專利名稱：冷卻多個電子設(shè)備子系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上與用來對電子器件、模塊和系統(tǒng)散熱的冷卻組件和其他設(shè)備有關(guān)。具體地說，本發(fā)明與采用多個專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)來液體冷卻諸如電子設(shè)備機架之類的電子設(shè)備子系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)和方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
諸如微處理器和電源之類的電子設(shè)備耗散的熱通量再次達(dá)到了需要簡單的空氣冷卻之外的冷卻措施來控制組件溫度的程度。液體冷卻(例如，水冷)是一種用來對付這些更高的熱通量的具有吸引力的技術(shù)。液體以高效率的方式(即，到被冷卻組件的液體的溫升最小)吸收組件/模塊耗散的熱量。通常，此熱量最終要從液體轉(zhuǎn)移給外部環(huán)境。否則，冷卻液溫度會不斷上升。
從二十世紀(jì)七十年代到九十年代初期，國際商業(yè)機器公司通過使冷卻液經(jīng)由冷卻液分配單元100(圖1)循環(huán)來實現(xiàn)了這個任務(wù)。冷卻液分配單元100包括單個大型計算機房水溫度調(diào)節(jié)單元(CRWCU)110，其將溫度調(diào)節(jié)后的冷卻水分配給需冷卻的大型計算機系統(tǒng)的各個電子設(shè)備機架120。傳統(tǒng)上，大型計算機的電子設(shè)備機架包括存儲器機柜、處理器機柜、輸入/輸出機柜、電源機柜等。在工作時，CRWCU 110接收用戶的冷卻水，該冷卻水然后被用于向計算機房的各個電子設(shè)備機架提供溫度調(diào)節(jié)后的冷卻水。
如圖2所示，CRWCU 110包括一個主冷卻回路，建筑冷卻水210通過馬達(dá)225驅(qū)動的單個控制閥220提供并流經(jīng)該主冷卻回路。閥220確定了將通過熱交換器230的建筑冷卻水的量，同時該建筑冷卻水的一部分能經(jīng)由旁通開口235直接返回到回水管。該CRWCU還包括具有容器240的第二冷卻回路，水由泵1或泵2從容器240被抽入熱交換器230進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)并作為溫度調(diào)節(jié)后的水源從該處輸出到計算機房內(nèi)需冷卻的電子設(shè)備機架。計算機房水溫度調(diào)節(jié)單元通常與電子設(shè)備機柜分開并將向計算機房的所有電子設(shè)備機柜提供系統(tǒng)水(通常保持在22℃左右)。
冷卻液分配單元，具體地說是圖1和2所示的計算機房水溫度調(diào)節(jié)單元(CRWCU)，含有單個熱交換器、單個容器、單個控制閥和冗余的泵。因此，在有一個泵出現(xiàn)故障的情況下，CRWCU會自動地切換到冗余的泵，但是該冷卻液分配單元內(nèi)任何其他故障會使整個大型機系統(tǒng)停機。例如，如果熱交換器、控制閥或建筑冷卻水源出現(xiàn)故障，計算機房內(nèi)的整個大型機系統(tǒng)也將發(fā)生故障。冗余的大型計算機會接管計算機房以使處理可以繼續(xù)進(jìn)行(以性能降低的模式)，直到停機的大型機被修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，諸如二十世紀(jì)七十和八十年代所存在的多機柜大型機系統(tǒng)已經(jīng)由單個處理器機柜或機架代替。因此，多個處理器機柜，從高檔、中檔到低檔的，現(xiàn)在可以從諸如圖1和2所示的單個計算機房水溫度調(diào)節(jié)單元得到水源。但是其中有一個問題。任何處理器機柜的任何泄漏都可能會引起所有機柜失去溫度調(diào)節(jié)后的水。一處泄漏會使整個計算機房停止工作。此外，熱交換器故障、控制閥故障或冷卻水源的喪失也可以使整個計算機房停止工作。
通過提供一種具有多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)的冷卻系統(tǒng)可以克服這些缺點并提供其他優(yōu)點。所述多個CCU的至少某些冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元中的每個CCU都向需冷卻的多個電子設(shè)備子系統(tǒng)中的不同的相關(guān)聯(lián)電子設(shè)備子系統(tǒng)提供系統(tǒng)冷卻液。所述至少某些CCU中的每個CCU包括熱交換器、具有控制閥的第一冷卻回路以及第二冷卻回路。該第一冷卻回路從一個源接收冷卻的設(shè)備冷卻液并使其中至少一部分經(jīng)所述控制閥通過所述熱交換器。該第二冷卻回路向相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供冷卻的系統(tǒng)冷卻液并在所述熱交換器內(nèi)將來自相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的熱量排放給所述第一冷卻回路內(nèi)的冷卻的設(shè)備冷卻液。所述控制閥可以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述熱交換器的冷卻的設(shè)備冷卻液，從而可以單獨控制所述第二冷卻回路內(nèi)的系統(tǒng)冷卻液的溫度。
