热通道容纳冷却单元及冷却方法

摘要

一种冷却单元配置成将空气容纳在限定了热通道的两排设备机架之间并冷却空气，冷却单元包括外壳，所述外壳被配置成牢固地安装于两排设备机架之上以使外壳跨越热通道；热交换器，所述热交换器由外壳支撑并与冷却剂供应装置和冷却剂回收装置联接且流体相通；以及空气移动组件，所述空气移动组件由外壳支撑并被配置成在热交换器上移动空气。还公开了冷却单元的其他实施方式及冷却方法。

权利要求

1.一种用于容纳和冷却空气的冷却系统，所述冷却系统包括：

两排设备机架，其限定热通道；

外壳，其被配置成安装于所述两排设备机架之上以使所述外壳在所述热通道上方跨越所述热通道；

第一热交换器，其由所述外壳支撑并与冷却剂供应装置和中间冷却剂连接器联接且流体相通，所述第一热交换器包括具有第一表面和第二表面的第一主体，所述第二表面与所述第一表面相对；

第二热交换器，其与所述中间冷却剂连接器和冷却剂回收装置联接且流体相通，所述第二热交换器包括具有第三表面和第四表面的第二主体，所述第四表面与所述第三表面相对，其中所述第一热交换器被安置在所述第二热交换器的上方并且所述第二热交换器的所述第三表面面向所述第一热交换器的所述第二表面；以及空气移动组件，其由所述外壳支撑，所述空气移动组件被定位在所述第二热交换器的下方并被配置成在所述第二热交换器和所述第一热交换器上移动空气。

2.如权利要求1所述的冷却系统，还包括第一集流管，所述第一集流管与所述热交换器和所述冷却剂供应装置联接，所述第一集流管被配置成将冷却剂分配至所述第一热交换器。

3.如权利要求2所述的冷却系统，还包括第二集流管，所述第二集流管与所述第二热交换器和所述冷却剂回收装置联接。

4.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述空气移动组件包括至少一个风扇单元。

5.如权利要求4所述的冷却系统，其中所述至少一个风扇单元与另一风扇单元通过隔板分开。

6.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述第一热交换器和所述第二热交换器每一个包括微通道盘管。

7.如权利要求1所述的冷却系统，还包括与所述外壳联接的至少一个灯组件模块。

8.如权利要求1所述的冷却系统，还包括遥控装置以控制所述冷却系统的操作。

9.一种冷却热通道的方法，所述热通道由数据中心的两排设备机架限定，所述方法包括：利用被配置成跨越所述热通道的一个或多个冷却单元将空气容纳在所述数据中心的所述热通道内；且通过所述一个或多个冷却单元冷却所述容纳在所述热通道内的空气的一部分，其中冷却所述容纳在所述热通道内的空气的所述一部分包括将所述空气的所述一部分朝向所述一个或多个冷却单元中的每一个的热交换器单元移动，其中所述一个或多个冷却单元中的每一个的所述热交换器单元包括第一热交换器和第二热交换器，所述第一热交换器包括具有第一表面和第二表面的第一主体，所述第二表面与所述第一表面相对，所述第二热交换器包括具有第三表面和第四表面的第二主体，所述第四表面与所述第三表面相对，并且所述第二热交换器的所述第三表面面向所述第一热交换器的所述第二表面，以及其中将所述空气的所述一部分朝向所述热交换器单元移动包括将所述空气的所述一部分朝向所述第二热交换器移动穿过所述第二热交换器的所述第四表面以及朝向所述第一热交换器移动穿过所述第一热交换器的所述第二表面。

10.如权利要求9所述的方法，还包括照亮所述热通道。

11.如权利要求9所述的方法，还包括利用遥控装置控制所述一个或多个冷却单元中的每一个的操作。

说明书

热通道容纳冷却单元及冷却方法

[0001] 本公开内容的背景

[0002] 1.本公开内容的领域

[0003] 本公开内容涉及用于冷却机架和机柜的空气冷却系统，更具体地说，涉及用于冷却机架和机柜的空气冷却设备，该机架和机柜用于存放数据处理设备、联网设备和电信设备。

[0004] 2.对相关技术的讨论

[0005] 用于安置电子设备比如数据处理设备、联网设备和电信设备的设备机柜或机架已使用了很多年。这些机架通常被用于在较大的设备间和数据中心里容纳并且布置设备。多年来，已经开发出了大量不同的标准以使得设备制造商能够设计可在机架上安装的设备，这些可在机架上安装的设备能够被安装在由不同制造商制造的标准机架上。标准的机架典型地包括前部的安装轨道(mounting rail)，电子设备中的多个单元，比如服务器和CPU，在该机架内被竖直地安装和堆放到所述安装轨道上。示例性的工业标准的机架约6英尺到6.5英尺高，约24英寸宽，以及约40英寸深。该机架通常被称为如电子工业协会的EIA-310-D标准所规定的“十九英寸”机架。

