用來(lái)冷卻系統(tǒng)的再冷卻單元和方法技術(shù)方案

用來(lái)冷卻介質(zhì)的系統(tǒng)，包括有冷凍劑在其中流動(dòng)的管線和與該管線流體連通的再冷卻單元。再冷卻單元接收從該管線轉(zhuǎn)移的一部分冷凍劑來(lái)冷卻在管線中流動(dòng)的冷凍劑。另外，進(jìn)一步揭示了冷卻介質(zhì)的方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及冷卻系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及用于供數(shù)據(jù)處理、連網(wǎng)和遠(yuǎn)程通信設(shè)備使用的支架和機(jī)箱的冷卻系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
通信和信息技術(shù)設(shè)備通常是為安裝在支架上和藏在機(jī)箱(往往被包括在術(shù)語(yǔ)“支架”之中)里面而設(shè)計(jì)的。設(shè)備支架用來(lái)把諸如服務(wù)器、CPU、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、連網(wǎng)設(shè)備，遠(yuǎn)程通信設(shè)備和儲(chǔ)存裝置之類(lèi)的通信和信息技術(shù)設(shè)備容納和安排在較小的布線室以及設(shè)備室和大的數(shù)據(jù)中心之中。設(shè)備支架可能是開(kāi)放式配置或者能被藏在支架機(jī)箱里面，雖然在提及支架時(shí)，機(jī)箱可能被包括在內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)支架通常包括前安裝軌道，舉例來(lái)說(shuō)，在該支架里面把諸如服務(wù)器和CPU之類(lèi)多樣的設(shè)備單元垂直地安裝和堆積到該前安裝軌道上。標(biāo)準(zhǔn)支架在任何給定的時(shí)間都能用多種不同的零部件(例如，服務(wù)器導(dǎo)板)以及來(lái)自不同的制造商的零部件稀疏地或密集地構(gòu)成。大多數(shù)架裝的通信和信息技術(shù)設(shè)備都消耗電力并且產(chǎn)生熱量，這可能對(duì)設(shè)備組成部分的性能、可靠性和使用壽命有不利的影響。具體地說(shuō)，藏在機(jī)箱里面的架裝設(shè)備在操作期間特別易受在機(jī)箱邊界內(nèi)產(chǎn)生的發(fā)熱和熱點(diǎn)的損害。支架設(shè)備所產(chǎn)生的熱量取決于在該支架中設(shè)備在操作期間汲取的電功率數(shù)量。所以，給定的支架或機(jī)箱能產(chǎn)生的熱量可能大幅度地變化從幾十瓦變化到大約40，000瓦，而且這個(gè)上限繼續(xù)隨著這項(xiàng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展增加。在一些實(shí)施方案中，架裝設(shè)備是通過(guò)沿著支架的正面一側(cè)或進(jìn)氣口一側(cè)抽吸空氣，通過(guò)元器件抽吸空氣和隨后用盡從支架的背面一側(cè)或出口一側(cè)排放空氣冷卻的。提供足以用來(lái)冷卻的空氣的氣流需求由于架裝部件不同的數(shù)目和類(lèi)型以及支架和機(jī)箱不同的配置能大幅度地變化。設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心通常配備空調(diào)或冷卻系統(tǒng)為支架供應(yīng)涼爽空氣并且使之循環(huán)。一個(gè)這樣的冷卻系統(tǒng)使用升高的地板以利于空調(diào)和循環(huán)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)通常使用敞開(kāi)的地板磚和地板柵格或排氣口以便遞送來(lái)自安排在設(shè)備室的升高的地板下面的空氣通道的涼爽空氣。敞開(kāi)的地板磚和地板柵格或排氣口通常位于設(shè)備支架前面而且沿著在數(shù)排支架之間走廊并排安排。一種冷卻系統(tǒng)是在本申請(qǐng)的受讓人擁有的并在此通過(guò)引證并入的于2004年11月19日以IT EQUIPMENT COOLING為題申請(qǐng)的共同未審的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/993，329號(hào)中揭不的。在一個(gè)實(shí)施方案中，這個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)主冷凝模塊、冷凍劑分配區(qū)段、熱交換器模塊區(qū)段和備用冷凍劑區(qū)段。