用于小型设备间的冷却系统及冷却小型设备间的方法转让专利

申请号 : CN201680061649.1

文献号 : CN108141990B

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相似专利:

发明人 : 林万来泰勒·福格特戈拉夫·贾殷贝内迪克特·J·多尔奇赫

申请人 : 维谛公司

摘要 :

一种用于建筑物中的设备室的冷却系统具有直接膨胀冷却回路。该冷却系统具有两种基本的操作模式。在第一模式中,直接膨胀冷却回路关闭,并且来自建筑物的在设备室的外部的区域的传送空气在没有由直接膨胀冷却回路提供的任何冷却的情况下被用于对设备室的内部进行冷却,并且在第二模式中,直接膨胀冷却回路打开且提供了用于对设备室的内部进行冷却的直接膨胀冷却。

权利要求 :

1.一种通过冷却系统对建筑物中的设备室进行冷却的方法,所述冷却系统具有直接膨胀冷却回路,所述直接膨胀冷却回路包括:压缩机;冷凝器,所述冷凝器具有冷凝器盘管和冷凝器风扇;膨胀装置;以及蒸发器,所述蒸发器具有蒸发器盘管和蒸发器风扇,所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀装置和所述蒸发器均布置在所述直接膨胀冷却回路中,所述方法包括:将机柜至少部分地布置在所述设备室中,其中,至少所述冷凝器布置在所述机柜的上部部分中且所述蒸发器布置在所述机柜的下部部分中;

通过第一壁将所述机柜的所述下部部分与所述机柜的所述上部部分分开,以提供通过所述机柜的所述上部部分和所述机柜的所述下部部分的分开的空气流动路径;

以第一操作模式操作所述冷却系统,其中所述直接膨胀冷却回路关闭从而利用从所述建筑物的在所述设备室外部的区域吸入的传送空气来对所述设备室的内部进行冷却,并且以第二操作模式操作所述冷却系统,其中所述直接膨胀冷却回路运行以利用由所述直接膨胀冷却回路冷却的空气来对所述设备室的内部进行冷却;

由控制器通过以下方式来对所述冷却系统的操作进行控制:在所述控制器判定以所述第一操作模式操作所述冷却系统将会满足因所述设备室的内部的热负荷而产生的冷却需求的情况下使所述控制器以所述第一操作模式操作所述冷却系统,并且在所述控制器判定以所述第一操作模式操作所述冷却系统将不能满足所述冷却需求的情况下使所述控制器以所述第二操作模式操作所述冷却系统;

当以所述第一操作模式操作所述冷却系统时,通过所述机柜的所述下部部分的传送空气入口从所述建筑物的在所述设备室的外部且在所述机柜的所述下部部分的所述传送空气入口周围的区域吸入传送空气,并且当以所述第二操作模式操作所述冷却系统时,通过所述机柜的所述下部部分的所述传送空气入口吸入传送空气且通过所述直接膨胀冷却回路对所述传送空气进行冷却;

通过所述蒸发器风扇经由所述机柜的所述下部部分的冷空气出口将空气排放到所述设备室的内部中而在所述设备室的内部产生正压,从而迫使所述设备室的内部中的空气通过所述设备室的热空气出口逸出;

其中,使所述控制器以所述第一操作模式操作所述冷却系统包括:使所述控制器在所述冷凝器风扇关闭且所述蒸发器风扇运行的情况下操作所述冷却系统,借助于所述蒸发器风扇通过所述机柜的所述下部部分的所述传送空气入口吸入传送空气,并且,所述蒸发器风扇通过所述机柜的所述下部部分的所述冷空气出口将该空气排放到所述设备室的内部中;以及其中,使所述控制器以所述第二操作模式操作所述冷却系统包括:使所述控制器在所述冷凝器风扇运行且所述蒸发器风扇运行的情况下操作所述冷却系统,借助于所述冷凝器风扇通过所述机柜的所述上部部分的传送空气入口吸入传送空气且使所吸入的空气穿过所述冷凝器盘管以对流动通过所述冷凝器盘管的冷却剂进行冷却,在该空气穿过所述冷凝器盘管之后借助于所述冷凝器风扇通过所述机柜的所述上部部分的热空气出口将该空气排出到所述设备室上方的天花板空间中,并且还借助于所述蒸发器风扇通过所述机柜的所述下部部分的所述传送空气入口吸入传送空气,使吸入的空气穿过所述蒸发器盘管以借助于流动通过所述蒸发器盘管的制冷剂来对空气进行冷却,并且,所述蒸发器风扇通过所述机柜的所述下部部分的所述冷空气出口将所冷却的空气排放到所述设备室的内部中。