[0006] 十九英寸设备机架在数据中心和其他的设施中已被广泛地使用。随着因特网的激增，数据中心容纳数百个这些设备机架已并非罕见。

[0007] 由安装在机架上的设备所产生的热量能够对设备组件的性能、稳定性和使用寿命产生不利的影响。特别是，被封装在机柜内的、安装在机架上的设备可能容易受到工作期间在机柜范围内所产生的热积聚和热点(hot spot)的影响。设备的机架所生成的热量依赖于工作期间由机架中的设备所抽取的电功率的量。另外，电子设备的用户可随着他们需求的改变和新需求的产生来添加、移除并且重新布置安装在机架上的组件。

[0008] 以前，在某些配置中，通过具有计算机机房的空气调节器(“CRAC”)单元的数据中心的冷却系统来冷却数据中心，这些空气调节器单元通常是位于数据中心间边缘的周围的硬管(hard piped)的，不能移动的单元。CRAC单元从单元的前面吸入空气并向上朝着数据中心间的顶棚(ceiling)输出较冷的空气。在其他实施方式中，CRAC单元从数据中心间的顶棚附近吸入空气并在活动地板(raised floor)以下释放出较冷的空气，用于传递至设备机架的前面。一般来说，这些CRAC单元吸入室温下的空气(在大约72°F左右)并且释放冷空气(在大约55°F左右)，该冷空气被吹入数据中心间并且在设备机架处或在设备机架附近与室温下的空气混合。

[0009] 在其他实施方式中，CRAC单元可以是模块化的并且可调整的，使得这些单元可依赖于数据中心内的冷却需要被放置在数据中心内的任何位置。这些冷却单元在2006年1月19日所提交的、标题为“COOLING SYSTEM AND METHOD”的待定的第11/335,874号美国专利申请中有所描述。

[0010] 安装在机架上的设备一般通过沿着机架的前侧或进气口侧抽取空气，抽取通过其组件的空气，并且随后从机架的背侧或排气口侧排出空气来自我冷却。在某一实施方式中，从“冷”通道穿过设备机架抽取空气，所述“冷”通道一般位于设备机架的前部。被加热的空气从设备机架排放到“热”或“温”通道中，所述“热”或“温”通道一般位于设备机架的后部。CRAC类空调系统的缺点在于将冷空气与室温下的空气混合，这是低效率的。理想地，为了使系统尽可能地高效，并且为了尽可能少地使用能量和地板空间，则最高可行温度下的空气应当被抽入CRAC单元，并且由CRAC所生成的出口空气应当比室温低几度。另外，由于不同数量和类型的安装在机架上的组件以及机架和机柜的不同配置，空气流的要求能够显著地变化。

[0011] 为了控制遍及数据中心的空气流和最优化如上描述的空气流，可能需要容纳和冷却在热通道和冷通道内的空气，尤其是在热通道内的空气。这种热通道空气容纳系统的实施例可以在美国专利第6,859,366号和第7,046,514号中，以及在2009年1月28日由John Bean等人提交的、题为HOT AISLE CONTAINMENT COOLING SYSTEM AND METHOD(热通道容纳冷却系统及方法)的美国专利申请序列号第12/361,987号中找到，该专利申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。热通道容纳系统的其他例子由本公开的受让人，即罗德岛州西金斯顿市的American Power Conversion Corporation提供，其样品号为ACDC1014、ACDC1015、ACDC1018和ACDC1019。

[0012] 本公开内容的概述

[0013] 本公开内容的一方面涉及用于将空气容纳在限定了热通道的两排设备机架之间并冷却空气的冷却单元。在一实施方式中，所述冷却单元包括：外壳，所述外壳被配置成牢固地安装于所述两排设备机架之上以使所述外壳跨越所述热通道；热交换器，所述热交换器由所述外壳支撑并与冷却剂供应装置(coolant supply)和冷却剂回收装置(coolant return)联接且流体相通；以及空气移动组件，所述空气移动组件由所述外壳支撑并被配置成在所述热交换器上移动空气。

[0014] 冷却单元的实施方式还包括第一集流管(header)，所述第一集流管与所述热交换器和所述冷却剂供应装置联接。所述第一集流管被配置成将冷却剂分配至所述热交换器。所述冷却单元还包括第二集流管，所述第二集流管与所述热交换器和所述冷却剂回收装置联接。所述空气移动组件包括至少一个风扇单元。所述风扇单元与另一风扇单元通过隔板分开。所述热交换器包括微通道盘管(micro channel coil)。所述冷却单元还包括与所述外壳联接的至少一个灯组件模块和/或用于控制所述冷却单元的操作的遥控装置(remote control)。

[0015] 本公开内容的另一方面涉及一种冷却单元，所述冷却单元包括：第一热交换器，第一热交换器与冷却剂供应装置联接且流体相通，所述第一热交换器包括具有第一表面和相对的第二表面的主体；和第二热交换器，第二热交换器与所述第一热交换器和冷却剂回收装置联接且流体相通。所述第二热交换器包括具有第一表面和相对的第二表面的主体。如此布置以使所述第二热交换器的所述第一表面面向所述第一热交换器的所述第二表面。

