DE102013214941A1

DE102013214941A1 - Hochleistungskühlung eines Rechenzentrums

Info

Publication number: DE102013214941A1
Application number: DE102013214941.7A
Authority: DE
Inventors: Wally Karrat; Bret W. Lehman; Ronald J. Licare; Daniel Pare
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: Kyndryl Inc
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: US9999163B2; CN103631349A; DE102013214941B4; US11523545B2; CN103631349B; US20140053588A1; US20180235109A1

Abstract

Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Hochleistungskühlung in einem Rechenzentrum als Reaktion auf einen Kühl- und/oder Feuchtigkeitsbedarf unter Verwendung eines Systems bereit, das mehrere Kühlkreisläufe aufweist, um eine höhere Kühlflüssigkeitstemperatur eines ersten gekühlten Flüssigkeitskreislaufs zu ermöglichen, während Raumtemperatur und -feuchtigkeit des Rechenzentrums eingehalten werden. Insbesondere beinhaltet das System eine Mehrzahl integrierter Kühlsysteme, die jeweils ein oder mehrere eigens dimensionierte Kühlaggregate und einen Flüssigkeitskreislauf aufweisen, um den Kühlbedarf zu befriedigen. Ein mit dem ersten Flüssigkeitskreislauf verbundener Wärmetauscher für freie Kühlung wird in Betrieb genommen, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung des ersten Kühlflüssigkeitskreislaufs erreicht oder unterschreitet. Das System trennt Komponenten für die Feuchtigkeitsregelung von einem zweiten gekühlten Flüssigkeitskreislauf und ermöglicht, dass der erste gekühlte Flüssigkeitskreislauf des Rechenzentrums besser geregelt werden kann, um ein bestimmtes IT-Aufkommen zu bewältigen.

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft allgemein die Steuerung des Energieverbrauchs in einem Rechenzentrum und insbesondere eine Hochleistungskühlung eines Rechenzentrums unter Verwendung einer Mehrzahl von Kühlsystemen.
Zugrunde liegende Technik
Herkömmliche Rechenzentren beinhalten üblicherweise eine Mehrzahl einzelner Datenverarbeitungsressourcen, die von einer Gebäudehülle umgeben sind. Rechenzentren oder andere physische Räumlichkeiten nutzen eine angemessene und optimierte Energie- und Kühlinfrastruktur. Indem Rechenzentren bei gewünschten Temperaturen (z. B. Sollwerten) betrieben werden, kann Computerhardware (z. B. IT-Infrastruktur) vor Überhitzung und Fehlfunktion geschützt werden. Zu diesem Zweck werden viele Rechenzentren auf relativ niedrige Temperaturen (z. B. auf 75°F (ca. 24°C)) gekühlt, um Betriebssicherheit und Lebensdauer zu erhöhen und Ausfallzeiten für Reparaturen und/oder Austauscharbeiten zu vermeiden.
Da Rechenzentren immer mehr Strom verbrauchen und die Mittel des IT-Leiters relativ gleichbleibend sind, wird das Einsparen von Energie in Rechenzentren immer dringender. Rechenzentren werden immer stärker virtualisiert, sodass der Kühlbedarf immer größer und immer weniger vorhersehbar wird und das Energiesparen eine immer stärkere Herausforderung darstellt. Als Reaktion darauf haben Standardisierungsorganisationen wie die American Society of Heating Refrigeration and Air conditioning Engineers (ASHRAE) und der Verhaltenskodex für Rechenzentren der Europäischen Union erleichterte Umweltstandards für Rechenzentren beschlossen, um höhere Eintrittstemperaturen für Server zuzulassen. Höhere Eintrittsbedingungen für Server geben Anlass für neue und innovative Konstruktions- und Steuerkonzepte, die für Räumlichkeiten von Rechenzentren einzigartig sind. Im Gegensatz zu anderen Arten von Gebäudeumgebungen weisen Rechenzentren eine äußerst geringe latente Wärmelast auf, da das IT-Aufkommen nur freie Wärme beiträgt, weil sich in den Räumlichkeiten nur sehr wenige Personen befinden, die Feuchtigkeit in die Luft des Rechenzentrums einbringen, und nur wenig Frischluft ausgetauscht wird.
Die Infrastruktur, die das Rechenzentrum unterstützt, kann mit Einheiten variabler Geschwindigkeit und mit Wahlmöglichkeiten für freie Kühlung unterstützt werden, wenn die äußeren Umgebungsbedingungen hierfür günstig sind. Obwohl diese Methoden zu messbaren Energieeinsparungen führen können, schöpfen sie die schwankenden Umgebungsbedingungen nicht komplett aus, um stärkere Einsparungen zu erzielen.
Kurzdarstellung
Allgemein stellen Ausführungsformen der Erfindung Ansätze zur Hochleistungskühlung in einem Rechenzentrum als Reaktion auf einen Kühl- und/oder Feuchtigkeitsbedarf unter Verwendung eines Kühlsystems des Rechenzentrums bereit, das mehrere Kühlkreisläufe aufweist, um eine höhere Kühlflüssigkeitstemperatur eines ersten Flüssigkeitskühlkreislaufs vorzusehen, während Raumtemperatur und Feuchtigkeit des Rechenzentrums geregelt werden. Insbesondere beinhaltet das Kühlsystem des Rechenzentrums eine Mehrzahl integrierter Kühlsysteme, die jeweils ein oder mehrere eigens dimensionierte Kühlaggregate aufweisen, um den Kühlbedarf abzudecken. Ein mit dem ersten Flüssigkeitskreislauf verbundener Wärmetauscher für freie Kühlung wird aktiv, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums Kondenswasser mit einer Temperatur unterhalb einer Rücklauftemperatur des ersten Flüssigkeitskühlkreislaufs erzeugen kann. Das Kühlsystem des Rechenzentrums trennt Komponenten für die Feuchtigkeitsregelung von einem zweiten Flüssigkeitskühlkreislauf und ermöglicht, dass der erste Flüssigkeitskühlkreislauf des Rechenzentrums besser geregelt werden kann, um ein bestimmtes IT-Aufkommen zu bewältigen und dadurch sowohl im Normalbetrieb als auch unter freier Kühlung größtmögliche Energieeinsparungen zu erzielen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kühlsystem für ein Rechenzentrum, das aufweist: ein erstes Kühlsystem zum Einhalten eines vorgegebenen Sollwertes eines ersten Flüssigkeitskreislaufs, um einen Kühlbedarf innerhalb des Rechenzentrums zu befriedigen, wobei das erste Kühlsystem ein Kühlaggregat aufweist; ein zweites Kühlsystem zum Einhalten eines vorgegebenen Sollwertes eines zweiten Flüssigkeitskreislaufs, um einen Feuchtigkeits- und Kühlbedarf innerhalb des Rechenzentrums zu befriedigen, wobei das zweite Kühlsystem ein oder mehrere Kühlaggregate aufweist, die so dimensioniert sind, dass ihre Kapazität kleiner als die des Kühlaggregats des ersten Flüssigkeitskreislaufs ist, und wobei der vorgegebene Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs höher als der vorgegebene Sollwert des zweiten Flüssigkeitskreislaufs ist; einen mit dem ersten Flüssigkeitskreislauf verbundenen Wärmetauscher, der aktiv wird, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen vorgegebenen Sollwert des