2.根据权利要求1所述的方法,包括将所述机柜部分地布置在所述设备室中且部分地布置在所述设备室上方的所述天花板空间中,其中,所述机柜的所述下部部分布置在所述设备室中且所述机柜的所述上部部分的至少一部分布置在所述天花板空间中,其中,至少所述冷凝器布置在所述机柜的所述上部部分的布置在所述天花板空间中的部分中,并且,所述冷凝器风扇将空气抽吸穿过所述冷凝器盘管且通过所述机柜的所述上部部分中的热空气出口将该空气排放到所述天花板空间中且使该空气远离所述设备室的所述热空气出口,来自所述设备室的空气通过所述设备室的所述热空气出口排出到天花板中。

3.根据权利要求1所述的方法,包括将所述机柜完全布置在所述设备室内,其中,所述机柜的热空气出口向所述设备室上方的所述天花板空间敞开,并且,所述冷凝器风扇将空气抽吸穿过所述冷凝器盘管且通过所述机柜的所述热空气出口将该空气排放到所述天花板空间中。

说明书 :

用于小型设备间的冷却系统及冷却小型设备间的方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2015年10月21日提交的美国临时申请No.62/244216的权益。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

[0003] 本公开涉及用于小型设备间的冷却系统以及用这些冷却系统对小型设备间进行冷却的方法。

背景技术

[0004] 本部分提供与本公开相关的背景信息,其不一定是现有技术。
[0005] 用于小型企业的数据中心间通常与企业本身位于同一建筑物中。数据中心室通常是小房间,并且经常被称为设备室。对这些小房间进行冷却的主要方法包括安装吊顶式或壁挂式DX(直接膨胀)空气调节系统,该吊顶式或壁挂式DX空气调节系统将冷空气吹入房间内并将冷凝器的热排放到室外冷凝单元。该方法仅使用DX冷却,而冷却系统难以安装、需要单独的室内蒸发器单元以及远程室外冷凝单元(线组和2个机箱)、需要现场充电(field charging)、需要具有在寒冷气候中操作的能力的复杂的室外冷凝器、并且可能趋于过度冷却并需要再加热。