[0016] 冷却单元的实施方式还包括第一集流管，所述第一集流管与所述第一热交换器和所述冷却剂供应装置联接。所述第一集流管被配置成将冷却剂分配至所述第一热交换器。所述冷却单元还包括被安置在所述第一热交换器和所述第二热交换器之间的至少一个中间盘管连接器。所述冷却单元还包括第二集流管，所述第二集流管与所述第二热交换器和所述冷却剂回收装置联接。所述冷却单元还包括空气移动组件，所述空气移动组件被配置成在所述第一热交换器和所述第二热交换器上移动空气。所述空气移动组件包括多个风扇单元。所述多个风扇单元中的每个通过隔板相互分开。

[0017] 本公开内容的又一方面涉及冷却由数据中心的两排设备机架限定的热通道的方法。在一实施方式中，所述方法包括：利用被配置成跨越热通道的一个或多个冷却单元将空气容纳在数据中心的热通道内；且通过所述冷却单元冷却容纳在所述热通道内的空气。冷却容纳在所述热通道内的空气包括将空气朝向所述冷却单元的热交换器移动。

[0018] 方法的实施方式可包括配置所述冷却单元以包括第一热交换器和第二热交换器，所述第一热交换器包括具有第一表面和相对的第二表面的主体，所述第二热交换器包括具有第一表面和相对的第二表面的主体。如此布置以使所述第二热交换器的所述第一表面面向所述第一热交换器的所述第二表面。将空气朝向所述热交换器移动包括将空气朝向所述第二热交换器移动穿过所述第二热交换器的第二表面并穿过所述第一热交换器的第二表面。所述方法还包括照亮所述热通道和/或利用遥控装置控制所述冷却单元的操作。

[0019] 附图简述

[0020] 在附图中，在多个图中示出的每一相同的或近似相同的构件由同样的数字表示。为了清楚起见，在每一附图中并非每个构件都可标出。为了更好地理解本公开内容，在此参照通过引用并入本文的附图，其中：

[0021] 图1是数据中心的一部分的透视图，其图示了由两排设备机架定义的热通道和本公开内容的一实施方式的冷却单元；

[0022] 图2是在图1中示出的冷却单元的透视图；

[0023] 图3是在图2中示出的冷却单元的透视图，且冷却单元的热交换器被移除以显示冷却单元的空气移动设备；

[0024] 图4是冷却单元的微通道盘管的一实施方式的放大横截面视图；

[0025] 图5是冷却单元的微通道盘管的另一实施方式的放大横截面视图；

[0026] 图6是在图2和图3中示出的冷却单元的透视图，其图示了另一实施方式的热交换器；

[0027] 图7是本公开内容的另一实施方式的冷却单元的顶部透视图；

[0028] 图8是在图7中示出的冷却单元的底部透视图；

[0029] 图9是在图7和图8中示出的冷却单元的透视图，其图示了冷却单元的热交换器；

[0030] 图10是在图8中示出的冷却单元的倒转透视图，且冷却单元的风扇单元和外壳构件被移除以图示冷却单元的内部；

[0031] 图11是显示本公开内容的一实施方式的冷却单元的操作的流程图；和[0032] 图12是显示气流穿过冷却单元的示意性框图。

[0033] 优选实施方式的详细描述

[0034] 仅是为了说明的目的，而非限制普遍性，现在将参照附图详细地描述本公开内容。本公开内容并非将其应用局限于以下描述中提出的或在附图中示出的构件的结构及布置的细节。本公开内容能够具有其他的实施方式并能够通过多种途径实践或实现。同样地，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。“包括(including)”“包括(comprising)”“具有(having)”“包含(containing)”“涉及(involving)”及其在本文的变体的使用，意味着涵盖其后所列出的项目及其等同物，以及附加的项目。

[0035] 典型的数据中心可以被设计成存放一些设备机架。在一实施方式中，每个设备机架可以根据题为EQUIPMENT ENCLOSURE KIT AND ASSEMBLY METHOD(设备机柜套件及装配方法)的第7,293,666号美国专利中公开的启示而构造，该美国专利由本公开内容的受让人所有且通过引用并入本文。设备机架的其他的例子由American Power Conversion TMCorporation以品牌名称NetShelter 出售。而且，设备机架之间的布线可以使用如在第
6,967,283号的美国专利中公开的包含在机架的顶部上的电缆分布槽来实现，该美国专利也通过引用并入本文并指定给本公开内容的受让人。本公开内容的原理可以适用于较小的数据中心、设备间和计算机机房。本文描述的数据中心仅以举例的方式提供。

