数据中心中的电子机柜的液体辅助底部空气冷却制造技术

数据中心系统包括容器，用于容纳IT部件的电子机柜，IT部件在电子机柜中操作；冷却单元，设置在电子机柜下，用于从制冷器单元接收冷液体，交换从IT部件生成的热量，以及将承载交换的热量的热液体传送回制冷器单元。每个电子机柜包括壳体，用于容纳布置在叠层中的IT部件；第一机柜通道，形成在IT部件的第一侧上，用于将从冷却单元接收的冷空气向上引导；以及第二机柜通道，形成在IT部件的第二侧上，用于将热空气向下引导到冷却单元，其中，热空气是来自第一机柜通道的冷空气通过流过IT部件之间的空气空间转变成的。

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求2015年10月8日提交的美国临时专利申请No.62/239,227和2015年11月9日提交的美国非临时专利申请No.14/936,177的优先权，其全部内容通过援引加入本文中。
本专利技术的实施例总体上涉及数据中心。更具体地，本专利技术的实施例涉及用于对数据中心中的IT部件的电子机柜进行冷却的液体辅助冷却系统。
技术介绍
排热是计算机系统和数据中心设计中的显著因素。随着服务器性能已经提升，部署在数据中心内的诸如服务器等的信息技术(IT)部件的数量已经稳定地增加，由此增加了在服务器的正常操作期间生成的热量。如果允许服务器在其中操作的环境随时间温度升高，则在数据中心内使用的服务器的可靠性降低。数据中心的功率的很大一部分用于在服务器级冷却电子设备。随着数据中心内的服务器数量增加，更大部分的功率相应地由数据中心消耗以冷却服务器内的电子部件。在常规的数据中心结构中，计算机房空调(CRAC)将冷空气循环通过整个数据中心。常规地，CRAC是闭环系统，其对从数据中心内抽取的回流空气进行冷却并且将冷却后的空气再循环到数据中心内的服务器。由于由CRAC抽取的空气源自数据中心内，因此该空气由于对数据中心中的服务器进行了冷却而具有升高的温度。某些常规的数据中心利用设置在电子机柜上的热交换器。然而，这样的配置可能导致诸如液体泄露等的维护问题，这可能损害IT部件或元件。此外，这样的设计在模块化的数据中心配置中是低效率的。附图说明在附图中，以示例而非限制的方式示出了本专利技术的实施例，在附图中，相同的附图标记指示相似的元件。图1A-1C是示出了根据本专利技术的一个实施例的数据中心系统的框图。图2A-2C是示出了根据本专利技术的另一个实施例的数据中心系统的框图。图3A-3B是示出了根据本专利技术的另一个实施例的数据中心系统的框图。图4A-4B是示出了根据本专利技术的另一个实施例的数据中心系统的框图。图5A-5B是示出了根据本专利技术的另一个实施例的数据中心系统的框图。图6是示出了根据本专利技术的另一个实施例的数据中心系统的框图。图7A和图7B是示出了根据本专利技术的一个实施例的冷却单元的示例的框图。图8是示出了根据本专利技术的另一个实施例的数据中心系统的框图。具体实施方式将参照以下论述的细节来描述本专利技术的各种实施例和方面，并且附图将示出各种实施例。以下的描述和附图用于例示本专利技术而不是要被解释为限制本专利技术。描述了大量的具体细节以提供对本专利技术的各种实施例的充分理解。然而，在某些实例中，没有描述公知的或常规的细节以便于提供对本专利技术的实施例的简要的论述。说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施例描述的特定特征、结构、或特性可以被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各种位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指代同一个实施例。根据一些实施例，提供了利用液体热交换器(作为冷却单元的一部分)的冷却结构或冷却单元。该具有液体热交换器的冷却单元被设置在数据中心系统的IT部件的电子机柜的下面或下方，该数据中心系统也被称为数据中心单元(例如，模块化数据中心单元)。数据中心可以包括一个或多个数据中心系统的阵列。液体交换器用于冷却、降低功率利用能量、以及提高数据中心硬件的可靠性的目的。在一个实施例中，通过将冷却液体传送通过位于数据中心中的电子机柜的IT部件下方的热交换器，从数据中心基础设施制冷器、数据中心冷凝单元，或实现对液体进行冷却的任何其他装置泵出的液体(例如，水或电介质液体)被用于实现对数据中心IT部件进行冷却的目的。