Wärmetauschers unterschreitet, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Kühlaggregat des ersten Flüssigkeitskreislaufs parallel oder in Reihe geschaltet ist; und eine Strömungssteuereinheit, die das erste Kühlsystem mit dem zweiten Kühlsystem verbindet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Kühlsystem für ein Rechenzentrum bereit, das aufweist: ein Speichermedium, das Anweisungen aufweist; einen mit dem Speichermedium verbundenen Bus; und einen Prozessor, der über den Bus mit einer Regeleinheit verbunden ist und durch Ausführen der Anweisungen das System veranlasst: eine Umgebungsbedingung des Rechenzentrums zu analysieren; als Reaktion auf die Umgebungsbedingung einen Wärmetauscher in Betrieb zu nehmen, um einen vorgegebenen Sollwert für einen ersten Flüssigkeitskreislauf eines ersten Kühlsystems einzuhalten, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet; ein Kühlaggregat eines zweiten Kühlsystems in Betrieb zu nehmen, um auf die Umgebungsbedingung zu reagieren, wenn die Außentemperatur des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung um einen vorgegebenen Betrag überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das erste Kühlsystem einzuhalten; eine Strömungssteuereinheit zu betreiben, um den vorgegebenen Sollwert für einen Flüssigkeitskreislauf des ersten Kühlsystems einzuhalten; und ein Kühlaggregat des ersten Kühlsystems in Betrieb zu nehmen, um auf die Umgebungsbedingung zu reagieren, wenn der für den ersten Flüssigkeitskreislauf vorgegebene Sollwert durch die Inbetriebnahme des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems nicht eingehalten werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein computerlesbares Speichermedium bereit, auf dem Computeranweisungen gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, ein Computersystem veranlassen, eine Kühlung eines Rechenzentrums bereitzustellen, wobei die Computeranweisungen aufweisen: Analysieren einer Umgebungsbedingung des Rechenzentrums; Inbetriebnehmen eines Wärmetauschers als Reaktion auf die Umgebungsbedingung, um einen vorgegebenen Sollwert für einen ersten Flüssigkeitskreislaufs eines ersten Kühlsystems einzuhalten, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet; Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats eines zweiten Kühlsystems, um auf die Umgebungsbedingung zu reagieren, wenn die Außentemperatur des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das erste Kühlsystem einzuhalten; Betreiben einer Strömungssteuereinheit, um den vorgegebenen Sollwert für einen Flüssigkeitskreislauf des ersten Kühlsystems einzuhalten; und Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats des ersten Kühlsystems, um auf die Umgebungsbedingungen zu reagieren, wenn der für den ersten Flüssigkeitskreislauf vorgegebene Sollwert durch die Inbetriebnahme des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems nicht eingehalten werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Kühlen eines Rechenzentrums bereit, wobei das Verfahren aufweist: Analysieren einer Umgebungsbedingung des Rechenzentrums durch eine Regeleinheit; Inbetriebnehmen eines Wärmetauschers durch die Regeleinheit als Reaktion auf die Umgebungsbedingungen, um einen vorgegebenen Sollwert für einen ersten Flüssigkeitskreislauf eines ersten Kühlsystems einzuhalten, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet; Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats eines zweiten Kühlsystems durch die Regeleinheit, um auf die Umgebungsbedingung zu reagieren, wenn die Außentemperatur des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegeben Sollwert für das erste Kühlsystem einzuhalten; Betreiben einer Strömungssteuereinheit durch die Regeleinheit, um den vorgegebenen Sollwert für einen Flüssigkeitskreislauf des ersten Kühlsystems einzuhalten; und Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats des ersten Kühlsystems durch die Regeleinheit, um auf die Umgebungsbedingung zu reagieren, wenn der für den ersten Flüssigkeitskreislauf vorgegebene Sollwert durch die Inbetriebnahme des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems nicht eingehalten werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese sowie weitere Merkmale der Erfindung werden verständlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Datenverarbeitungsumgebung zum Kühlen eines Rechenzentrums gemäß anschaulichen Ausführungsformen zeigt;
2 eine schematische Darstellung eines Kühlsystems eines Rechenzentrums gemäß anschaulichen Ausführungsformen zeigt; und
3 einen Ablaufplan zum Kühlen eines Rechenzentrums gemäß anschaulichen Ausführungsformen zeigt.
Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht. Die Zeichnungen sind nur Darstellungen, die keine speziellen Parameter der Erfindung wiedergeben sollen. Die Zeichnungen dienen nur zum Darstellen typischer Ausführungsformen der Erfindung und sind deshalb nicht als Einschränkung des Schutzumfangs zu verstehen. In den Zeichnungen stellen gleiche Bezugsnummern gleiche Elemente dar.
Detaillierte Beschreibung
Nunmehr werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen gezeigt sind. Ausführungsformen der Erfindung stellen Ansätze zur Hochleistungskühlung in einem Rechenzentrum als Reaktion auf einen Kühl- und/oder Feuchtigkeitsbedarf unter Verwendung eines Kühlsystems des Rechenzentrums dar, das mehrere Kühlkreisläufe aufweist, um eine höhere Kühlflüssigkeitstemperatur eines ersten gekühlten Flüssigkeitskreislaufs zu ermöglichen, während Raumtemperatur und -feuchtigkeit des Rechenzentrums geregelt werden. Insbesondere beinhaltet das Kühlsystem des Rechenzentrums eine Mehrzahl integrierter Kühlsysteme, die jeweils ein oder mehrere eigens dimensionierte Kühlaggregate und einen Flüssigkeitskreislauf zum Befriedigen des Kühlbedarfs aufweisen. Mit dem ersten Flüssigkeitskreislauf ist ein Wärmetauscher für freie Kühlung verbunden, der in Betrieb genommen wird, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums die Rücklauftemperatur des ersten gekühlten Flüssigkeitskreislaufs um einen Betrag unterschreitet (einen Sollwert für freie Kühlung erreicht oder unterschreitet). Das Kühlsystem des Rechenzentrums trennt Feuchtigkeitsregelkomponenten von dem zweiten Kühlflüssigkeitskreislauf und ermöglicht eine bessere Regelung des ersten gekühlten Flüssigkeitskreislaufs des Rechenzentrums, um die besonderen/speziellen IT-Aufkommen zu bewältigen und dadurch sowohl im Normalbetrieb als auch unter Kühlung größtmögliche Energieeinsparungen zu erzielen.
