JP5301009B2

JP5301009B2 - データセンタの冷却

Info

Publication number: JP5301009B2
Application number: JP2012105703A
Authority: JP
Inventors: アール．フィンクジェイムズ; エイチ．ビーンジュニアジョン; エフ．ヘルドステファン; ジェイ．ジョンソンリチャード; アール．ジョンソンロリー
Original assignee: シュナイダーエレクトリックアイティーコーポレーション
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: US7529086B2; JP2010182318A; CN1977575A; JP2009104650A; US20090195977A1; JP2012167923A; CN101686629A; CN100584168C; HK1107742A1; EP1774842B2; EP1774842B1; CN101686629B; WO2005122664A1; ATE487362T1; JP2013131235A; US20100165572A1; US7881057B2; EP1774842A1; DK1774842T3; DE602005024564D1

Description

本発明の実施形態は、ラック装備されるデバイスの冷却に関する。より詳細には、冷却システムを有するデータセンタのインフラストラクチャに関する。

情報通信技術の設備機器は、通常、ラックに装備するように、および囲いの中に収容するように設計される。設備機器のラックおよび囲いは、小さな配線クロゼット、設備機器室および大きなデータセンタの中に、サーバ、ＣＰＵ、インターネットワーキング設備機器、およびストレージデバイスのような情報通信技術の設備機器を含みかつ配列するために使用される。設備機器ラックは、オープンな構成であり得、かつ、ラックの囲いの中に収容され得る。標準的なラックは、一般的に、サーバおよびＣＰＵのような複数の設備機器ユニットが、ラック内に装備され垂直に積み重ねられる、フロントマウンティングレールを含む。標準的なラックの設備機器収容力は、マウンティングレールの高さに関係する。高さは、標準的な区切り１．７５インチで設定され、それは、「Ｕ」単位またはラックの「Ｕ」高さ収容力と表現される。一般的なラックのＵ高さまたは値は、４２Ｕである。常に、標準ラックが、様々な異なるコンポーネントおよび異なる製造者のコンポーネントについて、数少なくまたは数多く存在している。

たいていのラック装備された情報通信技術の設備機器は、電力を消費し、熱を発生する。ラック装備された設備機器によって生成された熱は、設備機器コンポーネントの性能、信頼性、有効寿命に対して悪い影響を与え得る。とくに、囲い内に収容されるラック装備される設備機器は、動作中に囲いの範囲内で生成される熱蓄積および熱溜でにとくに被害を被りやすい。ラックによって生成される熱の量は、動作中にラック内の設備機器によって消費される電力の量に依存する。ラックの熱出力は、ラックに装備されるコンポーネントの数およびタイプに依存して、ラック収容力Ｕ単位当り数ワットからＵ単位当り５００ワットまで、またはさらに高くまで変わり得る。情報通信の設備機器のユーザは、彼らのニーズが変化し、新しいニーズが生まれるにつれて、ラック装備されたコンポーネントを追加し、除去し、再配置する。従って、あるラックまたは囲いの熱の量は、数十ワットから約１０，０００ワット以上まで大きく変動し得る。

ラック装備された設備機器は、一般的には、ラックまたは囲いの表側または吸気側に沿って空気を採り入れることによって機器自体を冷却し、そのコンポーネントを介して空気を取り入れ、その後、ラックまたは囲いの裏側または排気側から空気を排出する。従って、冷却のために十分な空気を提供するための空気の流れの要件は、ラック装備されたコンポーネントの数およびタイプ、並びに、ラックおよび囲いの構成の結果としてかなり変動し得る。

設備機器室およびデータセンタは、一般に、ラック装備された設備機器および囲いに冷気を供給し、かつ、循環させる空気調整または冷却システムを備えている。特許文献１で開示されるシステムのような多くの空気調整または冷却システムは、設備機器室またはデータセンタが、システムの空気調整または空気循環を容易にするために上げ床構造を有することを要求する。これらのシステムは、一般的には、空気の通路からの冷気を配送し設備機器室の上げ床の下に処分するために、オープンフロアタイルおよび格子床または通気口を使用する。オープンフロアタイルおよび格子床または通気口は、一般には、設備機器ラックおよび囲いの表の面に、並びに、隣合って配列されたラックおよび囲いの列の間の通路に沿って位置される。

一般的に、上げ床構造を要求する冷却システムおよび方法は、ラック装備された設備機器の冷却要件に十分に適合しない。特に、５，０００ワットを超え１０，０００ワットまでの熱排気出力を有するハイパワー設備機器を含むラックは、そのようなシステムおよび方法に対して格別の課題を提起する。上げ床構造は、一般的に、約１２インチ×１２インチの大きさのオープンフロアタイルまたは格子床または通気口を備え、約２００ｃｆｍから約５００ｃｆｍの冷気を供給するように構成される。最高１０，０００ワット以上を消費し、約１，６００ｃｆｍの空気の流れを要求するハイパワー設備機器のラックは、従って、その冷却要件に適合する十分な冷気を供給するために、ラック周辺に配置される約３．２から約８のオープンフロアタイル、格子床または通気口が必要であろう。そのようなフロア構成は、ラックおよび囲いで混雑する設備機器室において達成することは難しく、ラックおよび囲いが隣合って配置されている場合には、実現することは不可能であろう。上げ床構造を組み込む空気冷却システムおよび方法は、一般的には、複数のオープンフロアタイル、格子床または通気口に対応する十分な床面積を提供するために間隔がとられたラックおよび囲いに対してのみ使用される。一般的なラックのスペーシングについては、このことは、実現され得る設備機器の密度に限界をもたらす。上げ床が使用されない場合には、一般的に、冷気は、ラックの列を含む部屋を横切って分配されねばならないので、１以上の集中空調システムから冷気を分配する問題は、なおさらに大きい。

設備機器室およびデータセンタは、個々のラックおよび囲いが再配置および／または置き換えられることを要求する新しいおよび／または異なる設備機器のニーズに適合するように、しばしば再構成される。このような状況において、上げ床冷却のシステムおよび方法は、柔軟性がなく、かなりのコストをかけた場合にのみ、再アレンジされたサービス、再配置されたおよび／または新しく導入された設備機器ラックに対して、再構成および／または装備改良され得る。ユーザが、一般的に、新しいまたは変化するニーズに適合するように、設備機器ラックを配置し、設備機器室およびデータセンタを再構築する態様には、上げ床構成は、容易かつ安価に対応し得ない。

さらに上げ床構造を要求する冷却システムおよび方法は、物理的な柔軟性および可搬性に欠け、設備機器室における異なるラックおよび囲いの間、特に、同列に位置するラックと囲いとの間での電力消費の大きな変化に対処できない。冷気を供給するために、上げ床の空気通路およびオープンフロアタイル、格子床、または通気口に頼る冷却システムおよび方法は、比較的大量の電力を消費し、高熱排気出力を有するそれらのハイパワーラックに対し、容易かつ安価に冷気を変動または集中させ得ない。さらに、新しく導入される設備機器は、交換または既存の設備機器よりも多くの電力を使用し、機能中の設備機器室に熱的に問題のある領域を生み出し得る。

さらに、既存の空調解決策に特有の問題は、ラックから部屋の空調機の戻り側への排気の適切な再循環不足のために、室内に熱溜りが生じ得るということである。これは、ラックがラックの中に暖気を望ましくなくも引き込む原因となる。空気循環の問題を克服するために、多くの空調機は、約５８°Ｆの非常にクールな空気を提供し、一般的な温度約７８°Ｆの戻りの空気を受け取るように設計される。そのような空調機についての１つの問題は、５８°Ｆの出力空気の温度についてのそれであり、この温度を達成するために潜在的な冷却が生じるので、データセンタ内の空気の湿度を高めるために、加湿システムを追加することがしばしば必要となる。そのような加湿システムは、導入し動作するのに高価であり得る。