发明内容

[0006] 本部分提供了本公开的总体概述,而不是本公开的全部范围或本公开的全部特征的全面公开。
[0007] 根据本公开的一个方面,布置在建筑物中的设备室利用冷却系统来进行冷却。冷却系统具有直接膨胀冷却回路,该直接膨胀冷却回路包括:压缩机;冷凝器,其具有冷凝器盘管和冷凝器风扇;膨胀装置;以及蒸发器,该蒸发器具有蒸发器盘管和蒸发器风扇,压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器均布置在直接膨胀冷却回路中。至少蒸发器布置在设备室中的机柜中。冷却系统以第一操作模式操作,其中直接膨胀冷却回路关闭从而利用从建筑物的在设备室的外部的区域吸入的传送空气来对设备室的内部进行冷却,并且冷却系统以第二模式操作,其中直接膨胀冷却回路运行以利用由直接膨胀冷却回路冷却的空气来对设备室的内部进行冷却。通过控制器以下述方式来控制冷却系统的操作:在控制器判定以第一操作模式操作冷却系统将会满足因设备室的内部中的热负荷而产生的冷却需求的情况下,控制器以第一操作模式操作冷却系统;并且在控制器判定以第一操作模式操作冷却系统将不能满足冷却需求的情况下,控制器以第二操作模式操作冷却系统。
[0008] 在一个方面中,冷却系统是具有相关联的传感器的独立式冷却系统。
[0009] 根据本公开的一个方面,用于设备室的安装于地面且面向壁的冷却系统具有布置在机柜中的直接膨胀冷却回路。直接膨胀冷却回路具有蒸发器、蒸发器风扇、冷凝器、冷凝器风扇、压缩机和膨胀装置。冷却系统通过机柜的传送空气入口从建筑物的在设备室外部的区域吸入传送空气。建筑物的与机柜的传送空气入口相邻的区域中的传送空气由设备室所位于的建筑物的冷却系统冷却。冷却系统有两种基本的操作模式。在第一模式中,直接膨胀冷却回路关闭,并且传送空气在没有由直接膨胀冷却回路提供的任何冷却的情况下被用于对设备室的内部进行冷却,并且在第二模式中,直接膨胀冷却回路打开并提供用于对设备室的内部进行冷却的直接膨胀冷却。在一个方面中,冷却系统包括控制器,该控制器被配置成在热负荷足够小以使得传送空气在没有由直接膨胀冷却回路提供的任何冷却的情况下对设备室中的设备能够进行充分地冷却时控制冷却系统以第一模式操作,并且在热负荷足够大以使得传送空气在没有由直接膨胀冷却回路提供的额外的冷却的情况下不能对设备室中的设备进行充分地冷却时以第二模式操作冷却系统。也就是说,在控制器判定以第一操作模式操作冷却系统将会满足因设备室的内部中的热负荷而产生的冷却需求的情况下,控制器以第一操作模式操作冷却系统,并且在控制器判定以第一操作模式操作冷却系统将不能满足冷却需求的情况下,控制器以第二操作模式操作冷却系统。
[0010] 在一个方面中,在冷却系统处于第一操作模式的情况下,蒸发器风扇运行且冷凝器风扇关闭。在冷却系统处于第二操作模式的情况下,蒸发器风扇和冷凝器风扇两者均运行。运行的蒸发器风扇将空气排放到设备室的内部中,以使设备室的内部正增压。因此,设备室的内部中的热空气因设备室的内部中的正压而通过设备室的吊顶中的开口被排出到吊顶与设备室上方的天花板之间的天花板空间中,然后从天花板空间通过排气开口排出到设备室周围的建筑物环境中。
[0011] 在一个方面中,冷却系统是具有相关联的传感器的独立式冷却系统,所述相关联的传感器连同蒸发器、冷凝器和膨胀装置一起包含在机柜中。
[0012] 根据本公开的一个方面,分体式模块化冷却系统具有直接膨胀冷却回路,该直接膨胀冷却回路具有蒸发器、蒸发器风扇、冷凝器、冷凝器风扇、压缩机和膨胀装置。压缩机、蒸发器和直接膨胀装置均布置在第一机柜中,该第一机柜布置在设备室的地板上。冷凝器的风扇盘管部分布置在第二机柜中,该第二机柜安装在设备室的壁上。风扇盘管部分包括冷凝器盘管和冷凝器风扇。第二机柜具有热空气出口,热空气通过该热空气出口排出到建筑物的在设备室的外部的区域。在冷凝器风扇运行的情况下,空气借助于冷凝器风扇通过热空气出口排出,这还从设备室抽取空气使其穿过冷凝器盘管。在冷凝器风扇未运行的情况下,通过蒸发器风扇将传送空气吹入到设备室的内部中使设备室的内部正增压,这迫使设备室的内部中的热空气通过第二机柜的热空气出口排出。分体式模块化冷却系统也具有与上述操作模式相同的两种基本的操作模式。
