DE60305436T2

DE60305436T2 - Kühlanlage mit in serien verdampfern reihenweise angeordnetem rohrbündel

Info

Publication number: DE60305436T2
Application number: DE60305436T
Authority: DE
Inventors: E. Cullen San Francisco BASH; D. Chandrakant Fremont PATEL
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2023-11-22
Also published as: EP1466234A1; US6938433B2; CA2475159A1; AU2003302533A1; US20040020226A1; ATE327533T1; JP2006509294A; DE60305436D1; EP1466234B1; JP4927335B2; WO2004051445A1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Kühlsysteme.
Hintergrund der Erfindung
Ein Datenzentrum kann als ein Ort, z. B. ein Raum, definiert sein, der Computersysteme unterbringt, die in einer Anzahl von Gestellen angeordnet sind. Ein Standardgestell kann als eine Electronics-Industry-Association-Umhüllung (EIA-Umhüllung) mit 78 Zoll (2 Metern) Breite, 24 Zoll (0,61 Metern) Breite und 30 Zoll (0,76 Metern) Tiefe definiert sein. Standardgestelle können konfiguriert sein, um eine Anzahl von Computersystemen unterzubringen, z. B. in etwa vierzig (40) Systeme, wobei zukünftige Konfigurationen von Gestellen entworfen sind, um bis zu achtzig (80) Systeme aufzunehmen. Die Computersysteme umfassen typischerweise eine Anzahl von Komponenten, z. B. eine oder mehrere gedruckte Schaltungsplatinen (PCBs = Printed Circuit Boards), Massenspeichervorrichtungen, Leistungsversorgungen, Prozessoren, Mikrosteuerungen, Halbleitervorrichtungen und dergleichen, die relativ erhebliche Mengen an Wärme während des Betriebs der jeweiligen Komponenten dissipieren können. Beispielsweise kann ein typisches Computersystem, das mehrere Mikroprozessoren aufweist, näherungsweise 250 W Leistung dissipieren. Somit kann ein Gestell, das vierzig (40) Computersysteme dieses Typs umfasst, näherungsweise 10 KW Leistung dissipieren.
Die Leistung, die erforderlich ist, um die Wärme, die durch die Komponenten in die Gestelle dissipiert wird, zu der kühlen Luft zu übertragen, die in dem Datenzentrum enthalten ist, ist allgemein gleich etwa 10 % der Leistung, die benötigt wird, um die Komponenten zu betreiben. Jedoch ist die Leistung, die erforderlich ist, um die Wärme zu entfernen, die durch eine Mehrzahl von Gestellen in einem Datenzentrum dissipiert wird, allgemein gleich etwa 50 % der Leistung, die benötigt wird, um die Komponenten in den Gestellen zu betreiben. Die Disparität bei der Menge an erforderlicher Leistung, um die verschiedenen Wärmelasten zwischen Gestellen und Datenzentren zu dissipieren, stammt beispielsweise von der zusätzlichen thermodynamischen Arbeit, die in dem Datenzentrum benötigt wird, um die Luft zu kühlen. In einer Hinsicht sind Gestelle typischerweise mit Lüftern gekühlt, die wirksam sind, um ein Kühlfluid, z. B. Luft, ein Kühlfluid, etc., über die Wärme dissipierenden Komponenten zu bewegen; wohingegen Datenzentren häufig Umkehrleistungszyklen implementieren, um erwärmte Rückluft zu kühlen. Die zusätzliche Arbeit, die erforderlich ist, um die Temperaturreduzierung zu erreichen, zusätzlich zu der Arbeit, die einem Bewegen des Kühlfluids in dem Datenzentrum und dem Kondensator zugeordnet ist, addieren sich häufig zu der 50-prozentigen Leistungsanforderung. An sich stellt das Kühlen von Datenzentren Probleme zusätzlich zu diesen dar, die bei dem Kühlen der Gestelle angetroffen werden.
Herkömmliche Datenzentren sind typischerweise durch einen Betrieb einer oder mehrerer Luftkonditionierungseinheiten gekühlt. Kompressoren von Luftkonditionierungseinheiten erfordern zum Beispiel typischerweise ein Minimum von etwa dreißig (30) Prozent der erforderlichen Betriebsenergie, um die Datenzentren ausreichend zu kühlen. Die anderen Komponenten, z. B. Kondensatoren, Luftbeweger (Lüfter), etc., erfordern typischerweise zusätzlich zwanzig (20) Prozent. der erforderlichen Kühlkapazität. Als ein Beispiel erfordert ein Datenzentrum hoher Dichte mit 100 Gestellen, wobei jedes Gestell eine maximale Leistungsdissipation von 10 KW aufweist, allgemein 1 MW Kühlkapazität. Luftkonditionierungseinheiten mit einer Kapazität von 1 MW einer Wärmeabfuhr erfordern allgemein ein Minimum von 300 KW einer Eingangskompressorleistung zusätzlich zu der Leistung, die be nötigt wird, um die Luftbewegungsvorrichtungen, z. B. Lüfter, Bläser, etc., zu bewegen. Herkömmliche Datenzentrenluftkonditionierungseinheiten variieren die Kühlfluidausgabe derselben basierend auf den verteilten Bedürfnissen des Datenzentrums nicht. Anstelle dessen sind die Luftkonditionierungseinheiten allgemein bei oder nahe einer maximalen Kompressorleistung wirksam, sogar wenn die Wärmelast im Inneren des Datenzentrums reduziert ist.
Der im Wesentlichen kontinuierliche Betrieb der Luftkonditionierungseinheiten ist allgemein entworfen, um gemäß einem Szenario eines ungünstigsten Falls wirksam zu sein. Beispielsweise sind Luftkonditionierungssysteme typischerweise um die maximale Kapazität herum entworfen und Redundanzen werden genutzt, so dass das Datenzentrum auf einer im Wesentlichen kontinuierlichen Basis online bleiben kann. Die Computersysteme in dem Datenzentrum nutzen jedoch eventuell lediglich etwa 30–50 % der maximalen Kühlkapazität. In dieser Hinsicht versuchen herkömmliche Kühlsysteme häufig, Komponenten zu kühlen, die eventuell nicht auf einem Pegel wirksam sind, der bewirken kann, dass die Temperaturen derselben einen vorbestimmten Temperaturbereich überschreiten. Folglich fahren herkömmliche Kühlsysteme häufig größere Mengen an Betriebsausgaben ein, als es eventuell notwendig ist, um die Wärme erzeugenden Komponenten, die in den Gestellen von Datenzentren enthalten sind, ausreichend zu kühlen.
Zudem betrifft die Zukunft einer Datenzentrenkühlung viele kleine (1000 bis 2000 Quadratfuß) und ohne weiteres einsetzbare Datenzentren, die tragbaren Gebäuden oder Schiffscontainern gleichen. Aktuelle Kühlsysteme, wie beispielsweise Kühlwassereinheiten, sind relativ zeitraubend zu installieren und bei derartigen kompakten Datenzentren schwierig zu verwenden.
Die US-A-4313310 bezieht sich auf ein Kühlsystem, das kühle Außenluft und Wasser zum Kühlen einer stark Wärme erzeugen den Ausrüstung, wie beispielsweise eines Computers, verwendet. Das System umfasst eine Kaltwasserspule und ein Kaltwasserschaltventil zusätzlich zu einer gewöhnlichen Luftkonditionierungsvorrichtung. Wenn die Außentemperatur ausreichend niedrig ist, wird das Wasser durch die Kaltwasserspule anstelle eines Kondensators geleitet und die Raumluft wird direkt durch das kalte Wasser gekühlt.
Die US-A-6034873 bezieht sich auf ein Kühlsystem und ein Verfahren unter Verwendung von Trennschächten und Ablenkplatten. Die Trennschächte trennen die gekühlte Luft, die von einem Wärmetauscher herabkommt, der über einer Wärme erzeugenden Ausrüstung in einem Ausrüstungsraum positioniert ist, von erwärmter Luft, die von der Wärme erzeugenden Ausrüstung aufsteigt. Eine Trennung der Luftflüsse reduziert eine Turbulenz und erhöht Kühleffizienzen. Die Trennschächte sind aus einer Vielfalt von Materialien, sowohl starr als auch flexibel, für eine Vielfalt von Anwendungen hergestellt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Kühlen zu schaffen, das reduzierte Betriebsausgaben ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein System gemäß Anspruch 8 gelöst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Raums, der ein Kühlsystem enthält, zeigt, die für ein Verständnis der Erfindung nützlich ist;
2 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Abschnitts A in 1 ist;
3 eine schematische Darstellung ist, die entlang Linien III-III von 1 genommen ist;
4 ein exemplarisches Blockdiagramm für ein Kühlsystem ist, das für ein Verständnis der Erfindung nützlich ist;
5 ein Flussdiagramm eines Betriebsmodus zeigt, das für ein Verständnis der Erfindung nützlich ist;
6 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Raums, der ein Kühlsystem enthält, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
7 eine schematische Darstellung eines Abschnitts des Kühlsystems von 6 ist;
8 ein exemplarisches Blockdiagramm für ein Kühlsystem gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
9 ein Flussdiagramm eines Betriebsmodus gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
10 ein Flussdiagramm eines anderen Betriebsmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel von 9 zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zu Einfachheits- und Darstellungszwecken ist die vorliegende Erfindung durch hauptsächliche Bezugnahme auf ein exemplarisches Ausführungsbeispiel derselben beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische De tails dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu liefern. Einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ist jedoch ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung ohne eine Beschränkung auf diese spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen wurden gut bekannte Verfahren und Strukturen nicht detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Gemäß einem Beispiel, das für ein Verständnis der Erfindung nützlich ist, kann ein Kühlsystem eine Wärmetauschereinheit (HEU = Heat Exchanger Unit) umfassen, die konfiguriert ist, um ein Kühlfluid aufzunehmen (z. B. gekühltes Wasser, R134a, eine Ethylenglykolmischung und dergleichen). Die HEU kann entworfen sein, um zu bewirken, dass Luft mit dem Kühlfluid Wärme tauscht, um dadurch die Luft zu kühlen. Die HEU kann ferner entworfen sein, um die gekühlte Luft zu einem oder mehreren Computersystemen zu liefern. Das Kühlsystem kann ferner eine Kühlvorrichtung umfassen, die wirksam ist, um das Kühlfluid zu kühlen. Die Kühlvorrichtung kann eines oder mehrere von bekannten Kühlsystemen aufweisen (z. B. einen Kühlzyklus mit geschlossener Schleife, der konfiguriert ist, um Wärme mit dem Kühlfluid zu übertragen). Die Kühlvorrichtung kann deshalb ein zweites System mit allgemein geschlossener Schleife umfassen, das ein Kühlmittel aufweist, das durch eine Kühlmittelleitung fließt, und positioniert ist, um Wärme von dem Kühlfluid aufzunehmen.
Eine oder mehrere Steuerungen können vorgesehen sein, um die Kühlsystemkomponenten zu betreiben. Die eine oder die mehreren Steuerungen können konfiguriert sein, um Umweltbedingungen innerhalb des Raums, uns insbesondere bei Bereichen um vorbestimmte Computersysteme herum, zu überwachen und einen Betrieb der HEU und der Kühlvorrichtung gemäß den überwachten Umweltbedingungen zu manipulieren. Beispielsweise können die eine oder die mehreren Steuerungen die Temperatur des Kühlfluids und/oder der Ausgabe der HEU steuern.
In einer Hinsicht kann durch ein Manipulieren des Ausgangs der HEU und der Temperatur des Kühlfluids die Größe bzw. Menge an Energie, die erforderlich ist, um die Computersysteme zu kühlen, relativ gering sein. Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel können somit anstelle eines Betreibens von Komponenten der Kühlvorrichtung, z. B. Kompressoren, Wärmetauscher, Lüfter, etc., bei im Wesentlichen 100 % der erwarteten Wärmedissipation von den Computersystemen diese Komponenten gemäß den tatsächlichen Kühlbedürfnissen betrieben werden. Zusätzlich können die Computersysteme und die Gestelle, in denen dieselben untergebracht sind, gemäß den erwarteten Wärmelasten derselben überall in dem Raum positioniert sein, um eine Steuerung über die Energie, die durch das Kühlsystem benötigt wird, zusätzlich zu erhöhen. Wie es in der US-Anmeldung Seriennr. 10/122,010, eingereicht am 24. April 2002, beschrieben ist, können die Lasten ferner zwischen verschiedenen Computersystemen verteilt werden, um eine Energieeffizienz von Luftkonditionierungsressourcen weiter zu erhöhen.
In anderer Hinsicht kann das Positionieren der Gestelle durch eine Implementierung einer numerischen Modellierung und Metrologie des Kühlfluidflusses überall in dem Datenzentrum bestimmt sein. Zusätzlich kann die numerische Modellierung implementiert sein, um die Volumenflussrate und Geschwindigkeit des Kühlfluidflusses durch jede der HEUs zu bestimmen.
Eine detailliertere Beschreibung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels ist in der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung Seriennr. 09/970,707, eingereicht am 5 Oktober 2001, zu finden, die an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
Unter erster Bezugnahme auf 1 ist ein Raum 10, z. B. ein Datenzentrum, dargestellt, der eine Mehrzahl von Gestellen 12 und ein Kühlsystem 20 unterbringt. Ferner ist ein erhöhter Boden 14 dargestellt, der vorgesehen sein kann, um eine Platzierung von Drähten, Röhren und dergleichen für eine Lieferung zu und von den Gestellen 12 zu ermöglichen.
Die Gestelle 12 können allgemein eine Mehrzahl von Komponenten (nicht gezeigt) unterbringen, z. B. Prozessoren, Mikrosteuerungen, Speicher, Halbleitervorrichtungen und dergleichen. Die Komponenten können Elemente einer Mehrzahl von Untersystemen sein (nicht gezeigt), z. B. Computer, Server, etc. Die Untersysteme und die Komponenten können implementiert sein, um verschiedene elektronische, z. B. Rechen-, Schalt-, Leit-, Anzeige- und dergleichen Funktionen durchzuführen. Bei der Durchführung dieser elektronischen Funktionen können die Komponenten, und deshalb die Untersysteme, relativ große Mengen an Wärme dissipieren. Weil allgemein bekannt ist, dass die Gestelle 12 mindestens vierzig (40) oder mehr Untersysteme umfassen, benötigen dieselben im Wesentlichen große Mengen an Kühlfluid, um die Untersysteme und die Komponenten allgemein innerhalb eines vorbestimmten Betriebstemperaturbereichs beizubehalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann durch ein wesentliches Steuern der Menge an Kühlluft, die zu den Komponenten und den Untersystemen, die in den Gestellen 12 positioniert sind, basierend auf den jeweiligen Wärmelasten derselben geliefert wird, die Leistung, die durch das Kühlsystem 20 verbraucht wird, um zu kühlen und das Kühlfluid zuzuführen, ebenfalls gesteuert werden.