Es ist einsichtig, dass diese Offenbarung in vielen unterschiedlichen Formen umgesetzt werden kann und nicht als Einschränkung auf die hierin dargelegten beispielhaften Ausführungsformen auszulegen ist. Vielmehr werden diese beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung ausführlich und vollständig ist und dem Fachmann den Schutzumfang dieser Offenbarung völlig klar macht. Die hierin gebrauchten Begriffe dienen nur zur Beschreibung einzelner Ausführungsformen und sollen diese Offenbarung nicht einschränken. Zum Beispiel sollen die hierin gebrauchten Einzahlformen „ein”, „eine” und „der, die, das” auch die Mehrzahlformen beinhalten, sofern aus dem Zusammenhang nichts Anderes hervorgeht. Darüber hinaus bedeutet der Gebrauch der Begriffe „ein”, „eine” usw. keine mengenmäßige Einschränkung, sondern vielmehr das Vorhandensein von mindestens einem der angegebenen Objekte. Ferner ist klar, dass die Begriffe „weist auf” und/oder „aufweisend” in Verbindung mit dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, Bereiche, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzukommen eines oder mehrerer weiterer Merkmale, Bereiche, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder deren Gruppen ausschließen.
Bezugnahmen innerhalb dieser Beschreibung auf „eine Ausführungsform”, „Ausführungsformen” oder ähnliche Bezeichnungen bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit können Formulierungen wie „in einer Ausführungsform”, „in Ausführungsformen” innerhalb dieser Beschreibung gegebenenfalls ein und dieselbe Ausführungsform betreffen.
Nunmehr zeigt 1 ein System 100, das die Kühlung eines Rechenzentrums als Reaktion auf eine Umgebungsbedingung (z. B. einen Kühl- und/oder Feuchtigkeitsbedarf) ermöglicht. Die Figur zeigt, dass das System 100 ein Computersystem 102 beinhaltet, das innerhalb einer Computerinfrastruktur 104 installiert ist. Dadurch soll unter anderem gezeigt werden, dass Ausführungsformen innerhalb einer Netzwerkumgebung 106 (z. B. im Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN), einem lokalen Netzwerk (LAN), einem virtuellen privaten Netzwerk (VPN) usw.), einer Cloud-Computing-Umgebung oder auf einem eigenständigen Computersystem realisiert werden können. Darüber hinaus soll die Computerinfrastruktur 104 zeigen, dass einige oder alle Komponenten vom System 100 durch einen Dienstleister installiert, verwaltet, betreut werden können usw., der anbietet, die Funktionen der vorliegenden Erfindung für Dritte zu realisieren, zu installieren und/oder zu verrichten.
Das Computersystem 102 soll einen beliebigen Typ von Computersystem darstellen, das zum Bereitstellen/Umsetzen der hier dargelegten Lehren realisiert werden kann. Bei diesem speziellen Beispiel stellt das Computersystem 102 ein anschauliches System zum Bereitstellen einer Kühlung eines Rechenzentrums dar. Es sollte jedoch klar sein, dass beliebige andere, unter verschiedenen Ausführungsformen realisierte Computer unterschiedliche Komponenten/Software aufweisen können, jedoch dieselben Funktionen ausführen. Zu sehen ist, dass das Computersystem 102 eine Verarbeitungseinheit 108 beinhaltet, die zusammen mit einer in einer Speichereinheit 112 gespeicherten Regeleinheit 110 eine Kühlung eines Rechenzentrums bereitstellen kann, wie im Folgenden ausführlich beschrieben wird. Ferner sind auch ein Bus 113 und Einheitenschnittstellen 115 dargestellt.
Eine Verarbeitungseinheit 108 betrifft allgemein eine beliebige Vorrichtung, die logische Operationen, Datenverarbeitungs-Tasks, Steuerfunktionen usw. ausführt. Ein Prozessor kann ein oder mehrere Subsysteme, Komponenten und/oder weitere Prozessoren beinhalten. Üblicherweise beinhaltet ein Prozessor verschiedene Logikkomponenten, die unter Verwendung eines Taktsignals Datensignale speichern, Logikzustände entwickeln, Berechnungen und Logikoperationen synchronisieren und/oder weitere Zeitsteuerfunktionen bereitstellen. Während des Betriebs empfängt die Verarbeitungseinheit 108 Signale, die über ein LAN und/oder ein WAN (z. B. T1, T3, 56 kb, X.25), Breitbandverbindungen (ISDN, Frame-Relay, ATM), drahtlose Verbindungen (802.11, Bluetooth usw.) und so weiter übertragen werden. Gemäß einigen Ausführungsformen können die Signale zum Beispiel unter Verwendung einer Verschlüsselung mit vertrauenswürdigen Schlüsselpaaren verschlüsselt sein. Verschiedene Systeme können Daten unter Verwendung verschiedener Datenübertragungswege wie beispielsweise Ethernet oder drahtlose Netzwerke, direkte serielle oder parallele Verbindungen, USB, Firewire^®, Bluetooth^® oder weiterer urheberrechtlich geschützter Schnittstellen übertragen. (Firewire ist ein eingetragenes Warenzeichen von Apple Computer, Inc. Bluetooth ist ein eingetragenes Warenzeichen von Bluetooth Special Interest Group (SIG)).
Im Allgemeinen führt die Verarbeitungseinheit 108 einen Computerprogrammcode aus, beispielsweise einen Programmcode für das Betreiben der Regeleinheit 110, der in einer Speichereinheit 112 und/oder einem Speichersystem 114 gespeichert ist. Während der Ausführung des Computerprogrammcodes kann die Verarbeitungseinheit 108 Daten von der Speichereinheit 112 und vom Speichersystem 114 lesen und/oder darauf schreiben. Das Speichersystem 114 kann VCRs, DVRs, RAID-Anordnungen, USB-Festplatten, optische Aufzeichnungsplatten, Flash-Speichereinheiten und/oder weitere Datenverarbeitungs- und -speicherelemente zum Speichern und/oder Verarbeiten von Daten aufweisen. Nicht gezeigt ist, dass das Computersystem 102 auch E/A-Schnittstellen beinhalten kann, die Daten mit einer oder mehreren Hardware-Komponenten der Computer-Infrastruktur 104 austauschen kann, die einen Benutzer befähigen, sich mit dem Computersystem 102 in Verbindung zu setzen (z. B. eine Tastatur, einen Bildschirm, eine Kamera usw.).