[0013] 根据本公开的一个方面,用于设备室的冷却系统包括机柜,该机柜构造成至少部分地布置在设备室中,该机柜具有上部部分和下部部分。机柜包括位于机柜的上部部分与下部部分之间的壁,该壁将机柜的上部部分与下部部分分开,以提供通过机柜的上部部分和下部部分的分开的传送空气流动路径。冷却系统包括布置在直接膨胀冷却回路中的蒸发器、蒸发器风扇、冷凝器、冷凝器风扇、压缩机和膨胀装置。至少蒸发器布置在机柜的下部部分中,并且至少冷凝器布置在机柜的上部部分中。冷却系统构造成通过传送空气入口从建筑物的在设备室的外部的区域吸入传送空气,并将该传送空气排放到设备室的内部中以对设备室的内部进行冷却。冷却系统构造成在传送空气提供足够的冷却的情况下仅使用传送空气进行冷却。在需要额外的冷却的情况下,冷却系统构造成操作直接膨胀冷却回路以提供额外的冷却。在一个方面中,直接膨胀冷却回路在操作时吸入传送空气、对传送空气进行冷却并且然后将所冷却的传送空气排放到设备室的内部中。在直接膨胀冷却回路正在操作的情况下,冷凝器风扇和蒸发器风扇联合操作,以将进入的吸入传送空气分成两股气流:冷凝器盘管气流和蒸发器盘管气流,冷凝器盘管气流流动穿过冷凝器的冷凝器盘管以对流动通过冷凝器盘管的制冷剂进行冷却,蒸发器盘管气流流动穿过蒸发器的蒸发器盘管。蒸发器盘管气流在其流动穿过蒸发器盘管时经由直接膨胀制冷而冷却且被排出到设备室的内部中。冷凝器盘管气流被用于将直接膨胀冷却的热排放至天花板空间。
[0014] 在一个方面中,机柜的下部部分具有传送空气入口,能够通过下部部分的传送空气入口从建筑物的在设备室的外部且围绕下部部分的传送空气入口的区域吸入空气,并且机柜的上部部分具有传送空气入口,能够通过上部部分的传送空气入口从建筑物的在设备室的外部且围绕机柜的上部部分的传送空气入口的区域吸入空气。机柜具有热空气出口,该热空气出口构造成向设备室上方的天花板空间敞开。冷凝器具有冷凝器盘管和冷凝器风扇,冷凝器风扇通过机柜的上部部分的热空气出口将由冷凝器风扇吸入穿过冷凝器盘管的空气排放。蒸发器具有蒸发器盘管和蒸发器风扇,蒸发器风扇通过机柜的下部部分的冷空气出口将由蒸发器风扇吸入穿过蒸发器盘管的空气排放。
[0015] 在一个方面中,机柜的上部部分的至少一部分构造成布置在天花板空间中,其中,冷凝器布置在机柜的所述部分中。在一个方面中,机柜构造成完全布置在设备室内。
[0016] 在一个变型中,冷却系统是安装于高墙/安装在天花板上方的系统。在一个方面中,该冷却系统的各部件布置在机柜中,其中,机柜的上部部分布置在天花板空间中并且机柜的下部部分布置在设备室中,并且在一个方面中机柜的下部部分固定至设备室的壁。在一个方面中,压缩机和冷凝器布置在机柜的上部部分中并且蒸发器布置在机柜的下部部分中。冷凝器的冷凝器风扇从设备室的内部吸入空气且使所吸入的空气穿过冷凝器盘管并且然后将空气排放到天花板空间中。这又导致在设备室的内部中产生负压,该负压从设备室周围的区域将传送空气吸入到设备室中。该冷却系统的变型具有与上述操作模式相同的两种基本的操作模式。在一个方面中,冷却系统包括气流调节器,该气流调节器能够在第一位置与第二位置之间移动,在第一位置处,气流调节器阻挡空气流动通过机柜的上部部分的内部空气入口而不阻挡空气流动通过机柜的上部部分的外部空气入口,内部空气入口向设备室的内部敞开,外部空气入口向建筑物的在设备室的外部且围绕外部空气入口的区域敞开,在第二位置处,气流调节器不阻挡空气流动通过内部空气入口而阻挡空气流动通过外部空气入口。在气流调节器处于第二位置中的情况下,冷却系统如以上描述的那样操作。在气流调节器处于第一位置中的情况下,源自设备室的内部的空气路径关闭,并且源自天花板空间的空气路径打开。然后,来自建筑物的围绕外部空气入口的区域的空气被冷凝器风扇吸入并穿过冷凝器盘管以对流动通过冷凝器盘管的制冷剂进行冷却。
[0017] 在一个方面中,在传送空气被吸入到对设备室进行冷却的冷却系统的机柜中或被吸入到设备室的内部之前,传送空气由建筑物冷却系统冷却,如果适用的话。
[0018] 根据本文提供的描述,其他适用领域将变得明显。本发明内容中的描述和具体示例仅用于说明的目的且并非意在限制本公开的范围。