Das Kühlsystem 20 umfasst, wie es dargestellt ist, eine Mehrzahl von HEUs 22 und eine Kühlvorrichtung 24. Die HEUs 22 können von einer Decke 16 des Raums 10 durch einen oder mehrere Träger 26 getragen sein. Die HEUs 22 können irgendeine vernünftig geeignete Luftkonditionierungseinheit aufweisen, die entworfen ist, um Luft aufzunehmen und um die aufgenommene Luft zu liefern, z. B. das Umweltsteuersystem DATACOOL, das durch Liebert aus Irvine, Kalifornien, hergestellt und vertrieben wird. Wie es in 1 zu sehen ist, sind die HEUs 22 positioniert, um Luft aufzunehmen, die e ventuell auf Grund der Wärme erwärmt wird, die beispielsweise durch die Computersysteme dissipiert wird, die in den Gestellen 12 positioniert sind. Obwohl eine HEU 22 als über einem Gestell 12 positioniert dargestellt ist, ist klar, dass die HEUs 22 an verschiedenen anderen Stellen positioniert sein können. Beispielsweise können eine Mehrzahl der HEUs 22 positioniert sein, um ein einziges Gestell zu kühlen. Bestimmungen einer Platzierung einer HEU 22 innerhalb des Raums 10 können auf Techniken basieren, die entworfen sind, um eine Kühlleistungsfähigkeit und/oder Energieeffizienz zu optimieren.
Die HEUs 22 können positioniert sein, um die Gestelle 12 allgemein mit Kühlluft zu versorgen. Genauer gesagt können die HEUs 22 positioniert sein, um Kühlluft zu den Gestellen 12 gemäß der Wärmedissipation derselben zu liefern. Es ist beispielsweise bekannt, dass Computersysteme, die höheren Lasten unterliegen, verglichen mit Computersystemen, die geringeren oder keinen Lasten unterliegen, größere Menge an Wärme erzeugen. Somit können die HEUs 22 positioniert und betrieben sein, um diese Computersysteme (und die Gestelle 12), die größere Mengen an Wärme erzeugen, mit größeren Massenflussraten von Kühlluft und/oder einer Luft mit relativ geringerer Temperatur zu versorgen. Zusätzlich nehmen diese Computersysteme (und die Gestelle 12), die weniger oder keine Wärme erzeugen, gleichermaßen eventuell wenig oder keine Kühlluft und/oder Luft mit relativ höherer Temperatur auf. In dieser Hinsicht kann die Menge an Energie, die erforderlich ist, um die HEUs 22 im Besonderen und das Kühlsystem 20 im Ganzen zu betreiben, gemäß den Forderungen der Computersysteme wesentlich optimiert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Obigen kann, weil eine Verwendung der Computersysteme, die in den Gestellen 12 enthalten sind, zu unterschiedlichen Tageszeiten variieren kann, anstelle eines Variierens der Position der HEUs 22 die Last variiert werden, die an den Computersystemen platziert ist. Wie es in der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung Seriennr. 10/122,010 beschrieben ist, kann beispielsweise die Arbeitslast an einigen der Computersystemen durch andere Computersysteme durchgeführt werden, um eine Energieeffizienz des Kühlsystems wesentlich zu maximieren. In dieser Hinsicht kann die Last beispielsweise zu einer Position in dem Raum 10 übertragen werden, falls bestimmt wird, dass ein derartiger Lasttransfer energieeffizienter ist als unter normalen Betriebsbedingungen. Zudem kann der Lasttransfer zu unterschiedlichen Tageszeiten auftreten, und wenn Lastanforderungen variieren.
Die Kühlvorrichtung 24 kann irgendeinen vernünftig geeigneten Typ einer Kühlvorrichtung aufweisen, die entworfen ist, um das Kühlfluid angemessen zu kühlen. Zusätzlich kann die Kühlvorrichtung 24 die Fähigkeit eines Variierens der Temperatur des Kühlfluids umfassen. Einige geeignete Kühlvorrichtungen können diese umfassen, die Luftkonditionierer, Wärmetauscher, Wärmepumpen, Kühler mit variabler Kapazität, Verdampfungskühlsysteme und dergleichen implementieren. Beispielsweise kann die Kühlvorrichtung 24 eine Kühlzyklusvorrichtung mit geschlossener Schleife aufweisen, die einen Wärmetransferabschnitt aufweist, bei dem die Wärme von dem Kühlfluid in einer Fluidleitung 28 auf das Kühlmittel übertragen werden kann, das in der Kühlzyklusvorrichtung mit geschlossener Schleife enthalten ist.
Obwohl die Kühlvorrichtung 24 als außerhalb des Raums 10 positioniert dargestellt ist, ist klar, dass die Kühlvorrichtung 24 innerhalb des Raums 24 positioniert sein kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Das Kühlfluid kann konfiguriert sein, um durch die HEUs 22 zu fließen und über Fluidleitungen 28 der Kühlvorrichtung 24 zurückzukehren. Wie es in 1 zu sehen ist, bildet die Fluidleitung 28 allgemein ein System mit geschlossener Schleife, bei dem das Kühlfluid in den HEUs 22 erwärmt und in der Kühlvorrichtung 24 gekühlt werden kann.
Obwohl in 1 ein Raum 10 dargestellt ist, ist klar, dass der Raum 10 mehr als einen Raum aufweisen kann und dass das Kühlsystem 20 konfiguriert sein kann, um eine Mehrzahl von Räumen zu kühlen.
Unter jetziger Bezugnahme auf 2 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Abschnitts A in 1 dargestellt. Wie es in 2 zu sehen ist, weist die HEU 22 allgemein unter anderem eine Mehrzahl von Lüftern 30 und eine Öffnung 32 auf. Die Lüfter 30 sind entworfen, um zu bewirken, dass Luft aus dem Raum 10 in die Öffnung 32 fließt, wie es durch Pfeile 34 angegeben ist. Die Lüfter sind ferner konfiguriert, um zu bewirken, dass Luft zurück in den Raum 10 hinaus fließt, auf die Weise, die durch Pfeile 36 angegeben ist. Es ist klar, dass die HEU 22 zusätzliche Komponenten umfassen kann und dass einige der beschriebenen Komponenten entfernt und/oder modifiziert sein können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Die Fluidleitung 28 ist positioniert, um durch die HEU 22 unter den Lüftern 30 und in die Richtung eines Luftflusses von der HEU 22 zu dem Raum 10 zu laufen. In dieser Hinsicht kann, wenn die Luft durch die Fluidleitung 28 fließt, Wärme von der Luft auf das Kühlfluid übertragen werden, das in der Fluidleitung 28 enthalten ist. Folglich kann sich die Luft, die aus der HEU 22 fließt, bei einer niedrigeren Temperatur relativ zu der Luft befinden, die in die HEU 22 eintritt.
Eine Pumpe 38 kann entlang der Fluidleitung 28 an einer Stelle allgemein stromaufwärts der HEU 22 vorgesehen sein. Die Pumpe 38 kann entworfen sein, um einen ausreichenden Druck an das Kühlfluid anzulegen, das in die HEU 22 eintritt, um zu ermöglichen, dass das Kühlfluid mit einer vorbestimmten Rate durch die HEU 22 fließt. In dieser Hinsicht kann die Pumpe 38 irgendeine Pumpe aufweisen, die zum Durchführen der oben beschriebenen Operationen auf eine vernünftig geeignete Weise in der Lage ist. Die Pumpe 38 kann konfiguriert sein, um Kühlfluid zu einer Mehrzahl von HEUs 22 zu liefern und den Druck des Kühlfluids zu steuern, das durch eine oder mehrere der HEUs 22 fließt. Ein Ventil 40 ist zwischen der Pumpe 38 und der HEU 22 entlang der Fluidleitung 28 dargestellt. Das Ventil 40 kann ein elektronisch steuerbares Ventil sein, das zum Variieren des Flusses des Kühlfluids durch die Fluidleitung 28 sowie im Wesentlichen einem Stoppen des Flusses des Kühlfluids in der Lage ist. Folglich kann die Volumenflussrate des Kühlfluids durch die Fluidleitung 28, die sich durch die HEU 22 erstreckt, bei vorbestimmten Pegeln manipuliert werden, derart, dass die Temperatur der Luft, die aus der HEU 22 fließt, wesentlich optimiert werden kann.
Obwohl die Pumpe 38 und das Ventil 40 als getrennte Komponenten dargestellt sind, ist klar, dass die jeweiligen Funktionen derselben durch eine einzige Komponente, z. B. die Pumpe 38, durchgeführt werden können. Bei diesem Beispiel kann die Pumpe 38 als eine Pumpe mit variabler Geschwindigkeit konfiguriert sein, die konfiguriert ist, um den Fluss des Kühlfluids durch die HEU 22 zu variieren.
Ein Rohr 42 kann entlang der Fluidleitung 28 an einer Stelle stromabwärts der HEU 22 positioniert sein. Das Rohr 42 kann ermöglichen, dass Kühlfluid, das die HEU 22 durchlaufen hat, in Kühlfluid eingebracht wird, das in die HEU 22 eintritt. Ein Rohrventil 44 kann entlang des Rohrs 42 positioniert sein, um die Menge dieses Kühlfluids, das in das Kühlfluid eingebracht wird, das in die HEU 22 eintritt, wesentlich zu steuern. Das Rohrventil 44 kann irgendein vernünftig geeignetes Ventil (z. B. ein Dreiwegeventil) sein, das zum Steuern des Kühlfluidflusses durch das Rohr 42 in der Lage ist.
In dieser Hinsicht kann die Temperatur des Kühlfluids somit weiter gesteuert werden. Beispielsweise kann die Temperatur des Kühlfluids vor der Einbringung desselben in eine HEU 22 in einem Mehr-HEU-System (siehe 3) erhöht werden. Bei diesen Konfigurationstyp kann sich die Temperatur eines Kühlluftflusses, der zu jedem dieser Gestelle geliefert wird, voneinander unterscheiden, wenn ein Gestell 12 eine größere Menge an Wärme relativ zu einem anderen Gestell 12 dissipiert. Das heißt, das Gestell 12, das die größere Menge an Wärme dissipiert, kann einen Luftfluss von einer ersten HEU 22 aufnehmen, der bei einer niedrigeren Temperatur liegt, verglichen mit dem Gestell, das eine geringere Menge an Wärme dissipiert. Folglich kann die Temperatur des Kühlfluids, das in diese erste HEU eingebracht wird, sich bei einer niedrigeren Temperatur als das Kühlfluid befinden, das in eine zweite HEU eingebracht wird.
Temperatursensoren 46 können bei einem Versorgungsabschnitt und einem Rückabschnitt der Fluidleitung 28 positioniert sein, derart, dass eine Bestimmung hinsichtlich Veränderungen bei der Kühlfluidtemperatur vor und nach einem Fluss durch die HEU 22 vorgenommen werden kann. Diese Informationen können implementiert werden, um die Menge an Rückkehrkühlfluid zu bestimmen, die in den Versorgungsabschnitt der Fluidleitung 28 eingebracht werden soll.
Ein Temperatursensor 48, z. B. ein Thermoelement oder dergleichen, ist an dem Gestell 12 dargestellt. In 2 ist zu Klarheitszwecken ein einziger Temperatursensor 48 gezeigt, jedoch ist klar, dass eine Mehrzahl von Temperatursensoren 48 an verschiedenen Stellen des Gestells 12 sowie anderen Bereichen des Raums 12 positioniert sein können. Der Temperatursensor 48 kann Temperaturablesungen zu einer Steuerung (nicht gezeigt) liefern, die konfiguriert ist, um die HEU 22, die Pumpe 38, das Ventil 40 und das Rohrventil 44 zu betreiben. Zusätzlich können die Temperaturablesungen auch zu einer Steuerung (nicht gezeigt) geliefert werden, die konfiguriert ist, um die Kühlvorrichtung 24 zu betreiben. Die Weise einer Informationsübertragung zwischen dem Temperatursensor 48 und den Steuerungen kann irgendeine vernünftig geeignete Anordnung aufweisen, z. B. eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung.
Anstelle von oder zusätzlich zu dem Temperatursensor 48 kann eine mobile Vorrichtung (nicht gezeigt) implementiert sein, die entworfen ist, um zumindest eine lokale Umweltbedingung (z. B. Temperatur, Luftfluss, Feuchtigkeit, etc.) in dem Raum 10 zu sammeln oder zu messen. Eine geeignete mobile Vorrichtung kann beispielsweise die Umweltbedingungserfassungsvorrichtung aufweisen, die in der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung Seriennr. 10/157,892, eingereicht am 31. März 2002 (HP-Zeichen 100200782-1) mit dem Titel „CONTROLLED COOLING OF A DATA CENTER" durch Patel et al., beschrieben ist, die an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen ist. Informationen, die durch die mobile Vorrichtung gesammelt werden, können zu der Steuerung übertragen werden, die einen Betrieb des Kühlsystems 20 ansprechend auf die Informationen variieren kann.
Alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Umweltbedingungserfassungsvorrichtungen kann die Menge an Wärme, die durch die Computersysteme erzeugt wird, die in den Gestellen 12 enthalten sind, und die resultierenden notwendigen Kühlanforderungen gemäß der Größe einer Last erwartet werden, die an den Computersystemen platziert ist. Ein geeignetes Verfahren zum Implementieren eines erwarteten Erfassens ist in der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung Seriennr. 09/970,707 beschrieben, die an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
Unter jetziger Bezugnahme auf 3 ist eine schematische Darstellung gezeigt, die entlang Linien III-III von 1 genommen ist. 3 stellt eine Mehrzahl von HEUs 22 und eine Mehrzahl von Fluidleitungen 28 dar, die von einem Paar von Pumpen 38 ausgehen. Die Darstellung zeigt ferner, dass die HEUs 22 Reihen von Lüftern 30 umfassen, die benachbart zu den Öffnungen 32 positioniert sind. Unter jedem der Lüfter 30 sind Fluidleitungen 28 positioniert. Zusätzlich sind allgemein stromaufwärts der HEUs 22 jeweilige Ventile 40 positioniert, die Dreiwegeventile aufweisen können. Wie es in 3 zu sehen ist, können die Pumpen 38 die Versorgung eines Kühlfluids durch eine Mehrzahl von HEUs 22 steuern. Zusätzlich ist zu sehen, dass die Ventile 40 allgemein eine Steuerung eines Kühlfluidflusses durch jeweilige Fluidleitungen 28 ermöglichen.
In dieser Hinsicht kann die Temperatur der Luft, die aus den HEUs 22 fließt, und genauer gesagt aus jeder Seite der HEUs 22, auf im Wesentlichen unabhängige Weisen gesteuert sein (z. B. durch einen Betrieb eines Dreiwegeventils (nicht gezeigt)). In einer Hinsicht kann der Fluss von Kühlfluid durch bestimmte HEUs 22 beispielsweise in Situationen, in denen die Computersysteme, die zu kühlen eine HEU 22 konfiguriert ist, sich in Leerlaufzuständen befinden, begrenzt oder im Wesentlichen angehalten werden. Es ist klar, dass die Konfiguration der HEUs 22, der Pumpen 38, der Fluidleitungen 28 und der Ventile 40, die in 3 gezeigt sind, lediglich eine Weise einer Vielfalt unterschiedlicher erhaltbarer Konfigurationen ist. Es ist ferner klar, dass die spezifische Konfiguration für irgendeinen gegebenen Raum von einer Vielzahl von Faktoren abhängen kann, z. B. Kühlbedürfnissen, einer Raumkonfiguration, einem Kühlvorrichtungstyp, etc. Zusätzlich können die Fluidleitungen 28 über den Lüftern 30 positioniert sein, derart, dass Luft im Wesentlichen vor einem Fließen in die Lüfter 30 gekühlt werden kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
4 ist ein exemplarisches Blockdiagramm 50 für ein Kühlsystem 52 gemäß einem Beispiel, das für ein Verständnis der Erfindung nützlich ist. Es ist klar, dass die folgende Beschreibung des Blockdiagramms 50 lediglich eine Weise einer Vielfalt unterschiedlicher Weisen ist, auf die ein derartiges Kühlsystem 52 betrieben werden kann. Zusätzlich ist klar, dass das Kühlsystem 52 zusätzliche Komponenten umfas sen kann und dass einige der beschriebenen Komponenten entfernt und/oder modifiziert sein können.