电子机柜可以以使得形成机柜冷通道和机柜热通道的方式被设置在壳或容器内。存在位于机柜下的风扇，用于将回流的空气推送通过热交换器。电子机柜、位于下面的液体热交换器、热交换器风扇、以及电子机柜的外壳被认为是数据中心冷却系统设计的基本元件。在一个实施例中，数据中心冷却系统的主要元件包括具有IT部件的一个或多个电子机柜、电缆、电源、以及由外壳封闭的冷却通道，该冷却通道充当电子机柜的冷通道和热通道，以实现高效冷却IT部件的目的。冷却是通过将冷液体传送通过位于电子机柜下的热交换器来实现的。几乎没有辅助风扇位于液体热交换器附近或邻近区域内，辅助风扇用作将空气推送通过热交换器的辅助装置。电子机柜与多个其他电子机柜一起位于舱室(pod)集群(也被称为数据中心系统或数据中心单元)的内部。每个电子机柜允许一定量的冷却空气被推送到舱室或容器的机柜集群外壳中。图1A-1C是示出了根据本专利技术的一个实施例的数据中心系统的框图。在该示例中，图1A中示出了透视图。图1C中示出了数据中心系统的截面视图或侧视图，同时图1B中示出了数据中心系统的俯视图。数据中心系统100也被称为数据中心单元，其中，一般的数据中心可以包括数据中心单元100中的一个或多个。参照图1A-1C，根据一个实施例，数据中心系统100包括壳体结构(例如室或容器)，以容纳IT部件、设备或仪器(例如向各种客户端提供数据服务的计算机服务器)的电子机柜的行101-102。在该实施例中，数据中心系统100包括布置在行101和行102中的电子机柜。然而，可以实现更多或更少的电子机柜的行。行101的位置与容器的第一壁或侧对齐，同时，行102的位置与容器的第二壁或侧对齐。第一和第二壁或侧可以是相对的壁或侧，其在容器内形成行101和行102之间的舱室通道103。行101-102中的每个包括用于承载(host)电子机柜(例如电子机柜110A到110N)的机柜槽(例如，垂直的槽)的阵列。在其中具有IT部件的叠层的电子机柜可以滑进或滑出机柜槽。通常，电子机柜包括作为前门和后门操作的前板和后板，其可以由操作者打开以执行管理或维护动作。在一个实施例中，电子机柜的前板位于远离舱室通道103的第一侧或第一端，而电子机柜的后板位于朝向舱室通道103的第二侧或第二端。通常，前板可以用于访问IT部件，例如IT部件的网络连接器，而后板用于访问安装在其中的一个或多个冷却风扇，该一个或多个冷却风扇被配置为将冷空气吹入到IT部件之间的空气空间以实现热交换的目的。IT人员或操作者可以走入舱室通道103中来访问电子机柜的后板。在一个实施例中，具有一个或多个热交换器(未示出)的冷却单元被设置在IT部件的电子机柜的下面或下方，以经由第一液体通路131(也被称为冷/热液体通路或供应线)从制冷器系统或制冷器单元120接收第一液体(例如，冷的或凉的液体)。冷却单元使用该第一液体来交换从IT部件生成的热量，其中，交换的热量将第一液体转变成具有更高温度的第二液体(例如，热的或暖的液体)。冷却单元随后将第二液体经由液体通路132(也被称为热/暖液体通路或供应线)传送回制冷器系统120。在一个实施例中，每个电子机柜(例如，电子机柜110A-110N)包括用于将IT部件容纳在叠层中的壳体(也被称为机柜壳体、机柜壳、或机柜容器)。第一机柜通道(未示出)形成在IT部件的叠层的第一侧与壳体的第一壁之间。第二机柜通道(未示出)形成在该叠层的第二侧与壳体的第二壁之间。第一机柜通道(也被称为机柜冷通道或RCA)适于将从位于相对应的电子机柜下的冷却单元接收的冷空气向上引导以到达叠层中的IT部件。第二机柜通道(也被称为机柜热通道或RHA)适于将热空气向下引导到冷却单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据中心系统，包括：容器，用于容纳信息技术(IT)部件的多个电子机柜，所述IT部件在所述电子机柜中操作；以及冷却单元，具有设置在所述IT部件的所述电子机柜下的一个或多个冷却模块，用于从制冷器单元接收第一液体，使用所述第一液体来交换从所述IT部件生成的热量，将所述第一液体转变成具有更高温度的第二液体，以及将承载交换的热量的所述第二液体传送回所述制冷器单元，其中，所述电子机柜中的每个包括：壳体，用于容纳布置在叠层中的所述IT部件中的一个或多个，第一机柜通道，形成在所述一个或多个IT部件的第一侧上，用于将从所述冷却单元接收的冷空气向上引导，以及第二机柜通道，形成在所述一个或多个IT部件的第二侧上，用于将热空气向下引导到所述冷却单元，所述热空气是来自所述第一机柜通道的所述冷空气通过流过所述一个或多个IT部件之间的空气空间转变成的。