Nunmehr werden unter Bezugnahme auf 2 die Struktur und die Arbeitsweise eines Kühlsystems 120 für ein Rechenzentrum ausführlicher beschrieben. Gezeigt ist, dass das Kühlsystem 120 für ein Rechenzentrum ein erstes (d. h. ein Primär-)Kühlsystem 122 beinhaltet, das zum Einhalten eines vorgegebenen Sollwerts eines ersten Flüssigkeitskreislaufs (z. B. Wasserkreislaufs) 124 dient, um einen Kühl- und Feuchtigkeitsbedarf innerhalb eines Rechenzentrums 126 zu befriedigen, wobei der Kühlbedarf z. B. durch einen Temperaturanstieg infolge eines IT-Aufkommens verursacht wird. Das Kühlsystem 120 des Rechenzentrums weist ferner ein zweites (Sekundär-)Kühlsystem 132 auf, das zum Einhalten eines vorgegebenen Sollwerts eines zweiten Flüssigkeitskreislaufs (z. B. Wasserkreislaufs) 134 dient, um den Kühlbedarf innerhalb des Rechenzentrums 126 zu befriedigen. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen wird für den vorgegebenen Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 ein höherer Temperaturwert gewählt als für den vorgegebenen Sollwert des zweiten Flüssigkeitskreislaufs 134. Bei einem nicht als Einschränkung anzusehenden Beispiel beträgt die Solltemperatur des zweiten Flüssigkeitskreislaufs 134 ungefähr 40 bis 50°F (4,4 bis 10°C), während der Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 für die Eintrittstemperatur des Rechenzentrums ungefähr 55 bis 65°F (12,8 bis 18,3°C) und für die Austrittstemperatur des Rechenzentrums ungefähr 65 bis 75°F (18,3 bis 23,9°C) beträgt. Im Folgenden wird ausführlich beschrieben, dass durch das Zusammenwirken des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 und des zweiten Flüssigkeitskreislaufs 134 gemäß beispielhaften Ausführungsformen eine höhere Kühlflüssigkeitstemperatur des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 erreicht werden kann, wodurch innerhalb des Rechenzentrums 126 sowohl im Normalbetrieb als auch bei freier Kühlung ein größtmöglicher energetischer Wirkungsgrad erzielt wird.
Gezeigt ist, dass das Kühlsystem 120 für ein Rechenzentrum ferner ein oder mehrere Kühlaggregate 138, die mit einem ersten Flüssigkeitskreislauf 124 betrieben werden, und ein oder mehrere Kühlaggregate 140 beinhaltet, die mit einem zweiten Flüssigkeitskreislauf 134 betrieben werden, wobei das Kühlaggregat 140 des zweiten Flüssigkeitskreislaufs 134 bewusst so dimensioniert ist, dass es eine geringere Kapazität (d. h. Wärmeübertragungskapazität (Enthalpiedifferenz) und Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit) als das Kühlaggregat 138 des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 aufweist. Gemäß einer nicht als Einschränkung anzusehenden Ausführungsform weist das Kühlsystem 140 des zweiten Flüssigkeitskreislaufs 134 eine Kapazität von ungefähr 20 bis 30% der Kapazität des Kühlaggregats 138 des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 auf.
Das Kühlsystem 120 des Rechenzentrums beinhaltet ferner einen oder mehrere mit dem ersten Flüssigkeitskreislauf 124 verbundene Wärmetauscher 144 auf, die aktiv werden, wenn eine Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums 126 einen vorgegebenen Sollwert unterschreitet. Insbesondere ist der Wärmetauscher 144 so konfiguriert, dass der Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 bei freier Kühlung des Kühlsystems 120 des Rechenzentrums eingehalten wird. Das heißt, bei kühleren Wetterbedingungen kann die äußere Umgebungstemperatur zum Energieeinsparen im Kühlsystem 120 des Rechenzentrums beitragen. Freies Kühlen kann zum Energieeinsparen genutzt werden, indem das Kühlaggregat 138 des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 längere Zeit in einem Zustand „aus” belassen wird, wenn die äußere Feuchtkugeltemperatur unterhalb eines geforderten Sollwertes (d. h. um einen Betrag gegenüber der Rücklauftemperatur des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124) sinkt. Gemäß einer nicht als Einschränkung anzusehenden Ausführungsform trägt der erste Flüssigkeitskreislauf 124 zu einem Zuwachs um ungefähr 50% Betriebsstunden unter freier Kühlung bei, bevor das Rechenzentrum 120 wieder in den Normalbetrieb zurückkehrt. Es ist gezeigt, dass der Wärmetauscher 144 parallel oder in Reihe zum Kühlaggregat 138 des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 betrieben wird.
Das Kühlsystem 120 des Rechenzentrums beinhaltet ferner eine Mehrzahl von Pumpen 148A bis C und eine Strömungssteuereinheit (z. B. ein Dreiwegeventil) 150, das den ersten Flüssigkeitskreislauf 124 des ersten Kühlsystems 122 mit dem zweiten Flüssigkeitskreislauf 134 des zweiten Kühlsystems 132 verbindet. Im Folgenden wird ausführlicher beschrieben, dass als Reaktion auf einen Kühlbedarf bei laufendem Betrieb eine oder mehrere Pumpen 148A bis C aktiviert werden und die Strömungssteuereinheit 150 (z. B. den ersten Flüssigkeitskreislauf 124 zum zweiten Flüssigkeitskreislauf 134 hin) öffnen, um den Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 einzuhalten. Durch dieses Mischen der Flüssigkeit zwischen den beiden Flüssigkeitskreisläufen wird die Temperatur des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 gesenkt und somit das Anlaufen des Kühlaggregats 138 des ersten Kühlsystems 122 verhindert oder zumindest verzögert.
Das Rechenzentrum 126 beinhaltet ferner eine Mehrzahl von Sensoren 130 zum Erfassen von Daten, die Eigenschaften der Umgebung außerhalb und innerhalb des Rechenzentrums 126 darstellen, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein: Temperatur, Feuchtigkeit, Luftstrom, Kohlenstoffemissionen usw. Die Sensoren 130 können einen beliebigen Sensortyp beinhalten, der in der Lage ist, Umgebungsbedingungen des Rechenzentrums 126 zu erfassen. Das Rechenzentrum 126 sammelt Ausgabedaten von den Sensoren 130 und leitet diese an die Regeleinheit 110 weiter. Die Signale können über ein LAN und/oder ein WAN (z. B. T1, T3, 56 kb, X.25), Breitbandverbindungen (ISDN, Frame-Relay, ATM), drahtlose Verbindungen (802.11, Bluetooth, usw.) und so weiter übertragen werden. Verschiedene Sensorsysteme können Daten unter Verwendung verschiedener Datenübertragungswege übertragen, beispielsweise über Ethernet oder drahtlose Netzwerke, direkte serielle oder parallele Verbindungen, USB, Firewire^®, Bluetooth^® oder andere urheberrechtlich geschützte Schnittstellen. (Firewire ist ein eingetragenes Warenzeichen von Apple Computer, Inc. Bluetooth ist ein eingetragenes Warenzeichen von Bluetooth Special Interest Group (SIG)). Gemäß einigen Ausführungsformen sind die Sensoren 130 zur wechselseitigen Datenübertragung fähig und können somit Signale (zum Einschalten, Ausgeben eines akustischen Alarmsignals usw.) von der Regeleinheit 110 empfangen.