在另一個方面，提供了一種受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)。該受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)包括多個電子設(shè)備子系統(tǒng)和多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)。每個CCU向所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)中不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供系統(tǒng)冷卻液。每個CCU包括熱交換器、具有控制閥的第一冷卻回路以及第二冷卻回路。該第一冷卻回路從一個源接收冷卻的設(shè)備冷卻液并使其中至少一部分經(jīng)所述控制閥通過所述熱交換器。該第二冷卻回路向相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供冷卻的系統(tǒng)冷卻液，并在所述熱交換器內(nèi)將來自相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的熱量排放給所述第一冷卻回路內(nèi)的設(shè)備冷卻液。所述控制閥可以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述熱交換器的冷卻的設(shè)備冷卻液，從而可以單獨控制所述第二冷卻回路內(nèi)用來冷卻與該CCU相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的系統(tǒng)冷卻液的溫度。
在另一方面，提供了一種冷卻多個電子設(shè)備子系統(tǒng)的方法。所述方法包括提供多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)，其中所述多個CCU的至少某些CCU中的每個CCU都向需冷卻的所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)的不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供系統(tǒng)冷卻液。進(jìn)而，所述至少某些CCU中的每個CCU包括熱交換器、具有控制閥的第一冷卻回路以及其中具有系統(tǒng)冷卻液的第二冷卻回路。所述方法還包括，對于所述至少某些CCU中每個CCU將冷卻的設(shè)備冷卻液從一個源提供給所述第一冷卻回路并使其中至少一部分經(jīng)所述控制閥通過所述熱交換器；將所述第二冷卻回路內(nèi)冷卻的系統(tǒng)冷卻液提供給相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)；以及在所述熱交換器內(nèi)將來自相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的熱量排放給所述第一冷卻回路內(nèi)冷卻的設(shè)備冷卻液，其中所述CCU的控制閥可以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述熱交換器的設(shè)備冷卻液，從而可以單獨控制所述第二冷卻回路內(nèi)用來冷卻相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的系統(tǒng)冷卻液的溫度。
其他功能和優(yōu)點可以通過本發(fā)明的技術(shù)實現(xiàn)。本發(fā)明的其他實施例和方面將在下面詳細(xì)說明，它們被看作所申請的發(fā)明的一部分。


在說明書后的權(quán)利要求書中特別指出和明確要求了被看作本發(fā)明的主題。從以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述及其他目的、功能和優(yōu)點是顯而易見的，這些附圖是圖1示出了傳統(tǒng)的用于計算機房的冷卻液分配單元；圖2為諸如圖1的冷卻液分配單元所采用的傳統(tǒng)計算機房水溫度調(diào)節(jié)單元(CRWCU)的原理圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面采用多個專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的冷卻液分配單元的實施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面采用多個專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的冷卻液分配單元的替代實施例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的實施例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的替代實施例；圖7部分示出了一個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)，其顯示了一個問題實例，該實例