従って、上げ床を有するデータセンタおよび上げ床を有しないデータセンタの両方に対して、設備機器の冷却要件に効果的かつ経済的に適合するラック装備された情報通信技術の設備機器を冷却するためのシステムおよび方法を提供することが望まれる。安価、かつ、一群の特にハイパワー用ラックおよび／または囲いを支援し得る、または、設備機器室内またはデータセンタ内の局所熱の問題を克服し得るラック冷却のシステムおよび方法が望まれる。

米国特許第６，４９４，０５０号明細書

本発明の最初の局面は、モジュラデータセンタに向けられる。モジュラデータセンタは、複数のラックを含み、各ラックは表の面と裏面を有し、複数のラックは、第１の列と第２の列に配列され、第１の列のラックの裏面は第２の列と対面し、第２の列のラックの裏面は第１の列と対面する。データセンタは、第１の列の第１のラックと第２の列の第１のラックとを連結する第１のエンドパネルをも含み、第１のエンドパネルは下端および上端を有する。さらに、データセンタは、第１の列の第２のラックと第２の列の第２のラックとを連結する第２のエンドパネルを含み、第２のエンドパネルは上端および下端を有し、そして、第１のパネルの上端と第２のパネルの上端との間を連結するようにルーフパネルが含まれる。

モジュラデータセンタは、ルーフパネルが、第１の列のうちの少なくとも１のラックの頂部に、および第２の列のうちの少なくとも１つの頂部に連結されるように設計され得、その結果として、ルーフパネル、第１のエンドパネル、第２のエンドパネル、およびラックの第１および第２の列が、ラックの第１の列とラックの第２の列との間の領域の周りに囲いを形成する。複数のラックは該領域から空気を引き込み、空気を冷却し、そして冷却された空気をラックの１つの表の面から戻す冷却設備も含み得る。第１のエンドパネルおよび第２のエンドパネルのうちの少なくとも１つは、ドアを含み得る。さらに、ルーフパネルの少なくとも１部は、半透明であり得る。モジュラデータセンタは、複数のラックのうちの少なくとも１つの他のラックの中の設備に中断無しに電力を提供するために無停電電源を含む少なくとも１つのラックを有し得る。モジュラデータセンタのラックの第１の列は、第２の列に実質的に平行であり得る。さらに、モジュラデータセンタは、第１の列と第２の列との間の領域から空気を引き込み、空気を冷却し、そして、冷却された空気をラックの１つ以上の表の面から戻す冷却設備を、複数のラックのうちの１つが含むように設計され得る。

本発明の別の局面は、データセンタのラックに含まれる電子設備機器を冷却する方法に向けられる。該方法は、２列にラックを配列することを含み、それは、第１の列および第１の列に実質的に平行な第２の列を含み、第１の列のラックのうちの少なくとも１つの裏面は、第２の列のうちの少なくとも１つの裏面に向け対面する。該方法は、第１の列と第２の列との間の領域の周りに囲いを形成すること、およびラックのうちの１つの中に該領域から空気を引き込み、ラックのうちの１つの表の面の外へ空気を通すことをも含む。

該方法は、表の面の外へ空気を通す前に、ラックのうちの１つの中に取り込んだ空気を冷却するさらなるステップを含み得る。囲いを形成するステップは、第１および第２のサイドパネルと第１の列と第２の列との間のルーフパネルとを連結することを含む。第１のサイドパネルおよび第２のサイドパネルのうち少なくとも１つは、ドアを含み得、ルーフパネルは、半透明な部分を含み得る。さらに、該方法は、ラック内の設備機器に電力を供給するために無停電電源を使用することを含み得る。

さらに、本発明の別の局面は、モジュラデータセンタに向けられ、それは、複数のラックを含み、各ラックは表の面と裏面を有し、複数のラックは、第１の列および第２の列に配列され、第１の列のラックの裏面は第２の列に対面し、第２の列のラックの裏面は第１の列に対面する。モジュラデータセンタは、第１の列と第２の列との間の第１の領域を囲む手段、および閉じた領域から空気を引き出し、かつ冷却された空気を第２の領域に戻す手段をさらに含む。

空気を引き込む手段は、ラックのうちの１つの表の面を介して冷却された空気を通過させる手段をさらに含み得る。モジュラデータセンタは、ラック内の設備機器に中断のない電力を提供する手段をも備え得る。第１の領域の中へのアクセスを可能とするアクセス手段は、モジュラデータセンタの設計上の特徴でもあり得る。

さらに本発明の別の局面は、モジュラデータセンタに向けられ、それは、複数の設備機器ラック、および、複数の設備機器ラックのうちの第１のラックと第２のラックとの間に連結される少なくとも１つの囲いパネルを含み、各設備機器ラックは、第１の領域から冷却された空気を引き込み、第２の領域に排気するように構成される。設備機器ラックのうちの少なくとも１つは、第２の領域から排気を引き込み、かつ第１の領域に冷気を提供するように構成される冷却設備を含み、複数の設備機器ラックおよび少なくとも１つの囲いパネルは、第２の領域を実質的に囲うように配列される。

少なくとも１つの囲いパネルは、１つの設備機器ラックのルーフから別の設備機器ラックのルーフに連結されるルーフパネルであり得る。データセンタは、複数の設備機器ラックの１つと複数の設備機器ラックの別の１つとの間に配置される少なくとも１つのエンドパネルをさらに含み得、少なくとも１つのエンドパネルは、第１の領域から第２の領域へのアクセスを提供するドアを含む。ルーフパネルの少なくとも１部は、半透明であり得、複数の設備機器ラックのうちの少なくとも１つは、無停電電源を含み得る。

本発明の別の局面は、複数の設備機器ラック内の設備機器を冷却する方法に向けられる。該方法は、第１のエリアから設備機器ラックのうちの少なくとも１つの中へ冷気を引き込み、かつ設備機器ラックの少なくとも１つから第２のエリアの中へ排気すること、第２のエリアの周りに囲いを提供すること、第２のエリアから複数の設備機器ラックのうちの第２の１つに排気を引き込むこと、排気を冷却し冷却された空気を生成すること、および、第１のエリアへ冷却された空気を提供することを含む。該方法は、第２のエリアが列の間となる２つの列を形成するように複数の設備機器ラックを配列することも含み得る。

一般的に、別の局面においては、本発明は、電子設備機器を収容し、冷却するためにモジュラデータセンタを提供し、データセンタは、複数のハウジング、および、１対のハウジングの間のギャップを埋めるように該１対のハウジングに連結される少なくとも１つのパネルを含む。ハウジングの第１の部分は、熱を生じる電子設備機器を保持するように構成され、ハウジングの第２の部分は、少なくとも１つの冷却ユニットを保持するように構成される。第１の部分の各ハウジングは、表の面と裏面を有し、設備機器の表の面から設備機器の中にガスが引き込まれ、設備機器によって熱せられて熱ガスを生じ、ハウジングの裏を介して電子設備機器によって排出されるように、熱を生じる電子設備機器を保持するように構成される。ハウジングおよび少なくとも１つのパネルは、側方を囲まれた配列を形成するように配置され連結され、ホット領域を側方から囲い込み、ガスがホット領域を鉛直に抜け出すことを可能とする頂部の開口を規定する。第１の部分のハウジングの裏は、熱を生じる設備機器が、ハウジングに装備されたときに、熱ガスをホット領域へ追い出すように、ホット領域に隣り合わせて配置される。