Das Kühlsystem 120 des Rechenzentrums beinhaltet ferner eine HVAC-Einheit 152, die zusammen mit dem Kühlsystem 132 betrieben werden kann, um einen Taupunkt des Rechenzentrums 126 einzuhalten. Genauer gesagt, die HVAC-Einheit 152 regelt zusammen mit der Regeleinheit 110 und dem Kühlaggregat 140 die Feuchtigkeit im Rechenzentrum 126 unter Verwendung einer Taupunktregelung in der HVAC-Einheit 152. Gemäß einer Ausführungsform unterstützt die HVAC-Einheit 152 eine Feuchtigkeitsregelung für das Kühlsystem 132, die als Reaktion auf einen Feuchtigkeitsbedarf im Rechenzentrum 120 aktiviert werden kann.
Es sollte klar sein, dass die HVAC-Einheit 152 ein Rohrleitungssystem und mehrere (nicht gezeigte) Be- und Entlüftungsöffnungen beinhalten kann. Außerdem sollte klar sein, dass das HVAC-Rohrleitungssystem, die mehreren Be- und Entlüftungsöffnungen in der Decke des Rechenzentrums 126, in den Wänden des Rechenzentrums 126 (z. B. in unterschiedlicher Höhe an den Wänden) und/oder im Fußboden des Rechenzentrums 126 (z. B. innerhalb der Unterboden-Leitungskanäle) untergebracht sein können. Gezeigt ist, dass die HVAC-Einheit 152 mit dem zweiten Flüssigkeitskreislauf 134 verbunden ist und aufgrund der geringen Entfeuchtungsanforderungen innerhalb des Rechenzentrums 126 in begrenztem Maße direkt mit dem ersten Kühlsystem 122 zusammenwirken kann.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das zweite Kühlsystem 132 einen Satz Wärmespeichereinheiten (thermal energy storage, TES) 158, die zur vorübergehenden Speicherung von Wärmeenergie mit dem zweiten Flüssigkeitskreislauf 134 verbunden sind. Die TES-Einheiten 158 verbessern den energetischen Wirkungsgrad durch Puffern der Energieversorgung und Erhöhung der Zuverlässigkeit. Bei einem nicht als Einschränkung zu verstehenden Beispiel arbeitet das Kühlaggregat 140 am Tag während Spitzenzeiten mit TES-Einheiten 158 zusammen, um den Kühlbedarf zu befriedigen. Außerhalb der Spitzenzeiten lädt das Kühlaggregat 140 die TES-Einheiten 158 auf, um später zu kühlen, z. B. bei Stromausfall.
Unter Bezugnahme auf 2 bis 3 wird nunmehr eine beispielhafte Regelungsabfolge 200 zum Bereitstellen der Kühlung für ein Rechenzentrum ausführlicher beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform berücksichtigt die beispielhafte Regelungsabfolge 200 sowohl den Normalbetrieb als auch die freie Kühlung. Gezeigt ist, dass die Regelungsabfolge 200 beginnt und in Schritt 201 ein Kühlbedarf (z. B. ein Temperaturanstieg infolge einer IT-Auslastung), der von den Sensoren 130 des Rechenzentrums 126 empfangen wurde, analysiert wird. In Schritt 202 wird die Feucht- und Trockentemperatur außerhalb des Rechenzentrums analysiert. In Schritt 203 wird ermittelt, ob die Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums 126 einen Sollwert für freie Kühlung über- oder unterschreitet. Wenn die Umgebungstemperatur den Sollwert für freie Kühlung unterschreitet, arbeitet das Kühlsystem 120 des Rechenzentrums in einem Modus freie Kühlung, und in Schritt 204 wird der Wärmetauscher 144 aktiviert. Der Wärmetauscher 144 arbeitet weiter, und in Schritt 205 wird ermittelt, ob der Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 und/oder des zweiten Flüssigkeitskreislaufs 134 ausschließlich durch den Wärmetauscher 144 eingehalten werden kann. Wenn dies nicht der Fall ist, bleibt der Wärmetauscher 144 in Betrieb, und das Kühlaggregat 140 des zweiten Kühlsystems 132 wird aktiviert. Alternativ werden gemäß der Ermittlung in Schritt 203 als Reaktion auf den Kühlbedarf und/oder den Feuchtigkeitsbedarf das Kühlaggregat 138 und/oder das Kühlaggregat 140 in Betrieb genommen und ohne den Wärmetauscher 144 betrieben, wenn die Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums 126 unterhalb des Sollwerts für freie Kühlung liegt.
Sodann öffnet die Strömungssteuereinheit 150 in Schritt 207 den ersten Flüssigkeitskreislauf 124 zum zweiten Flüssigkeitskreislauf 134 hin, um deren Mischung zu ermöglichen und den Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 zu senken. In Schritt 208 wird ermittelt, ob der Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 eingehalten wird. Wenn dies der Fall ist, bleibt das Kühlaggregat 140 des zweiten Flüssigkeitskreislaufs 134 in Betrieb, um eine Kühlung des Rechenzentrums 126 zu gewährleisten. Wenn der Sollwert jedoch nicht eingehalten wird, d. h. wenn das Kühlaggregat 140 mit Höchstleistung läuft, wird die Strömungssteuereinheit 150 geschlossen und das Kühlaggregat 138 des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 in Schritt 209 in Betrieb genommen, um den Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 einzuhalten. Zu diesem Zeitpunkt weist das Kühlaggregat 138 ausreichend Leistung auf, um mit einem höheren Wirkungsgrad zu arbeiten. Sodann wird in Schritt 210 ermittelt, ob die Auslastung des Rechenzentrums 126 um einen bestimmten Betrag (z. B. 25 bis 30%) abgenommen hat und der Betrieb nicht mehr so effektiv ist. Wenn dies nicht der Fall ist, springt die Regelungsabfolge 200 zurück zu Schritt 209, und das Kühlaggregat 138 des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 bleibt in Betrieb. Wenn dies der Fall ist, wird das Kühlaggregat 138 des ersten Flüssigkeitskreislaufs 124 ausgeschaltet und der Kühlbedarf erneut in Schritt 201 analysiert.
