)建塊組合。由于使用封閉的模塊化設(shè)計系統(tǒng)，所以不只能保證效率，還可以對數(shù)據(jù)中心的能源成本進行花費預(yù)測。

使用不同種類的單元的構(gòu)思(即中央單元、供應(yīng)單元以及服務(wù)器單元)，可以分別進行構(gòu)建塊的單獨擴展。

提供三階段的拓撲，其中，一個或多個中央單元處于供應(yīng)單元的上級，而供應(yīng)單元依次操作一個或多個服務(wù)器單元。

此外，供應(yīng)單元可以是服務(wù)器單元的組成部分。

計算能力主要在服務(wù)器單元中進行控制。此外，還維持必要的基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)路徑，也即用于由供應(yīng)單元提供的電流、冷卻、網(wǎng)絡(luò)連接、安全技術(shù)的路徑。經(jīng)由中央單元實現(xiàn)來實現(xiàn)與外部環(huán)境的溝通，也即功率輸入、冷凍、電通信連接等等。根據(jù)級分類，可以設(shè)置一個或多個中央單元。

本發(fā)明主要提供第一組構(gòu)建塊，所述構(gòu)建塊包括至少一個框架或機架、具有一體的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的至少一個雙重底部分以及具有雙重底部分的部分被分割的通道。在本發(fā)明中，雙重底部分一貫用于容納部件(諸如空氣調(diào)節(jié)設(shè)備)，以服務(wù)器的有效區(qū)域的空間不會浪費在容納部件上。其它部件可以被包括在第一組部件中。

在本發(fā)明中，雙重底部分已經(jīng)配備有一體的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備，該外殼優(yōu)選地應(yīng)設(shè)計成能夠支撐想要的空氣引導(dǎo)。為了避免不想要的壓力損失，具有最少的偏轉(zhuǎn)的空氣引導(dǎo)是最優(yōu)的。

根據(jù)更優(yōu)選的實施方式，第二組構(gòu)建塊包括至少一個能量保護構(gòu)建塊和至少一個安全技術(shù)構(gòu)建塊。通過構(gòu)建塊預(yù)先確定的接口，可以確定就功率、功能和其它參數(shù)而言，只有符合服務(wù)器單元的所選結(jié)構(gòu)的構(gòu)建塊才被選擇。

根據(jù)優(yōu)選的實施方式，第三組構(gòu)建塊包括至少一個制冷構(gòu)建塊、至少一個功率供應(yīng)構(gòu)建塊、至少一個主配電構(gòu)建塊和可支持有源或無源的網(wǎng)絡(luò)的至少一個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建塊?；陬A(yù)先確定的接口，只有適合供應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)的構(gòu)建塊才能被選擇。

附圖說明

下文將參考附圖詳細表述本發(fā)明。附圖中：

圖1示出由根據(jù)本發(fā)明的模塊涉及原則產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中心拓撲的示例；