采用具有公共供液管的公共外部系統(tǒng)冷卻液容器；圖8部分示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面采用公共外部系統(tǒng)冷卻液容器和接至多個專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的多個供液管的替代CCU實施例；圖9部分示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面采用公共外部系統(tǒng)冷卻液容器和接至多個專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的公共供液管的替代CCU實施例；以及圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個方面的電源和機柜控制器的實施例的原理圖，其示出了在CCU對、電子設(shè)備機架與該電源和機柜控制器之間的通信和控制通路。
具體實施例方式
此處使用的“電子設(shè)備子系統(tǒng)”包括含有計算機系統(tǒng)的一個或多個發(fā)熱組件或其他需要冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)的任何機房、機柜、機架、隔間等。術(shù)語“電子設(shè)備機架”包括任何具有計算機系統(tǒng)或電子設(shè)備系統(tǒng)的發(fā)熱組件(例如可以是一個具有高、中或低端處理能力的獨立計算機處理器)的機柜或機架。在一個實施例中，電子設(shè)備機架可以包括多個電子設(shè)備箱，每個箱具有一個或多個需要冷卻的發(fā)熱組件。
所述冷卻液分配單元內(nèi)，或更具體地說，此處說明的多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)內(nèi)的冷卻液的一個例子，是水。但是，所揭示的原理很容易應(yīng)用于在設(shè)備側(cè)和系統(tǒng)側(cè)兩者的其他類型的冷卻液。例如，所述冷卻液可以包括鹽水、氟烴液或其他類似的化學(xué)冷卻液或致冷劑，但仍然保持本發(fā)明的所述優(yōu)點和獨特特性。
如以上簡要指出的那樣，計算機設(shè)備(主要是處理器)內(nèi)的功率水平已上升到不再能簡單地用空氣冷卻的水平。這些組件將很可能用水冷。處理器耗散的熱量可以通過水冷的冷卻板傳遞給水。用戶處(即，數(shù)據(jù)中心)通常可得到的水不適合用于這些冷卻板。首先，擔(dān)心冷凝的形成，因為數(shù)據(jù)中心的水的溫度(從7℃到15℃)遠(yuǎn)低于室內(nèi)露點(通常為18-23℃)。其次，相對較差的水的質(zhì)量(其化學(xué)性質(zhì)、潔凈度等)將影響系統(tǒng)可靠性。因此所希望的是，利用一種水冷/溫度調(diào)節(jié)單元，其使高質(zhì)量的水流向需冷卻的電子設(shè)備并從其流回，排出來自數(shù)據(jù)中心水的熱量。此處所謂的“設(shè)備水”或“設(shè)備冷卻液”是指該數(shù)據(jù)中心水或冷卻液，而“系統(tǒng)水”或“系統(tǒng)冷卻液”分別指在所述冷卻液分配單元與受冷卻的電子設(shè)備子系統(tǒng)之間循環(huán)的冷卻后的/溫度調(diào)節(jié)后的水或冷卻液。
概括地說，此處提供了一種從一組專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)向多個電子設(shè)備機架提供系統(tǒng)冷卻液的可擴展冷卻液分配單元。每個電子設(shè)備機架與相關(guān)聯(lián)的CCU連接，其中該CCU專用于該特定電子設(shè)備機架。因此，任何處理器機柜內(nèi)的泄漏只造成該特定機柜停機。這顯著地減小了泄漏對受冷卻的多機架計算機環(huán)境的影響。如下面還要說明的那樣，通過提供冗余的CCU使可靠性得到進(jìn)一步改善。這提供了對例如熱交換器故障、控制閥故障或設(shè)備冷卻液喪失的附加保護。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的冷卻液分配單元300的一個實施例。單元300包括兩組專用冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)310a、310b。每組專用CCU采用單獨的冷卻的設(shè)備冷卻液供液管和回液管320a、320b。如圖所示，每個專用CCU經(jīng)系統(tǒng)冷卻液供液管315和系統(tǒng)冷卻液回液管316與相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架連接。此外，每個專用CCU 310a、310b經(jīng)冷卻液引入管317和冷卻液引出管318與各自的冷卻的設(shè)備冷卻液供液管和回液管320a、320b連接。注意，圖3的十個電子設(shè)備機架的例子只是作為示例示出。