Das Kühlsystem 52 umfasst eine HEU-Steuerung 54, die konfiguriert ist, um die Operationen der HEU 56 zu steuern. Die HEU-Steuerung 54 kann einen Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit) und dergleichen aufweisen. Die HEU-Steuerung 54 kann beispielsweise die Geschwindigkeit der Lüfter 58, den Betrieb der Pumpe 60, des Ventils 62 und des Rohrventils 78 steuern. Schnittstellenelektronik 64 kann vorgesehen sein, um als eine Steuerschnittstelle zwischen der HEU-Steuerung 54 und der HEU 56, der Pumpe 60 und dem Ventil 62 zu wirken. Alternativ kann eine Steuerschnittstelle zwischen der HEU-Steuerung 54 und den oben beschriebenen Komponenten weggelassen sein, wie es mit Bezug auf die Verbindung zwischen der HEU-Steuerung 54 und beispielsweise dem Rohrventil 78 zu sehen ist. Die HEU-Steuerung 54 kann ferner schnittstellenmäßig mit einem Temperatursensor 68 verbunden sein, z. B. einem oder mehreren der Temperatursensoren, die hierin oben mit Bezug auf 2 beschrieben sind.
Die HEU-Steuerung 54 kann schnittstellenmäßig mit einem HEU-Speicher 66 verbunden sein, der konfiguriert ist, um eine Speicherung einer Computersoftware bereitzustellen, die die Funktionalität der HEU-Steuerung 54 liefert, z. B. der Geschwindigkeit der Lüfter, eines Pumpenbetriebs, etc. Der HEU-Speicher 66 kann als eine Kombination eines flüchtigen und eines nicht-flüchtigen Speichers implementiert sein, wie beispielsweise ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM = Dynamic Random Access Memory), EEPROM, ein Flash-Speicher und dergleichen. Der HEU-Speicher 66 kann ferner konfiguriert sein, um eine Speicherung zum Enthalten von Daten und/oder Informationen bereitzustellen, die zu der Weise gehören, auf die die HEU-Steuerung 54 die Lüfter 58, die Pumpe 60, das Ventil 62 und das Rohrventil 78 betreiben kann. In einer Hinsicht kann die Betriebsweise der oben beschriebenen Komponenten auf Temperaturmessungen durch den Temperatursensor 68 basieren.
Die HEU-Steuerung 54 kann ferner mit einer Kühlvorrichtungssteuerung 70 schnittstellenmäßig verbunden sein. Die Schnittstelle kann über ein Drahtprotokoll, wie beispielsweise IEEE 802.3, etc., drahtlose Protokolle, wie beispielsweise IEEE 801.11b, eine drahtlose Reihenverbindung, Bluetooth, etc. oder Kombinationen derselben bewirkt sein.
Die Kühlvorrichtungssteuerung 70 kann konfiguriert sein, um die Operationen der Kühlvorrichtung 72 zu steuern. Die Kühlvorrichtungssteuerung 70 kann einen Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und dergleichen aufweisen. Die Kühlvorrichtungssteuerung 70 ist allgemein konfiguriert, um die Temperatur des Kühlfluids durch ein Steuern des Betriebs der Kühlvorrichtung 72 zu manipulieren. In dieser Hinsicht kann die Kühlvorrichtung 72 einen Kompressor mit variabler Geschwindigkeit, einen Wärmetauscher, einen Kühlwasserwärmetauscher, einen Zentrifugalkühler und dergleichen aufweisen. Genauer gesagt kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 entworfen sein, um den Betrieb einer oder mehrerer der oben genannten Komponenten zu variieren, um die Größe eines Wärmetransfers auf das Kühlmittel zu variieren, das in der Kühlschleife der Kühlvorrichtung 72 enthalten ist, um dadurch die Kühlfluidtemperatur zu variieren.
Schnittstellenelektronik (I/F) 74 kann vorgesehen sein, um als eine Schnittstelle zwischen der Kühlvorrichtungssteuerung 70 und den Komponenten zum Betreiben der Kühlvorrichtung 72 zu wirken, z. B. der Spannungsversorgung, um die Geschwindigkeit des Kompressors zu variieren, einer Steuerung der Kapazität des Wärmetauschers (Zentrifugalkühlers), etc.
Die Kühlvorrichtungssteuerung 70 kann ferner schnittstellenmäßig mit einem Kühlvorrichtungsspeicher (CD-Speicher; CD = Cooling Device) 76 verbunden sein, der konfiguriert ist, um eine Speicherung einer Computersoftware bereitzustellen, die die Funktionalität der Kühlvorrichtung 72, z. B. des Kompressors, des Wärmetauschers und dergleichen, liefert und durch die Kühlvorrichtungssteuerung 70 ausgeführt werden kann. Der CD-Speicher 76 kann als eine Kombination eines flüchtigen und eines nicht-flüchtigen Speichers implementiert sein, wie beispielsweise eines DRAM, eines EEPROM, eines Flash-Speichers und dergleichen. Der CD-Speicher 76 kann ferner konfiguriert sein, um eine Speicherung zum Enthalten von Daten/Informationen bereitzustellen, die zu der Weise gehören, auf die der Kompressor (Wärmetauscher, Kühler) ansprechend auf beispielsweise Variationen bei der Temperatur des Kühlfluids und/oder der Luft in dem Raum manipuliert werden kann.
In einer Hinsicht kann die Kapazität (z. B. die Größe einer Arbeit, die auf das Kühlfluid ausgeübt wird) des Kompressors (Wärmetauschers, Kühlers, etc.) modifiziert werden, um dadurch die Temperatur des Kühlfluids zu steuern. Der Kompressor (Wärmetauscher, Kühler, etc.) kann somit gesteuert sein, um die Massenflussrate des Kühlmittels, das durch denselben fließt, entweder zu erhöhen oder zu verringern. Wenn folglich die Temperatur in dem Raum 10 sich unter einem vorbestimmten Bereich befindet, kann die Kapazität des (Wärmetauschers, Kühlers, etc.) reduziert werden, um die Größe einer Arbeit wesentlich zu reduzieren, somit die Menge an Energie, die auf das Kühlmittel ausgeübt wird. Dies kann verglichen mit herkömmlichen Kühlsystemen zu einer erheblichen Reduzierung bei den Kosten führen, die einem Betreiben des Kühlsystems 52 zugeordnet sind.
Weil der spezifische Typ eines Kompressors (Wärmetauschers, Kühlers, etc.), der bei Ausführungsbeispielen der Erfindung eingesetzt werden soll, gemäß individuellen Bedürfnissen variieren kann, ist die Erfindung nicht auf irgendeinen spezifischen Typ eines Kompressors (Wärmetauschers, Kühlers, etc.) begrenzt. Anstelle dessen kann irgendein ver nünftig geeigneter Typ eines Kompressors (Wärmetauschers, Kühlers, etc.), der zum Erzielen bestimmter Aspekte der Erfindung geeignet ist, bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden. Die Wahl des Kompressors (Wärmetauschers, Kühlers, etc.) kann deshalb von einer Mehrzahl von Faktoren abhängen, z. B. Kühlanforderungen, Kosten, Betriebsausgaben, etc.
Falls beispielsweise eine erfasste oder erwartete Veränderung bei der Temperatur eines Gestells, z. B. des Gestells 12, von Bereichen, die das Gestell umgeben, etc., besteht, kann die HEU-Steuerung 54 wirksam sein, um die entsprechende HEU 56 und/oder (einen) entsprechende(n) Lüfter 58 zu manipulieren, um die Temperaturveränderung zu kompensieren, z. B. die Volumenflussrate, Geschwindigkeit und eine andere Charakteristik des Luftflusses zu verändern. Zusätzlich oder als eine Alternative zu dem Obigen kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 wirksam sein, um zu bewirken, dass die Kühlvorrichtung 72 die Kühlmitteltemperatur senkt. In dieser Hinsicht kann jedes der Gestelle 12 und/oder Abschnitte derselben allgemein im Wesentlichen lediglich die Menge an Kühlluft aufnehmen, die notwendig ist, um die Temperatur der Gestelle 12 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs beizubehalten. Zusätzlich kann die Temperatur des Kühlmittels, und deshalb des Kühlfluids, ferner wie benötigt gesteuert sein, um ein Kühlen der Gestelle 12 wesentlich zu optimieren. Durch ein Steuern des Kühlluftflusses auf die oben beschriebene Weise kann das Kühlsystem 52 bei wesentlich optimierten Pegeln betrieben werden, wodurch die Menge an Energie und somit die Betriebskosten verringert sind, die erforderlich sind, um die Computersysteme in den Gestellen 12 zu kühlen.
Zudem kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 den Kompressor (Wärmetauscher, Kühler, etc.) in einer Weise betreiben, um die Kühlfluidtemperatur ansprechend auf verschiedene Grade von erfassten Erhöhungen/Verringerungen bei dem Betrieb der HEU 56 zu variieren. Genauer gesagt kann eine Nachschlagta belle (nicht gezeigt) in dem CD-Speicher 56 gespeichert sein. Die Nachschlagtabelle kann Informationen umfassen, die zu dem Pegel einer Erhöhung der Kompressorgeschwindigkeit (Wärmetauscherkapazität, etc.) gehören, die für eine erfasste Erhöhung bei dem Betrieb der HEU 56 notwendig ist. In dieser Hinsicht kann die Kompressorgeschwindigkeit (Wärmetauscherkapazität, etc.) im Wesentlichen inkremental ansprechend auf erfasste Veränderungen beim Betrieb der HEU 56 variiert werden.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebsmodus 100 gemäß einem Beispiel, das für ein Verständnis der Erfindung nützlich ist. Es ist klar, dass der Betriebsmodus 100 zusätzliche Operationen umfassen kann und dass einige der Operationen entfernt und/oder modifiziert sein können. Die folgende Beschreibung des Betriebsmodus 100 wird mit Bezug auf das Blockdiagramm 50, das in 4 dargestellt ist, vorgenommen und nimmt somit Bezug auf die Elemente, die in demselben zitiert sind.
Die Operationen, die bei dem Betriebsmodus 100 dargestellt sind, können als ein Hilfsprogramm, ein Programm oder ein Unterprogramm in irgendeinem erwünschten computerzugreifbaren Medium enthalten sein. Zusätzlich kann der Betriebsmodus 100 durch ein Computerprogramm verkörpert sein, das in einer Vielfalt von Formen existieren kann, sowohl aktiv als auch inaktiv. Beispielsweise können dieselben als ein Softwareprogramm (Softwareprogramme) existieren, das (die) aus Programmanweisungen in einem Quellcode, einem Objektcode, einem ausführbaren Code oder anderen Formaten gebildet ist (sind). Irgendeines der Obigen kann auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, das Speichervorrichtungen und Signale in komprimierter oder unkomprimierter Form umfasst.
Exemplarische computerlesbare Speichervorrichtungen umfassen einen herkömmlichen RAM, ROM, EPROM, EEPROM und magnetische oder optische Platten oder Bänder eines herkömmlichen Computersystems. Exemplarische computerlesbare Signa le, ob unter Verwendung eines Trägers moduliert oder nicht, sind Signale, auf die zuzugreifen ein Computersystem konfiguriert sein kann, das das Computerprogramm beherbergt oder ausführt, einschließlich Signalen, die durch das Internet oder andere Netze heruntergeladen sind. Konkrete Beispiele des Vorhergehenden umfassen eine Verteilung der Programme auf einer CD-ROM oder über eine Internetherunterladung. In einem Sinn ist das Internet selbst als eine abstrakte Entität ein computerlesbares Medium. Das Gleiche gilt für Computernetzwerke allgemein. Es ist deshalb klar, dass diese unten aufgezählten Funktionen durch irgendeine elektronische Vorrichtung durchgeführt werden können, die zum Ausführen der oben beschriebenen Funktionen in der Lage ist.
Bei dem Betriebsmodus 100 wird das Kühlsystem 52 bei einem Schritt 110 aktiviert. Bei einem Schritt 120 wird die Temperatur eines oder mehrerer Gestelle (Tr) durch Temperatursensoren erfasst, z. B. einen oder mehrere Temperatursensoren 68. Die Temperatursensoren können einen oder mehrere der oben beschriebenen Temperatursensoren aufweisen, z. B. ein Thermoelement, eine mobile Umweltbedingungserfassungsvorrichtung, etc. Die Tr entsprechen allgemein der Wärmelast der Wärme dissipierenden Komponenten und deshalb der Computersysteme, die in den Gestellen enthalten sind, z. B. dem Gestell 12. Deshalb können die Tr auf den Temperaturen von spezifischen Wärme dissipierenden Komponenten und Untersystemen basieren. Zusätzlich können die Tr auf den Temperaturen in der allgemeinen Nähe der Gestelle und/oder Abschnitte der Gestelle basieren. Fachleuten auf dem Gebiet ist somit klar, dass bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Temperatursensoren verwendet werden können, die bei verschiedenen Positionen überall in dem Raum, z. B. dem Raum 10, positioniert sind. Zudem bezieht sich eine Verwendung des Ausdrucks „Gestell" hierin allgemein auf Gestelle zum Tragen von Computersystemen und zusätzlich auf Abschnitte der Gestelle sowie Bereiche um die Gestelle herum. Deshalb soll die Verwendung des Ausdrucks „Gestell" überall in der vorliegenden Offenbarung bestimmte Aspekte derselben nicht auf ganze Gestelle begrenzen, sondern es wird sich anstelle dessen auf denselben gestützt, um die Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen.
Als eine Alternative zu dem Temperatursensor 68 können die Tr in der Weise erwartet werden, wie es hierin oben und in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung Seriennr. 09/970,707 beschrieben ist.
Bei einem Schritt 130 wird bestimmt, ob jede der Tr sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Betriebstemperaturen befindet, z. B. zwischen einer maximalen eingestellten Temperatur (Tmax,set), und einer minimalen eingestellten Temperatur (Tmin,set). Im Allgemeinen gehört der Bereich von Temperaturen Tmin,set und Tmax,set zu Schwellentemperaturen, um zu bestimmen, ob der Fluss von Kühlluft, die zu den Gestellen geliefert wird, zu erhöhen oder zu verringern ist. Dieser Bereich von Betriebstemperaturen kann gemäß einer Mehrzahl von Faktoren eingestellt sein. Diese Faktoren können beispielsweise die Betriebstemperaturen umfassen, die durch die Hersteller der Untersysteme und Komponenten, die in den Gestellen positioniert sind, durch ein Testen, um die optimalen Betriebstemperaturen zu bestimmen, etc., dargelegt sind. Zusätzlich kann der vorbestimmte Bereich von Betriebstemperaturen von einem Untersystem zu dem anderen variieren.
Für diese Gestelle, die Tr aufweisen, die innerhalb des vorbestimmten Bereichs sind, werden die Temperaturen derselben erneut bei dem Schritt 120 erfasst. Bei diesen Gestellen, bei denen bestimmt wurde, dass dieselben Wärmelasten aufweisen, die nicht in den vorbestimmten Temperaturbereich fallen, d. h. außerhalb von Tmin,set und Tmax,set liegen, kann die HEU-Steuerung 54 bei einem Schritt 140 bestimmen, ob diese Gestelle Temperaturen aufweisen, die unter der Tmin,set liegen.