[0036] 每一设备机架都可以被配置成包括用于支撑电子元件的框架或外壳，电子元件例如数据处理设备、联网设备和电信设备。外壳包括前部、后部、相对的侧部、底部和顶部。每一设备机架的前部可以包括前门以便能够进入设备机架的内部。设备机架的侧部可以包括至少一个嵌板(panel)以将机架的内部区域包围住。设备机架的后部也可以包括至少一个嵌板或后门以提供从机架的后部进入设备机架的内部。在某些实施方式中，侧部的嵌板和后部的嵌板以及前门和后门可以由穿孔的金属片制成，例如，以便允许空气流入和流出设备机架的内部区域。在其他的实施方式中，前门可以包括可移动的嵌板。

[0037] 设备机架在结构上是模块化的并被配置成滚入和滚出例如在数据中心的一排上的位置。脚轮可以被固定至每一设备机架的底部以使机架能够沿数据中心的地面滚动。一旦定位，可部署调平脚(leveling feet)以在排中的适当的位置牢固地使设备机架接触地面。

[0038] 一旦就位，电子设备可以被放置在设备机架的内部区域。例如，设备可以被放置在固定在设备机架的内部区域内的架子(shelving)上。在其他的实施方式中，在将设备机架布置在数据中心内之前，电子设备可以被提供在设备机架内。提供电子通信和数据通信的电缆可以被设置成穿过设备机架的顶部，或是穿过位于设备机架的顶部的具有形成在其中的开口的封盖(或“屋顶”)，或是穿过设备机架的开放顶部。在此实施方式中，电缆可以沿机架的屋顶捆扎或被提供在前面提及的电缆分布槽中。在另一实施方式中，电缆可以被安置在活动地板内并穿过设备机架的底部与电子设备连接。利用这两种配置，电源线和通信线路被设置成往返设备机架。

[0039] 如上述讨论，数据中心通常被配置成具有设备机架排，设备机架排被布置以致冷空气从冷通道被吸入机架，暖空气或热空气从机架排放至热通道。在一实施方式中，设备机架可以被布置成两排，其中在较近的一排中的设备机架的前部被布置在朝前的方向上，并且在较远的一排中的设备机架的背部被布置到朝后的方向上。然而，正如以上陈述，在典型的数据中心中，可以具有多排设备机架，其中各排可以被布置为设备机架的前部彼此相面对以限定冷通道，且设备机架的后部彼此相面对以限定热通道。在其他的配置中，热通道或冷通道可以被安置在壁和一排设备机架之间。举例说明，一排设备机架可以与壁间隔开，设备机架的后部面对所述壁以限定在所述壁和该排设备机架之间的热通道。

[0040] 为了解决数据中心或设备间内的热积聚和热点，和解决通常数据中心或室内的气候控制问题，可以提供一个或多个冷却系统。在一配置中，冷却系统可以被设置为数据中心基础设施的一部分。在另一配置中，数据中心的冷却系统可以用上述描述的传统CRAC单元来补充。在又一配置中，还可以提供模块化的冷却系统。

[0041] 这种模块化的系统在2006年1月19日提交的，题为COOLING SYSTEM AND METHOD(冷却系统及方法)的待审批的第11/335,874号美国专利申请中，或在2006年8月15日提交的，题为METHOD AND APPARATUS FOR COOLING(用于冷却的方法及装置)的第11/504,382号美国专利申请中有所描述，这两个申请均由本公开内容的受让人所有，并通过引用并入本文。冷却系统可以包括策略性地安置在数据中心内的多个冷却机架。在一实施方式中，布置可以是这样的，即设置在数据中心内的每两个设备机架具有一个冷却机架。
然而，应该理解，本领域技术人员在考虑到本公开内容的权益的情况下可以依据数据中心的环境条件在数据中心内提供或多或少的冷却机架。而且在某些实施方式中，冷却机架的集中和位置可以基于在数据中心中的最热机架的位置来调整，或基于由数据中心信息管理系统获得及分析的信息和存放在数据中心内的设备的类型来调整。

[0042] 模块化的冷却系统的细节及其各构件和配置可以在第11/335,874号和第11/504,382号的待审批的美国专利申请中找到。同样地，所述冷却系统可以实施其他的冷却配置，例如那些由本公开的受让人，即罗德岛州西金斯顿市的American Power Conversion Corporation提供的冷却配置。

[0043] 在某些情况下，可能需要控制在热通道和冷通道内的空气流，特别是在热通道中的空气流。通常地，由存放在设备机架内的电子元件产生的热从设备机架的后部排放至热通道。可能还需要容纳热空气以使通过冷却单元，例如以上描述的模块化的冷却单元来调节。利用被设计用于特别的设备机架配置的顶棚组件将热通道包围是已知的。这种已知的顶棚组件通常在将设备机架安装在数据中心中时被安装，并由设备机架的制造商制造。