本発明の実施は、１つ以上の次の特徴を含む。データセンタは、少なくとも１つの冷却ユニットをさらに含み、少なくとも１つの冷却ユニットは、ホット領域から少なくとも１つの冷却ユニットに熱ガスを引き込み、熱ガスを冷却し比較的クールなガスを生じ、少なくとも１つの冷却ユニットからハウジングでホット領域から分離されたクールな領域に熱ガスを追い出すように構成される。少なくとも１つの冷却ユニットは、ハウジングの第１の部分の表にクールなガスを導くように構成される。少なくとも１つの冷却ユニットは、ハウジングの第１の部分の表の底の部分にクールなガスを導くように構成される。少なくとも１つの冷却ユニットは、約７２°Ｆにガスを冷却し、約７２°Ｆでガスを追い出すように構成される。データセンタは、少なくとも１つの冷却ユニットに連結され、かつ少なくとも１つの冷却ユニットに非常用電源を提供するように構成される無停電電源をさらに含む。

本発明の実施は、１つ以上の次の特徴をも含み得る。少なくとも１つのパネルは、ホット領域にアクセスを提供するように開かれ、ガスがギャップを介しホット領域から側方にデータセンタを抜け出さないように閉じられるように構成されたドアである。少なくとも１つのパネルは、ハウジングの第１および第２の部分のうちの最も低い高さと少なくともほぼ同じ高さである。複数のハウジングは、平行な２列に配列され、少なくとも１つのパネルは、列の反対の端に配置され、それぞれの端で２つの列を互いに連結する、２つのドアを含む。

一般的に、別の局面において、本発明は、動作中に熱を生じる電子設備機器を含み、冷却するためのシステムを提供し、システムは、複数のハウジング、ホット領域を取り囲む側面の囲いを完成するように少なくとも２つのハウジングを横に連結する囲い手段、および、ハウジングの少なくとも１つに配置され、比較的クールなガスを生成しハウジングの第１の部分の表に比較的クールなガスを供給するために熱ガスを冷却する冷却手段を含む。ハウジングの第１の部分は、ハウジングの表を介し、ハウジングの内部を介し、そして、ハウジングの裏を介して外へガスが通過可能となるように構成される。さらに、ハウジングの第１の部分は、ハウジングの表を介し、それによりガスを熱し熱ガスを生じる設備機器を介して、設備機器がガスを引き込み、そしてハウジングの裏を介して熱ガスを放出するような配列に電子設備機器を含むように構成される。複数のハウジングは、実質的に側面囲いの部分を形成するように配置され、ホット領域を側方から取り囲む。囲い手段および複数のハウジングは、システムがホット領域に対して実質的に上部境界を与えないように頂部の開口を提供する。複数のハウジングは、動作中、電子設備機器が熱ガスをホット領域の中へ放出するように配置される。

本発明の実施は、１つ以上の次の特徴を含み得る。冷却手段は、比較的クールなガスをハウジングの第１の部分の表の底の部分のほうに導くように構成される。冷却手段は、熱ガスを約７２°Ｆに冷却し、比較的クールなガスを生成するように構成される。囲い手段は、少なくとも１つの断熱ドアを含み、該ドアは、ホット領域へのアクセスを提供するように開かれ、かつ、熱ガスが、囲い手段が連結されるハウジングの間のホット領域から側方に抜け出さないように閉じられるように構成される。ハウジングは、平行な２列に配置され、囲い手段は、列の反対の端に配置され、かつそれぞれの端で２つの列を互いに連結する２つのドアを含む。さらに、システムは、冷却手段に連結され、冷却手段に非常用電源を提供するように構成される無停電電源をも含む。

一般的に、別の局面においては、本発明は、ラック装備された電子設備機器を動作し、かつ冷却する方法を含む。該方法は、ハウジングの表を介して設備機器を含むハウジングの中にガスを引き込み、ガスを熱し、熱ガスを生成し、ホット領域の中に熱ガスを放出するようにラック装備された電子設備機器に電力を与えること、少なくともハウジングの頂部より上にガスが上昇するまでは実質的に妨げられることなく、熱ガスがホット領域を上方に抜け出せるようにする一方で、設備機器を含むハウジング、および、少なくとも２つのハウジングに連結される少なくとも１つのパネルを使用して、熱ガスが、冷却メカニズムの中へ抜け出す以外は、ホット領域を側方に抜け出せないようにすること、少なくとも熱ガスの一部をホット領域から冷却メカニズムに引き込むこと、および、引き込んだガスを冷却ガスを生成するために冷却し、かつ冷却ガスをハウジングの表に提供することとを含む。

本発明の実施は、１つ以上の次の特徴を含み得る。前記抜け出せないようにすることは、さらに熱ガスをホット領域に吹き込み、かつ、１対のハウジングの間のギャップに連結される少なくとも１つのバリアによって熱ガスの側方の流れを妨げることを含む。前記提供することは、クールなガスをハウジングの表の底のほうに導くことを含む。