有利地，任何一個電子設(shè)備機架中的冷卻液泄漏或者任何一個專用CCU出現(xiàn)故障將只導(dǎo)致關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架停機。進(jìn)而，由于所述專用CCU內(nèi)的冷卻液量顯著地少于諸如圖1所示的CRWCU實施例內(nèi)的冷卻液量，因此通常顯著地減少了損害(多個)機架和計算機房內(nèi)電子設(shè)備的水量。這顯著地減小了泄漏對受冷卻的多機架計算機環(huán)境的影響。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的冷卻系統(tǒng)的替代實施例，其中冷卻液分配單元400包括專用CCU對。每個CCU對包括主專用CCU 410a、411a、412a、413a、414a、415a、416a、417a、418a、419a和冗余專用CCU 410b、411b、412b、413b、414b、415b、416b、417b、418b、419b。在主專用CCU 410a-419a與主冷卻的設(shè)備冷卻液供液和回液管420a之間以及在冗余專用CCU 410b-419b的引入管與冗余冷卻的設(shè)備冷卻液供液和回液管420b之間配置有可控閥440，其與設(shè)備冷卻液引入管串聯(lián)。閥440(在一個例子中可以包括電磁截流閥)可由冷卻液分配單元內(nèi)部或外部的控制器(見圖10)控制。主專用CCU出現(xiàn)故障時，冗余專用CCU可以被切換成投入使用。還配置了適當(dāng)?shù)亩ㄏ蛑够亻y450與系統(tǒng)冷卻液供液管465和系統(tǒng)冷卻液回液管466串聯(lián)，提供與CCU對中的專用CCU和冗余專用CCU的液體連通。閥450還防止了系統(tǒng)冷卻液通過不工作的CCU重復(fù)循環(huán)。
圖3或者圖4中的每個CCU可以具有與圖2所示的CRWCU類似的結(jié)構(gòu)，但組件的尺寸小得多。圖5示出了冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的另一個實施例，它特別適用于圖4的具有CCU對的冷卻液分配單元實施例。在圖5中，水溫度調(diào)節(jié)單元(通常用500表示)包括第一冷卻回路505、熱交換器520以及第二冷卻回路525。設(shè)備冷卻液(例如，水)通過第一冷卻回路505供液和回液，第一冷卻回路505包括由馬達(dá)515驅(qū)動的溫度控制閥510。閥510確定了將通過熱交換器520的設(shè)備冷卻液的流量，同時一部分該冷卻液能經(jīng)由旁通開口535直接返回到回液管。
第二冷卻回路525具有與其串聯(lián)的容器530和使系統(tǒng)冷卻液(例如，水)在熱交換器520和需冷卻的關(guān)聯(lián)電子設(shè)備機架之間循環(huán)的泵540。注意，由于CCU對中的冗余專用CCU，因此在圖5的CCU內(nèi)只用了單個泵540。正如以上指出的那樣，特定的專用CCU內(nèi)的任何泵、熱交換器或控制閥出現(xiàn)故障會使所述控制器切換到為特定電子設(shè)備機架提供服務(wù)的該CCU對中的冗余CCU。在圖4的實施例中，CCU對中的每個CCU被連接到不同的設(shè)備冷卻液源以便一個冷卻液源的喪失會使所述控制器切換到冗余設(shè)備冷卻液源(例如，使用冗余CCU)。這種配置為由冷卻液分配單元冷卻的所有電子設(shè)備子系統(tǒng)提供了增強的冷卻可用性。
圖5中還示出了位于設(shè)備冷卻液供液管和回液管以及系統(tǒng)冷卻液供液管和回液管處的連接器。這些連接器允許一個特定的專用CCU可被拆下和/或插入冷卻液分配單元，進(jìn)行維護、修理，或者為冷卻液分配單元添加CCU。在一個實施例中，這些連接器可以包括快速連接/分離器，并且在連接/分離器兩側(cè)可以配置適當(dāng)?shù)母綦x閥以幫助插入和拆下CCU。注意，在例如隨著業(yè)務(wù)擴展要增加需冷卻的電子設(shè)備機架數(shù)量的情況下，通過添加專用CCU或CCU對來擴展所述冷卻液分配單元可能是所希望的。因此，在這里所討論的原理揭示了所述冷卻液分配單元的可擴展性。
圖6示出了可以與諸如圖3或圖4所示的冷卻液分配單元一起使用的冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元600的另一個實施例。在圖5的冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元中，容器530被包括在每個專用單元內(nèi)部(取決于實施方式)，這可能需要過大的空間。在圖6中，從CCU中移除了內(nèi)部容器而配置了公共的外部系統(tǒng)冷卻液容器630。容器630可以向冷卻液分配單元內(nèi)的某些或所有專用CCU提供附加的系統(tǒng)冷卻液(例如，水)。如圖6所示，CCU 600包括主冷卻回路605，其中設(shè)備冷卻液(例如，水)流經(jīng)馬達(dá)615驅(qū)動的單個控制閥610并通過其提供。閥610確定了將通過熱交換器620的設(shè)備冷卻液的流量，同時一部分該冷卻液能通過旁通開口635直接返回到回液管。第二冷卻回路625包括泵640，其使系統(tǒng)冷卻液(例如，水)在熱交換器620和關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架(未示出)之間循環(huán)。有益的是，所述公共外部系統(tǒng)冷卻液容器可以同時作為填充容器和作為具有多個專用CCU的冷卻液分配單元的冷卻液補給容器來工作。容器630還能夠適應(yīng)專用CCU的第二冷卻回路內(nèi)系統(tǒng)冷卻液的任何膨脹。使用圖6的CCU實施例，應(yīng)該考慮外部系統(tǒng)冷卻液容器如何與各個專用CCU的第二冷卻回路連接才能保證在一個CCU內(nèi)的泄漏不會使與該容器連接的所有CCU排空。