[0044] 空气容纳冷却系统的实施方式可以包括用于容纳和冷却位于两排设备机架之间的空气的空气容纳冷却系统。在一实施方式中，所述空气容纳冷却包括冷却单元，该冷却单元被配置成包围由两排设备机架限定的热通道。在某一实施方式中，所述冷却单元被配置成冷却或以其他方式调节安置在热通道内的空气。

[0045] 依据本公开内容的一实施例的数据中心冷却单元被设计成位于电子设备机架群的热通道之上。热通道可以如约36英寸宽一样狭窄，在某些实施方式中约为48英寸宽。在特定的实施方式中，所述冷却单元可以包括与冷却剂供应装置联接及流体相通的第一热交换器，和与第一热交换器联接及流体相通的第二热交换器。第一热交换器包括具有第一表面和相对的第二表面的主体。类似地，第二热交换器包括具有第一表面和相对的第二表面的主体。如此布置以使第二热交换器的第一表面面向第一热交换器的第二表面。由第一、第二热交换器提供的热的冷却剂通过与第二热交换器联接及流体相通的冷却剂回收装置(coolant return)排空。在其他的实施方式中，冷却单元可以被配置为仅包含一个热交换器。

[0046] 冷却单元的实施方式还可包括第一集流管，第一集流管与第一热交换器和冷却剂供应装置联接。第一集流管被配置成将冷却剂分配至第一热交换器。冷却单元还可包括中间盘管集流管，中间盘管集流管被安置在第一热交换器和第二热交换器之间以将冷却剂从第一热交换器传送至第二热交换器。提供与第二热交换器和冷却剂回收装置联接的第二集流管，以将热的冷却剂传送至冷却剂回收装置。

[0047] 在其他的实施方式中，冷却单元还包括空气移动组件，空气移动组件被配置成在第一热交换器和第二热交换器上移动空气。在特定的实施方式中，空气移动组件包括多个风扇单元，多个风扇单元通过隔板相互分开。

[0048] 参照图1，其图示了依据本公开内容的一实施方式的数据中心的一部分，数据中心一般由100标示。部分数据中心100包括两排设备机架，每一设备机架一般由102标示。尽管图示为具有实体壁，但在某些实施方式中，如以上提及的，每一设备机架102具有设置在其前部和/或后部和/或上部壁的一个或多个通风孔(例如，穿孔的嵌板)以允许空气穿过设备机架102。在某些选择性实施方式中，设备机架102中的一个或多个可以由填充单元或冷却单元代替，填充单元或冷却单元可以具有与设备机架102基本上相同的形状和大小。两排设备机架102限定热通道104。在某些实施方式中，热通道104在一个或多个端部上由诸如门106的结构关闭。在图1中还示出了冷却单元，一般由108标示，其安装在热通道104的一部分之上。在一实施方式中，冷却单元108可以被安装在一对导轨110上。导轨110被安装在一些支撑件112上。在选择性实施方式中，可以利用更多或更少的导轨110来支撑冷却单元108，以及与附图中所示相比，导轨110可以被不同地放置。另外，元件的形状和大小，例如冷却单元108，设备机架102，门106，支撑件112等的形状和大小，并非意味是限制性的，且在不同的实施方式中可以从所图示的进行改变。冷却单元固定在热通道上的方式可以在以上确定的标题为METHOD AND APPARATUS FOR INSTALLATION AND REMOVAL OF OVERHEAD COOLING EQUIPMENT(用于安装和移除过热的冷却单元的方法及设备)、序列号为的美国专利申请(代理人案号A2000-726819)中找到。

[0049] 如图1中所示，冷却单元108被配置成跨越热通道104之上的距离。尽管仅示出了两个冷却单元108，多个冷却单元可以被安装在导轨110上以完全地包围热通道104。填充嵌板(未示出)可以被提供在冷却单元108的位置中。另外，冷却单元108中的一个可以通过将冷却单元移动在其他冷却单元的顶部上的方式放置。冷却单元108可以在其上面装备有导轨以支撑其他的冷却单元。导轨可以以与导轨110相同的距离彼此间隔分开。在使用中，在冷却单元108的顶部上提供其他冷却单元可以沿其行进的导轨，允许来自一组冷却单元内的冷却单元从数据中心100移除，而不需要移除其他的比正移除的冷却单元可能更靠近热通道104的端部之一的冷却单元。如果需要，这种导轨系统也允许冷却单元108的位置被容易地交换。另外，设施供应机架可以用来支撑水管、电力管道，气管，或其他的可能与冷却单元108连接或与设备机架102内的设备连接的公共设施。提升机构(未示出)，例如棘轮组件，在某些实施方式中可以安装在设备机架的排的顶部以便于冷却单元的提升和降低。