本発明は、添付された図面、発明を実施するための最良の形態、および特許請求の範囲をレビューした後にさらによく理解される。
（項目１）
電子設備機器を収容し、かつ、冷却するためのモジュラデータセンタであって、該データセンタは、
複数のハウジングであって、該ハウジングの第１の部分は、熱を生じる電子設備機器を保持するように構成され、該ハウジングの第２の部分は、少なくとも１つの冷却ユニットを保持するように構成され、該第１の部分のうちの該ハウジングのそれぞれは、表と裏を有し、かつ、ガスが該設備機器の表から設備機器の中に引き込まれ、該設備機器によって熱せられて熱ガスを生じ、該ハウジングの該裏を介して該電子設備機器によって放出される、複数のハウジングと、
１対のハウジングの間のギャップを埋めるための該１対のハウジングに連結される
少なくとも１つのパネルと
を備え、
該ハウジングおよび該少なくとも１つのパネルは、側面囲いの配列を形成するように配置され、かつ、連結され、側方からホット領域を囲い込み、かつ、頂部の開口を規定し、ガスが該ホット領域から鉛直に抜け出すことを可能とし、
該第１の部分のうちの該ハウジングの裏は、該熱を生じる設備機器が、該ハウジングに装備されたときに、該熱ガスを該ホット領域に放出する
データセンタ。
（項目２）
前記少なくとも１つの冷却ユニットであって、前記ホット領域から該少なくとも１つの冷却ユニットの中に熱ガスを引き込み、該熱ガスを冷却し比較的クールなガスを生成し、該少なくとも１つの冷却ユニットから、前記ハウジングで該ホット領域から分離されたクールな領域に該熱ガスを放出するように構成される
該少なくとも１つの冷却ユニットをさらに備える、項目１に記載のデータセンタ。
（項目３）
前記少なくとも１つの冷却ユニットは、前記ハウジングの前記第１の部分の表のほうに前記クールなガスを導くように構成される、項目２に記載のデータセンタ。
（項目４）
前記少なくとも１つの冷却ユニットは、前記ハウジングの前記第１の部分の前記表の底の部分のほうに前記クールなガスを導くように構成される、項目３に記載のデータセンタ。
（項目５）
前記少なくとも１つの冷却ユニットは、約７２°Ｆに前記ガスを冷却し、約７２°Ｆで該ガスを放出する、項目２に記載のデータセンタ。
（項目６）
前記少なくとも１つの冷却ユニットに連結され、かつ、該少なくとも１つの冷却ユニットに非常用電源を提供するように構成される無停電電源をさらに備える、項目２に記載のデータセンタ。
（項目７）
前記少なくとも１つのパネルは、前記ホット領域へのアクセスを提供するために開かれ、熱いガスが前記ギャップを介して該ホット領域から側方に前記データセンタを抜け出さないように閉じられるように構成されるドアである、項目１に記載のデータセンタ。
（項目８）
前記少なくとも１つのパネルは、前記ハウジングの前記第１および第２の部分のうちの最低部分の高さに少なくともほぼ同じである、項目１に記載のデータセンタ。
（項目９）
前記複数のハウジングは、平行な２列に配置され、前記少なくとも１つのパネルは、該列の反対の端に配置され、該それぞれの端で該２つの列を互いに連結する２つのドアを含む、項目１に記載のデータセンタ。
（項目１０）
動作中に熱を生じる電子設備機器を含み、かつ、それを冷却するシステムであって、該システムは、
複数のハウジングであって、該ハウジングの第１の部分は、該ハウジングの表を介し、該ハウジングの内部を介し、および、該ハウジングの裏を介して外へガスが通過することを可能とするように構成され、さらに、該ハウジングの該第１の部分は、該設備機器が、該ハウジングの表を介しガスを引き込み、設備機器を介しそれにより該ガスを熱し熱ガスを生じ、かつ、該ハウジングの該裏を介し該熱ガスを放出するような配列で該電子設備機器を含むように構成され、該複数のハウジングは、ホット領域を側方から取り囲む実質的に側面囲いの部分を形成するように配置される複数のハウジングと、
該ホット領域を取り囲む該側面囲いを完成するために少なくとも２つの該ハウジングを側方に連結する封鎖手段であって、該封鎖手段および該複数のハウジングは、該システムが該ホット領域に上部限界を実質的にもたらさないように頂部の開口を提供する封鎖手段と、
該熱ガスを冷却し、比較的クールなガスを生成するために、かつ、該ハウジングの該第１の部分の表に比較的クールなガスを提供するために、該ハウジングの少なくとも１つに配置される冷却手段と
を備えるシステムであって、
該複数のハウジングは、動作する間、該ホット領域に該熱ガスを放出するように配置される、システム。
（項目１１）
前記冷却手段は、前記ハウジングの前記第１の部分の前記表の底の部分のほうに前記比較的クールなガスを導くように構成される、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記冷却手段は、前記熱ガスを約７２°Ｆに冷却し、前記比較的クールなガスを生成するように構成される、項目１０に記載のシステム。
（項目１３）
前記封鎖手段は、前記ホット領域へのアクセスを提供するために開かれ、かつ、前記熱ガスが、該封鎖手段が連結される前記ハウジングの間の該ホット領域を側方に抜け出さないように閉じられるように構成される少なくとも１つの断熱ドアを含む、項目１０のシステム。
（項目１４）
前記ハウジングは、平行な２列に配置され、前記封鎖手段は、該列の反対の端に配置され、かつ、該それぞれの端で該２つの列を互いに連結する２つのドアを含む、項目１０に記載のシステム。
（項目１５）
前記冷却手段に連結され、かつ、該冷却手段に非常用電源を提供するように構成される無停電電源をさらに備える、項目１０に記載のシステム。
（項目１６）
ラック装備された電子設備機器を動作し、かつ、冷却する方法であって、該方法は、
該設備機器を含むハウジングの中に該ハウジングの表を介してガスを引き込み、該ガスを熱し熱ガスを生成し、ホット領域に該熱ガスを放出するように、該ラック装備された電子設備機器に電力供給することと、
少なくとも該ハウジングの頂部より上に該ガスが上昇するまでは実質的に妨げられることなく、該熱ガスがホット領域を上方に抜け出せるようにする一方で、該設備機器を含む該ハウジング、および、少なくとも２つの該ハウジングに連結される少なくとも１つのパネルを使用して、該熱ガスが、冷却メカニズムの中へ抜け出す以外は、該ホット領域を側方に抜け出せないようにすることと、
該ホット領域から該冷却メカニズムの中に該熱ガスの少なくとも１部を引き込むこと、および、引き込まれたガスを冷却し、クールなガスを生成することと、
該ハウジングの表に該クールなガスを提供することと
を包含する、方法。
（項目１７）
前記抜け出せないようにすることは、前記ホット領域の中にさらに熱ガスを吹き込むこと、および、１対の該ハウジングのギャップに連結された少なくとも１つのバリアによって該熱ガスの側方への流れを妨げることを含む、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記提供することは、前記ハウジングの前記表の底のほうに前記クールなガスを導くことを含む、項目１６記載の方法。

図１は、本発明の１つの実施形態に従ったラック装備される設備機器のためのモジュラデータセンタ冷却システムの透視図である。図２は、図１のシステムに類似する、別のモジュラデータセンタの平面図である。図３は、本発明の１つの実施形態におけるモジュラデータセンタに取り付けられる冷却設備のプロセスのブロックフロー図である。図４は、本発明に従ってラック装備された設備機器および冷却ユニットを含むシステムの透視図である。図５は、図４に示されるシステムの冷却ユニットを使用する図４に示されるシステムにおける冷却設備のプロセスのブロックフロー図である。

本発明のさらなる理解のために、図面が参照され、図面は本明細書において参考として援用される。

本発明の実施形態は、ラック装備された電子設備機器を冷却するための冷却システムを有するデータセンタのインフラストラクチャを提供する。本発明の実施形態は、ラック装備された設備機器のためのデータモジュラセンタを提供し、データモジュラセンタは、ラック装備された設備機器のための電力配給、冷却および構造的支援を提供する。電力配給ユニットおよび冷却は、電気的または機械的な故障による中断時間を避けるために冗長システムを使用する一部の実施形態において提供される。当業者によって理解されるように、電子設備機器以外の設備機器のためのインフラストラクチャを提供するために使用される実施形態のような、他の実施形態は、本発明の範囲内である。

本発明の実施形態で使用され得る、ラック装備された設備機器のための電力配給を提供するシステムは、米国特許出願第１０／０３８，１０６号、「ＡｄｊｕｓｔａｂｌｅＳｃａｌａｂｌｅＲａｃｋＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍａｎｄＭｅｔｈｏｄ」において記述され、本明細書において参考として援用される。

図１を参照すると、モジュラデータセンタ１０の透視図が示されている。モジュラデータセンタ１０は、電力配給ユニット１４、電力保護ユニット１２、床据え付け冷却ユニット１６、設備機器ラック１８、およびホットルーム２２を含む。モジュラデータセンタ１０は、窓５４を有するドア５２、ルーフ５６、冷却水のサプライとリターン６０、電圧フィード５８をも含む。冷却水のサプライとリターン６０は、冷却ユニット１６が水冷直接膨張式である場合にはコンデンサの水、冷却ユニット１６が冷水式である場合には冷水、または、冷却ユニット１６が空冷直接膨張式である場合には冷媒のサプライとリターンから構成され得る。データセンタ１０は、電力配給ユニット１４、電力保護ユニット１２、床据え付け冷却ユニット１６、および、列３２および列３４を形成するように互いに隣合い位置される設備機器ラック１８を備えるモジュラユニットである。列３２および列３４は、実質的に平行である。電力配給ユニット１４および電力保護ユニット１２は、互いに直接隣合い位置され得、かつ列のうちの１つの端に設置され得る。床据え付け冷却ユニット１６は、電力配給ユニット１４に隣合い設置および位置され得る。データセンタにおける少なくとも１つのさらなる列を形成する残りの囲いは設備機器ラック１８である。ホットルーム２２は、列３２と列３４との間に設置され、列３２および列３４は、モジュラデータセンタの周壁のうちの２つを構成する。

電力配給ユニット１４は、一般的に、モジュラデータセンタ１０の各ラックに電力を配給するために、変圧器、および回路遮断器のような電力配給の回路構成要素を含む。電力供給ユニット１４は、ラック１８に冗長電力を提供し、かつ電流引き込み総量をモニタし得る。無停電電源は、電力配給ユニット１４に中断のない電力を提供し得る。好ましくは、別の電力モジュールを追加する能力がＮ＋１の冗長性を提供する場合には、電力配給ユニット１４は、Ｎ＋１の冗長性を有する４０ｋＷ無停電電源を含む。本発明の１つの実施形態においては、電力配給ユニット１４への入力電力は、電圧フィード５８からラックの頂部を介し受け取られる。１つの実施形態においては、電圧フィード５８は、ルーフパネル５６を介して入り電力配給ユニット１４に連結される２４０ボルトフィード（または、３相２０８ボルトフィード）である。あるいは、入力電力は、上げ床を介するようなラックの下から、またはラックの裏を介し受け取られ得る。