例如，圖7示出了一個實施例，其中系統(tǒng)冷卻液容器700使用公共供液管710為多個第二冷卻回路提供冷卻液。在時間0，假設(shè)部分示出的第三CCU的第二冷卻回路開始漏液。在稍后的時間X，額外的系統(tǒng)冷卻液已從容器700排空，但仍剩余在公共供液管710內(nèi)。但是，在接下來的時間Y，顯示系統(tǒng)冷卻液被從公共供液管710以及部分示出的三個CCU的第二冷卻回路排空，由此造成相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架因為缺少冷卻而停機。
圖8示出了將外部系統(tǒng)冷卻液容器連接到各個CCU的另一種布置。在此實施例中，多個供液管810a、810b、810c將系統(tǒng)冷卻液容器800連接到相應(yīng)的專用CCU。本質(zhì)上，在該外部容器與每個CCU之間有一個冷卻液供液管。同樣，假設(shè)部分示出的第三CCU內(nèi)在時間0出現(xiàn)漏液，其在時間X導(dǎo)致外部系統(tǒng)冷卻液容器800排空。在以后的時間Y，為該第三CCU提供冷卻液的冷卻液供液管810c以及該第三CCU的第二冷卻回路內(nèi)的冷卻液也被排空。但是，在供液管810a和810b內(nèi)仍然留有冷卻液，從而使得在進(jìn)行故障排除的同時第一CCU和第二CCU可以繼續(xù)工作。
圖9示出了諸如圖6所示的將外部系統(tǒng)冷卻液容器與多個CCU連接的又一個實施例。在此實施例中，容器900通過公共供液管910為多個CCU提供冷卻液。但是公共供液管910是分別通過分接或分支供液管920a、920b、920c與各個CCU連接的。如圖所示，這些分支供液管從相應(yīng)CCU的第二冷卻回路以一個向上的角度連接到公共供液管910。這將防止公共供液管出現(xiàn)故障時分支供液管被排空。同樣，假設(shè)在所示的第三CCU的第二冷卻回路內(nèi)在時間0出現(xiàn)故障。在接下來的時間X，冷卻液已從容器排空，但公共供液管910內(nèi)仍然留有冷卻液。在以后的時間Y，冷卻液從公共供液管910排出到低于將公共供液管910與第三CCU內(nèi)有漏液的第二冷卻回路連接的分支供液管920c。如圖所示，在分支供液管920a和920b內(nèi)仍然有水，其足以使相應(yīng)的第一和第二冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元繼續(xù)工作，由此使關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架(未示出)繼續(xù)工作。
如上所述，優(yōu)選地，控制器向諸如圖3和4所示的冷卻液分配單元內(nèi)的各個CCU提供電源和對其的控制。該控制器具有高級智能并優(yōu)選地也以如圖10所示的冗余方式實現(xiàn)。在該圖中，冷卻液分配單元1000示為包括多個專用CCU 1020a、1020b，其每個都具有可由控制器1030a控制的控制卡。還配置了冗余電源和機柜控制器1030b?？刂破?030a、1030b與每個電子設(shè)備機架1010通信，例如，讀出機架內(nèi)各個電子組件或通過機架的冷卻液的一個或多個工作參數(shù)。如圖4所示的例子，存在將一對專用CCU 1020a、1020b與關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架1010相連接的系統(tǒng)冷卻液供液管以及使冷卻液從機架返回到工作的專用CCU的系統(tǒng)冷卻液回液通路。給定CCU對中哪個專用CCU是工作的受當(dāng)前正在工作的控制器1030a、1030b控制。
注意在圖10的例子中，可以由控制器1030a、1030b中的任何一個控制器對冷卻液分配單元內(nèi)的各個專用CCU供電。因此一個電源/控制器的喪失不會造成相應(yīng)CCU對失去供電。進(jìn)而，還要注意的是，專用CCU 1020a、1020b內(nèi)的控制卡可用于檢測該CCU的工作以及調(diào)節(jié)該CCU。例如，該卡可用于控制所述溫度控制閥和CCU內(nèi)泵的轉(zhuǎn)速。該卡還可以檢測系統(tǒng)冷卻液和將其調(diào)節(jié)到給定的溫度，以及向機柜控制器1030a和冗余機柜控制器1030b報告任何問題?？刂破?030a、1030b控制給定CCU對中的哪個CCU接通和將系統(tǒng)冷卻液調(diào)節(jié)到什么溫度?？刂破髦朗裁磿r候發(fā)生故障，并可以根據(jù)檢測到的故障采取操作，例如切換到CCU對的冗余CCU。因此，冷卻液分配單元內(nèi)單個電源連接或通信路徑有問題不會使整個冷卻系統(tǒng)停止工作。