Der Luftfluss, der durch die HEU 56, und insbesondere die Lüfter 58, geliefert wird, die konfiguriert sind, um einen Kühlluftfluss zu den Gestellen zu liefern, die Tr kleiner oder gleich der Tmin,set aufweisen, kann bei einem Schritt 150 verringert werden. Zusätzlich und/oder alternativ kann die Temperatur des Kühlfluids, das durch die HEUs 56 zugeführt wird, erhöht werden, um dadurch die Temperatur der Luft zu erhöhen, die zu diesen Gestellen geliefert wird. Wie es hierin oben beschrieben ist, kann dies durch ein Verringern der Arbeit erzielt werden, die durch die Kühlvorrichtung 72 an dem Kühlmittel verrichtet wird, und/oder durch ein Öffnen des Umgehungsventils 62. Zusätzlich kann die Temperatur der Luft, die aus der HEU 56 fließt, auch durch ein Bewirken erhöht werden, dass das Ventil 78 ermöglicht, dass eine niedrigere Volumenflussrate von Kühlfluid durch dasselbe fließt.
Der Luftfluss, der durch die HEU 56 geliefert wird, die konfiguriert ist, um einen Kühlluftfluss zu den Gestellen zu liefern, die Tr über der Tmin,set und somit über der Tmax,set aufweisen, kann bei einem Schritt 160 erhöht werden. In dieser Hinsicht kann die HEU-Steuerung 54 eine Leistung zu den Lüftern 58 erhöhen, um einen größeren Luftfluss zu den Gestellen zu ermöglichen. Zusätzlich und/oder alternativ kann die HEU-Steuerung 54 den Fluss eines Kühlfluids durch die HEU 56 über einen Betrieb der Pumpe 60 und/oder des Ventils 78 erhöhen.
Dank bestimmter Ausführungsbeispiele der Erfindung können Gestelle, die verschiedene Tr aufweisen, mit einem Luftfluss versorgt werden, der verschiedene Charakteristika aufweist, z. B. Temperatur, Geschwindigkeit, Richtung und dergleichen. Das heißt, bei einem System, das eine Mehrzahl von HEUs 56 aufweist, kann beispielsweise ein Luftfluss zu Gestellen, die höhere Tr aufweisen, durch bestimmte HEUs 56 im Wesentlichen simultan mit einem Luftfluss, der zu Gestellen geliefert wird, die relativ niedrigere Tr aufweisen, durch andere HEUs 56 geliefert werden, wobei jedes der Gestelle unterschiedliche Pegel eines Luftflusses aufnimmt. Zusätzlich kann die Temperatur des Kühlfluids, das durch die HEUs 56 hindurch zugeführt wird, die einen Luftfluss zu Gestellen liefern, die höhere Tr aufweisen, relativ niedriger sein als die Temperatur des Kühlfluids, das durch die HEUs 56 hindurch zugeführt wird, die einen Luftfluss zu Gestellen liefern, die niedrigere Tr aufweisen. Es ist somit ersichtlich, dass die Schritte 150 und 160 jeweils und im Wesentlichen simultan durch verschiedene HEUs 56 durchgeführt werden können.
Gemäß einem Beispiel kann die Verringerung bei einer Volumenflussrate und/oder Geschwindigkeit des Luftflusses bei Schritt 150 und die Erhöhung bei einem Volumen und/oder einer Geschwindigkeit des Luftflusses bei Schritt 160 durch ein inkrementales Variieren des Luftflusses von der HEU 56 erzielt werden. Zum Beispiel kann die Volumenflussrate und/oder Geschwindigkeit des Luftflusses von der HEU 56 während einer ersten Iteration um eine vorbestimmte Größe variiert werden. Die Tr kann zu einer vorbestimmten Zeit nach der Variation gemessen werden und die Schritte 130–160 können wiederholt werden. Durch ein Wiederholen dieses Prozesses eine Anzahl von Malen kann die Temperatur des Gestells im Wesentlichen in den vorbestimmten Bereich gebracht werden.
Bei einem Schritt 170 kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 bestimmen, ob die Kühlfluidtemperatur zu variieren ist, z. B. die Kompressorgeschwindigkeit (oder Wärmetauscherkapazität, etc.) erhöhen. Die Kühlfluidtemperatur kann beispielsweise ansprechend auf tatsächliche und/oder erfasste Erhöhungen der Tr verringert werden. Alternativ kann die Verringerung bei einer Kühlfluidtemperatur auf der Größe einer Arbeit basieren, die durch die HEU 56 durchgeführt wird. Genauer gesagt kann, wenn sich die Arbeit, die durch die HEU 56 durchgeführt wird, erhöht, wodurch eine Erhöhung bei der Tr signalisiert wird, die Kühlvorrichtungssteuerung 70 bewirken, dass die Kühlvorrichtung 72 die Kühlmittel temperatur verringert. Wenn zusätzlich eine Mehrzahl von HEUs 56 implementiert sind, um eines oder mehrere Gestelle zu kühlen, kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 bestimmen, ob die Gesamtgröße von Verringerungen bei den Volumenflussraten der Kühlluft die Gesamtgröße von Erhöhungen bei dem Volumenflussratenfluss der Kühlluft überschreitet. Bei einem Schritt 108 kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 bestimmen, ob die Kühlfluidtemperatur zu verringern ist.
Bei einem Schritt 190 kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 ansprechend auf eine Bestimmung bei dem Schritt 180, so vorzugehen, bewirken, dass die Kühlfluidtemperatur verringert wird. Alternativ kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 ansprechend auf eine Bestimmung bei dem Schritt 180, so vorzugehen, bewirken, dass die Kühlfluidtemperatur bei einem Schritt 200 erhöht wird. Wie es hierin oben beschrieben ist, kann die Kühlvorrichtungssteuerung 70 wirksam sein, um die Temperatur des Kühlfluids durch ein Variieren der Geschwindigkeit des Kompressors, der Kapazität des Wärmetauschers und dergleichen zu variieren.
Es ist klar, dass die Schritte 150, 160 und 190 oder 200 im Wesentlichen simultan durchgeführt werden können. Genauer gesagt können auf einer zonalen Ebene Temperaturablesungen, die bei dem Schritt 120 bestimmt werden, für verschiedene Gestelle bei einem Variieren der Lieferung einer Kühlluft zu den verschiedenen Gestellen implementiert werden. Zusätzlich kann auf einer globalen Ebene die Temperatur des Kühlfluids gemäß den Veränderungen bei den Kühlanforderungen der Gestelle variiert werden. Wenn beispielsweise die Temperatur eines Gestells einen vorbestimmten Schwellenbereich überschreitet, kann (können) die HEU(s) 56, die einen Kühlluftfluss zu diesem Gestell liefert (liefern), den Luftfluss zu diesem Gestell erhöhen. Im Wesentlichen gleichzeitig kann die Temperatur des Kühlfluids um eine Größe relativ zu der erhöhten Gestelltemperatur verringert werden.
Nach den Schritten 190 oder 200 werden die Tr bei dem Schritt 120 erneut erfasst. Zusätzlich können die Schritte nach dem Schritt 120 eine unbegrenzte Zeitperiode lang wiederholt werden und können ein Muster einer geschlossenen Schleife bilden.
Unter Jetziger Bezugnahme auf 6 ist ein Raum 210, z. B. ein Datenzentrum, das eine Mehrzahl von Gestellen 212 unterbringt, und ein Mehrlastwärmeregelsystem oder Kühlsystem 220 dargestellt. Ferner ist ein erhöhter Boden 214 dargestellt, der vorgesehen sein kann, um eine Platzierung von Drähten, Röhren und dergleichen für eine Lieferung zu und von den Gestellen 212 zu ermöglichen.
Die Gestelle 212 können allgemein eine Mehrzahl von Komponenten (nicht gezeigt) unterbringen, z. B. Prozessoren, Mikrosteuerungen, Speicher, Halbleitervorrichtungen und dergleichen. Die Komponenten können Elemente einer Mehrzahl von Untersystemen (nicht gezeigt) sein, z. B. Computer, Server, etc. Die Untersysteme und die Komponenten können implementiert sein, um verschiedene elektronische, z. B. Rechen-, Schalt-, Leit-, Anzeige- und dergleichen Funktionen durchzuführen. Bei der Durchführung dieser elektronischen Funktionen können die Komponenten, und deshalb die Untersysteme, ziemlich große Mengen an Wärme dissipieren. Weil die Gestelle 212, wie allgemein bekannt, mindestens vierzig (40) oder mehr Untersysteme umfassen, benötigen dieselben eventuell erheblich große Mengen an Kühlfluid (z. B. Luft), um die Untersysteme und die Komponenten allgemein innerhalb eines vorbestimmten Betriebstemperaturbereichs beizubehalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann durch ein wesentliches Steuern der Menge an Kühlluft, die zu den Komponenten und den Untersystemen, die in den Gestellen 212 positioniert sind, basierend auf den jeweiligen Wärmelasten derselben geliefert wird, die Leistung, die durch das Kühlsystem 220 verbraucht wird, um das Kühlfluid zu kühlen und zu liefern, ebenfalls gesteuert werden.
Das Kühlsystem 220 ist als eine Mehrzahl von Verdampfereinheiten oder Verdampfern 222 umfassend dargestellt, die ein Teil einer Kühlvorrichtung oder eines Kühlsystems bzw. Kühlungssystems 224 sind. Die Verdampfer 222 können von einer Decke 216 des Raums 210 durch einen oder mehrere Träger 226 getragen sein. Die Verdampfer 222 können irgendeine geeignete Lüfter-Verdampfer-Kombinationseinheit aufweisen oder können eine getrennte Lüftereinheit (nicht gezeigt) und einen getrennten Verdampfer (nicht gezeigt) aufweisen. Schließlich wird die Terminologie „Verdampfer" und „Verdampfereinheit" hierin synonym verwendet und umfasst die oben beschriebenen Variationen.
Wie es in 6 zu sehen ist, sind die Verdampfer 222 positioniert, um Luft aufzunehmen, die später dank der Wärme erwärmt werden kann, die beispielsweise durch die Computersysteme dissipiert wird, die in den Gestellen 212 positioniert sind. Obwohl ein Verdampfer 222 als über einem Gestell 212 positioniert dargestellt ist, ist klar, dass die Verdampfer 222 an verschiedenen anderen Stellen positioniert sein können. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Verdampfern 222 positioniert sein, um ein einziges Gestell zu kühlen. Bestimmungen von Platzierungen eines Verdampfers 222 innerhalb des Raums 210 können auf Techniken basieren, die entworfen sind, um eine Kühlleistungsfähigkeit und/oder Energieeffizienz zu optimieren.
Die Verdampfer 222 können positioniert sein, um allgemein die Gestelle 212 mit Kühlluft zu versorgen. Genauer gesagt können die Verdampfer 222 positioniert sein, um Kühlluft zu den Gestellen 212 gemäß der Wärmedissipation derselben zu liefern. Beispielsweise ist bekannt, das Computersysteme, die höheren Lasten unterliegen, größere Mengen an Wärme erzeugen, verglichen mit Computersystemen, die geringeren oder keinen Lasten unterliegen. Somit können die Verdampfer 222 positioniert und betrieben sein, um diese Computersysteme (und Gestelle 212), die größere Mengen an Wärme erzeugen, mit größeren Massenflussraten an Kühlluft und/oder Luft mit relativ niedrigerer Temperatur zu versorgen. Zusätzlich nehmen diese Computersysteme (und Gestelle 212), die wenig oder keine Wärme erzeugen, gleichermaßen eventuell wenig oder keine Kühlluft und/oder Luft mit relativ höherer Temperatur auf. In dieser Hinsicht kann die Menge an Energie, die erforderlich ist, um die Verdampfer 222 im Besonderen und das Kühlsystem 220 als Ganzes zu betreiben, gemäß den Forderungen der Computersysteme wesentlich optimiert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Obigen kann, weil die Verwendung der Computersysteme, die in den Gestellen 212 enthalten sind, zu unterschiedlichen Tageszeiten variieren kann, anstelle eines Variierens der Position der Verdampfer 222 die Last, die an den Computersystemen platziert ist, variiert werden. Wie es beispielsweise in der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung Seriennr. 10/122,010 beschrieben ist, kann die Arbeitslast an einigen der Computersysteme durch andere Computersysteme durchgeführt werden, um eine Energieeffizienz des Kühlsystems wesentlich zu maximieren. In dieser Hinsicht kann die Last beispielsweise zu einer Stelle in dem Raum 210 übertragen werden, falls bestimmt ist, dass ein derartiger Lasttransfer energieeffizienter ist als unter normalen Betriebsbedingungen. Zudem kann der Lasttransfer zu unterschiedlichen Tageszeiten auftreten, und wenn Lastanforderungen variieren.
Das Kühlsystem bzw. Kühlungssystem 224 kann irgendeinen vernünftig geeigneten Typ eines Kühlungszyklus aufweisen, einschließlich eines Dampfkomprimierungszyklus, der ein Mehrphasenarbeitsmedium verwendet.
Obwohl das Kühlungssystem 224 als außerhalb des Raums 210 positioniert dargestellt ist, ist klar, dass das Kühlungssystem 224 innerhalb des Raums 210 positioniert sein kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Ein Kühlfluid, wie beispielsweise ein Kühlmittel, kann konfiguriert sein, um durch die Verdampfer 224 hindurch zu fließen und über eine Fluidleitung 228 zu dem Kühlungssystem 224 zurückzukehren. Wie es in 6 zu sehen ist, bildet die Fluidleitung 228 allgemein ein System mit geschlossener Schleife, bei dem das Kühlmittel in den Verdampfern 222 erwärmt und in dem Kühlungssystem 224 gekühlt werden kann.
Obwohl in 6 ein Raum 210 dargestellt ist, ist klar, dass der Raum 210 mehr als einen Raum aufweisen kann und dass das Kühlsystem 220 konfiguriert sein kann, um eine Mehrzahl von Räumen zu kühlen.
Die Verdampfer 222 weisen allgemein unter anderem eine Mehrzahl von Lüftern 230 und eine Öffnung (nicht gezeigt) auf. Die Lüfter 230 sind entworfen, um zu bewirken, dass Luft von dem Raum 210 in die Öffnung fließt, wie es durch einen gestrichelten Pfeil 234 angegeben ist. Die Lüfter 230 sind ferner konfiguriert, um zu bewirken, dass die Luft auf die Weise, die durch einen Pfeil 236 angegeben ist, zurück in den Raum 210 hinaus fließt. Somit sind ein Betrieb und eine Geschwindigkeit der Lüfter 230 eingestellt, um eine Lufttemperatur und Luftflussrate zu steuern. Es ist klar, dass die Verdampfer 222 zusätzliche Komponenten umfassen können und dass einige der beschriebenen Komponenten entfernt und/oder modifiziert sein können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Die Fluidleitung 228 ist positioniert, um eine Verbindung mit den Verdampfern 222 herzustellen. In dieser Hinsicht wird das Kühlmittel ausgedehnt, wenn flüssiges Kühlmittel durch die Fluidleitung 228 und in die Verdampfer 222 fließt. Bei einem Ausdehnen absorbiert das Kühlmittel Wärme von der heißen Luft 234, um eine Kühlung zu liefern. Somit kann Wärme von der Luft auf das Kühlmittel übertragen werden, das in der Fluidleitung 228 enthalten ist. Folglich kann die Luft 236, die aus den Verdampfern 222 fließt, sich relativ zu der Luft 234, die in die Verdampfer 222 eintritt, bei einer niedrigeren Temperatur befinden.