附图说明

[0019] 本文中所描述的附图仅用于所选定的实施方式而非所有可能的实施方案的说明性目的,并且这些附图不意在限制本公开的范围。
[0020] 图1是布置在设备室中的根据本公开的一个方面的冷却系统的简化示意图;
[0021] 图2是布置在设备室中的根据本公开的一个方面的分体式模块化冷却系统的简化示意图;
[0022] 图3A是布置在设备室中的根据本公开的一个方面的冷却系统的简化示意图;
[0023] 图3B是图3A的冷却系统的变型的简化示意图;
[0024] 图4是布置在设备室中的根据本公开的一个方面的另一冷却系统的简化示意图;以及
[0025] 图5是示出了根据本公开的一个方面的图4的冷却系统的一个方面的说明性操作模式控制和气流调节器位置的流程图。
[0026] 贯穿附图中的若干视图,相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

[0027] 现在将参照附图对示例性实施方式进行更充分的描述。
[0028] 图1示出了根据本公开的一个方面的安装于地面且面向壁的设备室冷却系统100。冷却系统100位于设备室102中,在设备室102中布置有发热设备104,比如服务器。设备室
102布置在建筑物101中。冷却系统100是直接膨胀(DX)冷却系统,该直接膨胀(DX)冷却系统具有:压缩机106;冷凝器108,该冷凝器108具有冷凝器盘管109和冷凝器风扇110;膨胀装置
112;以及蒸发器114,该蒸发器114具有蒸发器盘管113和蒸发器风扇115,蒸发器风扇115在一个方面中可以是鼠笼式鼓风机。压缩机106、冷凝器108、膨胀装置112和蒸发器114均布置在DX冷却回路116中。冷却系统100定位成与设备室102的壁118相邻并且冷却系统100具有传送空气入口120,该传送空气入口120向建筑物的在设备室102的外部且围绕传送空气入口120的区域122——比如设备室102外部的走廊——敞开。该区域122中的空气由建筑物的冷却系统冷却。在一个方面中,冷却系统100说明性地为容纳在位于设备室102的地板126上的机柜124中的独立冷却系统,其中,蒸发器114和压缩机106也搁置在设备室102的地板上或搁置在机柜124的地板(未示出)上。冷凝器108说明性地在机柜124中安装在机柜124的顶部部分128中。冷却系统100包括控制器130,该控制器130配置成对冷却系统100进行控制、特别是对DX冷却回路116进行控制。控制器130包括输入部/输出部,输入部/输出部耦接至DX冷却回路116的各个部件。在耦接至冷却系统300的控制器130的输入部中包括进气温度传感器148和设备室内部空气温度传感器150。
[0029] 冷却系统100通过传送空气入口120从区域122吸入传送空气,然后,被吸入的空气被用于以下面描述的方式对设备室102的内部103进行冷却。冷却系统100具有两种基本的操作模式:(1)DX冷却回路116关闭,并且从区域122吸入传送空气且传送空气在没有任何DX冷却的情况下被用于冷却设备室102的内部103;以及(2)DX冷却回路116正在运行且提供用于对设备室102的内部103进行冷却的DX冷却。控制器130配置成在热负荷足够小以使得传送空气可以在不具有由DX冷却回路116提供的任何冷却的情况下对设备室102中的设备104进行充分地冷却时以模式1操作,并且控制器130配置成在热负荷足够大以使得传送空气在没有由DX冷却回路116提供的冷却的情况下不能对设备104进行充分地冷却时以模式2操作。当冷却系统100以模式1操作时,控制器130配置成使蒸发器风扇115打开、使压缩机106关闭并且使冷凝器风扇110关闭。蒸发器风扇115通过传送空气入口120从建筑物的传送空气入口120周围的区域122吸入传送空气,然后将该传送空气排放到设备室102的内部103中。传送空气吸收由设备104产生的热,然后传送空气通过吊顶134中的开口146(其提供设备室102的热空气出口)被排出到吊顶134与位于设备室102上方的天花板138之间的天花板空间136中,并且然后传送空气从天花板空间136通过排放开口140排放到建筑物的在设备室102外部的区域中。
[0030] 当冷却系统100以模式2操作时,控制器130配置成在压缩机106运行并且冷凝器风扇110和蒸发器风扇115也运行的情况下操作DX冷却回路116以提供DX冷却。蒸发器风扇115通过传送空气入口120从区域122吸入传送空气,然后,随着该空气穿过蒸发器114的蒸发器盘管113,该空气通过由DX冷却回路116提供的DX冷却而被冷却。然后,该冷却的空气借助于蒸发器风扇115排放到设备室102的内部103中。冷凝器风扇110也通过传送空气入口120从区域122吸入空气,然后,所吸入的空气穿过冷凝器盘管109并对流动通过冷凝器盘管109的制冷剂进行冷却。然后,热空气借助于冷凝器风扇110从机柜124的说明性地位于机柜124的顶部144处的热空气排出口142通过吊顶134中的开口132排放到设备室102中。然后,设备室102中的热空气从设备室102通过吊顶134中的另一开口146排出到吊顶134与天花板138之间的在设备室的上方的天花板空间136中。