雖然這里示出和詳細(xì)說明了一些優(yōu)選實施例，但對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，可以做出各種修改、補充、替換等而不偏離本發(fā)明的精神，因此，如以下權(quán)利要求書中定義的那樣，這些修改、補充、替換等被看作在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)，所述多個CCU中至少某些冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元的每個CCU向需冷卻的多個電子設(shè)備子系統(tǒng)的不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供系統(tǒng)冷卻液；以及其中所述至少某些CCU中的每個CCU包括熱交換器、具有控制閥的第一冷卻回路以及第二冷卻回路，所述第一冷卻回路從一個源接收冷卻的設(shè)備冷卻液并使其中至少一部分經(jīng)所述控制閥通過所述熱交換器，所述第二冷卻回路向所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供冷卻后的系統(tǒng)冷卻液，并且在所述熱交換器內(nèi)將來自所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的熱量排放給所述第一冷卻回路內(nèi)冷卻的設(shè)備冷卻液，其中所述控制閥可以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述熱交換器的設(shè)備冷卻液，從而可以單獨控制所述第二冷卻回路內(nèi)冷卻所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的系統(tǒng)冷卻液的所需溫度。
2.權(quán)利要求1的冷卻系統(tǒng)，其中所述冷卻的設(shè)備冷卻液的源包括向所述至少某些CCU提供冷卻的設(shè)備冷卻液的公共源。
3.權(quán)利要求2的冷卻系統(tǒng)，其中所述冷卻的設(shè)備冷卻液的公共源包括至少兩個源供液管和至少兩個源回液管，每個供液管和每個回液管為所述多個CCU中的至少兩個CCU服務(wù)。
4.權(quán)利要求1的冷卻系統(tǒng)，其中所述多個CCU包括多個專用CCU，其中每個專用CCU與需冷卻的不同的電子設(shè)備子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。
5.權(quán)利要求4的冷卻系統(tǒng)，其中所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)包括多個電子設(shè)備機架，每個電子設(shè)備機架由所述多個CCU中的一個相關(guān)聯(lián)的專用CCU冷卻。
6.權(quán)利要求1的冷卻系統(tǒng)，其中所述多個CCU包括多個CCU對，每個CCU對包括用來冷卻所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)中不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的專用CCU和冗余專用CCU。
7.權(quán)利要求6的冷卻系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器用于監(jiān)視所述CCU對的工作并在檢測到專用CCU出現(xiàn)故障時自動切換到出現(xiàn)故障的該CCU對的冗余專用CCU以保證連續(xù)冷卻所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)。
8.權(quán)利要求7的冷卻系統(tǒng)，還包括連接到所述多個CCU對的每個CCU對的專用CCU和冗余專用CCU以便有選擇地使冷卻的設(shè)備冷卻液流過所述CCU對的一個CCU的截流閥。
9.權(quán)利要求7的冷卻系統(tǒng)，還包括冗余設(shè)備冷卻液供液管和冗余設(shè)備冷卻液回液管，其中在檢測到所述管中的任何一個管出現(xiàn)故障時可以自動地將冷卻的設(shè)備冷卻液從一個供液管切換到另一個供液管或者從一個回液管切換到另一個回液管。
10.權(quán)利要求6的冷卻系統(tǒng)，還包括用來監(jiān)視所述CCU對的工作的控制器和冗余控制器，在檢測到所述控制器出現(xiàn)故障時所述冗余控制器將代替所述控制器進(jìn)行工作。
11.權(quán)利要求1的冷卻系統(tǒng)，其中所述至少某些CCU中的每個CCU還包括與所述第二冷卻回路串聯(lián)以便保證有足夠的系統(tǒng)冷卻液流過所述第二冷卻回路的容器。
12.權(quán)利要求1的冷卻系統(tǒng)，還包括由所述至少某些CCU中的至少兩個CCU共享以便保證有足夠的系統(tǒng)冷卻液流過所述至少兩個CCU中每個CCU的所述第二冷卻回路的外部系統(tǒng)冷卻液容器。
13.權(quán)利要求12的冷卻系統(tǒng)，其中所述外部系統(tǒng)冷卻液容器根據(jù)需要向所述至少某些CCU中的每個CCU的所述第二冷卻回路提供系統(tǒng)冷卻液。
14.權(quán)利要求13的冷卻系統(tǒng)，其中不同的供液管將所述外部系統(tǒng)冷卻液容器連接到所述至少某些CCU中的每個CCU的所述第二冷卻回路，并且其中一個供液管或一個第二冷卻回路內(nèi)的液體連通通道故障只影響具有該故障供液管或故障第二冷卻回路的CCU。
15.權(quán)利要求13的冷卻系統(tǒng)，其中一個公共供液管從所述外部系統(tǒng)冷卻液容器為所述至少兩個CCU的所述第二冷卻回路提供額外的系統(tǒng)冷卻液，并且其中所述至少兩個CCU中的每個第二冷卻回路通過向上延伸的分支管與所述公共供液管連接，所述分支管盡管在系統(tǒng)冷卻液被從所述公共供液管排除的情況下仍然保持有系統(tǒng)冷卻液。