Es dürfte einsichtig sein, dass die hierin offenbarten Ansätze innerhalb eines Computersystems angewendet werden können, um eine Hochleistungskühlung eines Rechenzentrums bereitzustellen. In diesem Fall können eine Regeleinheit 110 bereitgestellt und ein oder mehrere Systeme zum Ausführen der in der Erfindung beschriebenen Prozesse erstellt und in der Computerinfrastruktur 104 installiert werden. Zu diesem Zweck kann die Realisierung aufweisen: (1) Installieren eines Programmcodes von einem computerlesbaren Speichermedium auf einer Datenverarbeitungseinheit wie beispielsweise einem Computersystem; und/oder (2) Hinzufügen einer oder mehrerer Datenverarbeitungseinheiten zu der Infrastruktur; und/oder (3) Einbeziehen und/oder Verändern eines oder mehrerer vorhandener Systeme der Infrastruktur, um der Infrastruktur das Ausführen der Prozessschritte der Erfindung zu ermöglichen.
Das beispielhafte Computersystem 102 (1) kann allgemein in Verbindung mit durch Computer ausführbaren Anweisungen wie beispielsweise Programmmodulen beschrieben werden, die durch einen Computer ausgeführt werden. Im Allgemeinen kommen als Programmmodule Routinen, Programme, Personen, Komponenten, Logik, Datenstrukturen und so weiter infrage, die bestimmte Tasks ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen realisieren. Das beispielhafte Computersystem 102 kann in verteilten Datenverarbeitungsumgebungen realisiert werden, wo Tasks durch ferne Verarbeitungseinheiten ausgeführt werden, die durch ein Datenübertragungsnetzwerk miteinander verbunden sind. In einer verteilten Datenverarbeitungsumgebung können sich Programmmodule sowohl in lokalen als auch fernen Computer-Datenspeichern befinden, darunter in Arbeitsspeichereinheiten.
Das Computersystem 102 führt die hierin offenbarten Verfahren aus. Zum Beispiel veranschaulicht der Ablaufplan von 3 die Architektur, die Funktionalität und die Arbeitsweise von möglichen Ausführungsarten von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Demgemäß kann jeder Block in dem Ablaufplan ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt eines Codes darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Umsetzen der angegebenen logischen Funktion(en) aufweist. Zu beachten ist, dass bei einigen alternativen Ausführungsarten die in den Blöcken angegeben Funktionen in einer von den Figuren abweichenden Reihenfolge auftreten können. Zum Beispiel können zwei nacheinander dargestellte Blöcke in Wirklichkeit im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden. Ferner ist zu beachten, dass jeder Block des Ablaufplans durch spezielle Hardware-Systeme, die die angegebenen Funktionen oder Aktionen ausführen, oder Kombinationen von spezieller Hardware und Computeranweisungen umgesetzt werden kann.
Einige der in dieser Beschreibung dargelegten Funktionskomponenten sind als Systeme oder Einheiten bezeichnet worden, um deren unabhängige Realisierung stärker hervorzuheben. Zum Beispiel kann ein System oder eine Einheit als Hardware-Schaltung umgesetzt werden, die benutzerdefinierte VLSI-Schaltungen oder Gatter-Arrays, serienmäßige Halbleiter wie beispielsweise Logik-Chips, Transistoren oder andere diskrete Komponenten aufweisen. Ein System oder eine Einheit kann in programmierbaren Hardware-Einheiten wie beispielsweise feldprogrammierbaren Gatter-Arrays, programmierbarer Gatter-Logik, programmierbaren Logikeinheiten oder dergleichen realisiert sein. Ein System oder eine Einheit kann in Software zur Ausführung durch verschiedene Typen von Prozessoren realisiert sein. Ein System oder eine Einheit oder eine Komponente eines ausführbaren Codes kann zum Beispiel einen oder mehrere physische oder logische Blöcke von Computeranweisungen aufweisen, die zum Beispiel als Objekt, als Prozedur oder als Funktion organisiert sein können. Ungeachtet dessen brauchen die ausführbaren Funktionen eines bestimmten Systems oder einer bestimmten Einheit nicht physisch benachbart zu sein, sondern können einzelne an verschiedenen Orten gespeicherte Anweisungen aufweisen, die, wenn sie logisch miteinander verknüpft sind, das System oder die Einheit aufweisen und den angegebenen Zweck für das System oder die Einheit erfüllen.
Ferner kann es sich bei einem System oder einer Einheit von ausführbarem Code um eine einzelne Anweisung oder um viele Anweisungen handeln, und diese können sogar auf mehrere verschiedene Codeabschnitte, auf verschiedene Programme und auf verschiedene Speichereinheiten verteilt sein. Desgleichen können Betriebsdaten hierin in Modulen angegeben und veranschaulicht und in einer beliebigen geeigneten Form verkörpert und innerhalb eines beliebigen geeigneten Typs von Datenstruktur organisiert werden. Die Betriebsdaten können als einzelner Datensatz gesammelt oder auf verschiedene Standorte verteilt sein, darunter auf verschiedene Speichereinheiten und verschiedene Arbeitsspeichereinheiten.
Darüber hinaus können Systeme/Einheiten wie hierin beschrieben als Kombination von Software und einer oder mehreren Hardware-Einheiten realisiert werden. Zum Beispiel kann die Regeleinheit in der Kombination mit einem ausführbaren Softwarecode umgesetzt werden, der auf einem Arbeitsspeichermedium (z. B. einer Arbeitsspeichereinheit) gespeichert ist. Bei einem weiteren Beispiel kann ein System oder eine Einheit in Kombination mit einem Prozessor umgesetzt werden, der einen Satz von Betriebsdaten verarbeitet.
Einige der Ausführungsformen können, wie oben erwähnt, in Hardware umgesetzt werden. Die Hardware kann als Hardware-Element bezeichnet werden. Im Allgemeinen kann ein Hardware-Element beliebige Hardware-Strukturen betreffen, die zum Ausführen bestimmter Operationen angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform können die Hardware-Elemente zum Beispiel beliebige analoge oder digitale elektrische oder elektronische Elemente beinhalten, die auf einem Substrat hergestellt wurden. Die Herstellung kann unter Verwendung von Techniken zur Herstellung integrierter Schaltkreise (IC) auf der Grundlage von Silicium erfolgen, zum Beispiel von Techniken zur Herstellung komplementärer Metalloxid-Halbleiter-(CMOS), Bipolar- und Bipolar-CMOS-Schaltkreisen. Als Beispiele von Hardware-Elementen kommen infrage Prozessoren, Mikroprozessoren, Schaltkreise, Schaltkreiselemente (z. B. Transistoren, Widerstände, Kondensator, Induktivitäten und so weiter), integrierte Schaltkreise, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASIC), programmierbare Logikeinheiten (PLD), digitale Signalprozessoren (DSP), feldprogrammierbare Gatter-Arrays (FPGA), Logikgatter, Register, Halbleitereinheiten, Chips, Mikrochips, Chipsätze und so weiter. In dieser Beziehung sind die Ausführungsformen jedoch nicht begrenzt.