電力保護ユニット１２は、設備機器ラック１８に含まれる中央集中情報技術設備機器の保護ために冗長電力を提供する。電力保護ユニット１２は、異なる負荷要求に対応するように別々に追加されまたは取り除かれ得る、個々の電力モジュールおよびバッテリモジュールを有し得る。複数の電力モジュールおよびバッテリモジュールの使用は、どれか１つの電力モジュールまたはバッテリモジュールの故障にもかかわらず、継続した動作を可能とすることによって冗長性を提供する。例えば、電力保護ユニットは、ＷｅｓｔＫｉｎｇｓｔｏｎ，ＲｈｏｄｅＩｓｌａｎｄのＡｍｅｒｉｃａｎＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製の、３相入力および３相出力を有するＳｙｍｍｅｔｒａＰＸ（登録商標）の拡張可能な無停電電源を含み得、または、電力保護ユニットは、本明細書において参考として援用される、米国特許第５，９８２，６５２号、「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＰｒｏｖｉｄｉｎｇＵｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅＰｏｗｅｒ」に記載される無停電源の１つを含み得る。

床据え付け冷却ユニット１６は、サプライライン６０を介しユニットに入る冷水の使用によって熱除去を提供する。あるいは、冷却ユニットは、ユニット自身に内在し得る直接膨張冷媒ベースのユニットの使用を経てＤＸコンプレッサライズド冷却（ＤＸｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｉｚｅｄｃｏｏｌｉｎｇ）を使用する熱除去を提供し得る。冷却ユニットは、同じフレーム内に一次冷水コイルおよび二次的直接膨張コイルを含み得る。冷却ユニットは、空気、水またはグリコール用に構成され得る。冷却された空気は、ユニットの底またはユニットの頂部を介して放出され得る。本発明の１つの実施形態においては、空気の流れがラックの裏からラックの表に出るように、冷気は、冷却ユニット１６からその表の面の外へ放出される。さらに、冷却ユニット１６は、１つ、２つまたは３つのモジュールとして構成され得る。図１に示される実施形態においては、３モジュールの冷却ユニットが使用される。

図１の実施形態においては、列３２および列３４のそれぞれは、６つのラックから成る。本発明の実施形態においては、ラックの数およびラック内の設備機器の機能は様々であり得る。本発明の１つの実施形態においては、ラック１８は、商品名ＮＥＴＳＨＥＬＴＥＲＶＸＥｎｃｌｏｓｕｒｅｓ（登録商標）で、ＷｅｓｔＫｉｎｇｓｔｏｎ，ＲＩのＡｍｅｒｉｃａｎＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から購入可能な、修正標準１９インチのラックである。

電力配給ユニット１４、電力保護ユニット１２、床据え付け冷却ユニット１６、および設備機器ラック１８それぞれの裏面は、モジュラデータセンタ１０の内部に、すなわちホットルーム２２に向かう。実質的に、列３２のラックの裏面は、列３４のラックの裏面に対面する。１つの実施形態においては、設備機器ラック１８は、各ラック１８がホットルーム２２の内側にオープンなままであるように、裏面のドアは取り除かれる。示される実施形態においては、モジュラデータセンタ１０は、７つの設備機器ラック１８を含む。あるいは、別の実施形態においては、６つの設備機器ラック１８が列を完成するが、７つを超える設備機器ラック１８が、データセンタに含まれる列を完成し得、互いに、または、電力配給ユニット１４、電力保護ユニット１２、または床据え付け冷却ユニット１６のような、データセンタ１０内の他の囲いを構成する要素と隣合わせられ得る。

ラックの列の端に設置されるドア５２は、取り外し可能なフレーム５５にヒンジ５３によって取り付けられる。取り外し可能なフレーム５５は、電力保護ユニット１２の後ろに設置され得る。取り外し可能なフレームは、どのユニットがデータセンタ１０の列の端に位置づけられるかに依存して、電力保護ユニット１２、電力配給ユニット１４、または設備機器ラック１８のうちの任意の１つの後ろに位置され得る。取り外し可能なフレーム５５は、必要な場合、電力保護ユニット１２の交換に対して、ドア５２がすばやく取り除かれることを可能とする。ホットルームは、ドア５２によってアクセス可能であり、監視窓５４を介してモニタされ得る。好ましくは、ドア５２は、ホットルーム２２の各端に設置される。一般的に、ドア５２は、断熱の監視窓５４を有する、２×３６インチの断熱の、施錠可能なスチールドアである。

水または冷媒のサプライとリターン６０は、ルーフ５６の中へのサプライパイプを介してホットルームに、または直接ラックのルーフの中に入る。電圧フィード５８もまた、ルーフ５６を介しまたはラックのルーフを介し入り得る。あるいは、水または冷媒のサプライとリターン６０および電圧フィード５８は、モジュラデータセンタが置かれている上げ床を介しホットルームへ、または、ラックの側面の中へのように、ルームの外側の別の位置から、そしてラックの中へ入る。

ルーフパネル５６は、好ましくは、データセンタ１０の奥行き７２沿いに間をおいて位置されるスチールサポート６２によって支持される半透明のプレキシガラスのルーフパネルである。ルーフ５６は、ラックの列の中央に設置されるホットルーム２２の頂部をカバーするように広がる。ルーフ５６は、必要なときに、ラック１８または電力保護ユニット１２の取り除きを可能とするように容易に取り外し可能であり得る。半透明プレキシガラスで構築されるルーフパネル５６は、ホットルーム２２を規定するスペースにルームライトが入ることを可能とする。さらに、プレキシガラスのルーフ５６は、好ましくは、実質的に気密である。

ホットルーム２２は、完全に封鎖され、ラック１８の裏面によって形成される壁、およびホットルーム２２の各端に取り付けられるドア５２で構成される壁を有する。あるいは、ドアのないパネルが、ホットルームを完成する壁であり得る。ホットルーム２２は、ルーフパネル５６が設置されているときは、実質的に気密な通路である。従って、モジュラデータセンタ１０は、各ラック１８、電力保護ユニット１２、電力配給ユニット１４、および冷却ユニット１６の表の面によってその外側の境界線が規定され、中央部分にホットルーム２２を有する、囲まれたコンピュータインフラストラクチャである。ドア５２によって形成されるホットルームの外側壁は、モジュラデータセンタ１０の外側壁のうちの２つの一部である。

図２を参照すると、本発明の１つの実施形態におけるモジュラデータセンタ１０の平面図が示されている。図２のモジュラデータセンタは、図１のそれに類似するが、図１の各列には６つのラックを有するが、列３２および列３４のそれぞれには５つのラックを有する。同様の実施形態に同様の番号を用い、図２のモジュラデータセンタ１０は、電力配給ユニット１４、電力保護ユニット１２、床据え付け冷却ユニット１６、設備機器ラック１８、およびホットルーム２２により構成される。電力保護ユニット１２は、電力配給ユニット１４の片側に直接隣り合わされて位置し、一方で、床据え付け冷却ユニット１６は、電力配給ユニットの他の片側に位置される。保守スペースエリア２０は、モジュラデータセンタ１０を取り囲む。図２においては、本発明の実施形態は、６つの設備機器ラック１８および２つのモジュールを有する冷却ユニット１６を有するように示される。