[0031] 由于冷却系统100特别地安装于地面,因此该冷却系统100克服了因将重的部件安装在设备室的壁或天花板上而存在的障碍。重的部件、特别是压缩机106搁置在设备室102的地板上或搁置在位于设备室102的地板上的机柜124的地板上。与对来自设备室中的空气进行再周期的冷却系统相比,冷却系统100通过在热负荷低的情况下使用传送空气来进行冷却而具有效率提高的优点。冷却系统100在以模式2(DX模式)操作时通过使用传送空气而不是从设备室102再周期的空气作为由冷却系统100冷却的空气也具有效率提高的优点,这是因为传送空气比设备室102中的空气更冷并且因此需要由DX冷却回路116进行的冷却更少。
[0032] 在图2中示出的另一变型中,分体式模块化冷却系统200具有DX冷却回路116’,该DX冷却回路116’具有布置于安装在设备室102的壁118上的机柜206中的气冷式冷凝器204的轻量风扇盘管部分202和DX冷却回路116’的布置于搁置在设备室102的地板126上的机柜208中的其余部件。风扇盘管部分202包括冷凝器盘管210和冷凝器风扇212。机柜206具有热空气出口207。壁118具有排气出口214,并且离开冷凝器盘管210的热空气借助于正在运行的冷凝器风扇212而通过热空气出口207且然后通过排气出口214排出设备室102,该冷凝器风扇212还从设备室102的内部103抽取空气,使其穿过冷凝器盘管210。冷却系统200也是DX冷却系统,并且冷却系统200除了如上所述之外还具有与冷却系统100相同的部件。就此而言,除了如所描述的,DX冷却回路116’与DX冷却回路116相同。
[0033] 冷却系统200具有与冷却系统100相同的两种基本的操作模式。应当理解的是,当冷却系统200处于第一操作模式时,控制器130配置成使冷凝器风扇212关闭。来自设备间的热空气因蒸发器风扇115将空气排放到设备室102的内部103中在设备室102中产生的正压而穿过冷凝器盘管210通过机柜206的热空气出口207排出并且然后通过壁118中的排气出口214排出。
[0034] 由于重的部件比如特别是压缩机106是安装于地板上,因此冷却系统200也克服了因将重的部件安装在设备室的壁或天花板上所存在的障碍。冷却系统200也具有与冷却系统100相同的高效的优点。
[0035] 图3A示出了根据本公开的一个方面的冷却系统300,该冷却系统300用于对设备室102的内部103进行冷却并因此对位于设备室102中的设备104进行冷却。冷却系统300是独立的冷却系统,该独立的冷却系统具有可以监测设备室102内以及设备室102周围的区域比如区域122内的空气体积状况的相关联的传感器。冷却系统300部分地位于布置有发热设备
104比如服务器的设备室102中,并且冷却系统300部分地位于设备室102上方的天花板空间
136的一部分312中。冷却系统300也是具有DX冷却回路116的DX冷却系统,但是其中,DX冷却回路116的各部件与冷却系统100和200的DX冷却回路116的各部件以不同方式定位,如下所述。
[0036] 在一个方面中,冷却系统300是安装于高墙/安装于天花板上方的系统。在一个方面中,冷却系统300的各部件布置在机柜302中,其中,机柜302的上部部分304布置在天花板空间136的部分312中。机柜302的下部部分306布置在吊顶134下方的设备室102中,并且机柜302的下部部分306说明性地固定至设备室102的壁320。机柜302包括位于机柜302的上部部分304与下部部分306之间的壁324,从而提供通过机柜302的上部部分304与下部部分306的分开的传送空气流动路径。蒸发器114布置在机柜302的下部部分306中。压缩机106和冷凝器108布置在机柜302的上部部分304中。机柜302的下部部分306具有位于传送空气入口313中的空气过滤器311,传送空气借助于蒸发器风扇115经由传送空气入口313和设备室
102的壁320中的传送空气入口318而被吸入通过空气过滤器311。蒸发器风扇115还将走廊空气吸入穿过蒸发器盘管113并且然后将所吸入的走廊空气排放到设备室102的内部103中。蒸发器风扇115使设备室102的内部103正增压,并且从蒸发器114排出的空气穿过设备
104,然后由设备104加热的空气通过吊顶中的开口146排出到天花板空间的区域310中。机柜302的上部部分304还具有传送空气入口321,当冷凝器风扇110运行时,传送空气通过设备室102的壁320中的传送空气入口322并通过该传送空气入口321而被吸入。当DX冷却回路
116运行时,冷凝器风扇110通过传送空气入口322从与设备室102相邻的区域比如区域122吸入传送空气且传送空气穿过冷凝器盘管109,并且然后冷凝器风扇110将由冷凝器盘管
109加热的空气排出到天花板空间136的在设备室102的外部的第二部分312中且远离设备室102的热空气出口,来自设备室102的空气通过该热空气出口被排出到天花板空间中。
[0037] 冷却系统300具有与冷却系统100相同的两种基本的操作模式。也就是说,在模式1中,蒸发器风扇115打开、压缩机106关闭并且冷凝器风扇110关闭。在该模式中,仅传送空气被用于为设备室102的内部103提供冷却。在模式2中,DX冷却回路116在压缩机106运行、冷凝器风扇110运行且蒸发器风扇115运行的情况下操作。由蒸发器风扇115吸入的传送空气在其穿过蒸发器盘管113时被进一步冷却,然后,被冷却的传送空气被放出到设备室102的内部103中以冷却设备室102的内部103。