16.一種受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，所述受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)包括多個電子設(shè)備子系統(tǒng)；多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元CCU，所述多個CCU中的每個CCU向所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)中的不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供系統(tǒng)冷卻液；以及其中所述多個CCU中的每個CCU包括熱交換器、具有控制閥的第一冷卻回路以及第二冷卻回路，所述第一冷卻回路從一個源接收冷卻的設(shè)備冷卻液并使其中至少一部分經(jīng)所述控制閥通過所述熱交換器，所述第二冷卻回路向所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供冷卻后的系統(tǒng)冷卻液，并在所述熱交換器內(nèi)將來自所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的熱量排放給所述第一冷卻回路內(nèi)的冷卻的設(shè)備冷卻液，其中所述控制閥可以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述熱交換器的設(shè)備冷卻液，從而可以單獨控制所述第二冷卻回路內(nèi)冷卻所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的系統(tǒng)冷卻液的溫度。
17.權(quán)利要求16的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，其中所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)包括多個電子設(shè)備機架。
18.權(quán)利要求16的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，其中所述冷卻的設(shè)備冷卻液的源包括冷卻的設(shè)備運行冷卻液的公共源，并且其中在所述源與所述多個CCU之間配置和連接有至少兩個源供液管和至少兩個源回液管，每個源供液管和每個源回液管為所述多個CCU中的至少兩個CCU服務(wù)。
19.權(quán)利要求16的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，其中所述多個CCU包括多個CCU對，每個CCU對包括用來冷卻所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)中不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的專用CCU和冗余專用CCU。
20.權(quán)利要求19的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器用于監(jiān)視所述CCU對的工作并在檢測到專用CCU出現(xiàn)故障時自動切換到出現(xiàn)故障的該CCU對的冗余專用CCU以保證連續(xù)冷卻所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)。
21.權(quán)利要求20的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，還包括連接到所述多個CCU對的每個CCU對的專用CCU和冗余專用CCU以便有選擇地使冷卻的設(shè)備冷卻液流過所述CCU對的一個CCU的截流閥。
22.權(quán)利要求20的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，還包括冗余設(shè)備冷卻液供液管和冗余設(shè)備冷卻液回液管，其中在檢測到所述管中的任何一個管出現(xiàn)故障時可以自動地將冷卻的設(shè)備冷卻液從一個供液管切換到另一個供液管或者從一個回液管切換到另一個回液管。
23.權(quán)利要求19的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，還包括用來監(jiān)視所述CCU對的工作的冗余控制器，在檢測到所述控制器出現(xiàn)故障時所述冗余控制器將代替所述控制器進(jìn)行工作。
24.權(quán)利要求16的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，其中所述多個CCU的至少某些CCU中的每個CCU還包括與所述第二冷卻回路串聯(lián)以便保證有足夠的系統(tǒng)冷卻液流過所述第二冷卻回路的容器。
25.權(quán)利要求16的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，還包括由所述多個CCU中至少兩個CCU共享以便保證有足夠的系統(tǒng)冷卻液流過所述至少兩個CCU中每個CCU的所述第二冷卻回路的外部系統(tǒng)冷卻液容器。