Ein Temperatursensor 248, z. B. ein Thermoelement oder dergleichen, ist an dem Gestell 212 dargestellt. Ein einziger Temperatursensor 248 ist in 6 zu Klarheitszwecken gezeigt, jedoch ist klar, dass eine Mehrzahl von Temperatursensoren 248 an verschiedenen Stellen des Gestells 212 sowie anderen Bereichen des Raums 212 positioniert sein können. Der Temperatursensor 248 kann Temperaturablesungen zu einer Steuerung (nicht gezeigt) liefern, die konfiguriert ist, um den Verdampfer 222 und das Ventil (nicht gezeigt) zu betreiben. Zusätzlich können die Temperaturablesungen ferner zu einer Steuerung (nicht gezeigt) geliefert werden, die konfiguriert ist, um das Kühlungssystem 224 zu betreiben. Die Weise einer Informationsübertragung zwischen dem Temperatursensor 248 und den Steuerungen kann irgendeine vernünftig geeignete Anordnung aufweisen, z. B. eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung.
Anstelle von oder zusätzlich zu dem Temperatursensor 248 kann eine mobile Vorrichtung (nicht gezeigt) implementiert sein, die entworfen ist, um zumindest eine lokale Umweltbedingung (z. B. Temperatur, Luftfluss, Feuchtigkeit, etc.) in dem Raum 210 zu sammeln oder zu messen. Eine geeignete mobile Vorrichtung kann beispielsweise die Umweltbedingungserfassungsvorrichtung aufweisen, die in der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung Seriennr. 10/157,892, eingereicht am 31. Mai 2002 (HP-Zeichen 100200782-1), mit dem Titel „CONTROLLED COOLING OF A DATA CENTER" durch Patel et al., beschrieben ist, die an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen ist. Informationen, die durch die mobile Vorrichtung gesammelt werden, können zu der Steuerung übertragen werden, die einen Betrieb des Kühlsystems 220 ansprechend auf die Informationen variieren kann.
Alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Umweltbedingungserfassungsvorrichtungen kann die Menge an Wärme, die durch die Computersysteme erzeugt wird, die in den Gestellen 212 enthalten sind, und die resultierenden notwendigen Kühlanforderungen gemäß der Größe einer Last erwartet werden, die an den Computersystemen platziert ist. Ein geeignetes Verfahren zum Implementieren eines erwarteten Erfassens ist in der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung Seriennr. 09/970,707 beschrieben, die an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen und hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Unter jetziger Bezugnahme auf 7 ist eine schematische Darstellung gezeigt, die eine Mehrzahl von Verdampfern 222 und eine Fluidleitung 228 darstellt, die von dem Kühlungssystem 224 ausgeht. Die Darstellung zeigt ferner, dass die Verdampfer 222 Reihen von Lüftern 230 umfassen, die benachbart zu Öffnungen 232 positioniert sind. Es wird betrachtet, dass jeder der Verdampfer 222 zwei getrennte Verdampfereinheiten umfassen kann, entsprechend den getrennten Reihen von Lüftern 230. Alternativ wird betrachtet, dass jeder der Verdampfer 222 eventuell lediglich eine einzige Verdampfereinheit umfasst, entsprechend beiden Reihen von Lüftern 230. Das Kühlungssystem 224 kann die Versorgung eines Kühlmittels durch die Mehrzahl von Verdampfern 222 hindurch steuern. Es ist zu sehen, dass ein Ventil 254 allgemein eine Steuerung eines Kühlmittelflusses durch die jeweilige Fluidleitung 228 zu den Verdampfern 222 ermöglicht, um eine Verdampferüberhitzung zu steuern. Beispiele von Ventilen, die für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Expansionsventile, wie beispielsweise Kapillarröhren, Konstantdruckexpansionsventile und dergleichen, aber es wird betrachtet, dass das Ventil 254 ein Wärmeexpansionsventil ist.
In dieser Hinsicht kann die Temperatur der Luft, die aus den Verdampfern 222 fließt, und insbesondere aus jeder Seite der Verdampfer 222, auf eine im Wesentlichen unabhängige Weise gesteuert werden. Es ist klar, dass die Konfiguration der Verdampfer 222 und der Fluidleitung 228, die in 7 gezeigt ist, lediglich eine Weise einer Vielfalt unterschiedlicher erhaltbarer Konfigurationen ist. Es ist ferner klar, dass die spezifische Konfiguration für irgendeinen gegebenen Raum von einer Vielzahl von Faktoren abhängen kann, z. B. Kühlbedürfnissen, einer Raumkonfiguration, einem Kühlungssystemtyp, etc. Zusätzlich können die Fluidleitung 228 und/oder die Verdampfer 222 über oder unter den Lüftern 230 positioniert sein, derart, dass Luft im Wesentlichen vor oder nachfolgend zu einem Fließen in die Lüfter 230 gekühlt werden kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur einer Mehrzahl von Gestellen in einem Datenzentrum innerhalb eines spezifizierten Temperaturbereichs beibehalten werden, während eine Temperaturvariation unter den Gestellen reduziert werden kann. In dieser Hinsicht wird die Temperatur jedes Gestells relativ konstant (näherungsweise innerhalb 5°C) mit Bezug auf andere Gestelle beibehalten, während ein mehrfaches Fluktuieren von Wärmelasten zwischen den Gestellen ermöglicht ist. Überschüssige Wärme wird aus jedem Gestell durch einen jeweiligen Verdampfer abgeführt. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist konfiguriert, um die Temperatur jedes Gestells (oder einer Gruppe von Gestellen) durch ein Steuern der Massenflussrate eines Kühlmittels, das durch eine Reihe von Verdampfern fließt, im Wesentlichen unabhängig beizubehalten, wobei jeder Verdampfer (oder Gruppe von Verdampfern) sich in der Nähe eines jeweiligen Gestells (oder einer Gruppe von Gestellen) befindet.
In dieser Hinsicht sind gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung und, wie es in 7 dargestellt ist, bei einem Mehrlastwärmeregelsystem oder Kühlsystem 220 mehrere Verdampfer 220 miteinander in Reihe geschaltet, um mehrere Gestelle 212 in einem Datenzentrum zu kühlen. Das Mehrlastwärmeregelsystem 220, wie darauf in der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen wird, bezieht sich allgemein auf ein Kühlungssystem zum Kühlen mehrerer Wärmelasten (z. B. Gestelle) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs. Weil der spezifische Typ eines Verdampfers, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, gemäß individuellen Bedürfnissen variieren wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeinen spezifischen Typ eines Verdampfers begrenzt und kann somit irgendeinen Typ eines Verdampfers verwenden, der die Ziele der vorliegenden Erfindung vernünftig erreichen kann. Beispiele von geeigneten Verdampfern, die bei der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind von LYTRON, Inc. aus Woburn, Massachusetts, LIEBERT Corporation aus Columbus, Ohio, und MODINE Manufacturing Company aus Racine, Wisconsin, erhältlich. Wie es jedoch Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich ist, können andere geeignete Verdampfer bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart der vorliegenden Erfindung abzuweichen, einschließlich Automobil- und Verbrauchergerät-Typen von Verdampfern.
Obwohl 7 lediglich zwei Verdampfereinheiten zeigt, ist klar, dass die vorliegende Erfindung nicht auf lediglich zwei Verdampfereinheiten begrenzt ist, sondern die vorliegende Erfindung anstelle dessen irgendeine vernünftige Anzahl von Verdampfereinheiten umfassen kann. In einer Hinsicht kann die Anzahl von Verdampfereinheiten der Anzahl von Wärme erzeugenden Gestellen entsprechen. Folglich sind die zwei Verdampfereinheiten, die in 7 gezeigt sind, lediglich zu darstellenden Zwecken und sollen somit die vorliegende Erfindung in keiner Hinsicht begrenzen. Wie es Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet gut bekannt ist, soll zusätzlich der Ausdruck „seriell" keine Begrenzung sein, sondern beschreibt anstelle dessen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung die Weise, in der eine einzige Leitung als eine einzige Einheit gesteuert sein kann.
Zusätzlich kann irgendein geeigneter Typ eines Kühlmittels bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Tatsäch lich hängt die Wahl eines Kühlmittels von einer Mehrzahl von Faktoren ab, z. B. Kühlanforderungen, Umweltwirkung, Kosten, etc. Allgemein gesagt umfassen geeignete Kühlmittel die Folge von Kohlenwasserstoff-Dampfkomprimierungskühlmitteln (FCKWs (CFCs = chlorofluorocarbons, HCFCs = hydrochlorofluorocarbons), FKWs (HFCs = hydrofluorocarbons) oder irgendeine Mischung von reinen Kühlmitteln). Spezifische Beispiele von geeigneten Kühlmitteln umfassen R134a, R290, R600, etc. Zudem können geeignete Kühlmittel von TONG TAI INTERNATIONAL aus Taiwan, RC, erhalten werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 besitzt das Mehrlastwärmeregelsystem 220 eine geschlossene Schleife, damit ein Kühlmittel zu und von den Komponenten des Mehrlastwärmeregelsystems 220 fließen kann (z. B. der Fluidleitung 228, den Verdampfern 222, einem Überhitzungssensor 284, einem Kompressor 250, einem Kondensator 252 und dem thermostatischen Expansionsventil 254). Spezifische Beispiele geeigneter thermostatischer Expansionsventile, die bei der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind von PARKER HANNIFIN CO. aus Cleveland, Ohio, erhältlich.
Gemäß dem in 7 vorgestellten Ausführungsbeispiel ist der Kompressor 250 ein Kompressor mit variabler Kapazität. Mit anderen Worten kann die Kapazität oder Geschwindigkeit des Kompressors 250 eingestellt werden, um eine Kühlmitteltemperatur zu steuern und um die Massenflussrate des Kühlmittels innerhalb des Mehrlastwärmeregelsystems 220 entweder zu erhöhen oder zu verringern. Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung können eine Anzahl von unterschiedlichen Typen von Kompressoren mit variabler Kapazität für einen ordnungsgemäßen Betrieb der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In ähnlicher Weise zu anderen Typen von Kühlungssystemen verändert sich somit das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelleitung 228 fließt, zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit bei verschiedenen Positionen, wenn das Kühlmittel durch die geschlossene Schleife des Mehrlastwärmeregelsystems 220 kreist. Wie es Durchschnittsfach leuten auf dem Gebiet gut bekannt ist, soll zusätzlich der Ausdruck „Kompressor mit variabler Kapazität" keine Begrenzung sein, sondern beschreibt anstelle dessen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung einen Kompressor, bei dem die Kapazität durch ein Manipulieren der Weise gesteuert werden kann, in der der Kompressor wirksam ist. Wenn somit der Betrieb des Kompressors mit variabler Kapazität modifiziert wird, kann die Kühlmittelmassenflussrate in gleichartiger Weise verändert werden, z. B. wenn eine Kompressorgeschwindigkeit erhöht wird, wird eine Massenflussrate erhöht und erhöht somit die Kapazität des Kühlmittels, um ein Gestell 212 zu kühlen. Zudem kann die Geschwindigkeit des Kompressors 250 von etwa 0 bis etwa 100 % und im Wesentlichen irgendeiner Geschwindigkeit zwischen denselben variiert werden. Es liegt jedoch innerhalb des Bereichs dieser Erfindung, dass irgendein bekannter Kompressor, der zum geeigneten Variieren einer Kühlmittelkapazität in einer gesteuerten Weise in der Lage ist, den Kompressor mit variabler Kapazität ersetzen kann, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart der Erfindung abzuweichen.
Wie es in 7 detailliert dargestellt ist, sind die Verdampfer 222 für eine Platzierung nahe jeweiligen Wärme erzeugenden Stellen 212 durch irgendeine bekannte Einrichtung konfiguriert, die einen angemessenen Wärmetransfer von den Gestellen zu den Verdampfern 222 ermöglicht. Mit anderen Worten können die Verdampfer mit Bezug auf die Gestelle 212 strategisch platziert sein, um einen Wärmetransfer zwischen denselben zu optimieren. Somit kann jeder Verdampfer 222 die Wärmelast von einem jeweiligen Gestell 212 absorbieren. Wie hierin verwendet, umschließt der Ausdruck Gestell ein Gestell, eine Mehrzahl von Gestellen und ein Volumen von Luft, das ein Gestell oder eine Mehrzahl von Gestellen umgibt. Bei der vorliegenden Erfindung kann irgendeine geeignete Konfiguration eines Gestells 212 und eines Verdampfers 222 verwendet werden. Tatsächlich hängt die Wahl einer Konfiguration von einer Mehrzahl von Faktoren ab, z. B. Kühlanforderungen, Entwurfsbeschränkungen, einer Kondensations steuerung, Raumanforderungen, einer Systemoptimierung, Kosten, etc. Allgemein gesagt umfassen geeignete Konfigurationen diese, die ermöglichen, dass Wärme sich im Wesentlichen frei von einem Gestell 212 zu einem jeweiligen Verdampfer 222 bewegen kann.
In Betrieb fließt das Kühlmittel in Mehrphasenform (d. h. flüssig und gasförmig und Kombinationen derselben) durch die Reihe von Verdampfern 222 mit einer gesteuerten Massenflussrate. Der Ausdruck „gesteuerte Massenflussrate" in diesem Kontext bezieht sich auf die Regelung eines Kühlmittelflusses durch die Reihe von Verdampfern 222 hindurch, derart, dass die Größe eines Kühlmittelflusses von der Wärmelast der Gestelle 212 abhängt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 tritt Kühlmittel in den Kompressor 250 durch einen Kompressoreinlass 256 ein. Der Kompressor 250 erhöht den Druck und die Temperatur des Kühlmittels, bevor das Kühlmittel durch einen Kompressorauslass 258 austritt. Der Kompressor 250 kann eine gewisse zusätzliche Wärme („WIN") auf das Kühlmittel übertragen, wenn das Kühlmittel komprimiert wird. Die Geschwindigkeit des Kompressors 250 und somit der Komprimierungspegel des Kühlmittels können durch eine proportionale, integrale, derivative Steuerung mit einem Relais („PID" = proportional, integral, derivative) 260 gesteuert sein. Alternativ kann die Steuerung 260 einen Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine Programmierbare-Logik-Steuerung (PLC = Programmable Logic Controller) und dergleichen aufweisen. Die Weise, in der der Komprimierungspegel durch ein Ändern einer Kompressorgeschwindigkeit gesteuert wird, ist unten detaillierter erörtert.