圖2示意性地說明了在所述拓撲的中央單元中的示例性構(gòu)建塊；

圖3示意性地說明了所述拓撲的供應(yīng)單元和服務(wù)器單元的示例性構(gòu)建塊；

圖4示出服務(wù)器單元的單元部件(cellunit)的側(cè)視圖；

圖5示出具有相應(yīng)的供應(yīng)單元的服務(wù)器單元的單元部件的示例正視圖；

圖6示出具有相應(yīng)的供應(yīng)單元的服務(wù)器單元的單元部件的另一個示例；

圖7a示出用于在冷卻通道冷卻服務(wù)器單元的冷卻回路系統(tǒng)的第一示例；

圖7b示出用于冷卻服務(wù)器單元的冷卻回路系統(tǒng)的第二示例；

圖8分別示出風(fēng)扇和設(shè)備或系統(tǒng)參數(shù)，用于確定空氣性能；

圖9示出在雙重底中沒有風(fēng)扇的冷卻回路系統(tǒng)的示例；

圖10示出容納在容器中的數(shù)據(jù)中心的布局示例；

圖11a、11b分別示出容器數(shù)據(jù)中心的另一個示例的剖視圖和透視圖。

具體實施方式

圖1示出根據(jù)模塊設(shè)計原則建立的數(shù)據(jù)中心的拓撲示例，其中使用根據(jù)本發(fā)明的冷卻回路系統(tǒng)。該拓撲提供三個級別，也即第一級別的中央單元10、20；第二級別的供應(yīng)單元11、12、13；以及第三級別的服務(wù)器單元121、122、123、124。如服務(wù)器單元122所示，每個單元由構(gòu)建塊構(gòu)建而成，下文將對此進行詳細描述。所說明的拓撲示例性地具有兩個中央單元10、20，中央單元的精確數(shù)量根據(jù)努力級分類(striventierclassification)而進行設(shè)定。通過那些中央單元10、20來實現(xiàn)與外部環(huán)境的溝通。這涉及電源供應(yīng)、制冷、電通信連接等等。在說明的實施方式中，三個供應(yīng)單元11、12、13從屬于中央單元10。供應(yīng)單元也有規(guī)律地從屬于中央單元20，但此處未示出。供應(yīng)單元為服務(wù)器單元提供電源保護和次配電、冷分配和安全技術(shù)。這將示例性地參考供應(yīng)單元12進行概要說明，其中，四個服務(wù)器單元121、122、123、124從屬于供應(yīng)單元12并由該供應(yīng)單元12供應(yīng)。因此，供應(yīng)單元11、12可供應(yīng)一個或多個服務(wù)器單元，但是在圖中未示出。在服務(wù)器單元中，例如在服務(wù)器單元121、122、123、124中，數(shù)據(jù)中心的計算能力(power)被主要地控制。用于電源(power)、冷卻、網(wǎng)絡(luò)和安全的必要基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)路徑維持在每個服務(wù)器單元中。如服務(wù)器單元122所示，該單元122包括一個或多個構(gòu)建塊。其它供應(yīng)單元，諸如供應(yīng)單元11、12、13，也由構(gòu)建塊構(gòu)建而成。中央單元也是如此，諸如中央單元10、20。這將在圖2中示出。

中央單元10的構(gòu)建塊為主要電源供應(yīng)101、制冷102和網(wǎng)絡(luò)103。電源供應(yīng)101依次劃分為主配電101.1(具體是低壓主配電(nshv))、應(yīng)急電源系統(tǒng)(nea)101.2以及用于選擇不同電源的自動開關(guān)101.3。

如圖3所示，供應(yīng)單元11的構(gòu)建塊主要為能量保護111、次配電112、冷分配113和安全技術(shù)114，諸如消防安全。能量保護由不間斷電源供應(yīng)(usv)來保證，所述不間斷電源供應(yīng)分別用于給服務(wù)器單元或單元部件供電，以防標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)絡(luò)失調(diào)。通過用蓄電池給連接的設(shè)備供電，usv可補償局部的變化和失效，所述蓄電池長期由標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)絡(luò)進行充電。構(gòu)建塊次配電112保證單元部件由標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)絡(luò)和usv網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)，其中，每個單元部件的機架(rack)以星狀方式(steliform)設(shè)置。服務(wù)器單元121包括一個或多個單元部件，諸如單元部件122.1、122.2、…122.n。每個單元部件122.1、122.2、…122.n形成服務(wù)器單元122的構(gòu)建塊，且單元部件自身由構(gòu)建塊構(gòu)成，即一個或多個服務(wù)器機架、通道或者可被部分分割的通道部分、以及至少一個雙重底板構(gòu)成，所述雙重底板可選地裝備有空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。供應(yīng)單元可例如提供服務(wù)器單元的三個單元部件。