冷凍劑分配區(qū)段包括大容量?jī)?chǔ)罐、真空/恢復(fù)泵、歧管和軟管。冷凝模塊借助分配區(qū)段把涼爽液體送給熱交換器模塊區(qū)段，在那里液體借助來(lái)自IT設(shè)備的熱空氣蒸發(fā)成氣體，然后蒸汽冷凍劑回到主冷凝模塊。在主冷凝模塊，主要的冷卻部分冷卻熱的蒸汽冷凍劑使之變回液體以便借助分配區(qū)段供應(yīng)給熱交換器模塊區(qū)段。萬(wàn)一主冷凝模塊之一出現(xiàn)故障，如果系統(tǒng)電源尚未出現(xiàn)故障，副冷凝模塊能冷卻和冷凝熱的蒸汽冷凍劑。如果系統(tǒng)電源已出現(xiàn)故障，可能包括幾個(gè)冰儲(chǔ)箱的備用冷凍劑區(qū)段不需要使用高耗電量的蒸汽壓縮系統(tǒng)就能繼續(xù)冷卻來(lái)自熱交換模塊區(qū)段的熱的冷凍劑，直到電池壽命結(jié)束或系統(tǒng)冰存儲(chǔ)被耗盡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)方面是關(guān)于一種用來(lái)冷卻介質(zhì)的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該系統(tǒng)包括有冷凍劑在其中流動(dòng)的管線和與該管線流體連通的再冷卻單元。再冷卻單元接收從該管線中轉(zhuǎn)移出來(lái)的一部分冷凍劑來(lái)冷卻在該管線中流動(dòng)的冷凍劑。該系統(tǒng)的實(shí)施方案可能包括由與該管線流體連通的再冷卻膨脹裝置、與再冷卻膨脹裝置流體連通吸收來(lái)自在管線中流動(dòng)的冷凍劑的熱量的再冷卻熱交換器和與再冷卻加熱交換器流體連通的把轉(zhuǎn)移的那部分冷凍劑泵送到該管線的再冷卻泵組成的再冷卻單元。在一個(gè)實(shí)施方案中，再冷卻熱交換器包括與該管線和再冷卻單元流體連通的共軸冷凝單元。在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移到再冷卻單元的那部分冷凍劑少于流過(guò)該管線的液體冷凍劑的5%。在特定的實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移到再冷卻單元的那部分冷凍劑是流過(guò)該管線的液體冷凍劑的大約2%。該系統(tǒng)可能包括與該管線流體連通適合把冷凍劑從實(shí)質(zhì)上的蒸發(fā)狀態(tài)冷卻到實(shí)質(zhì)上的液態(tài)的冷凝單元和借助該管線與冷凝單元流體連通適合泵送液態(tài)冷凍劑的主泵。該系統(tǒng)可能進(jìn)一步包括控制該冷卻系統(tǒng)操作的控制器。該控制器控制從把冷凝單元與主泵連接起來(lái)的管線轉(zhuǎn)移的那部分冷凍劑。本專(zhuān)利技術(shù)的另一方面是關(guān)于一種用來(lái)冷卻介質(zhì)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有冷凍劑在其中流動(dòng)的管線和通過(guò)使一部分冷凍劑從該管線轉(zhuǎn)移并用那部分轉(zhuǎn)移的冷凍劑吸收來(lái)自流過(guò)該管線的冷凍劑的熱量的裝置。在一些實(shí)施方案中，用來(lái)冷卻流過(guò)管線的冷凍劑的裝置包括與該管線流體連通的再冷卻單元，該再冷卻單元接收從該管線轉(zhuǎn)移的那部分冷凍劑。該再冷卻單元包括與該管線流體連通的再冷卻膨脹裝置，與再冷卻膨脹裝置流體連通吸收來(lái)自在管線中流動(dòng)的冷凍劑的熱量的再冷卻熱交換器和與再冷卻加熱交換器流體連通把那部分轉(zhuǎn)移的冷凍劑泵送到該管線的再冷卻泵。該再冷卻熱交換器包括與該管線和再冷卻單元流體連通的共軸冷凝單元。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括與管線流體連通適合把冷凍劑從實(shí)質(zhì)上蒸發(fā)狀態(tài)冷卻到實(shí)質(zhì)上液態(tài)的冷凝單元和經(jīng)由該管線與冷凝單元流體連通適合泵送液態(tài)冷凍劑的主泵。該系統(tǒng)可能進(jìn)一步包括控制冷卻系統(tǒng)操作的控制器，其中所述控制器控制從把冷凝單元與主泵連接起來(lái)的管線轉(zhuǎn)移的那部分冷凍劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移到再冷卻單元的那部分冷凍劑少于流過(guò)該管線的液體冷凍劑的5%。