用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的基于集成建筑的空氣處理器的制造方法
【專利摘要】公開了空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)，包括地面、多個(gè)側(cè)壁、房頂和位于房頂或至少一個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口。側(cè)壁包括彼此相對(duì)、具有按比例確定的不同的各自高度的下側(cè)壁和上側(cè)壁。房頂具有與下側(cè)壁和上側(cè)壁相關(guān)的比率一致的傾斜度。建筑結(jié)構(gòu)的形狀允許建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣通過自然對(duì)流升高。此外，沿第一方向界定在下側(cè)壁和上側(cè)壁之間的第一尺寸與沿垂直于第一方向的第二方向上的第二尺寸相關(guān)聯(lián)，使得建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)由下側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口向室外自然空氣提供通道。
【專利說明】用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的基于集成建筑的空氣處理器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)是于2009年7月9日提交的、題為“ INTEGRATED BULDING BASED AIRHANDLER FOR SERVER FARM COOLING SYSTEM” 的美國專利申請(qǐng) N0.12/500, 520 的部分連續(xù)(CIP)并主張其優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般涉及冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)(諸如網(wǎng)絡(luò)電子郵件、網(wǎng)絡(luò)搜索、網(wǎng)站托管和網(wǎng)絡(luò)視頻共享等)的快速增長對(duì)來自數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器的計(jì)算和存儲(chǔ)功率提出了越來越高的要求。隨著服務(wù)器性能不斷改善，雖然努力對(duì)集成電路進(jìn)行低功率設(shè)計(jì)，服務(wù)器的能耗還在不斷增加。例如，一個(gè)最廣泛使用的服務(wù)器處理器(AMD的Opteron處理器)以高達(dá)95瓦特運(yùn)行。Intel的Xeon服務(wù)器處理器在110至165瓦特之間運(yùn)行。然而，處理器僅是服務(wù)器的一部分；服務(wù)器中的其它部分(諸如存儲(chǔ)裝置等)消耗額外的功率。
[0005]服務(wù)器通常放置在數(shù)據(jù)中心的機(jī)架上。機(jī)架具有多種物理構(gòu)造。一般的機(jī)架構(gòu)造包括安裝軌道，在機(jī)架內(nèi)，設(shè)備的多個(gè)單元(諸如刀片式服務(wù)器等)安裝到導(dǎo)軌并豎直地堆疊在機(jī)架內(nèi)。一種最廣泛使用的19英寸機(jī)架是用于安裝設(shè)備(諸如IU或者2U的服務(wù)器等)的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)。該類型機(jī)架上的一個(gè)機(jī)架單元通常為1.75英寸高、19英寸寬。能夠安裝在一個(gè)機(jī)架單元中的機(jī)架安裝單元通常指定為IU服務(wù)器。在數(shù)據(jù)中心中，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架常常密集地組裝有服務(wù)器、存儲(chǔ)裝置、開關(guān)和/或電子通信設(shè)備。在機(jī)架安裝單元內(nèi)可以安裝一個(gè)或多個(gè)制冷風(fēng)扇以冷卻該單元。在一些數(shù)據(jù)中心中，使用無風(fēng)扇機(jī)架安裝單元以增加密度并減小噪聲。
[0006]機(jī)架安裝單元可以包括服務(wù)器、存儲(chǔ)裝置和通信裝置。大多數(shù)機(jī)架安裝單元具有相對(duì)寬范圍的容許操作溫度和濕度要求。例如，惠普(HP)Proliant DL365G5四核Hpteron處理器服務(wù)器型號(hào)的系統(tǒng)操作溫度范圍在50 T和95 T之間；相同型號(hào)的系統(tǒng)操作濕度范圍在10%和90%的相對(duì)濕度之間。NetApp FAS6000系列文件存儲(chǔ)器系統(tǒng)操作溫度范圍為50 °卩和105 °F之間；相同型號(hào)的系統(tǒng)操作濕度范圍為20%到80%的相對(duì)濕度之間。在一年的特定時(shí)期，全球的很多地方(諸如美國的東北和西北部的部分地區(qū)等)的自然冷卻空氣可以適于冷卻服務(wù)器(諸如HP Proliant服務(wù)器等)和NetApp文件存儲(chǔ)器。
[0007]密集地堆疊有由Opteron或Xeon處理器作為核心的機(jī)架的能耗可以在7，000和15，000瓦特之間。由此，服務(wù)器機(jī)架可以產(chǎn)生非常集中的熱載荷。機(jī)架中的服務(wù)器所散發(fā)的熱量排放到數(shù)據(jù)中心房中。因?yàn)闄C(jī)架依靠周圍的空氣進(jìn)行冷卻，所以由密集組裝的機(jī)架所共同產(chǎn)生的熱量對(duì)安裝在機(jī)架中的設(shè)備的性能和可靠性產(chǎn)生不利影響。因此，供熱、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)通常是對(duì)高效的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要部分。