モジュラデータセンタ１０の大きさは、ラックの各列に含まれるラックの数に依存する。例えば、６つの設備機器ラックを有するデータセンタ１０は、矢印２８によって示される１２０インチの幅、矢印２９で示される１２０インチの長さ、および、矢印２４で示される３６インチのホットルーム幅（列の間隔）、および好ましくは３６インチ幅の保守スペース２６を有する。保守スペース２６を含めると、データセンタ１０の床面積は、好ましくは、１９２インチの長さ３０および１９２インチの幅３１である。あるいは、再び図１を参照すると、７つの設備機器ラックを有するデータセンタ１０は、幅１２０インチおよび長さ１４４インチを有し得る。保守エリア２６を含めると、代替のデータセンタに対する床面積は、１９２インチ×２１６インチである。モジュラデータセンタの大きさは、例として与えられただけであり、データセンタの設計に使用されるラックのタイプおよび寸法に依存して大きく変動し得る。

モジュラデータセンタ１０は、冷水、冷却水、または冷媒の配管６０、および電圧フィード５８のソースが提供されたときに運転可能である。データセンタは、多数の違った電力入力設計を含み得るが、例えば、６つの設備機器ラック１８を有するシステムにおいて６．７ｋＷ／ラック、または、７つの設備機器ラック１８を有するシステムにおいて５．７ｋＷ／ラックを可能とする４０ｋＷ設計が好ましい。冷却水または冷媒は、サプライライン６０を経由して床据え付け冷却ユニットに入る。冷却ユニット１６は、切断が容易であるフレキシブルホースにより共用のサプライ６０に接続されるとき、共用のサプライライン６０は、同時に１つ以上の冷却ユニットに冷水を提供し得る。

モジュラデータセンタ１０は、以下のようにデータセンタ内の設備機器を冷却する。部屋からの空気、または周囲の空気は、ラック１８の表を介して入り、ラック１８に格納された設備機器を冷却する。空気は、ラック１８の表を介して入り、ラック１８の裏の側から放出される。空気が設備機器ラックを通るにつれて、空気の温度は上昇する。暖かい空気は、ホットルーム２２の中に放出される。ホットルーム２２は、暖かい空気を含み、暖かい空気が周りの部屋の空気と混合することを妨げる。冷却ユニット１６は、ホットルームから暖かい空気を引き込み、データセンタ１０の外側の部屋に冷気を戻す。暖かい空気は、ホットルーム２２から直接冷却ユニット１６に入る。冷却ユニットは、空気の温度を下げるように作用し、冷された空気は、その後、周りの領域の中に放出される。空気は、実質的に冷却された温度で周りの部屋にリサイクルされる。例えば、冷却ユニット１６は、一般的に、ホットルームから９５°Ｆで空気を受け取り、データセンタ１０を取り囲む領域の中にそれが放出される前に約７２°Ｆの温度にそれを冷却する。床据え付け冷却ユニット１６は、潜熱除去を伴わない高能力を実現可能とする、実質的に高いサプライおよびリターン温度で動作する。

図１、図２をさらに参照しつつ図３を参照すると、データセンタ１０は、独立した電力およびクーラントのサプライを有するインフラストラクチャを使用して、囲まれたラックに格納される設備機器を冷却するプロセスを実行するように構成される。プロセス１００は、示されるようなステージを含むが、プロセス１００は、例えば、示されるステージについて、ステージを追加、削除、移動することによって修正され得る。

図３のプロセス１００は、ステージ１０２を含み、電力配給ユニットから複数の設備機器ラック１８に、電力が供給される。設備機器ラック１８は、システムの中断を避けるために一貫した電力供給を要求する様々な電子設備機器を含み得る。電力は、冗長電力の供給を保証するために、好ましくは電力配給ユニット１４に隣合い配置される電力保護ユニット１２を伴い、電力配給ユニット１４に接続される電圧フィード５８を経由して供給される。

ステージ１０４においては、ラック１８は、ラック１８の表の面を介して周りの部屋から冷気を引き込む。例えば、空気配給ユニットは、ラック内、および／または、ラックに含まれる設備内にあり得、該設備は、ラック内に部屋の空気を引き込み、ラック内に含まれるコンポーネントを冷却するためにラックを介して空気を配給する。

ステップ１０６においては、ラック１８は、ホットルーム２２の中へ温度上昇した空気を放出する。空気は、ラック１８の裏側から放出される。上述のように、１つの実施形態においては、ラック１８は、後部ドアを有さない。他の実施形態においては、後部ドアはラックに含まれ得、ラックは、ドアの排気口を介しホットルームの中へ放出される暖かい空気を伴う。空気は、上昇した温度でホットルーム２２内に保持され、そして、取り囲む周りの空気と暖かい空気との混合が妨げられる。本発明の１つの実施形態においては、モジュラデータセンタは、ホットルームの外側の空気圧にほぼ等しい空気圧をホットルーム内で維持するように設計される。これは、冷気がホットルームに入ることを許すことなくドアの１つが開かれることを可能とする。１つのそのような実施形態においては、冷却ユニットは、１６０ｃｆｍ／ｋＷを提供する。

ステージ１０８においては、冷却ユニットは、ホットルーム２２から暖かい空気を引き込む。冷却ユニット１６は、ホットルームからの空気を冷却するために冷水のサプライ６０からの冷水を使用する。ステージ１１０においては、冷やされた空気は、周りの部屋の中へ冷却ユニットから放出され、それは冷却サイクルを完成する。その後、周りの部屋の空気は、再びラック１８の中に引き込まれ、サイクルは継続する。

他の実施形態は、添付の請求項の範囲および意図の内にある。例えば、空気は、設備機器ラック１８を介し強制的に上昇させられ得る。ラック１８を介し送風される空気は、熱い空気も含み、様々な温度のものであり得る。データセンタ１０は、空気の他にガスを配給するように構成され得る。さらに、冷媒または他のクーラントが冷水の他に使用される。さらに、各ラックが一貫して適切な電力を提供されるように、コントローラは、電力供給と共に空気の温度および流速をモニタするために、データセンタ１０に連結され得る。データセンタは、単一の冷却ユニット１６を有する単一設備のラック１８を含み、個々のデータセンタを作り得、それによって、電力は、ただ１つのデータセンタ１０または複数の単一ラックのデータセンタに同時に配給される。

本発明の１つの実施形態においては、冷却ユニットへの各ラックからの熱気の引き込みを等しくしようとの試みから、モジュラデータセンタの中央に１つ以上の冷却ユニットが設置される。他の実施形態においては、冷却ユニットは他の場所に置かれ、１つの実施形態においては、１つ以上の冷却ユニットが、モジュラデータセンタ内で最も多くの熱を生じる１つまたは複数のラックに最も近づけられるように位置され得る。

さらに、本発明の実施形態においては、モジュラデータセンタ内の空調ユニットの故障、および／または、ホット領域の空気の温度が所定の限界を超えたときに、またはホット領域の空気圧が所定の限界を超えた場合に、ホット領域から空気を排出するように制御される多数のファンを、ホット領域を覆うルーフは含み得る。

上述の本発明の実施形態においては、モジュラデータセンタのラックは、２列に配列されるとして記述されている。別の実施形態においては、ラックは、他の幾何学的配置で配列され得る。さらに、モジュラデータセンタの側面に、１つ以上のラックが、一方または両方のサイドパネルに追加してまたは代わって使用され得る。