Das Kühlmittel fließt dann durch die Kühlmittelleitung 228 in einen Kondensator 252 durch einen Kondensatoreinlass 262. Der Kondensator 252 ist zum Dissipieren der Wärmelast der Gestelle 212 plus einer WIN von dem Kühlmittel in der Lage. Innerhalb des Kondensators 252 verringert sich bei einem Prozess, der Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, das Kühlmittel allgemein temperaturmäßig. Das Kühlmittel tritt aus dem Kondensator 252 durch einen Kondensatorauslass 264 aus, typischerweise als eine Flüssigkeit (immer noch bei einem relativ hohen Druck und einer relativ hohen Temperatur). Das Kühlmittel fließt dann durch die Kühlmittelleitung 228 in ein thermostatisches Expansionsventil 254 durch einen Einlass 266 des thermostatischen Expansionsventils. Das thermostatische Expansionsventil 254 kann ein geregeltes Nadelventil sein, das zum Ermöglichen in der Lage ist, dass eine spezifizierte Kühlmittelüberhitzung innerhalb der Kühlmittelleitung 228 zwischen dem thermostatischen Expansionsventil 254 und dem Überhitzungssensor 284 erzeugt wird. In dieser Hinsicht kann der Überhitzungssensor 284 den Druck eines Fluids innerhalb einer thermostatischen Steuerleitung 285 ansprechend auf eine erfasste Kühlmitteltemperatur modulieren, derart, dass das thermostatische Expansionsventil 254 den Massenfluss des Kühlmittels in der Kühlmittelleitung 228 regeln kann, um zu ermöglichen, dass eine angemessene Überhitzung auf das Kühlmittel übertragen wird, um sicherzustellen, dass das Kühlmittel als ein Gas in den Kompressor 250 eintritt. Es ist jedoch innerhalb des Bereichs dieser Erfindung, das irgendein bekanntes Expansionsventil, das die Massenflussrate des Kühlmittelfluids geeignet reduziert, wodurch ermöglicht wird, dass das Kühlmittelfluid eine ausreichende Wärme absorbiert, um sicherzustellen, dass sich das Kühlmittel auf ein Eintreten in den Kompressor bei dem Einlass 256 hin in einem gasförmigen Zustand befindet, das thermostatische Expansionsventil 254 ersetzen kann, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart der Erfindung abzuweichen. Es ist wichtig, dass das Kühlmittel in den Kompressor 250 als ein Gas eintritt, weil eine Flüssigkeit, die unkomprimierbar ist, den Kompressor 250 auf Grund eines übermäßigen Drucks beschädigen kann, der durch ein Versuchen erzeugt wird, ein unkomprimierbares Fluid zu komprimieren.
Nach einem Austreten aus dem thermostatischen Expansionsventil 254 durch einen Auslass 268 des thermostatischen Expansionsventils fließt Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 228 und tritt in die Verdampfer 222 in Reihe ein. Innerhalb des ersten Verdampfers 222 nimmt das Kühlmittel die Wärmelast von einem jeweiligen Gestell 212 auf (d. h. absorbiert dieselbe). Das Kühlmittel tritt dann aus dem ersten Verdampfer 222 in der Reihe aus, fließt durch eine Verzweigung 276 der Kühlmittelleitung 228 und der Prozess wird für den nachfolgenden Verdampfer (die nachfolgenden Verdampfer) 222 in der Reihe wiederholt, woraufhin das Kühlmittel aus dem letzten Verdampfer 222 in der Reihe austritt, wobei dasselbe eine ausreichende Wärmelast absorbiert hat, um die Temperatur der Gestelle 212 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs beizubehalten. In einer Hinsicht kann somit die Wärmelast des Mehrlastwärmeregelsystems 220 überwacht werden, um eine Kompressorgeschwindigkeit und somit die Massenflussrate eines Kühlmittels zu steuern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Temperaturen der Gestelle 212 („Tr") durch die Temperatursensoren 248 gemessen. Obwohl irgendein geeigneter Typ eines Temperatursensors bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfassen Beispiele von geeigneten Temperatursensoren ein Thermoelement, einen Thermistor, eine Diode, einen temperaturempfindlichen Widerstand und dergleichen. Die Temperatursensoren 248 sind über Eingangsleitungen 272 mit der PID 260 verbunden. Die PID 260 ist ferner über eine Ausgangsleitung 274 mit dem Kompressor 250 verbunden. Die PID 260 ist konfiguriert, um die Größe einer Komprimierung zu steuern, die der Kompressor 250 an das Kühlmittel basierend auf der gemessenen Tr der Gestelle anlegt, um dadurch die Massenflussrate des Kühlmittels durch das ganze Mehrlastwärmeregelsystem 220 hindurch zu steuern. Obwohl irgendeine geeignete PID 260 bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfassen Beispiele von geeigneten PIDs 260 diese, die durch OMEGA Inc. aus Stamford, Connecticut, und WATLOW ELECTRIC MANUFACTURING CO. aus St. Louis, Missouri, hergestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Temperatursensoren 248 innerhalb der Gestelle 212 integriert oder können die Temperatursensoren 248 an entsprechenden Gestellen 212 durch irgendeine bekannte Einrichtung angebracht sein, die einen Wärmetransfer von den Gestellen zu den Temperatursensoren 248 ermöglicht. Die Temperatursensoren 248 können jedoch positioniert sein, um die Temperatur der Verdampfer 222 zu messen, ohne von dem Schutzbereich und Wesensart der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
8 ist ein exemplarisches Blockdiagramm für das Kühlsystem 220 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist klar, dass die folgende Beschreibung des Blockdiagramms lediglich eine Weise einer Vielfalt von unterschiedlichen Weisen ist, in der ein derartiges Kühlsystem 220 betrieben werden kann. Zusätzlich ist klar, dass das Kühlsystem 220 zusätzliche Komponenten umfassen kann und dass einige der beschriebenen Komponenten entfernt und/oder modifiziert sein können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Das Kühlsystem 220 umfasst eine Steuerung 286, die konfiguriert ist, um die Operationen des Verdampfers 222 zu steuern. Die Steuerung 286 kann einen Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und dergleichen aufweisen. Die Steuerung 286 kann beispielsweise die Leistung und Geschwindigkeit der Lüfter 230 steuern. Schnittstellenelektronik 288 kann vorgesehen sein, um als eine Steuerschnittstelle zwischen der Steuerung 286 und dem Verdampfer 222 und den Lüftern 230 zu wirken. Alternativ kann eine Steuerschnittstelle zwischen der Steuerung 286 und den oben beschriebenen Komponenten weggelassen sein. Die Steuerung 286 kann ferner schnittstellenmäßig mit einem Sensor 248 und/oder 284 verbunden sein, z. B. einem oder mehreren der hierin oben mit Bezug auf 7 beschriebenen Sensoren.
Die Steuerung 286 kann schnittstellenmäßig mit einem Speicher 290 verbunden sein, der konfiguriert ist, um eine Speicherung einer Computersoftware zu liefern, die die Funktionalität der Steuerung 286 liefert, z. B. die Geschwindigkeit der Lüfter, einen Pumpenbetrieb, etc. Der Verdampferspeicher 290 kann als eine Kombination eines flüchtigen und eines nicht-flüchtigen Speichers implementiert sein, wie beispielsweise eines dynamischen Direktzugriffsspeichers (DRAM = Dynamic Random Access Memory), eines EEPROM, eines Flash-Speichers und dergleichen. Der Speicher 290 kann ferner konfiguriert sein, um eine Speicherung zum Beinhalten von Daten und/oder Informationen zu liefern, die zu der Weise gehören, in der die Steuerung 286 die Lüfter 230 betreiben kann. In einer Hinsicht kann die Betriebsweise der oben beschriebenen Gestelle auf Temperaturmessungen durch einen oder beide Sensoren 248 und 284 basieren.
Die Steuerung 286 kann ferner schnittstellenmäßig mit einer Kühlungssystemsteuerung 292 verbunden sein. Die Schnittstelle kann über ein Drahtprotokoll, wie beispielsweise IEEE 802.3, etc., drahtlose Protokolle, wie beispielsweise IEEE 801.11b, eine drahtlose serielle Verbindung, Bluetooth, etc. oder Kombinationen derselben bewirkt sein.
Die Kühlungssystemsteuerung 292 kann konfiguriert sein, um die Operationen des Kühlungssystems 224 zu steuern. Die Kühlungssystemsteuerung 292 kann einen Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und dergleichen aufweisen. Die Kühlungssystemsteuerung 292 ist allgemein konfiguriert, um die Temperatur des Kühlmittels durch ein Steuern des Betriebs des Kühlungssystems 224 zu manipulieren. Insbesondere kann die Kühlungssystemsteuerung 292 entworfen sein, um den Betrieb des Kühlungssystems 224 zu variieren, um die Größe eines Wärmetransfers auf das Kühlmittel zu variieren, das in der Kühlungsschleife des Kühlungssystems 224 enthalten ist. Alternativ wird betrachtet, dass die Kühlungssystemsteuerung 292 und die Kühlsystemsteuerung eine integrierte Steuerung anstelle von zwei getrennten Steuerungen sein könnten.
Schnittstellenelektronik (I/F) 294 kann vorgesehen sein, um als eine Schnittstelle zwischen der Kühlungssystemsteuerung 292 und den Gestellen zum Betreiben des Kühlungssystems 224, z. B. der Spannungsversorgung, um die Geschwindigkeit des Kompressors zu variieren, etc., zu wirken.
Die Kühlungssystemsteuerung 292 kann ferner schnittstellenmäßig mit einem Speicher 296 verbunden sein, der konfiguriert ist, um eine Speicherung einer Computersoftware zu liefern, die die Funktionalität des Kühlungssystems 224 liefert und durch die Kühlungssystemsteuerung 292 ausgeführt werden kann. Der Speicher 296 kann als eine Kombination eines flüchtigen und eines nicht-flüchtigen Speichers implementiert sein, wie beispielsweise eines DRAM, eines EEPROM, eines Flash-Speichers und dergleichen. Der Speicher 296 kann ferner konfiguriert sein, um eine Speicherung zum Beinhalten von Daten/Informationen zu liefern, die zu der Weise gehören, in der der Kompressor (Wärmetauscher, Kühler) ansprechend auf beispielsweise Variationen bei der Temperatur des Kühlfluids und/oder von Luft in dem Raum manipuliert werden kann.
In einer Hinsicht kann die Kapazität (z. B. die Größe einer Arbeit, die auf das Kühlmittel ausgeübt wird) des Kompressors modifiziert werden, um dadurch die Temperatur des Kühlmittels zu steuern. Der Kompressor kann somit gesteuert sein, um die Massenflussrate des Kühlmittels, das durch denselben fließt, entweder zu erhöhen oder zu verringern. Wenn folglich die Temperatur in dem Raum unter einem vorbestimmten Bereich liegt, kann die Geschwindigkeit des Kompressors reduziert werden, um die Größe von Arbeit wesentlich zu reduzieren, somit die Menge an Energie, die auf das Kühlmittel ausgeübt wird. Dies kann zu einer erheblichen Reduzierung bei den Kosten führen, die einem Betreiben des Kühlsystems zugeordnet sind, verglichen mit herkömmlichen Kühlsystemen.
Weil der spezifische Kompressortyp, der bei Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden soll, gemäß individuellen Bedürfnissen variieren kann, ist die Erfindung nicht auf irgendeinen spezifischen Kompressortyp begrenzt. Anstelle dessen kann irgendein vernünftig geeigneter Kompressortyp, der zum Erzielen bestimmter Aspekte der Erfindung in der Lage ist, bei Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden. Die Wahl eines Kompressors kann deshalb von einer Mehrzahl von Faktoren abhängen, z. B. Kühlanforderungen, Kosten, Betriebsausgaben, etc.
Falls es beispielsweise eine erfasste oder erwartete Veränderung bei der Temperatur eines Gestells 212, Bereichen, die das Gestell 212 umgeben, etc. gibt, kann die Steuerung 286 wirksam sein, um den entsprechenden Verdampfer 222 und/oder (den) Lüfter 230 zu manipulieren, um die Temperaturveränderung zu kompensieren, z. B. die Volumenflussrate, Geschwindigkeit und eine andere Charakteristik des Luftflusses zu verändern. Zusätzlich oder als eine Alternative zu dem Obigen kann die Steuerung 286 wirksam sein, um zu bewirken, dass das Kühlungssystem 224 die Kühlmitteltemperatur senkt. In dieser Hinsicht kann jedes der Gestelle 212 und/oder Abschnitte derselben allgemein im Wesentlichen lediglich die Menge an Kühlluft aufnehmen, die notwendig ist, um die Temperatur der Gestelle 212 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs beizubehalten. Zusätzlich kann die Kühlmitteltemperatur, und deshalb die Lufttemperatur, auch wie benötigt gesteuert sein, um ein Kühlen der Gestelle 212 wesentlich zu optimieren. Durch ein Steuern des Kühlluftflusses in der oben beschriebenen Weise kann das Kühlsystem 220 bei wesentlich optimierten Regeln betrieben werden, wodurch die Menge an Energie und somit die Betriebskosten, die erforderlich sind, um die Computersysteme in den Gestellen 212 zu kühlen, verringert sind.
Zudem kann die Steuerung 286 den Kompressor in einer Weise betreiben, um die Kühlmitteltemperatur ansprechend auf verschiedene Grade von erfassten Erhöhungen/Verringerungen bei dem Betrieb des Verdampfers 222 zu variieren. Genauer gesagt kann eine Nachschlagtabelle (nicht gezeigt) in dem Speicher 296 gespeichert sein. Die Nachschlagtabelle kann Informationen umfassen, die zu dem Pegel einer Kompressorgeschwindigkeitserhöhung gehören, der für eine erfasste Erhöhung bei dem Betrieb des Verdampfers 222 notwendig ist. In dieser Hinsicht kann die Kompressorgeschwindigkeit ansprechend auf erfasste Veränderungen bei dem Betrieb des Verdampfers 222 im Wesentlichen inkremental variiert werden.
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebsmodus 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist klar, dass der Betriebsmodus 300 zusätzliche Operationen umfassen kann und dass einige der Operationen entfernt und/oder modifiziert sein können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die folgende Beschreibung des Betriebsmodus 300 wird mit Bezug auf 6–8 vorgenommen und bezieht sich somit auf die Elemente, die in denselben zitiert sind.
Die Operationen, die bei dem Betriebsmodus 300 dargestellt sind, können als ein Hilfsprogramm, ein Programm oder ein Unterprogramm in irgendeinem erwünschten computerzugreifbaren Medium enthalten sein. Zusätzlich kann der Betriebsmodus 300 durch ein Computerprogramm verkörpert sein, das in einer Vielfalt von Formen existieren kann, sowohl aktiv als auch inaktiv. Beispielsweise können dieselben als ein Softwareprogramm (Softwareprogramme) existieren, das (die) aus Programmanweisungen in einem Quellcode, einem Objektcode, einem ausführbaren Code oder anderen Formaten gebildet ist (sind). Irgendwelche der Obigen können auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, das Speichervorrichtungen und Signale in komprimierter oder unkomprimierter Form umfasst.
Exemplarische computerlesbare Speichervorrichtungen umfassen einen RAM, einen ROM, einen EPROM, einen EEPROM und magnetische oder optische Platten oder Bänder eines herkömmlichen Computersystems. Exemplarische computerlesbare Signale, ob unter Verwendung eines Trägers moduliert oder nicht, sind Signale, auf die zuzugreifen ein Computersystem konfiguriert sein kann, das das Computerprogramm unterbringt oder ausführt, einschließlich Signalen, die durch das Internet oder andere Netze heruntergeladen sind. Konkrete Beispiele des Vorhergehenden umfassen eine Verteilung der Programme an einer CD-ROM oder über eine Internet-Herunterladung. In einer Hinsicht ist das Internet selbst, als eine abstrakte Entität, ein computerlesbares Medium. Das Gleiche gilt für Computernetze allgemein. Deshalb ist klar, dass diese unten aufgezählten Funktionen durch irgendeine elektronische Vorrichtung durchgeführt werden können, die zum Ausführen der oben beschriebenen Funktionen in der Lage ist.