【技术特征摘要】
2015.10.08 US 62/239,227;2015.11.09 US 14/936,1771.一种数据中心系统，包括：容器，用于容纳信息技术(IT)部件的多个电子机柜，所述IT部件在所述电子机柜中操作；以及冷却单元，具有设置在所述IT部件的所述电子机柜下的一个或多个冷却模块，用于从制冷器单元接收第一液体，使用所述第一液体来交换从所述IT部件生成的热量，将所述第一液体转变成具有更高温度的第二液体，以及将承载交换的热量的所述第二液体传送回所述制冷器单元，其中，所述电子机柜中的每个包括：壳体，用于容纳布置在叠层中的所述IT部件中的一个或多个，第一机柜通道，形成在所述一个或多个IT部件的第一侧上，用于将从所述冷却单元接收的冷空气向上引导，以及第二机柜通道，形成在所述一个或多个IT部件的第二侧上，用于将热空气向下引导到所述冷却单元，所述热空气是来自所述第一机柜通道的所述冷空气通过流过所述一个或多个IT部件之间的空气空间转变成的。2.根据权利要求1所述的数据中心系统，其中，所述电子机柜布置在与所述容器的第一壁对齐的第一行以及与所述容器的第二壁对齐的第二行中，形成所述第一行与所述第二行之间的舱室通道。3.根据权利要求2所述的数据中心系统，其中，所述冷却单元包括：第一冷却模块，具有设置在第一行电子机柜下的第一热交换器，以将冷空气提供给所述第一行电子机柜的IT部件；以及第二冷却模块，具有设置在第二行电子机柜下的第二热交换器，以将冷空气提供给所述第二行电子机柜的IT部件。4.根据权利要求2所述的数据中心系统，其中，所述冷却单元生成被引导到所述壳体中的冷空气的第一部分和被引导到所述舱室通道的冷空气的第二部分。5.根据权利要求2所述的数据中心系统，其中，所述冷却单元包括多个单独的冷却模块，并且其中，每个单独的冷却模块分别被设置在所述电子机柜中的一个电子机柜的底部。6.根据权利要求5所述的数据中心系统，还包括：检测器，用于检测与第一电子机柜相关联的第一单独冷却模块发生故障；以及控制器，耦合到所述检测器，用于打开所述第一电子机柜的壳体上的至少一个窗口以将更冷的空气从所述舱室通道抽取到所述壳体中来对所述第一电子机柜的IT部件进行冷却。7.根据权利要求6所述的数据中心系统，其中，所述检测器被配置为将所述第一单独冷却模块的泄露检测为故障的标志。8.根据权利要求6所述的数据中心系统，其中，所述控制器包括用于解锁所述至少一个窗口的磁性机制。9.根据权利要求5所述的数据中心系统，还包括：一个或多个传感器，设置在第一电子机柜内的一个或多个位置处，用于确定所述第一电子机柜内的操作温度；以及控制器，耦合到所述传感器，用于基于所述操作温度来对在与所述第一电子机柜相关联的第一单独冷却模块内流动的液体的流量进行控制。10.根据权利要求5所述的数据中心系统，其中，每个电子机柜还包括冷却槽，用于允许相对应的单独冷却模块被插入到所述冷却槽中和从所述冷却槽中被移除，而不必干扰相对应的IT部件的操作。11.根据权利要求5所述的数据中心系统，其中，所述单独冷却模块中的每个包括热交换器和电源模块，其中，所述电源模块用于向相对应的IT部件提供电源，并且其中，所述热交换器还提供冷却空气来冷却所述电源模块。12.根据权利要求11所述的数据中心系统，其中，所述电源模块占用所述冷却模块内的空气空间的一部分，而不显著阻挡冷空气从所述冷却模块的第一侧流动到所述冷却模块的第二侧以将所述冷空气提供给相对应的IT部件。13.根据权利要求1所述的数据中心系统，其中，每个电子机柜还包括安装在所述一个或多个IT部件侧面上的一个或多个风扇，以推动所述冷空气从所述第一机柜通道流动到所述第二机柜通道。14.一种数据中心系统，包括：容器，用于容纳信息技术(IT)部件的多个电子机柜，所述IT部件在所述电子机柜中操作，其中，所述电子机柜被布置在第一行和第二行中以形成所述第一行和所述第二行之间的舱室通道；以及冷却单元，具有设置在所述舱室通道下的一个或多个热交换器，其中，所述冷却单元被配置为从制冷器单元接收冷液体，以使用所述冷液体来交换从所述IT部件生成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·海达里，埃里克·马亨德拉·库马尔，查尔斯·J·英格尔兹，卢卫宇，高天翼，马纳萨·萨希尼，崔岩，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US