なおさらなる、実施形態は本発明の範囲および意図の内にある。図４を参照すると、システム２１０は、電力保護ユニット２１２、電力配給ユニット（ＰＤＵ）２１４、複数の冷却ユニット２１６を含む床据え付け冷却システム２１５、設備機器ラック２１８、およびドア２２０、２２２を含む。ここでの使用においては、デバイス２１２、２１４、２１６、２１８は、機能的設備（それぞれに見合った）、装備ブラケット、および／または、ブラケットおよび設備を含む囲い／ハウジングに関する。従って、ここで使用されるラック２１８は、装備ブラケット（電子、熱を発生する設備機器を装備するため）、および／または、装備ブラケットを含み、かつハウジングを介しガスの通過を可能にするハウジングに関する。システム２１０は、ドア２２０、２２２によって連結される２つの離れて位置する列２２４、２２６の中に配置されるデバイス２１２、２１４、２１６、２１８で構成される。デバイス２１２、２１４、２１６、２１８の裏は、ホット領域の２つの側面を形成するように互いに隣合い（および可能なら連結されて）配置され、ホット領域は、ホット領域２２８の他の２つの側面を形成するドア２２０、２２２を伴う。ドア２２０、２２２は、例えば、ホット領域２２８へのアクセスを制限するために施錠されることによって、ラック２１８内の設備機器へのアクセスを制御することを助け得る。冷却ユニット２１６は、ＰＤＵ２１４に隣合い配置される端のユニットを伴い、互いに隣合うように配置され示されているが、これは要件ではなく、他のデバイス２１２、２１４、２１８に対して、冷却ユニット２１６の他の位置が許容可能である。

システム２１０は、ドア２２０、２２２によって接続される２つの列２２４、２２６に配列されて示されているが、他の配列が許容可能である。例えば、システム２１０は、三角形、円形、または長方形／正方形の配列などで構成され得る。さらに、２つのドア２２０、２２２が示されるが、例えば、１つまたは３つなど、他の数のドアが使用され得る。さらに、開かないパネルがいくつかまたは全て（全てでないのが好ましいが）のドアに代わって使用され得る。システム２１０は、ホット領域２２８を規定し、かつ、ガスが、冷却システム２１５を介する以外には、ホット領域２２８から側方に抜け出させない、側方または水平方向に制限的な環境を提供する。

システム２１０は、熱気をホット領域２２８に封じ込め、かつ、冷却システム２１５によって提供される冷却された空気から、ラック２１８から放出される熱気を隔離することを助ける。ラック２１８内の設備機器は、ラック２１８の表２３０、２３２から冷気を引き込み、ホット領域２２８の中へラック２１８の裏から外へ熱気を放出する。設備機器を介するガスの流れは、ガスが、ラック２１８を介しホット領域２２８から表２３０、２３２に向かって流れないようにする。さらに、ドア２２０、２２２は、ホット領域２２８のガスからの熱を封じ込めるのを助ける断熱ドアである。デバイス２１２、２１４、２１６、２１８およびドア２２０、２２２は、頂部の開口２２９を提供し、例えば、上昇することによって、ホット領域２２８から、ガスがホット領域２２８を鉛直方向に抜け出すことを可能とする。ドア２２０、２２２は、ホット領域２２８に熱ガスを保つのを助けるように、デバイス２１２、２１４、２１６、２１８のうちの最低の高さに少なくともほぼ同じ高さである。好ましくは、デバイス２１２、２１４、２１６、２１８およびドア２２０、２２２は、ほぼ同じ高さである。ドア２２０、２２２およびラック２１８を介するガスの流れは、ホット領域２２８に熱ガスを封じ込め、領域２２８の熱ガスをシステム２１０の外側のガスから隔離することを助ける。熱ガスを隔離し封じ込めることは、熱ガスが、水平方向に流れ、冷却システム２１５によって提供される冷却ガスと混合しないようにするのを助ける。電力保護ユニット２１２およびＰＤＵ２１４のようなデバイスは、領域２２８の中に少量の熱ガスを排出する。

冷却システム２１５は、ホット領域２２８から熱ガスを引き込み、それを冷却し、クールなガスをラック２１８の表２３０、２３２の底の近くのシステム２１０の外部へ提供するように構成される。システム２１５は、電圧フィード２４０を介して受電し、引き込まれた空気を冷却するためにサプライライン２４２からの冷水または他の冷媒を使用する。温度上昇した水または冷媒は、再び冷却されるようにリターンライン２４４を経由してシステム２１５を離れる。好ましくは、冷却ユニット２１６は、熱ガスが、領域２２８を上昇し抜け出る前に、ホット領域２２８からかなりの量の熱気／熱ガスを引き込むように配置され、かつ構成される。一般的に、約９５°Ｆの熱ガスは、ユニット２１６によって約７２°Ｆに冷却され、ラック２１８の表２３０、２３２近くのユニット２１６の表２３４に放出される。冷却ユニット２１６が、設備機器ラック２１８と同じ列２２４、２２６に配置されない場合には、自然に生じる対流の影響が、１つ以上のユニット２１６からのクールなガスを、他の列２２４、２２６のラック２１８の表２３２へ流れるようにさせる。好ましくは、冷却ユニット２１６は、床付近（ラック２１８の底付近）に、かつ、大半のクールなガスが設備機器ラック２１８の中に引き込まれるような量で、クールなガスを提供する。ユニット２１６は、例えば、ファン、ダクト、排気口、ベーン、管などを使用して、望むようにクールなガスを導き得る。ユニット２１６は、大した潜熱除去（脱湿冷却）もなく、かつガスの中に湿気を生じることもなくガスを冷却する。

冷却システム２１５は、設備機器ラック２１８内の熱を生じる設備機器に近接して配置されるコンピュータルーム空調機（ＣＲＡＣ）である。ラック２１８に近接して冷却システム２１５を設置することは、熱を生じる設備機器からかなり遠くに置かれるＣＲＡＣを伴うシステムが遭遇する問題、特に、ＣＲＡＣから熱を生じる設備機器への冷気を奪う問題を減少させ、および／または、消滅させる。例えば、冷却システム２１５は、離れて設置されるシステムより、より低速の空気／ガスを使用し得、圧力低下（ファンコイルＣＲＡＣ圧力ロス）を減少させるので、従って、空気／ガスを推進するために低いファン電力を使用し得る。

システム２１０の実施形態は、図１に示されるデータセンタ１０に似た大きさを有し得る。例えば、７つの設備機器ラック２１８を伴うシステム２１０は、両端に３６インチの保守スペースを含み２１６インチの長さ、および、両端３６インチの保守スペースを含み１９２インチの幅を有し得る。

システム２１０の実施形態は、システム２１０に関してとくに言及されることなくシステム１０の特徴を含み得る。例えば、ドア２２０、２２２は、成人が見るために、設定され、配置された窓を有し得る。さらに、システム２１０は、ＰＤＵ２１４を介し接続されたＵＰＳを含み得、システム２１０のデバイスに電力を提供し、システム２１０における所望のデバイスに対して中断のない電力を保証するのを助ける。他の特徴もシステム２１０に含まれ得る。

図４をさらに参照しつつ図５を参照すると、システム２１０は、囲われたラックに格納される設備機器を冷却するプロセス２５０を実行するように構成され、独立した電力およびクーラントの供給を有するインフラストラクチャを使用する。プロセス２５０は、図示されるステージを含むが、例えば、示されるステージに関して、ステージを追加、削除、および移動することによって、プロセス２５０は修正され得る。

ステージ２５２においては、電力は、電力配給ユニット２１４から設備機器ラック２１８に供給される。設備機器ラック２１８は、システム停止時間を回避するために無停電電源を使用する様々な電子設備機器を含み得る。電力は、電力配給ユニット２１４に連結される電圧フィード２４０を介して供給され、それは、好ましくは、電力配給ユニット２１４に隣り合って配置され、冗長電力の供給を保証するように構成される電力保護ユニット２１２を伴う。

ステージ２５４においては、ラック２１８は、ラック２１８の表の面２３０、２３２を介して周囲の部屋から冷気を引き込む。例えば、空気配給ユニットは、ラック２１８内、および／または、ラック２１８に含まれる設備機器内に存在し得、ラックに含まれる設備機器は、部屋の空気をラック２１８に引き込み、ラック２１８に含まれるコンポーネントを冷却するために、ラック２１８を介して空気を配給する。空気がラック２１８を介し通過するにつれ、空気の温度は上昇する。