Bei dem Betriebsmodus 300 wird das Kühlsystem 220 bei einem Schritt 305 aktiviert. Bei einem Schritt 310 wird die Kühlmitteltemperatur („ΔT_SUP") durch einen Überhitzungssensor 284 gemessen. Bei einem Schritt 315 wird bestimmt, ob die ΔT_SUP innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt. Der vorbestimmte Temperaturbereich ist basierend auf einem Systementwurf und der Größe einer Lastvariabilität bestimmt, die unter den Gestellen 212 erwartet wird. Im Allgemeinen kann der vorbestimmte Temperaturbereich von den folgenden Faktoren abhängen: Systemanwendung, Kompressorgröße, thermische Ansprechzeit von Verdampfern, Optimierung des Systems, Kühlmittelflussrate, etc. Der vorbestimmte Temperaturbereich kann zwischen 0°C und 10°C liegen. Es wird betrachtet, dass der vorbestimmte Temperaturbereich zwischen etwa 0°C und 5°C, zwischen 0°C und 20°C oder irgendeinem anderen vernünftig geeigneten Temperaturbereich liegen könnte. Falls die ΔT_SUP innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, dann geht die Steuerung zu einem Schritt 335 über. Falls jedoch bestimmt wird, dass die ΔT_SUP außer halb des vorbestimmten Bereichs liegt, wird die ΔT_SUP bei einem Schritt 320 mit einer vorbestimmten eingestellten Temperatur („ΔT_SUP,SET") verglichen. Falls bei dem Schritt 320 bestimmt wird, dass die ΔT_SUP geringer als ΔT_SUP,SET ist, wird das thermostatische Expansionsventil 254 manipuliert, um den Fluss eines Kühlmittels durch das thermostatische Expansionsventil 254 bei einem Schritt 325 zu verändern. Falls jedoch bei dem Schritt 320 bestimmt wird, dass die ΔT_SUP größer oder gleich der ΔT_SUP,SET ist, wird bei einem Schritt 330 das thermostatische Expansionsventil 254 manipuliert, um den Fluss eines Kühlmittels durch das thermostatische Expansionsventil 254 zu verändern. Jeweils nach dem Schritt 325 und 330 wird die ΔT_SUP bei dem Schritt 310 erneut gemessen.
Bei dem Schritt 335 wird die Temperatur eines oder mehrerer Gestelle zu irgendeiner gegebenen Zeit (Tr) durch Temperatursensoren, z. B. einen oder mehrere Temperatursensoren 248, erfasst. Die Temperatursensoren 248 können einen oder mehrere der oben beschriebenen Temperatursensoren aufweisen, z. B. ein Thermoelement, eine mobile Umweltbedingungserfassungsvorrichtung, etc. Die Tr entsprechen allgemein der Wärmelast der Wärme dissipierenden Gestelle und deshalb der Computersysteme, die in den Gestellen, z. B. dem Gestell 212, enthalten sind. Deshalb können die Tr auf den Temperaturen spezifischer Wärme dissipierender Gestelle und Untersysteme basieren. Zusätzlich können die Tr auf den Temperaturen in der allgemeinen Nähe der Gestelle und/oder Abschnitte der Gestelle basieren. Fachleuten auf dem Gebiet ist somit klar, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um Tr mit den Temperatursensoren 248 zu überwachen, die an verschiedenen Stellen überall in dem Raum und nicht lediglich an oder nahe den Gestellen 212 positioniert sind. Zudem bezieht sich eine Verwendung des Ausdrucks „Gestell" hierin allgemein auf Gestelle zum Tragen von Computersystemen und zusätzlich auf Abschnitte der Gestelle sowie Bereiche um die Gestelle herum. Deshalb soll die Verwendung des Ausdrucks „Gestell" die vorliegende Offenbarung hindurch bestimmte Aspekte derselben nicht auf gesamte Gestelle begrenzen, sondern man stützt sich anstelle dessen auf denselben, um die Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen.
Als eine Alternative zu dem Temperatursensor 248 können die Tr in der Weise erwartet werden, wie es hierin oben und in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung Seriennr. 09/970,707 beschrieben ist.
Bei einem Schritt 340 wird bestimmt, ob jede der Tr innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Betriebstemperaturen liegt, z. B. zwischen einer maximalen eingestellten Temperatur (Tmax,set) und einer minimalen eingestellten Temperatur (Tmin,set). Im Allgemeinen betrifft der Bereich von Temperaturen Tmin,set und Tmax,set Schwellentemperaturen, um zu bestimmen, ob der Fluss von Kühlluft, der zu den Gestellen geliefert wird, zu erhöhen oder zu verringern ist. Dieser Bereich von Betriebstemperaturen kann gemäß einer Mehrzahl von Faktoren eingestellt sein. Diese Faktoren können beispielsweise die Betriebstemperaturen umfassen, die durch die Hersteller der Untersysteme und Komponenten dargelegt sind, die in den Gestellen positioniert sind, durch ein Testen, um die optimalen Betriebstemperaturen zu bestimmen, etc. Zusätzlich kann der vorbestimmte Bereich von Betriebstemperaturen von einem Untersystem zu dem anderen variieren.
Bei diesen Gestellen, die Tr aufweisen, die innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegen, werden die Temperaturen derselben bei einem Schritt 335 erneut erfasst, nachdem der Prozess zu den Schritten 310 und 315 zurückkehrt. Bei diesen Gestellen, bei denen bestimmt wurde, dass dieselben Wärmelasten aufweisen, die nicht in den vorbestimmten Temperaturbereich fallen, d. h. außerhalb von Tmin,set und Tmax,set fallen, kann die Steuerung 286 bei einem Schritt 345 bestimmen, ob diese Gestelle Temperaturen aufweisen, die unter der Tmin,set liegen.
Falls bei dem Schritt 345 bestimmt wird, dass eine oder mehrere Tr kleiner oder gleich der Tmin,set sind, dann kann bei einem Schritt 350 der Luftfluss verringert werden, der durch den Verdampfer 222 und genauer gesagt die Lüfter 230 geliefert wird, die konfiguriert sind, um einen Kühlluftfluss zu den Gestellen zu liefern, die Tr kleiner oder gleich der Tmin,set aufweisen. Bei einem Schritt 355 werden die Temperaturen der Gestelle erneut zu einer nachfolgenden Zeit erfasst (Trn). Die Wirkung eines Verringerns des Luftflusses wird bei einem Schritt 360 ausgewertet. Hier wird Trn mit Tr verglichen, wobei, falls Trn größer als Tr ist, derart, dass ein Verringern des Luftflusses die beabsichtigte Wirkung desselben aufwies, der Prozess dann zu dem Schritt 310 zurückkehrt. Falls jedoch Trn nicht größer als Tr ist, derart, dass ein Verringern des Luftflusses nicht die beabsichtigte Wirkung desselben aufwies, geht der Prozess dann zu einem Schritt 380 über.
Falls bei dem Schritt 345 bestimmt wird, dass eine oder mehrere Tr größer als Tmin,set sind, kann dann der Luftfluss bei einem Schritt 365 erhöht werden. In dieser Hinsicht kann die Steuerung 286 eine Leistung zu den Lüftern 230 erhöhen, um einen größeren Luftfluss zu den Gestellen 212 zu ermöglichen. Bei einem Schritt 370 werden die Temperaturen der Gestelle erneut zu einer nachfolgenden Zeit erfasst (Trn). Die Wirkung eines Erhöhens des Luftflusses wird bei einem Schritt 375 ausgewertet. Hier wird Trn mit Tr verglichen, wobei, falls Trn geringer als Tr ist, derart, dass ein Erhöhen des Luftflusses die beabsichtigte Wirkung desselben aufwies, der Prozess dann zu dem Schritt 310 zurückkehrt. Falls jedoch Trn nicht geringer als Tr ist, derart, dass ein Erhöhen des Luftflusses nicht die beabsichtigte Wirkung desselben aufwies, dann geht der Prozess zu dem Schritt 380 über.
Dank bestimmter Ausführungsbeispiele der Erfindung können Gestelle, die verschiedene Tr aufweisen, mit einem Luftfluss versorgt werden, der verschiedene Charakteristika aufweist, z. B. Temperatur, Geschwindigkeit, Richtung und dergleichen. Das heißt, bei einem System, das eine Mehrzahl von Verdampfern 222 aufweist, kann beispielsweise ein Luftfluss zu Gestellen, die höhere Tr aufweisen, durch bestimmte Verdampfer 222 im Wesentlichen simultan mit einem Luftfluss geliefert werden, der zu Gestellen 212, die relativ niedrigere Tr aufweisen, durch andere Verdampfer 222 geliefert wird, wobei jedes der Gestelle 212 unterschiedliche Pegel eines Luftflusses aufnimmt. Zusätzlich kann die Temperatur des Kühlmittels, das durch die Verdampfer 222 hindurch geliefert wird, die einen Luftfluss zu Gestellen liefern, die höhere Tr aufweisen, relativ niedriger als die Temperatur des Kühlmittels sein, das durch die Verdampfer 222 hindurch geliefert wird, die einen Luftfluss zu Gestellen mit niedrigeren Tr liefern. Somit ist zu erkennen, dass die Schritte 325 und 340 jeweils und im Wesentlichen simultan durch verschiedene Verdampfer 222 durchgeführt werden können. Genauer gesagt können auf einer zonalen Ebene Temperaturablesungen, die bei dem Schritt 335 für verschiedene Gestelle bestimmt werden, bei einem Variieren der Lieferung einer Kühlluft zu den verschiedenen Gestellen implementiert werden. Zusätzlich kann auf einer globalen Ebene die Temperatur des Kühlfluids gemäß den Veränderungen bei den Kühlanforderungen der Gestelle variiert werden. Wenn beispielsweise die Temperatur eines Gestells einen vorbestimmten Schwellenbereich überschreitet, kann (können) der (die) Verdampfer 222, der (die) einen Kühlluftfluss zu diesem Gestell liefert (liefern), den Luftfluss zu diesem Gestell erhöhen. Die Temperatur des Kühlfluids kann im Wesentlichen gleichzeitig um eine Größe relativ zu der erhöhten Gestelltemperatur verringert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Verringerung bei einer Volumenflussrate und/oder Geschwindigkeit des Luftflusses bei dem Schritt 350 und die Erhö hung bei einem Volumen und/oder einer Geschwindigkeit des Luftflusses bei dem Schritt 365 durch ein inkrementales Variieren des Luftflusses von dem Verdampfer 222 erzielt werden. Beispielsweise kann die Volumenflussrate und/oder Geschwindigkeit des Luftflusses von dem Verdampfer 222 während einer ersten Iteration um eine vorbestimmte Größe variiert werden. Die Tr kann zu einer vorbestimmten Zeit nach der Variation gemessen werden und die Schritte 335–365 können wiederholt werden. Durch ein Wiederholen dieses Prozesses eine Anzahl von Malen kann die Temperatur des Gestells im Wesentlichen in den vorbestimmten Bereich gebracht werden, ohne eine Kühlmitteltemperatur einstellen zu müssen.
Bei dem Schritt 380 sind eine oder mehrere der Steuerungen 286 und 292 und der Speicher 290 oder 296 konfiguriert, um sich bei einem vorgeschriebenen Handlungsablauf anzupassen oder aus Fehlern zu lernen, d. h. aufzuzeichnen, wenn die Veränderung bei einem Luftfluss bei den Schritten 350 und 365 nicht die erwünschte Wirkung eines korrekten Einstellens von Tr aufwies. Folglich kann (können) die Steuerung(en) versuchen, bei dem nächsten Mal, bei dem die gleiche oder eine ähnliche Bedingung vorliegt, einen entgegengesetzten Handlungsablauf zu nehmen. Falls beispielsweise eine Erhöhung bei einem Luftfluss bei dem Schritt 340 darin resultierte, dass bei einer gegebenen Stelle Trn größer als Tr ist, dann kann (können) die Steuerung(en) aus dieser unbeabsichtigten Wirkung lernen und anstelle dessen den Luftfluss nächstes Mal verringern, wenn eine derartige Bedingung an der gegebenen Stelle vorliegt. Zusätzlich kann der Schritt 380 als eine Eingabe zu einem Fluiddynamikberechnungswerkzeug verwendet werden, das unten detaillierter beschrieben wird.
Bei einem Schritt 385 kann die Steuerung 292 bestimmen, ob die Kühlmitteltemperatur zu variieren ist, z. B. die Kompressorgeschwindigkeit zu erhöhen ist. Die Kühlmitteltemperatur kann beispielsweise ansprechend auf zum Beispiel eine Lüftergeschwindigkeit und tatsächliche und/oder erfasste Erhöhungen bei Tr verringert werden. Mit anderen Worten kann dann, falls irgendein Lüfter, der irgendeinem Verdampfer zugeordnet ist, sich bei einer maximalen Geschwindigkeit befindet und eine jeweilige Tr (oder jeweilige Tr) den vorbestimmten Temperaturbereich überschreitet (überschreiten), die Prozessorgeschwindigkeit erhöht werden (und umgekehrt). Somit besteht das Ziel bei diesem Beispiel darin, durch ein Ermöglichen, dass das Kühlmittel die höchstmögliche Temperatur desselben beibehält, eine optimale Energieeffizienz zu erreichen, wobei primär die Lüfter verwendet werden, um eine Kühlluft bei einer Temperatur und einer Flussrate zu liefern, die angemessen ist, um die Gestelle zu kühlen. An sich ist notwendigerweise eine untere Begrenzung auf eine Lüftergeschwindigkeit platziert, so dass eine Mindestmassenflussrate von Luft von den Verdampfern zu dem Raum geliefert wird.
Falls die Steuerung bei dem Schritt 360 bestimmt, die Kühlmitteltemperatur nicht zu variieren, dann kehrt der Prozess zu dem Schritt 310 zurück, bei dem die Überhitzung erneut erfasst wird. Zusätzlich können die Schritte, die auf den Schritt 310 folgen, eine unbegrenzte Zeitperiode lang wiederholt werden und können eine Struktur mit geschlossener Schleife bilden. Falls alternativ die Steuerung bei dem Schritt 360 bestimmt, die Kühlmitteltemperatur zu variieren, dann geht der Prozess zu einem Betriebsmodus 400 von 10 über.
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betriebsmodus 400 zeigt, bei dem das Ausführungsbeispiel, das in 6–8 dargestellt ist, praktiziert werden kann. Folglich wird die folgende Beschreibung von 10 mit spezieller Bezugnahme auf diese Merkmale vorgenommen, die in 6–8 dargestellt sind.
Bei einem Schritt 402 werden die Temperaturen Tr durch jeweilige Temperatursensoren 248 erfasst. Die Tr-Messungen werden dann zu einer Logiksteuerung 292 weitergeleitet, die über die Eingangsleitung 272 an der Kühlungssystem-PID 260 angebracht ist, und bei einem Schritt 404 bestimmt die Logiksteuerung 292, ob die Tr jeweils innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen und leitet Steuerungen entsprechend zu der PID 260 weiter. Der vorbestimmte Bereich ist basierend auf einem Systementwurf und der Größe einer Lastvariabilität bestimmt, die unter den Gestellen 212 erwartet wird. Im Allgemeinen kann der vorbestimmte Bereich von Folgendem abhängen: einer Systemanwendung, einer Kompressorgröße, einer thermischen Ansprechzeit von Verdampfern, einer Optimierung des Systems, einer Kühlmittelflussrate, etc. Falls jede der Tr innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, weist die Logiksteuerung 292 den Prozess an, zu dem Betriebsmodus 300 bei einer Markierung A zurückzukehren. Falls bestimmt wird, dass irgendwelche der Tr außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegen, wird bei einem Schritt 406 die maximale Gestelltemperatur („T_MAX") der gemessenen Temperaturen Tr mit einer vorbestimmten maximalen eingestellten Temperatur („T_MAX,SET") verglichen. Die T_MAX,SET ist basierend auf einem Systementwurf und der Größe einer Lastvariabilität bestimmt, die zwischen den Gestellen 212 erwartet wird. Im Allgemeinen kann die T_MAX,SET von Folgendem abhängen: Komponentenherstellerspezifikationen, einer Systemanwendung, einer Nähe zu einem Taupunkt, einer Kompressorgröße, einer thermischen Ansprechzeit von Verdampfern, einer Optimierung des Systems, einer Kühlungsflussrate, etc.