[0050] 可以提供制冷剂分配单元(未示出)以经由供应线路给冷却单元108供应过冷液体制冷剂，例如R-134a。如图2中所示，冷却单元108包括外壳114，外壳114被设计成保护冷却单元的工作组件。如所示，冷却单元108包括第一热交换器116，与第一热交换器流体相通的第二热交换器118，和一般由120标示的空气移动组件，第一热交换器116、第二热交换器118和空气移动组件中的每个均被固定于外壳114上。在其他的实施方式中，例如在图7-10中示出的实施方式，冷却单元108仅包括一个热交换器。制冷剂在中间位置经由制冷剂供应线路124进入冷却单元108的第二双进口盘管集流管122中，制冷剂供应线路124可与制冷剂分配单元连接。制冷剂在第二双进口盘管集流管122中预混合，然后被分成两条分支以在沿着进口盘管集流管歧管的位置流入冷却单元108的进口盘管集流管歧管126中。在进口盘管集流管歧管126中进一步混合之后，制冷剂均匀地被分配到第一热交换器116的微通道中。

[0051] 利用冷却单元108，一旦制冷剂进入第一热交换器116，制冷剂在第一热交换器中被部分蒸发。制冷剂行进穿过第一热交换器116，直到到达设置在第一热交换器的出口处的出口集流管歧管128。出口集流管歧管128与U型的中间连接器130流体相通，U型的中间连接器130从第一热交换器116传送制冷剂的双相混合物(two-phase mixture)进入第二热交换器118的进口盘管集流管歧管132。由出口集流管歧管128、中间连接器130和进口盘管集流管歧管132提供的输送过程实现了制冷剂在第一热交换器116和第二热交换器118之间流畅且顺利的传送，而没有可能导致第二热交换器的冷却性能问题的分配问题。

[0052] 在第二热交换器118中，制冷剂在第二热交换器的末端变成过热气体。蒸发的制冷剂由第二热交换器118的出口集流管歧管134收集，然后将蒸发的制冷剂传送至设置在第二热交换器的末端的第二双出口盘管集流管136。回流管138与第二热交换器118的出口盘管集流管136连接以将过热气体回流至制冷剂分配单元。在一实施方式中，蒸发器压力调节阀(未示出)被安装在回流管中。蒸发器压力调节阀可以用来将蒸发温度调节到本地空气露点温度之上以避免在第一热交换器116和第二热交换器118的盘管表面上生成冷凝物。

[0053] 空气沿图2中箭头A定义的垂直方向从冷却单元的底部到冷却单元的顶部流动穿过冷却单元108。如所示，第一热交换器116包括具有第一(向上面向的)表面140和相对的第二(如图2所示向下面向的)表面142的主体。类似地，第二热交换器118包括具有第一(向上面向的)表面144和相对的第二(向下面向的)表面146的主体。如此布置以使第二热交换器118的第一表面144面向第一热交换器116的第二表面142。为了提供空气穿过第一热交换器116和第二热交换器118的移动，空气移动组件120被安置在第二热交换器118的下面。空气移动组件120包括多个风扇单元148，例如六个风扇单元，多个风扇单元148通过隔板150相互分开。空气移动组件120被配置成将空气朝向第二热交换器118移动，以致空气行进穿过第二热交换器并然后穿过第一热交换器116。

[0054] 通过冷却单元108布置在热通道104之上，风扇单元148从热通道吸入热空气，并导引热空气穿过第一热交换器116和第二热交换器118。气流由第一热交换器116和第二热交换器118冷却，然后朝向数据中心100的天花板排出以离开冷却单元108，或排到设置在冷却单元之上的专用管道以将被冷却的空气排出并引导至数据中心的期望部分。优选地，冷却过的空气被导引至设备机架102的前部。

[0055] 如在图2和图3中所示，隔板150位于风扇单元148和第二热交换器118之间的空间中。隔板150将风扇排放区和热交换器116、118的冷却表面分成六个单独的矩形区域。尽管示出了六个风扇单元148，可以提供任何数量的风扇单元以移动空气穿过第二热交换器118和第一热交换器116。每一风扇单元148将气流排放至其自身的排放区，然后气流被输送至第二热交换器118的冷却盘管表面上的对应的进入区。这种配置在风扇单元148和第二热交换器118之间形成了六个单独的内部气流分支，因而提高了冷却单元108的效率。

[0056] 参照图4和图5，其示出了微通道盘管的结构的实施方式。在一实施方式中，冷却单元的一部分包括梯形结构，梯形结构具有一对较大的相互间隔分开的管道，较小的微通道盘管在较大的管道之间延伸。在一实施例中，如此布置以使冷冻的冷却剂经由供应线路进入冷却单元。一旦在冷却单元的热交换器内，冷冻的冷却剂进入并流动穿过微通道盘管。微通道盘管的外部具有从流向冷却单元的暖空气中吸收热量的翅片，因而加热流过微通道盘管的冷却剂。变暖的冷却剂被排放至回流管。图4示出了微通道盘管结构152的一个实施方式，其中盘管包括沿期望的方向安置的翅片。图5示出了微通道盘管结构152的另一实施方式。