圖4示出服務(wù)器單元的單元部件的示例的側(cè)視圖。單元部件的中央構(gòu)建塊是安裝在另一個構(gòu)建塊上的機架30和具有空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的雙重底元件32。這種布置由第三構(gòu)建塊和相對布置的構(gòu)建塊橫向限制，該第三構(gòu)建塊包括(熱)通道34和雙重底部分，該相對布置的構(gòu)建塊即為具有雙重底部分的(冷)通道36。熱通道34和冷通道36被分隔開，以便冷的入口空氣和熱的出口空氣是嚴格分開的。

圖5示出具有相應(yīng)的供應(yīng)單元的服務(wù)器單元的單元部件的示例的正視圖。所說明的單元部件包括三個并列的機架302、304、306，所述機架302、304、306安裝在基底300上的雙重底元件320、322、324、326和328上。例如，每個機架用于容納兩個47高度單元的19英寸水平高度。機架302、304、306的間距大于雙重底元件320、322、324、326、328的間距。在機架302、304、306上，布置了配電構(gòu)建塊312以及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建塊314。因此，電氣和電子部件在雙重底元件320、322、324、326、328中的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備(可能包括水)上明顯區(qū)分開，從而基本防止了由于出口流體的泄露問題。該單元部件可由另一個構(gòu)建塊環(huán)繞，即保護蓋310。

圖6示出了具有一體的供應(yīng)單元的服務(wù)器單元的單元部件的另一個示例。象圖4中的示例一樣，該單元部件包括三個并列的機架302、304、306，所述機架302、304、306安裝五個雙重底元件320、322、324、326和328上。此外，可根據(jù)圖5的示例構(gòu)建機架。一個或多個雙重底元件可配備有空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。與圖4的示例不同，配電構(gòu)建塊312以及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建塊314沒有放置在機架302、304、306上方而是毗連于機架302，從而依次與雙重底部分320、322、324、326、328物理分隔，以便其中的泄露問題不會被轉(zhuǎn)移至電氣和電子部件。配電構(gòu)建塊312和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建塊314以雙重底部分封閉通道34。該單元部件可由另一個構(gòu)建塊環(huán)繞，即保護蓋310。

下文將參照參數(shù)和功能示例性地描述獨立的構(gòu)建塊。

安裝的框架或機架用于容納服務(wù)器和存儲系統(tǒng)，并且具有例如2×42hu的容量，其中，尺寸諸如為2×(600×2000×1000mm³)，也可以想象采用其它結(jié)構(gòu)?？商峁┮环N橫向劃分。電源連接，諸如30kw、a&b供應(yīng)(a：標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)絡(luò)，b：usv網(wǎng)絡(luò))以及接觸插座可以設(shè)置成接口，該接口可選地被測量并切換。通過合適的電子設(shè)備和軟件來控制空氣調(diào)節(jié)，其中可以選擇合適的控制變量，諸如服務(wù)器入口空氣溫度或不同的壓力。

通過預(yù)裝配在雙重底元件中的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備來冷卻一個或多個裝載在服務(wù)器中的機架，諸如通過具有泵的水-水熱交換器來進行冷卻。例如，可以將其設(shè)計成輸送60kw的冷卻功率。例如，可以將具有18℃的入口溫度的冷水供應(yīng)和用于熱水的返回連接設(shè)置為接口，此外，還可將1.8kw的電終端設(shè)置為接口。通過監(jiān)測溫度、轉(zhuǎn)速和流量來實現(xiàn)控制，接著控制轉(zhuǎn)速和流量來維持想要的溫度。