ステージ２５６においては、ラック１８は、ホット領域２２８に温度上昇した空気を放出する。空気は、ラック２１８の裏側から放出され、すなわち、後部ドアの細長いギャップもしくは通気口、またはラック２１８が裏ドアを有しない場合には直接に領域２２８に放出される。空気は、デバイス２１２、２１４、２１６、２１８、ドア２２０、２２２、かつ、領域２２８の中への空気の流れによってホット領域２２８の中に閉じ込められ、従って、暖かい空気が取り囲む周囲の空気と混合しないようにさせられる。

ステージ２５８においては、冷却ユニット２１６は、ホット領域２２８から暖かい空気を引き込む。冷却ユニット１６は、ホット領域２２８からの空気を冷却するために冷水供給２４２からの冷水を使用する。

ステージ２６０においては、冷却された空気は、冷却ユニット２１６から周囲の部屋に解放される。冷気は、ユニット２１６から放出され、ラック２１８の表２３０、２３２に導かれる。周囲の部屋の空気は、その後、ラック２１８の中に再び引き込まれ、そして、サイクルは継続する。好ましくは、ユニットが冷却された空気を提供し、冷却された空気の多くがラック２１８の中へ引き込まれるようにラック２１８が冷気を引き込むように、すなわち、冷却された空気とホット領域２２８からの熱気との混合を減らすのを助けるように、ユニット２１６およびラックは、構成される。

本発明の実施形態は、１つ以上の次の能力を提供し得る。データセンタ内における排気と冷気との混合が減らされる。ハイパワーラック群の周りの熱溜まりは、上述のモジュラデータセンタ内にそのようなハイパワーラックを含むことによって減らされ得る。局所的な冷却の使用は、モジュラデータセンタ内を含むデータセンタにおける空調がより効果的に動作し、より高い温度で冷気を生成することを可能とし、それによって、除湿システムの必要性を無くす。温度勾配は、従来のシステムに比べて緩和され得る。設備機器の信頼性は、従来の設備機器／冷却の配置に比べて改善され得る。冷却ユニットは、効果的かつほぼそれらの設計能力で動作し得る。設備機器は、従来システムによるよりも少ないエネルギを使用して冷却され得る。従来のシステムと比べた冷却ユニットの効率性は、大きくなり得、従来のシステムにおけるよりもより小さく、および／または低い能力を有する冷却ユニットが、同程度の冷却効果を提供する（すなわち、同程度の大きさの領域を冷却する）ために使用され得る。標準的な建物の防火および照明がデータセンタに対して使用され得る。既存のデータセンタは、本発明に従って容易に改装／アップグレードされ得る。物理的な安全確保が、従来のシステムに比べて改善され得る。

達成し得るものに顕熱比のような、さらなる能力も提供され得る。顕熱比（ＳＨＲ）は、顕冷却能力ＱＳを全冷却能力ＱＴで割ったもの（ＳＨＲ＝ＱＳ／ＱＴ）である。ＢＴＵにおける顕冷却能力および全冷却能力は、下式で与えられる。

ＱＳ＝（Ｔ_１−Ｔ_２）・ＣＦＭ・１．０８
ＱＴ＝（Ｈ_１−Ｈ_２）・ＣＦＭ・４．４５
ここで、Ｔ_１は、冷却ユニット２１６に入るガスの温度であり、Ｔ_２は、冷却ユニット２１６を出るガスの温度であり、Ｈ_１は、冷却ユニット２１６に入るガスのエンタルピ−、Ｈ_２は冷却ユニット２１６を出るガスのエンタルピーであり、１．０８は、ＣＦＭによって乗ぜられるときの温度差をＢＴＵに変換するための、標準的な空気に対する定数であり、４．４５は、ＣＦＭによって乗ぜられるときのエンタルピー差をＢＴＵに変換するための、標準的な空気に対する定数であり、ＣＦＭは、立方フィート毎分あたりのガスの量（ユニット２１６への、入りと出のそれぞれ）である。例えば、入りの温度Ｔ_１が８０°Ｆで３６％ＲＨ（相対湿度）、入りのエンタルピーＨ_１が２７．８２ｂｔｕ／ｌｂｍａｓｓ、出の温度Ｔ_２が５０°Ｆで９５％ＲＨ（相対湿度）、出のエンタルピーＨ_２が１９．８９ｂｔｕ／ｌｂｍａｓｓに対し、ＳＨＲは約０．９２である。

本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態が記述されたが、様々な代替、修正、および改善は、当業者にとっては容易である。そのような、代替、修正、および改善は、本発明の範囲および意図のうちにある。従って、先の記述は、一例でしかなく、限定することを意図したものではない。本発明の限定は、特許請求の範囲およびそれに均等な範囲内においてのみ規定される。

Claims

複数のラックを含むデータセンサにおいて空気の混合を制限するためのシステムであって、該複数のラックの各々は、表の面および裏の面を有し、該複数のラックは、第１の列および第２の列に配列され、該第１の列のラックの裏の面は、該第２の列のラックの裏の面と対面し、
該システムは、
該複数のラックの裏の面から解放される空気を集めるための囲いであって、該囲いは、該第１の列と該第２の列との間の領域において実質的に該空気を含むように構成され、該第１の列のラックおよび該第２の列のラックに連結されたルーフパネルを有し、該ルーフパネルは、該第１の列のラックと該第２の列のラックとの間の距離に及ぶように構成され、該囲いは、該第１の列の複数のラックのうちの１つのラックを該第２の列の複数のラックのうちの別の１つのラックに連結する１つ以上のパネルをさらに備え、該１つ以上のパネルのうちの少なくとも１つのパネルは、ドアを備える、囲いと、
該複数のラックのうちの１つ以上のラック内に収容される１つ以上のモジュラ冷却ユニットであって、該モジュラ冷却ユニットは、該複数のラックの表の面に空気を供給するように構成されており、該１つ以上のモジュラ冷却ユニットの各々は、該第１の列および該第２の列のうちの１つの列の中に配置され、該複数のラックのうちの該１つ以上のラック内に収容される該１つ以上のモジュラ冷却ユニットの各々の裏の面が該複数のラックの裏の面のうちの１つ以上と対面する、モジュラ冷却ユニットと
を備え、
該囲いは、該囲いの内側の第１の空気圧を、該囲いの外側の第２の空気圧に実質的に等しく維持することにより、該１つ以上のパネルのうちの該少なくとも１つのパネルの該ドアが開かれたときに該囲い内の内側空気が該囲いの外のクールな外側空気と混合することを妨げるように構成される、システム。
前記囲いは、前記第１の列の第１のラックと前記第２の列の第１のラックとの間に連結された第１のエンドパネルと、該第１の列の第２のラックと該第２の列の第２のラックとの間に連結された第２のエンドパネルとをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
前記第１のエンドパネルおよび前記第２のエンドパネルのうちの少なくとも１つは、ドアを含む、請求項２に記載のシステム。
前記ルーフパネルの少なくとも一部は、半透明である、請求項１に記載のシステム。
前記複数のラックのうちの少なくとも１つのラックは、該複数のラックのうちの他の少なくとも１つのラック内の設備機器に中断なしの電力を提供するための無停電電源を含む、請求項１に記載のシステム。
前記囲いにおいて集められた空気は、前記複数のラックの表の面に供給するための前記冷却ユニットのための供給空気を含む、請求項１に記載のシステム。
前記囲いの内側の第１の空気圧を、囲いの外側の第２の空気圧に実質的に等しく維持するように構成された囲いは、前記ルーフパネル上に配置された１つ以上のファンをさらに備え、該１つ以上のファンは、該囲いの内側の該第１の空気圧が所定の圧力限界を超えたときに該囲いの内側の暖かい空気を制御可能に排出するように構成されている、請求項１に記載のシステム。