[0038] 在冷却系统300中,传送空气直接从周围空气空间、即与设备室102相邻的区域比如区域122抽取。当DX冷却回路116运行时,冷凝器风扇110和蒸发器风扇115联合操作以将进入的传送空气分成两股气流:流动通过机柜302的上部部分304的冷凝器盘管气流和流动通过机柜302的下部部分306蒸发器盘管气流,冷凝器盘管气流穿过冷凝器盘管109以对流动通过冷凝器盘管109的制冷剂进行冷却,蒸发器盘管气流穿过蒸发器盘管113。蒸发器盘管气流在其流动穿过蒸发器盘管113时经由DX制冷而被冷却且被排出到设备室102的内部103中。冷凝器盘管气流用于将DX冷却热量排放至天花板空间136的部分312、在设备室102的人造天花板中。
[0039] 图3B示出了作为图3A中示出的冷却系统300的变型的冷却系统300’。冷却系统300’是安装于高墙的系统,其中,冷却系统300’的机柜302’完全布置在设备室102内,并且因此冷却系统300’的上部部分304和下部部分306完全布置在设备室102内。在图3B所示出的实施方式中,机柜302’具有向天花板空间136敞开的热空气出口326,并且借助于冷凝器风扇110将热空气通过该热空气出口326排放到天花板空间136中。冷却系统300’在其他方面以与冷却系统300相同的方式操作。
[0040] 图4示出了作为冷却系统300的另一变型的冷却系统400。冷却系统400也是带有相关联的传感器的独立的冷却系统,传感器可以对设备室102内以及设备室102周围的区域比如区域122内的空气体积状况进行监测。冷却系统400部分地位于布置有发热设备104比如服务器的设备室102中,并且冷却系统400部分地位于设备室102上方的天花板空间136中。冷却系统400也是具有DX冷却回路116的DX冷却系统,但是DX冷却回路116的各部件与冷却系统100和200的DX冷却回路116的各部件以不同的方式定位,如下所述。
[0041] 冷却系统400是安装于高墙/安装于天花板上方的系统。在一个方面中,冷却系统400的各部件布置在机柜402中,其中,机柜402的上部部分404布置在天花板空间136中。机柜402的下部部分406在吊顶134的下方布置在设备室102中,并且机柜302的下部部分306说明性地固定至设备室102的壁408。压缩机106和冷凝器108均布置在机柜402的上部部分404中,并且蒸发器114布置在下部部分406中。机柜402的下部部分406具有空气过滤器410,空气在穿过蒸发器盘管113之前通过该空气过滤器410。应当理解的是,机柜402的上部部分
404和下部部分406可以是分开的机柜,其中,对每个机柜的参考都是对单独的机柜的参考。
[0042] 在下面描述的两种操作模式中,冷凝器风扇110运行并且可以通过机柜402的上部部分404的内部空气入口418从设备室102的内部103吸入空气,并且所吸入的空气穿过冷凝器盘管109,然后将空气排放到天花板空间136中。这又在设备室102的内部103产生负压,该负压通过设备室102的传送空气入口412从建筑物的围绕设备室102的传送空气入口412的区域比如区域122吸入传送空气。在一个方面中,传送空气入口412位于设备室102的与设备室102的壁408相反的壁414中,并且因此传送空气入口412位于设备室102的与冷却系统400相反的一侧。
[0043] 当DX冷却回路116运行时,借助于蒸发器风扇115将来自设备室102的内部103的空气吸入通过空气过滤器410并穿过蒸发器盘管113,蒸发器风扇115然后将穿过蒸发器盘管113的通道而冷却的空气排出到设备室102的内部103中。
[0044] 冷却系统400具有与冷却系统100相同的两种基本的操作模式。也就是说,在模式1中,仅使用传送空气来对设备室102的内部103中的设备104进行冷却。在模式1中,压缩机106关闭、冷凝器风扇110打开且蒸发器风扇115关闭。如上所述,冷凝器风扇110从设备室
102的内部103吸入空气,冷凝器风扇110又通过传送空气入口412从区域122吸入传送空气且然后将所吸入的传送空气排出到天花板空间136中。
[0045] 在模式2中,DX冷却回路116在压缩机106运行、冷凝器风扇110运行且蒸发器风扇115运行的情况下运行。冷凝器风扇110和蒸发器风扇115两者均从设备室102的内部103吸入空气,冷凝器风扇110和蒸发器风扇115两者又通过传送空气入口412将传送空气从区域
122吸入到设备室102的内部103中。由蒸发器风扇115吸入的传送空气在其穿过蒸发器盘管
113时被进一步冷却,然后,所冷却的空气被排放到设备室102的内部103中以对设备室102的内部103进行冷却。在模式2中,从区域122吸入的传送空气和由DX冷却回路116进一步冷却的空气两者均提供了设备室102的内部103的冷却并因此提供了设备104的冷却。