空氣調(diào)節(jié)是數(shù)據(jù)中心的重要組成部分。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心通常具有有效區(qū)域比支撐區(qū)域大約為60：40的比。該比主要由放置在數(shù)據(jù)中心的空氣調(diào)節(jié)部件決定，諸如crac部件(unit)或lcp(液體冷卻包)，所述空氣調(diào)節(jié)部件毗連于裝配機架放置或者放置在裝配機架之間，從而需要占據(jù)本應(yīng)由服務(wù)器使用的區(qū)域。因此，通過將必要的冷卻部件，諸如熱交換器、濕潤和除濕裝置(如果根據(jù)本發(fā)明需要的話)以及風(fēng)扇和控制裝置，安裝在不安裝服務(wù)器的區(qū)域，諸如雙重底，那么原本不利的比將大幅度改變成有利于可用的服務(wù)器區(qū)域，且該比將達到例如80：20。潤濕和除濕裝置可選地具有制冷設(shè)備，即中央地點(centralplace)。嚴格區(qū)分熱空氣和冷空氣且結(jié)合智能控制，這是實現(xiàn)最高冷卻負載和效率的基本先決條件。根據(jù)物理考慮，所有部件都有利地布置在數(shù)據(jù)中心的冷卻回路中的最佳位置。

根據(jù)模塊化設(shè)計原則，雙重底元件可例如分別包括簡單的送風(fēng)機或風(fēng)扇，諸如主動引導(dǎo)空氣流至服務(wù)器單元或單元部件的便宜的軸流風(fēng)扇。此外，熱交換器可整合至具體傾斜布置的雙重底部分中，以便雙重底部分的體積用于最大化熱交換器的區(qū)域從而最大化冷卻功率。熱交換器的壓力損失由于該熱交換器的體積而較低，以致服務(wù)器中現(xiàn)有的風(fēng)扇能夠克服這種額外的空氣壓力下降，同時伴隨最高的能源效率，這是因為不需要額外的電能來操作雙重底中單獨的風(fēng)扇。

圖7a示出了用于在冷卻通道冷卻服務(wù)器單元的冷卻回路系統(tǒng)的第一示例。包括例如六個機架302的服務(wù)器單元安裝在包括雙重底元件402、406的雙重底300上，所述機架302裝載有電氣或電子部件，諸如服務(wù)器或相關(guān)設(shè)備?；蛘撸鄬τ谠摲?wù)器單元進行鏡像設(shè)置，以便在兩個服務(wù)器單元之間形成分割的冷通道303。從機架302流出的熱空氣被引導(dǎo)進入雙重底元件402中，該雙重底元件402包括從基底300至靠近機架302傾斜布置的熱交換器404以及相應(yīng)的管道410。雙重底元件402被布置成熱交換器404直接位于服務(wù)器單元或者機架302下方。通過這種方法，可以實現(xiàn)防止來自頂部的機械損壞的額外保護。用于熱交換器404的管道410位于熱通道的區(qū)域中，所述管道410可例如抵靠建筑物壁或容器壁而終止。通過布置在雙重底元件406中的軸流風(fēng)扇，由熱交換器404進行冷卻的空氣可被傳輸至冷通道303中，接著又能夠用于冷卻電氣或電子部件。冷卻空氣流可謂“從前至后”地穿過機架302。

圖7b示出了優(yōu)化的冷卻回路系統(tǒng)的另一個示例。包括裝載有服務(wù)器和相關(guān)設(shè)備的機架302的服務(wù)器單元構(gòu)建在基底300上，此外，分割的冷通道303被設(shè)置成另一個構(gòu)建塊。具有機架302’和分割的冷通道303’的鏡像相對地設(shè)置。從機架302和302’或所安裝的服務(wù)器流出的熱空氣分別被引導(dǎo)到相應(yīng)的雙重底元件402、402’中，該雙重底元件402、402’具有在本實施方式中位于熱通道305、305’的區(qū)域中的一體的傾斜布置的熱交換器404、404’，其中，熱交換器冷卻熱空氣并將該雙重底內(nèi)的空氣輸送至具有一體的軸流風(fēng)扇408的另一個雙重底元件406，所述風(fēng)扇408進而將冷空氣供應(yīng)到冷通道303、303’中。