[0057] 图6示出了第一热交换器116和第二热交换器118的实施方式，其管道系统更加清晰可见。应该注意，尽管在图6中示出的热交换器116、118的大小和形状与在图2中示出的热交换器稍微地不同，但第一热交换器和第二热交换器在其他方面是相同的。因此，用于描述图2中的热交换器116、118的参照数字被用来描述图6中的热交换器。

[0058] 如所示，制冷剂经由制冷剂供应线路124进入第二双进口盘管集流管122，制冷剂供应线路124可与制冷剂分配单元连接。制冷剂从第二双进口盘管集流管122传到进口盘管集流管歧管126中。在进口盘管集流管歧管126中进一步混合之后，制冷剂均匀地被分配到第一热交换器116的微通道中，例如在图4和图5中示出的微通道盘管结构152。制冷剂行进穿过第一热交换器116，直到到达设置在第一热交换器的出口处的出口集流管歧管128。多个U型的连接器130从第一热交换器116传送制冷剂的双相混合物进入第二热交换器118的进口盘管集流管歧管132。制冷剂在第二热交换器118的末端变成过热气体。蒸发的制冷剂由第二热交换器118的出口集流管歧管134收集，然后将蒸发的制冷剂传送至设置在第二热交换器的末端的第二双出口盘管集流管136。回流管138将过热气体回流至制冷剂分配单元。

[0059] 如此布置以使进入第一热交换器116的制冷剂随着制冷剂遍及第一热交换器的宽度行进到出口集流管歧管128而被逐渐地加热。热的双相制冷剂经由连接器130行进到第二热交换器中，并随着制冷剂行进到出口集流管歧管134而逐渐地非常热。因此，通过每一风扇单元148而行进穿过第二热交换器118和第一热交换器116的空气的最后温度遍及冷却单元108的宽度是大体上一致的。

[0060] 图7和图8示出了本公开内容的另一实施方式的冷却单元，一般由200标示。如所示，冷却单元200包括被设计成保护冷却单元的工作构件的外壳202。冷却单元200包括热交换器204(图7)和一般由206标示的空气移动组件(图8)，两者都被固定至外壳204并包含在外壳204内。正如冷却单元108一样，空气移动组件206被配置成移动空气穿过热交换器204。具体地，空气移动组件206包括与外壳202连接的多个风扇单元208，例如两个风扇单元。通过冷却单元200布置在热通道104之上，风扇单元208从热通道吸入热空气，并导引热空气穿过热交换器204。气流由热交换器204冷却，然后朝向数据中心100的天花板排出以离开冷却单元200，或排放到设置在冷却单元之上的专用管道以将冷却的空气排出并引导至数据中心的期望部分。优选地，冷却的空气被导引至设备机架102的前部。

[0061] 在图8中尽管示出了两个风扇单元208，可以提供任何数量的风扇单元以移动空气穿过热交换器204。每一风扇单元208将气流排放至其自身的排放区，然后气流被输送至热交换器204的冷却盘管表面上的对应的进入区。空气沿箭头A定义的垂直方向从冷却单元的底部到冷却单元的顶部流动穿过冷却单元200。如所示，热交换器204包括具有第一(向上面向的)表面和相对的第二(向下面向的)表面的主体。如在图8中所示，空气移动组件206被安置在热交换器的下面。

[0062] 参照图9，供应线路210将制冷剂输送至冷却单元200的第二双进口盘管集流管212。制冷剂在第二双进口盘管集流管212中预混合，然后被分成四条分支以在沿着进口盘管集流管歧管的位置流入冷却单元200的进口盘管集流管歧管214中。在进口盘管集流管歧管214中进一步混合之后，制冷剂均匀地被分配到热交换器204的微通道中。一旦制冷剂进入热交换器204，制冷剂在热交换器中被蒸发。制冷剂行进穿过热交换器204，直到其到达设置在热交换器的出口处的出口集流管歧管216。出口集流管歧管216与回流管218流体相通，回流管将过热气体回流至制冷剂分配单元。

[0063] 图10示出了外壳202，外壳的封盖被移除以显示外壳的内部。风扇单元208也被移除。如所示，外壳202包括被配置成支撑每一风扇单元208的支撑架220。风扇单元被固定在外壳上的方式可以在由Roy Grantham于与此案同一日期提交的，题为METHOD AND APPARATUS FOR ATTACHMENT AND REMOVAL OF FANS WHILE IN OPERATION AND WITHOUT THE NEED FOR TOOLS(用于在操作时不需要工具而安装和移除风扇的方法及设备)的第_____序列号美国专利申请(代理人案号A2000-726119)中找到，该专利申请处于所有目的通过引用以其整体并入本文。应该理解，尽管支撑架220被配置成支撑两个风扇单元208，支撑架可以被配置成适应于任何数量的风扇单元。