在一些實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移到再冷卻單元的那部分冷凍劑是流過(guò)該管線的液體冷凍劑的大約2%。本專(zhuān)利技術(shù)的進(jìn)一步的方面是關(guān)于冷卻管線內(nèi)冷凍劑的方法。該方法包括使一部分流過(guò)管線的冷凍劑轉(zhuǎn)移到再冷卻單元和用那部分轉(zhuǎn)移到再冷卻單元的冷凍劑吸收來(lái)自流過(guò)該管線的冷凍劑的熱量。該方法的實(shí)施方案可能進(jìn)一步包括把那部分冷凍劑泵送回管線。在一個(gè)實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移到再冷卻單元的那部分冷凍劑少于流過(guò)該管線的冷凍劑的5%。在一些實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移到再冷卻單元的那部分冷凍劑是流過(guò)管線的冷凍劑的大約2%。本專(zhuān)利技術(shù)的又一方面指向包括適合把冷凍劑從實(shí)質(zhì)上的蒸發(fā)狀態(tài)冷卻到實(shí)質(zhì)上液態(tài)的冷凝單元的冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括與冷凝單元流體連通適合泵送冷凍劑的主泵和與冷凝單元流體連通的再冷卻單元。該再冷卻單元接收一部分冷凍劑從冷凝單元轉(zhuǎn)移到主泵以便冷卻從冷凝單元流向主泵的冷凍劑。本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方案可能包括由與冷凝單元流體連通的組成一個(gè)再冷卻膨脹裝置、與再冷卻膨脹裝置流體連通適合吸收來(lái)自從冷凝單元流向主泵的冷凍劑的熱量的再冷卻熱交換器和與再冷卻加熱交換器和冷凝單元流體連通適合把轉(zhuǎn)移的冷凍劑泵送回冷凝單元的再冷卻泵的再冷卻單元。再冷卻熱交換器包括與冷凝單元和再冷卻單元流體連通的共軸冷凝單元。該系統(tǒng)可能進(jìn)一步包括控制冷卻系統(tǒng)操作的控制器，該控制器控制從冷凝單元向主泵轉(zhuǎn)移的那部分冷凍劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，那部分轉(zhuǎn)移去再冷卻單元的冷凍劑少于從冷凝單元流向主泵的液體冷凍劑的5%。在特定的實(shí)施方案中，那部分轉(zhuǎn)移去再冷卻單元的冷凍劑是從冷凝單元流向主泵的液體冷凍劑的大約2 %。在研究下列的附圖、具體實(shí)施方法和權(quán)利要求書(shū)之后將更全面地了解本專(zhuān)利技術(shù)。附圖說(shuō)明為了較好地理解本專(zhuān)利技術(shù)，參考在此通過(guò)引證被并入的附圖，其中圖1是用來(lái)冷卻機(jī)箱或支架的有依照本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方案用來(lái)冷卻從冷凝單元流向泵的冷凍劑的再冷卻單元的系統(tǒng)的示意圖；而圖2是依照本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方案用來(lái)再冷卻某冷卻系統(tǒng)的冷凍劑的方法的流程圖。具體實(shí)施例方式僅僅為了舉例說(shuō)明，但不限制普適性，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種在系統(tǒng)中冷卻冷凍劑的方法，該方法包括：將實(shí)質(zhì)上的蒸發(fā)狀態(tài)的冷凍劑遞送到冷凝單元；把冷凍劑從實(shí)質(zhì)上的蒸發(fā)狀態(tài)冷卻到實(shí)質(zhì)上的液態(tài)；將實(shí)質(zhì)上的液態(tài)的冷凍劑遞送到管線內(nèi)的泵；使流經(jīng)管線的冷凍劑的一部分從所述的泵中轉(zhuǎn)移到再冷卻單元，其中再冷卻單元包括再冷卻膨脹裝置和再冷卻加熱交換器；用轉(zhuǎn)移到具有再冷卻加熱交換器的再冷卻單元的那部分蒸發(fā)的冷凍劑吸收來(lái)自流過(guò)管線的冷凍劑的熱量；以及通過(guò)蒸汽泵將被轉(zhuǎn)移的蒸發(fā)的冷凍劑送回到冷凝單元。

【技術(shù)特征摘要】
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：小J·H·比恩，J·M·洛馬斯，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：美國(guó)能量變換公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：