Einige Ausführungsformen können wie oben erwähnt auch in Software umgesetzt werden. Die Software kann als Software-Element bezeichnet werden. Im Allgemeinen kann ein Software-Element beliebige Software-Strukturen betreffen, die zum Ausführen bestimmter Operationen angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform können die Software-Elemente Programmanweisungen und/oder Daten beinhalten, die zur Ausführung durch ein Hardware-Element wie beispielsweise einen Prozessor geeignet sind. Programmanweisungen können eine geordnete Liste von Befehlen beinhalten, die Wörter, Werte oder Symbole aufweisen, die in einer vorgegebenen Syntax angeordnet sind und bei Ausführung einen Prozessor zum Ausführen eines entsprechenden Satzes von Operationen veranlassen können.
Zum Beispiel kann eine Ausführungsart eines beispielhaften Computersystems 102 (1) auf einer bestimmten Form eines computerlesbaren Speichermediums gespeichert oder übertragen werden. Bei dem computerlesbaren Speichermedium kann es sich um ein Medium handeln, auf das ein Computer zugreifen kann. Ein „computerlesbares Speichermedium” beinhaltet flüchtige und permanente, austauschbare und nichtaustauschbare Computer-Speichermedien, die nach einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie zum Speichern von Daten wie beispielsweise computerlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten realisiert werden. Als Computer-Speichereinheiten kommen infrage, ohne darauf beschränkt zu sein, RAM, ROM, EEPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM, DVD oder andere optische Speicher, Magnetbandkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichereinheiten oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern der gewünschten Daten verwendet werden kann und auf das ein Computer zugreifen kann. Ein „Datenübertragungsmedium” setzt üblicherweise computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen und Programmmodule um. Zu Datenübertragungsmedien gehören auch beliebige Datenübermittlungsmedien.
Es ist klar, dass ein Ansatz zur Hochleistungskühlung eines Rechenzentrums bereitgestellt worden ist. Obwohl die Erfindung insbesondere in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, ist es einsichtig, dass dem Fachmann Varianten und Änderungen geläufig sind. Deshalb ist klar, dass die beiliegenden Ansprüche alle derartigen Modifikationen und Änderungen erfassen sollen, die in den wahren Wesensgehalt der Erfindung fallen.

Claims

Kühlsystem für ein Rechenzentrum, wobei das Kühlsystem aufweist: ein erstes Kühlsystem, das in der Lage ist, einen vorgegebenen Sollwert eines ersten Flüssigkeitskreislaufs einzuhalten, um auf einen Umgebungszustand des Rechenzentrums zu reagieren, wobei das erste Kühlsystem mindestens ein Kühlaggregat aufweist; ein zweites Kühlsystem, das in der Lage ist, einen vorgegebenen Sollwert eines zweiten Flüssigkeitskreislaufs einzuhalten und auf einen Umgebungszustand des Rechenzentrums zu reagieren, wobei das zweite Kühlsystem ein oder mehrere Kühlaggregate aufweist, die so dimensioniert sind, dass sie eine geringere Kapazität als das mindestens eine Kühlaggregat des ersten Kühlsystems aufweisen, und wobei der vorgegebene Sollwert des ersten Flüssigkeitskreislaufs höher als der vorgegebene Sollwert des zweiten Flüssigkeitskreislaufs ist; einen mit dem ersten Flüssigkeitskreislauf verbundenen Wärmetauscher, der in Betrieb genommen wird, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums eine Rücklauftemperatur des ersten Flüssigkeitskreislaufs um einen Betrag unterschreitet, wobei der Wärmetauscher so konfiguriert ist, dass er parallel oder in Reihe mit dem Kühlaggregat des ersten Flüssigkeitskreislaufs arbeitet; und eine Strömungssteuereinheit, die das erste Kühlsystem mit dem zweiten Kühlsystem verbindet.
System für ein Rechenzentrum nach Anspruch 1, das ferner eine Mehrzahl von Sensoreinheiten zum Ermitteln des Umgebungszustands außerhalb und innerhalb des Rechenzentrums aufweist.
System für ein Rechenzentrum nach Anspruch 1, das ferner eine Regeleinheit zum Steuern des Kühlaggregats des ersten Kühlsystems, des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems, des Wärmetauschers und der Strömungssteuereinheit aufweist.
System für ein Rechenzentrum nach Anspruch 1, wobei die Strömungssteuereinheit ein Ventil aufweist.
System für ein Rechenzentrum nach Anspruch 1, das ferner eine HVAC-Einheit aufweist, die in der Lage ist, zusammen mit dem zweiten Kühlsystem einen Taupunkt des Rechenzentrums einzuhalten.
Kühlsystem für ein Rechenzentrum, wobei das Kühlsystem aufweist: ein Speichermedium, das Anweisungen aufweist; einen mit dem Speichermedium verbundenen Bus; und einen Prozessor, der über den Bus mit einer Regeleinheit verbunden ist, die bei Ausführung der Anweisungen das System veranlasst: einen Umgebungszustand des Rechenzentrums zu analysieren; einen Wärmetauscher als Reaktion auf den Umgebungszustand in Betrieb zu nehmen, um einen vorgegebenen Sollwert für einen ersten Flüssigkeitskreislauf eines ersten Kühlsystems einzuhalten, wenn eine Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet; ein Kühlaggregat des zweiten Kühlsystems in Betrieb zu nehmen, um auf den Umgebungszustand zu reagieren, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das erste Kühlsystem einzuhalten; eine Strömungssteuereinheit zu betreiben, um den vorgegebenen Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf einzuhalten; und ein Kühlaggregat des ersten Kühlsystems in Betrieb zu nehmen, um auf den Umgebungszustand zu reagieren, wenn das Inbetriebnehmen des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf einzuhalten.
System nach Anspruch 6, das ferner Anweisungen aufweist, die das System zum Inbetriebnehmen des Wärmetauschers als Reaktion auf den Umgebungszustand veranlassen, um einen vorgegebenen Sollwert für den zweiten Flüssigkeitskreislauf einzuhalten, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet.
System nach Anspruch 7, das ferner Anweisungen aufweist, die das System veranlassen: das Kühlaggregat des zweiten Kühlsystems in Betrieb zu nehmen, um auf den Umgebungszustand zu reagieren, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das zweite Kühlsystem einzuhalten; und die Strömungssteuereinheit zu betreiben, um den vorgegebenen Sollwert für den zweiten Flüssigkeitskreislauf einzuhalten.
System nach Anspruch 6, das ferner Anweisungen aufweist, die das System zum Mischen des ersten Flüssigkeitskreislaufs und des zweiten Flüssigkeitskreislaufs unter Verwendung der Strömungssteuereinheit veranlassen, wenn der Wärmetauscher nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf des ersten Kühlsystems einzuhalten.