26.權(quán)利要求25的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，其中不同的供液管將所述外部系統(tǒng)冷卻液容器連接到所述至少兩個CCU中每個CCU的所述第二冷卻回路，并且其中一個供液管或一個第二冷卻回路內(nèi)的液體連通通道故障只影響具有該故障供液管或故障第二冷卻回路的CCU。
27.權(quán)利要求25的受冷卻的電子設(shè)備系統(tǒng)，其中一個公共供液管從所述外部系統(tǒng)冷卻液容器向所述至少兩個CCU中每個CCU的所述第二冷卻回路提供系統(tǒng)冷卻液，并且其中所述至少兩個CCU中的每個第二冷卻回路通過向上延伸的分支管與所述公共供液管連接，所述分支管盡管在系統(tǒng)冷卻液被從所述公共供液管排除的情況下仍然保持有系統(tǒng)冷卻液。
28.一種冷卻多個電子設(shè)備子系統(tǒng)的方法，所述方法包括提供多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)，所述多個CCU中至少某些CCU的每個CCU向需冷卻的所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)中的不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)提供系統(tǒng)冷卻液，其中所述至少某些CCU的每個CCU包括熱交換器、具有控制閥的第一冷卻回路以及具有系統(tǒng)冷卻液的第二冷卻回路；對于所述至少某些CCU中的每個CCU，從一個源向所述第一冷卻回路提供冷卻的設(shè)備冷卻液并使其中至少一部分經(jīng)所述控制閥通過所述熱交換器；對于所述至少某些CCU中的每個CCU，將所述第二冷卻回路內(nèi)冷卻后的系統(tǒng)冷卻液提供給所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)，并在所述熱交換器內(nèi)將來自所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的熱量排放給所述第一冷卻回路內(nèi)冷卻的設(shè)備冷卻液；以及其中所述CCU的控制閥可以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述熱交換器的設(shè)備冷卻液，從而可以單獨控制所述第二冷卻回路內(nèi)冷卻所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)的系統(tǒng)冷卻液的所需溫度。
29.權(quán)利要求28的方法，其中所述提供多個CCU包括提供多個CCU對，每個CCU對包括用來冷卻所述多個電子設(shè)備子系統(tǒng)中不同的相關(guān)聯(lián)電子設(shè)備子系統(tǒng)的專用CCU和冗余專用CCU。
30.權(quán)利要求29的方法，還包括監(jiān)視所述CCU對的工作并在檢測到專用CCU出現(xiàn)故障時自動切換到具有該故障的CCU對的冗余專用CCU以保證連續(xù)冷卻所述相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備子系統(tǒng)。
31.權(quán)利要求30的方法，還包括提供冗余設(shè)備冷卻液供液管和冗余設(shè)備冷卻液回液管，并在檢測到所述管中的任何一個管出現(xiàn)故障時自動地從一個供液管切換到另一個供液管或者從一個回液管切換到另一個回液管。
32.權(quán)利要求29的方法，還包括提供用來監(jiān)視所述CCU對工作的冗余控制器，并在檢測到一個控制器出現(xiàn)故障時自動將控制切換到冗余控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用多個冷卻液溫度調(diào)節(jié)單元(CCU)的冷卻系統(tǒng)。每個CCU被連接到需冷卻的多個電子設(shè)備機架的不同的相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架，每個CCU包括熱交換器、具有控制閥的第一冷卻回路以及第二冷卻回路。第一冷卻回路從一個源接收冷卻的設(shè)備冷卻液并使其中至少一部分經(jīng)所述控制閥通過所述熱交換器。第二冷卻回路向相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備機架提供系統(tǒng)冷卻液，在所述熱交換器內(nèi)將來自所述電子設(shè)備機架的熱量排放給第一冷卻回路內(nèi)的設(shè)備冷卻液。所述控制閥可以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述熱交換器的設(shè)備冷卻液的流量，從而可以單獨控制第二冷卻回路內(nèi)的系統(tǒng)冷卻液的溫度。本發(fā)明還提供了所述冷卻系統(tǒng)的各個CCU和相關(guān)聯(lián)的組件的冗余。
文檔編號H01L23/34GK1625329SQ20041007805
公開日2005年6月8日 申請日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者R·C·楚, M·J·小埃爾斯沃思, R·R·施密特, R·E·西蒙斯, R·J·祖德司瑪 申請人:國際商業(yè)機器公司