[0046] 在一个变型中,冷却系统400包括在图4中以虚线示出的气流调节器416,该气流调节器416能够在第一位置与第二位置之间移动,在第一位置处气流调节器416阻挡空气流动通过机柜402的上部部分404的内部空气入口418到达冷凝器108但不阻挡空气流动通过壁408中的外部空气入口420到达冷凝器108,并且在第二位置处气流调节器416不阻挡空气流动通过内部空气入口418但阻挡空气流动通过外部空气入口420。外部空气入口420向建筑物的位于设备室102的外部且围绕外部空气入口420的区域比如天花板空间136’敞开。气流调节器416具有由控制器130控制的致动器(未示出),该致动器使气流调节器416在气流调节器416的第一位置与第二位置之间移动。当气流调节器416处于阻挡空气流动通过外部空气入口420但不阻挡空气流动通过内部空气入口418的第二位置时,冷却系统400以如上所述的方式操作。当气流调节器416处于阻挡空气流动通过内部空气入口418但不阻挡空气流动通过外部空气入口420的第一位置时,源自设备室102的内部103的空气路径被关闭,并且源自天花板空间136’的空气路径被打开。然后,来自天花板空间136’的空气借助于冷凝器风扇110而被吸入穿过冷凝器盘管109以对流动通过冷凝器盘管109的制冷剂进行冷却。这具有以下优点:消除了设备室102的内部103中的空气负压、消除了由蒸发器114冷却的空气损失并在负荷较轻且实现了设备室102的内部103中期望的温度的情况下增加了DX冷却回路116将调节容量(节省能量)的可能性。
[0047] 图5是示出了根据本公开的一个方面的用于冷却系统400的控制、特别是DX冷却回路116的操作模式以及气流调节器416的位置的说明性简化控制程序的流程图。控制程序开始于500。在502处,控制程序检查从区域122吸入的传送空气的温度(由进气温度传感器148感测)(T148)是否高于目标温度(T目标)。如果从区域122吸入的传送空气的温度(T148)高于目标温度(T目标),则控制程序转移到504,在504处控制程序将气流调节器416设定到图5的块504中被称为位置1的第一位置,在该位置1处气流调节器416阻挡空气流动通过机柜402的上部部分404的内部空气入口418但不阻挡空气流动通过外部空气入口420。也就是说,气流调节器416被定位成使得内部空气入口418被关闭且外部空气入口420被打开。然后,控制程序进行到506,在506处控制程序启动DX冷却回路116并且调节DX冷却回路116的容量以在设备室102的内部103中保持期望的温度。然后,控制程序返回至502。
[0048] 如果在502处从区域122吸入的空气的温度(T148)不高于目标温度(T目标),则控制程序转移到508,在508处控制程序将气流调节器416设定到图5的块508中被称为位置2的第二位置,在该位置2处气流调节器416不阻挡空气流动通过内部空气入口418但阻挡空气流动通过外部空气入口420。也就是说,气流调节器416被定位成使得内部空气入口418被打开且外部空气入口420被关闭。然后,控制程序进行到510,在510处控制程序检查由温度传感器150感测到的设备室102的内部103中的温度(T150)是否低于或等于目标温度(T目标)。如果由温度传感器150感测到的设备室102的内部103中的温度(T150)低于或等于目标温度(T目标),则控制程序转移到512,在512处控制程序通过控制冷凝器风扇110(风扇速度、周期或风扇速度和周期两者)来保持设备室102的内部103的温度。然后,控制程序返回至502。如果在
508处设备室102的内部103的温度(T150)高于目标温度(T目标),则控制程序转移到514,在514处控制程序启动DX冷却回路116并调节DX冷却回路116的容量以在设备室102的内部103中保持期望温度。然后,控制程序返回至502。应当理解的是,前述控制程序是在控制器130中实现的。
[0049] 如本文所使用的那样,“传送空气”是在适合的情况下从建筑物的在设备室102的外部的区域122吸入到上述冷却系统或设备室102中的一者中的空气,在区域122处空气在被吸入之前已经由建筑物冷却系统冷却。
[0050] 应当理解的是,控制器130可以是下述项目、下述项目的一部分或者包括下述项目:专用集成电路(ASIC);电子电路;组合逻辑电路;现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器(共享、专用或组合);可编程逻辑控制器、可编程控制系统比如基于处理器的控制系统(包括基于计算机的控制系统)、过程控制器比如PID控制器、或者在用本文中描述的软件编程的情况下提供所述功能或提供上述功能的其他合适的硬件部件;或者比如在片上系统中的上述各项中的一些或全部的组合。术语“模块”可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或组合)。本文中使用的术语“软件”可以是计算机程序、例程、功能、类和/或对象并且可以包括固件和/或微码。当陈述控制器130执行功能时,应当理解的是,控制器130配置成比如通过适当的软件、包括离散和集成逻辑的电子电路或适当的软件和包括离散和集成逻辑的电子电路的组合来执行功能。
[0051] 已经出于说明和描述的目的提供了对实施方式的以上描述。以上描述并不意在是穷举的或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常并不限于该特定实施方式,而是在适用的情况下,即使在未具体地示出或描述的情况下也能够相互交换并且能够用于所选的实施方式。特定实施方式的各个元件或特征还可以以许多方式进行变化。这样的变型并不被认为偏离本公开,并且所有这样的修改意在包括在本公开的范围内。