System nach Anspruch 6, wobei die Computeranweisungen, die das System veranlassen, das Kühlaggregat des ersten Kühlsystems in Betrieb zu nehmen, Anweisungen aufweist, um: zu ermitteln, ob durch den gemeinsamen Betrieb des zweiten Kühlsystems und des Wärmetauschers der vorgegebene Sollwert für das erste Kühlsystem eingehalten werden kann; und das Kühlaggregat des ersten Kühlsystems in Betrieb zu nehmen, wenn durch den gemeinsamen Betrieb des zweiten Kühlsystems und des Wärmetauschers der vorgegebene Sollwert für das erste Kühlsystem nicht eingehalten werden kann.
System nach Anspruch 6, wobei die Anweisungen das System veranlassen, das Kühlaggregat des zweiten Kühlsystems zu betreiben, um die Feuchtigkeit in dem Rechenzentrum als Reaktion auf eine Taupunktregelung in einer mit dem zweiten Kühlsystem verbundenen HVAC-Einheit zu regeln.
Computerlesbares Speichermedium zum Speichern von Computeranweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, ein Computersystem in die Lage versetzen, Kühlung für ein Rechenzentrum bereitzustellen, wobei die Computeranweisungen aufweisen: Analysieren eines Umgebungszustands des Rechenzentrums; Inbetriebnehmen eines Wärmetauschers als Reaktion auf den Umgebungszustand, um einen vorgegebenen Sollwert für einen ersten Flüssigkeitskreislauf eines ersten Kühlsystems einzuhalten, wenn eine äußere Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einem Sollwert für freie Kühlung unterschreitet; Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats eines zweiten Kühlsystems, um auf den Umgebungszustand zu reagieren, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das erste Kühlsystem einzuhalten; Betreiben einer Strömungssteuereinheit, um den vorgegebenen Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf einzuhalten; und Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats des ersten Kühlsystems, um auf den Umgebungszustand zu reagieren, wenn der vorgegebene Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf durch die Aktivierung des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems nicht eingehalten werden kann.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 12, wobei die Computeranweisungen ferner ein Aktivieren des Wärmetauschers als Reaktion auf den Umgebungszustand aufweisen, um einen vorgegebenen Sollwert für den zweiten Flüssigkeitskreislauf des zweiten Kühlsystems einzuhalten, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet, und/oder wobei die Computeranweisungen ferner aufweisen: Inbetriebnehmen des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems, um auf den Umgebungszustand zu reagieren, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das zweite Kühlsystem einzuhalten; und Betreiben der Strömungssteuereinheit, um den vorgegebenen Sollwert für den zweiten Flüssigkeitskreislauf einzuhalten, und/oder wobei die Computeranweisungen ferner ein Mischen des ersten Flüssigkeitskreislaufs und des zweiten Flüssigkeitskreislaufs unter Verwendung der Strömungssteuereinheit aufweisen, wenn der Wärmetauscher nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf des ersten Kühlsystems einzuhalten, und/oder wobei die Computeranweisungen zum Inbetriebnehmen des Kühlaggregats des ersten Kühlsystems Computeranweisungen aufweisen zum: Ermitteln, ob durch gemeinsames Betreiben des zweiten Kühlsystems und des Wärmetauschers der vorgegebene Sollwert für das erste Kühlsystem eingehalten werden kann; und Inbetriebnehmen des Kühlaggregats des ersten Kühlsystems, wenn durch das gemeinsame Betreiben des zweiten Kühlsystems und des Wärmetauschers der vorgegebene Sollwert für das erste Kühlsystem nicht eingehalten werden kann, und/oder wobei die Computeranweisungen ferner ein Betreiben des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems aufweisen, um eine Feuchtigkeit in dem Rechenzentrum als Reaktion auf eine Taupunktregelung in einer mit dem zweiten Kühlsystem verbundenen HVAC-Einheit zu regeln.
Verfahren zum Bereitstellen von Kühlung für ein Rechenzentrum, wobei das Verfahren aufweist: Analysieren eines Umgebungszustands des Rechenzentrums durch eine Regeleinheit; Inbetriebnehmen eines Wärmetauschers durch die Regeleinheit als Reaktion auf den Umgebungszustand, um einen vorgegebenen Sollwert für einen ersten Flüssigkeitskreislauf eines ersten Kühlsystems einzuhalten, wenn eine äußere Feuchtkugeltemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet; Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats eines zweiten Kühlsystems durch die Regeleinheit, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das erste Kühlsystem einzuhalten; oder wenn durch die Taupunktregelung der Sollwert in der HVAC-Einheit nicht erreicht werden kann; Betreiben der Strömungssteuereinheit durch die Regeleinheit, um den vorgegebenen Sollwert für einen Flüssigkeitskreislauf des ersten Kühlsystems einzuhalten; und Inbetriebnehmen eines Kühlaggregats des ersten Kühlsystems durch die Regeleinheit, wenn durch die Inbetriebnahme des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems der vorgegebene Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf nicht eingehalten werden kann.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner ein Inbetriebnehmen des Wärmetauschers durch die Regeleinheit als Reaktion auf den Umgebungszustand aufweist, um einen vorgegebenen Sollwert für den zweiten Flüssigkeitskreislauf des zweiten Kühlsystems einzuhalten, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums einen Sollwert für freie Kühlung unterschreitet, und/oder wobei das Verfahren ferner aufweist: Inbetriebnehmen des Kühlaggregats des zweiten Kühlsystems durch die Regeleinheit, um auf den Umgebungszustand zu reagieren, wenn die äußere Umgebungstemperatur außerhalb des Rechenzentrums den Sollwert für freie Kühlung überschreitet oder wenn der Wärmetauscher für freie Kühlung nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für das zweite Kühlsystem einzuhalten; und Betreiben der Strömungssteuereinheit durch die Regeleinheit, um den vorgegebenen Sollwert für den zweiten Flüssigkeitskreislauf einzuhalten, und/oder wobei das Betreiben der Strömungssteuereinheit durch die Regeleinheit ein Öffnen eines Dreiwegeregelventils aufweist, um den ersten Flüssigkeitskreislauf und den zweiten Flüssigkeitskreislauf zu mischen, wenn der Wärmetauscher nicht in der Lage ist, den vorgegebenen Sollwert für den ersten Flüssigkeitskreislauf des ersten Kühlsystems einzuhalten, und/oder wobei das Verfahren zum Inbetriebnehmen des Kühlaggregats des ersten Kühlsystems durch die Regeleinheit aufweist: Ermitteln, ob durch gemeinsames Betreiben des zweiten Kühlsystems und des Wärmetauschers der vorgegebene Sollwert für das erste Kühlsystem eingehalten werden kann; und Inbetriebnehmen des Kühlaggregats des ersten Kühlsystems, wenn durch das gemeinsame Betreiben des zweiten Kühlsystems und des Wärmetauschers der vorgegebene Sollwert für das erste Kühlsystem nicht eingehalten werden kann.