圖8分別示出用于確定空氣性能的風(fēng)扇和設(shè)備或系統(tǒng)參數(shù)。體積流量被繪制在橫坐標(biāo)上，壓力增加則在縱坐標(biāo)上。風(fēng)扇的特性曲線由制造商在風(fēng)扇測試階段所測得的數(shù)據(jù)表得到。根據(jù)安裝位置，實際特性會有所偏差。在圖8中，不同風(fēng)扇性能的風(fēng)扇參數(shù)用a、b和c標(biāo)出。設(shè)備和系統(tǒng)參數(shù)d、e、f可以通過數(shù)值模擬來確定。風(fēng)扇系統(tǒng)的操作點是風(fēng)扇參數(shù)與設(shè)備或系統(tǒng)參數(shù)的交點。在操作中，風(fēng)扇系統(tǒng)使壓力上升，這準(zhǔn)確地補償了系統(tǒng)中的壓力損失。與具有較高流動阻抗的系統(tǒng)相比，這種風(fēng)扇系統(tǒng)對于系統(tǒng)較小的流動阻抗會產(chǎn)生相對較大的體積流量。用于本發(fā)明的冷卻回路系統(tǒng)的優(yōu)化空氣流動傳輸將成為平行操作中的風(fēng)扇的優(yōu)點。由于在理想情況下，n個并聯(lián)(相同)的風(fēng)扇將增加n倍的體積流量，所以風(fēng)扇可以在低速旋轉(zhuǎn)下運行，這對風(fēng)扇系統(tǒng)的功率消耗具有有利的影響。

根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)建塊的標(biāo)準(zhǔn)化允許更改，使得服務(wù)器自身的風(fēng)扇保證所需要的空氣傳輸。圖9示意性地示出這種情況。在冷通道303的雙重底元件中不存在風(fēng)扇，僅由服務(wù)器部件(未示出)的風(fēng)扇410提供循環(huán)，該風(fēng)扇將空氣輸送通過機架303并進入熱通道305中，以便該空氣由熱交換器404進行冷卻。另外，混合的解決方案也是可行的，即由雙重底中的風(fēng)扇和服務(wù)器的風(fēng)扇共同確?？諝獾妮斔?。

根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)中心的拓撲可以由軟件模擬?？梢允褂每紤]效率的軟件。因此，規(guī)劃(planning)可以標(biāo)準(zhǔn)化并且能夠自動進行。同時，還可以進行成本規(guī)劃，這不僅包括投資成本還包括源自效率分析的運作成本。

獨立的構(gòu)建塊在其可接受的組合中可以被預(yù)先確定，從而在完整的數(shù)據(jù)中心中可以省略相應(yīng)的等待時期。

本發(fā)明通過用其它具有兼容接口但具有更高或更低的功率的構(gòu)建塊來擴展和/或替換現(xiàn)有的構(gòu)建塊，從而以非常簡單的方式允許數(shù)據(jù)中心的新結(jié)構(gòu)或擴展。根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)中心可完全或部分地在容器中構(gòu)建成，圖10示出了示例性的布局。服務(wù)器單元500的六個單元部件502、504、506、508、510、512在包括雙重底部分的雙重底400上并列。每個單元部件(例如502)都伴隨著具有一體的風(fēng)扇的雙重底部分602。冷水管k和熱水管l也在雙重底400內(nèi)被引導(dǎo)。中央單元和多個供應(yīng)單元被容納在700處。實質(zhì)上沒有必要封閉容器，可以通過組合兩個在對應(yīng)連接側(cè)開口的容器來實現(xiàn)更大的計算機空間，如圖11a的剖視圖以及圖11b的透視圖所示。除了管道或電纜布線，每個計算機半體空間1000、1100的布局均對應(yīng)于圖10的布局或者圖10的布局的鏡像。

因此，通過清楚定義被測構(gòu)建塊的數(shù)量以及簡單定義哪些構(gòu)建塊可以組合，本發(fā)明能夠根據(jù)消費者的要求來靈活地構(gòu)建數(shù)據(jù)中心。

在上述說明書、附圖和所附權(quán)利要求書中所公開的特征可以單獨實施或進行組合，用于實現(xiàn)本發(fā)明。