[0064] 冷却单元的实施方式可以包括一个或多个光源以照亮热通道104。由于冷却单元和/或填充嵌板可以被配置成完全地包围热通道104，冷却单元阻止了与数据中心相关的任何自然光或人造光。因此，冷却单元108和200可能需要包含一个或多个光源以照亮热通道。在一实施方式中，参照图10和冷却单元200，冷却单元包括多个灯组件模块，每个由222标示。提供合适的布线224以提供电源连接至灯组件模块222。提供磁性开关装置226以控制灯组件模块222的操作。如此布置以使可以操纵冷却单元的控制器来控制冷却单元的操作，包括风扇单元的风扇速率，制冷剂穿过热交换器的流动，以及灯模块的操作。应该理解，控制器可以是与每一冷却单元联系的专用设备，或与数据中心联系的全部控制网络的一部分。

[0065] 参照图11，冷却单元(108或200)的操作可以通过由方框230标出的遥控功能和由方框232标出的自动滚动功能(auto-scroll function)来控制。操作员可以使用遥控功能230来控制冷却单元的各种功能。通过使用遥控装置的向上滚动和向下滚动功能，操作员可以滚动与冷却单元联系的特征，例如，以便控制特定冷却单元的冷却操作，操作冷却单元的灯组件模块，检查一个或多个冷却单元的状态等。当不使用遥控装置时，并在预定时间段之后，冷却单元的操作可以由自动滚动功能232来控制。在一实施方式中，自动滚动功能232由与冷却单元联系的显示器来控制。显示器可以被提供在热通道104内或数据中心100内的任何地方。正如遥控功能230一样，自动滚动功能232可以通过使用显示器上提供的向上滚动和向下滚动功能来操纵以控制特定的冷却单元的操作，操作冷却单元的灯组件模块以及检查一个或多个冷却单元的状态。另外，自动滚动功能232可以用来控制报警码的操作，操作员可以设置报警码以指示数据中心内的一个或多个冷却功能的故障。

[0066] 图12是显示气流穿过冷却单元，如冷却单元200的示意框图。如所示，暖空气通过风扇单元208被导引至冷却单元200。暖空气行进穿过热交换器204并由热交换器冷却。冷却的空气返回至数据中心，在那里循环再一次开始。图12示出了与冷凝器装置(未指出)流体相通的热交换器204(或蒸发器)。提供泵和膨胀阀以完成冷却单元内的制冷剂的回路。

[0067] 还公开了冷却由数据中心的两排设备机架限定的热通道的方法。在一实施方式中，方法包括利用被配置成跨越热通道的一个或多个冷却单元将空气容纳在数据中心的热通道内；和通过冷却单元冷却容纳在热通道内的空气。当冷却容纳在热通道内的空气时，空气朝向冷却单元的热交换器移动。当使用冷却单元108时，如此布置以使空气朝向第二热交换器移动穿过第二热交换器的第二表面并穿过第一热交换器的第二表面。

[0068] 因此，应该注意到，本公开内容的实施方式的空气容纳冷却系统在热通道上提供了有穹顶的冷却盘管，这显著增大了热交换器表面面积以增大系统的冷却能力。在某些实施方式中，可以将多个空气容纳冷却系统结合在一起以致其共享共同的垂直支撑构件。另外，当将多个空气容纳冷却系统结合在一起以形成较长的排时，内部的门(未示出)可以被设置在邻近的系统之间以更好地隔离气流和热通道内的容量分配。

[0069] 另外，与常规的管式翅片盘管相比时，微通道盘管热交换器在紧凑的尺寸上表现出高传热效率。微通道热交换器的优势能够在有限的空间内允许相对大的冷却能力。

[0070] 由于高的总传热系数，与常规管式翅片盘管相比，微通道盘管热交换器以较少的排和较低的翅片密度制造。在热交换器上的气流静压差显著降低。风扇单元使大的气流速率和小的静压提升成为可能。为了提高冷却能力，微通道盘管热交换器由第一热交换器和第二热交换器连同位于这两个热交换器之间的U型中间盘管连接器组装而成。这使热空气在第二热交换器和第一热交换器上的“双流程”成为可能，同时保持良好的盘管冷却效率。

[0071] 为了最优化制冷剂液体分配均匀性，将双进口第二盘管集流管添加到盘管进口集流管歧管和出口盘管集流管歧管。第二盘管集流管显著改善了制冷剂在第一热交换器和第二热交换器的微通道中的流动均匀性。

[0072] 为了防止冷凝形成在第一热交换器和第二热交换器上，蒸发温度被控制在空气露点之上。

[0073] 风扇单元被设计成使外部的风扇噪音最小，并减轻气流向天花板的释放强度。风扇单元被布置在2×3列中，这使得在风扇单元的数量和热交换器的盘管表面上的气流均匀性之间的平衡得到了最优化。

[0074] 因此，已经描述了本公开内容的至少一个实施方式，本领域的技术人员将容易地做出各种改变、修改和改进。意在这些改变、修改和改进落在本公开内容的精神和范围内。因此，前述说明书仅是通过举例说明，并非意在限制。本公开内容的范围仅由以下权利要求及其等同物限定。