Falls bei dem Schritt 406 bestimmt wird, dass die T_MAX größer als die T_MAX,SET ist, kann die PID 260 den Kompressor 250 über die Ausgangsleitung 274 steuern, um bei einem Schritt 408 die Geschwindigkeit desselben zu erhöhen. Falls bei dem Schritt 406 bestimmt wird, dass die T_MAX kleiner oder gleich der T_MAX,SET ist, wird bei einem Schritt 410 die minimale Gestelltemperatur („T_MIN") der gemessenen Temperaturen Tr mit der vorbestimmten minimalen Temperatur verglichen, die bei der Steuerung des Kompressors 250 verwendet wird („TC_MIN,SET"). Die TC_MIN,SET ist konfiguriert, um in Verbindung mit der TH_MIN,SET wirksam zu sein. Die TC_MIN,SET ist basierend auf dem Systementwurf und der Größe einer Lastvariabilität bestimmt, die zwischen den Gestellen 212 erwartet wird. Im Allgemeinen kann die TC_MIN,SET von den folgenden Faktoren abhängen: einer Systemanwendung, einer Nähe zu einem Taupunkt, einer Kompressorgröße, einer thermischen Ansprechzeit von Verdampfern, einer Optimierung des Systems, einer Kühlmittelflussrate, etc.
Falls bei dem Schritt 410 bestimmt wird, dass die T_MIN geringer als die TC_MIN,SET ist, kann die PID 260 den Kompressor 250 über die Ausgangsleitung 274 steuern, um bei einem Schritt 412 die Geschwindigkeit desselben zu verringern. Falls bei dem Schritt 410 bestimmt wird, dass die T_MIN größer oder gleich der TC_MIN,SET ist, werden die Tr bei dem Schritt 402 erneut gemessen. Nach dem Schritt 406 und 410 werden jeweils zusätzlich die Tr erneut bei dem Schritt 402 gemessen.
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Kühlanforderungen eines Raums, der konfiguriert ist, um Computersysteme unterzubringen, analysiert werden, um das Layout der Gestelle innerhalb des Raums wesentlich zu optimieren. In einer Hinsicht kann die wesentliche Optimierung des Gestelllayouts in dem Raum ermöglichen, dass das Kühlsystem des Datenzentrums dank der reduzierten Arbeitslast, die auf die Komponenten der Kühlsysteme, z. B. Kompressoren, Verdampfer, etc. platziert ist, bei allgemein niedrigeren Energie- und größeren Effizienzpegeln wirksam ist. Zusätzlich können die Kühlanforderungen analysiert werden, um die Arbeitslast der Computersysteme zu optimieren, wie es oben beschrieben ist. In dieser Hinsicht können die tatsächlichen oder erwarteten Temperaturen in einer Nachschlagtabelle gespeichert sein und als Referenzen bei einem Optimieren des Raumlayouts und/oder der Arbeitslastverteilung verwendet werden. Die Kühlanforderungen innerhalb des Raums können durch einen Betrieb irgendeines vernünftig geeigneten, im Handel erhältlichen Fluiddynamikberechnungswerkzeugs (CFD-Werkzeug; CFD = Computational Fluid Dynamics) analysiert werden, z. B. FLOVENT, einer 3D-Modellierungssoftware, die zum Voraussagen von Temperaturvariationen basierend auf Fluidflussanalysen in der Lage ist.
Dank der numerischen Modellierung können verschiedene Kühlvorrichtungen, sowie die hierin oben beschriebenen Verdampfer überall in dem Raum positioniert werden, um die Weise, in der die Gestelle das Kühlfluid aufnehmen, wesentlich zu steuern.
Zusätzlich können die Kühlvorrichtungen ferner positioniert werden, um die Leistungsfähigkeiten derselben wesentlich zu maximieren und zu optimieren, z. B. um zu verhindern, dass eine oder mehrere der Kühlvorrichtungen bei im Wesentlichen übermäßigen Pegeln wirksam ist oder sind.
Bei einem Bestimmen der Kühlluftverteilungsanforderung innerhalb des Raums kann jedem der Gestelle eine Wärmelast zugewiesen sein, die einer maximalen Wärmelast entsprechen kann, die für dieses Gestell vorausgesagt ist, z. B. durch eine erwartete Leistungsentnahme. Beispielsweise kann ein Gestell, das 40 Untersysteme, z. B. Computer, enthält, eine maximale Wärmelast von 10 KW aufweisen und kann ein Gestell, das 20 Untersysteme enthält, eine maximale Wärmelast von 5 KW aufweisen. Durch ein Implementieren der CFD in dieser Weise, z. B. bei einem Raum, der 100 Gestelle, vier Kühlvorrichtungen und eine Mehrzahl von Verdampfern enthält, können Gestelle mit einem Potential für relativ größere Wärmelasten überall in dem Datenzentrum relativ verteilt positioniert werden. Deshalb können in einer Hinsicht die Kühlvorrichtungen und die Verdampfer innerhalb des Raums bei wesentlich weniger als maximalen Leistungspegeln betrieben werden, während die Gestelle ausreichende Mengen an Kühlfluid aufnehmen können. Genauer gesagt kann die Leistung, die erforderlich ist, um die Kühlvorrichtungen und die Verdampfer zu betreiben, geregelt sein, um Kühlfluid durch ein Liefern von im Wesentlichen lediglich dieser Menge an Kühlfluid, die notwendig ist, um die Gestelle innerhalb nominaler Betriebstemperaturen beizubehalten, Kühlfluid effizient zu den Gestellen zu liefern.
Zusätzlich kann ein CFD-Werkzeug im Wesentlichen simultan mit dem Kühlsystem implementiert werden. Genauer gesagt kann das CFD-Werkzeug verwendet werden, um den Betrieb des Kühlsystems im Wesentlichen kontinuierlich zu variieren, um gemäß den Wärmelasten wirksam zu sein, die in den Gestellen erzeugt werden. In dieser Hinsicht können die erwarteten oder tatsächlichen Wärmelasten (z. B. basierend auf der Leistungsentnahme der Gestelle) an den Gestellen zusammen mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften in das CFD-Werkzeug eingegeben werden: einer Geschwindigkeit des Kühlfluids, das durch verschiedene Abschnitte des Raums fließt, und der Verteilung einer Temperatur und eines Drucks des Kühlfluids in dem Datenzentrum, um eine optimale Weise zu bestimmen, in der beispielsweise die Verdampfer betrieben werden können. Die Geschwindigkeit des Luftflusses, sowie andere atmosphärische Bedingungen an verschiedenen Stellen innerhalb des Raums können durch einen Temperatursensor erfasst werden. Die erfassten Bedingungen können zu dem CFD-Werkzeug übertragen oder anderweitig weitergeleitet werden, um zu ermöglichen, dass das Werkzeug die notwendigen Berechnungen durchführt.
In dieser Hinsicht kann das CFD-Werkzeug implementiert sein, um ein numerisches Modell des Raums zu erzeugen, um somit eine optimierte Kühlverteilung innerhalb des Raums zu bestimmen. Basierend auf der numerischen Modellierung kann eine Korrelation einer oder mehrerer der folgenden Eigenschaften erzeugt werden: einer Geschwindigkeit des Kühlfluids, das durch verschiedene Abschnitte des Raums fließt, einer Verteilung einer Temperatur und eines Drucks des Kühlfluids in dem Raum und der Leistungsentnahme in die Gestelle. Die Korrelation kann verwendet werden, um thermische Bedingungen überall in dem Raum festzustellen, wenn lediglich eine minimale Anzahl von Sensoren während des Be triebs des Kühlsystems verfügbar sind. Zusätzlich kann die Korrelation die Menge an Zeit, die erforderlich ist, damit das CFD-Werkzeug die Rechenoperationen durchführen kann, wesentlich reduzieren.
Dank bestimmter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erkennt ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ohne weiteres, dass die Menge an Energie und somit die Kosten, die einem Kühlen der Gestelle zugeordnet sind, die innerhalb eines Raums positioniert sind, wesentlich reduziert werden können. In einer Hinsicht kann durch ein Betreiben des Kühlsystems, um ein Kühlfluid im Wesentlichen nur zu liefern, wenn dasselbe durch die Gestelle benötigt wird, das Kühlsystem im Vergleich zu herkömmlichen Kühlsystemen in einer relativ effizienteren Weise betrieben werden.

Claims

Ein Verfahren (300) zum Kühlen eines Raums (210), der konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Computersystemen (212) unterzubringen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer Mehrzahl von Verdampfereinheiten (222), die in Reihe verteilt sind und konfiguriert sind, um Luft aus dem Raum aufzunehmen und Luft zu dem Raum zu liefern; Versorgen der Mehrzahl von Verdampfereinheiten mit einem Kühlmittel, wobei das Kühlmittel wirksam ist, um die Luft in der Mehrzahl von Verdampfereinheiten zu kühlen; Erfassen (335) von Temperaturen an einer oder mehreren Stellen in dem Raum; Steuern (345–412) der Temperatur der Luft ansprechend auf die erfassten Temperaturen an der einen oder den mehreren Stellen durch ein Steuern der Versorgung des Kühlmittels zu der Mehrzahl von Verdampfereinheiten (222).
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bereitstellen eines Kühlsystems (224), das konfiguriert ist, um die Temperatur des Kühlmittels zu manipulieren, wobei der Steuerschritt ein Variieren (385–412) eines Ausgangs des Kühlsystems aufweist, um die Temperatur des Kühlmittels zu steuern, um dadurch die Temperatur der Luft zu steuern, wobei das Kühlsystem eine Kühlschleife aufweist, die einen Kompressor (250) und zumindest ein Ventil (254) aufweist, das konfiguriert ist, um den Fluss des Kühlmittels durch die Mehrzahl von Verdampfereinheiten abzumessen, und wobei der Schritt des Steuerns der Temperatur des Kühlmittels ein Steuern (406–412) des Betriebs des Kompressors aufweist, wobei die Mehrzahl von Verdampfereinheiten zumindest einen Lüfter (230) aufweist, der konfiguriert ist, um eine Lieferung der Luft zu bewirken, und wobei der Steuerschritt ein Variieren (350, 365) eines Ausgangs des Lüfters aufweist, um die Lieferung der Luft zu dem Raum zu Steuern.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, das ferner folgende Schritte aufweist: Bestimmen (340), ob die Temperaturen an einer oder mehreren Stellen in dem Raum sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befinden; Bestimmen (345), ob die Temperaturen kleiner oder gleich einer minimalen eingestellten Temperatur sind, ansprechend darauf, dass die Temperaturen an einer oder mehreren Stellen in dem Raum sich außerhalb des vorbestimmten Bereichs befinden; wobei der Steuerschritt zumindest einen der folgenden Schritte aufweist: Verringern (350) einer Lieferung der Luft ansprechend darauf, dass die Temperaturen an der einen oder den mehreren Stellen kleiner oder gleich der minimalen eingestellten Temperatur sind; und Erhöhen (365) einer Lieferung der Luft zu dem Raum ansprechend darauf, dass die Temperaturen über der minimalen eingestellten Temperatur und außerhalb des vorbestimmten Bereichs sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 3, das ferner folgende Schritte aufweist: Erfassen (355, 370) von Temperaturen erneut an einer oder mehreren Stellen in dem Raum; und Aufzeichnen (380), ob der Verringerungs- und der Erhöhungsschritt die beabsichtigte Wirkung derselben hatten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 4, das ferner folgenden Schritt aufweist: Variieren (406–412) der Temperatur des Kühlmittels ansprechend darauf, das die Temperaturen an einer oder mehreren Stellen in dem Raum sich außerhalb des vorbestimmten Bereichs befinden.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, das ferner folgende Schritte aufweist: Erfassen (310) einer stromabwärtigen Temperatur des Kühlmittels bei einer Position, die allgemein stromabwärts von der Mehrzahl von Verdampfereinheiten ist; und Modifizieren (325, 330) des Flusses des Kühlmittels durch die Mehrzahl von Verdampfereinheiten ansprechend darauf, dass die stromabwärtige Temperatur sich außerhalb eines vorbestimmten Überhitzungstemperaturbereichs befindet.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6, das ferner folgenden Schritt aufweist: Modifizieren (408, 412) der Geschwindigkeit des Kompressors ansprechend darauf, dass die Temperaturen an der einen oder den mehreren Stellen in dem Raum sich außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs befinden.
Ein System (220) zum Kühlen eines Raums (210), der eine Mehrzahl von Computersystemen (212) enthält, wobei das System folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Verdampfereinheiten (222), die in Reihe verteilt sind und konfiguriert sind, um ein Kühlmittel durch eine Kühlmittelleitung (228) aufzunehmen und um Luft aufzunehmen, wobei die Luft durch eine Wärmeübertragung mit dem Kühlmittel gekühlt werden kann, wobei die Mehrzahl von Verdampfereinheiten zumindest einen Lüfter (230) aufweisen, der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass die Luft aus der Mehrzahl von Verdampfereinheiten heraus fließt; eine Verdampfersteuerung (286), die wirksam ist, um eine Versorgung des Kühlmittels zu der Mehrzahl von Verdampfereinheiten zu steuern, und wirksam ist, um die Geschwindigkeit des zumindest einen Lüfters zu steuern; ein Kühlsystem (224) zum Kühlen des Kühlmittels; und eine Kühlsystemsteuerung (292), die konfiguriert ist, um das Kühlsystem zu betreiben, um die Temperatur des Kühlmittels zu variieren.
Das System gemäß Anspruch 8, das ferner folgende Merkmale aufweist: einen Kompressor (250) mit variabler Geschwindigkeit zum Variieren einer Massenflussrate des Kühlmittels durch die Kühlmittelleitung; wobei die Kühlsystemsteuerung konfiguriert ist, um den Kompressor mit variabler Geschwindigkeit zu steuern; und zumindest ein Ventil (254), das konfiguriert ist, um den Fluss des Kühlmittels durch die Mehrzahl von Verdampfereinheiten, die entlang der Kühlmittelleitung positioniert sind, allgemein stromaufwärts von der Mehrzahl von Verdampfereinheiten abzumessen, wobei die Kühlsystemsteuerung wirksam ist, um die Massenflussrate des Kühlmittels durch das zumindest eine Ventil zu steuern.
Das System gemäß Anspruch 9, bei dem das zumindest eine Ventil ein zu der Mehrzahl von Verdampfereinheiten stromaufwärts gelegenes Ventil (254) aufweist, wobei das Ventil mit einem Sensor verbunden ist, um eine Überhitzung in dem Kühlmittel zu erfassen, das aus der Mehrzahl von Verdampfereinheiten austritt, wobei das Ventil wirksam ist, um die Massenflussrate des Kühlmittels durch die Mehrzahl von Verdampfereinheiten basierend auf der erfassten Überhitzung zu variieren, um dadurch die Größe einer Kühlmittelüberhitzung zu steuern, die in der Mehrzahl von Verdampfereinheiten gebildet ist.