[0008]一般的數(shù)據(jù)中心消耗10到40兆瓦的功率。主要的能量消耗在服務(wù)器和HVAC系統(tǒng)的操作之間分配。估計(jì)HVAC系統(tǒng)占到數(shù)據(jù)中心中所用功率的25到40百分比之間。對(duì)于消耗40兆瓦功率的數(shù)據(jù)中心，HVAC系統(tǒng)可能消耗10到16兆瓦的功率。可以通過利用減小能量使用的有效的冷卻系統(tǒng)和方法來實(shí)現(xiàn)成本的顯著減少。例如，將HVAC系統(tǒng)的能耗從占數(shù)據(jù)中心中所用功率的25%減小到10%帶來了 6兆瓦的功率節(jié)省，足以為數(shù)千住宅小區(qū)供電。用于冷卻數(shù)據(jù)中心中服務(wù)器的功率的百分?jǐn)?shù)被稱為用于數(shù)據(jù)中心的冷卻成本效率。改善用于數(shù)據(jù)中心的冷卻成本效率是對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行有效設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目標(biāo)。例如，對(duì)于40兆瓦的數(shù)據(jù)中心，假定每月運(yùn)行730小時(shí)，每千瓦時(shí)$0.05，每月的電力成本為約$1，460, 000。將冷卻成本效率從25%改善到10%帶來每月$219，000或每年$2，630，000的節(jié)省。
[0009]在數(shù)據(jù)中心房中，服務(wù)器機(jī)架通常成行布置，在兩行之間設(shè)置有交替的冷熱通道。所有服務(wù)器安裝在機(jī)架內(nèi)以形成從前到后的氣流模式:從位于機(jī)架前方的冷排中吸入經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣，并通過機(jī)架后方的熱排排放熱量。升高的地板房設(shè)計(jì)通常用于容納地下空氣分配系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，沿冷通道經(jīng)由升高的地板中的通風(fēng)口來供應(yīng)冷空氣。
[0010]有效冷卻數(shù)據(jù)中心的因素在于管理數(shù)據(jù)中心內(nèi)的氣流和循環(huán)。機(jī)房空調(diào)(CRAC)單元通過機(jī)架之間的包括通風(fēng)口的地板磚供應(yīng)冷空氣。除服務(wù)器外，CRAC單元也消耗顯著量的功率。一個(gè)CRAC單元可能具有多達(dá)三個(gè)5馬力的電機(jī)，并且冷卻數(shù)據(jù)中心可能需要多達(dá)150個(gè)CRAC單元。CRAC單元共同消耗數(shù)據(jù)中心中顯著量的功率。例如，在具有冷熱排構(gòu)造的數(shù)據(jù)中心房中，來自熱排的熱空氣從熱排中逸出并循環(huán)到CRAC單元。CRAC單元將這些空氣冷卻。由CRAC單元的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇向由升高的底層地板所界定的地下氣室供應(yīng)冷空氣。通過將冷卻空氣吸入地下氣室所形成的壓力驅(qū)動(dòng)冷卻空氣向上通過底層地板中的通氣口，同時(shí)將冷卻空氣供應(yīng)給服務(wù)器機(jī)架所面對(duì)的冷通道。為了獲得足夠的空氣流率，可以在一般的數(shù)據(jù)中心房中安裝數(shù)百個(gè)強(qiáng)勁的CRAC單元。然而，因?yàn)镃RAC —般安裝在數(shù)據(jù)中心房的角落，所以不利地影響了它們有效地增加空氣流率的能力。建造升高的地板的成本一般較高，并且由于數(shù)據(jù)中心房內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)效率低，所以冷卻效率一般較低。此外，在數(shù)據(jù)中心的整個(gè)設(shè)計(jì)和構(gòu)建中，地板通風(fēng)口的位置需要詳細(xì)地規(guī)劃以防止供應(yīng)空氣的短路。移除地板磚來修理熱點(diǎn)會(huì)弓I起整個(gè)系統(tǒng)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明涉及冷卻系統(tǒng)。
[0012]在一個(gè)示例中，公開了空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)，其包括地面、多個(gè)側(cè)壁、房頂和位于房頂或至少一個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口。側(cè)壁包括彼此相對(duì)、具有按比例確定的不同的各自高度的下側(cè)壁和上側(cè)壁。房頂具有與下側(cè)壁和上側(cè)壁相關(guān)的比例一致的斜度。建筑結(jié)構(gòu)的形狀允許建構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空氣在自然對(duì)流的作用下升高。此外，沿第一方向界定在下側(cè)壁和上側(cè)壁之間的第一尺寸與沿垂直于第一方向的第二方向的第二尺寸相關(guān)聯(lián)，使得建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)由下側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口向室外自然空氣提供通道。
[0013]在另一個(gè)示例中，公開了服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，其包括第一空間和第二空間，其中，第一空間由地面、一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁和天花板界定，并且具有安裝在其中的多個(gè)服務(wù)器，第二空間由天花板和房頂界定。一個(gè)或多個(gè)開口位于天花板、房頂和一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁的至少一者中的至少一者上。服務(wù)器冷卻系統(tǒng)還包括與第一側(cè)壁耦合并且可操作以允許室外自然空氣進(jìn)入的進(jìn)氣口，與進(jìn)氣口耦合以吸取室外自然空氣并將空氣提供給第一空間的一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元，和與第二側(cè)壁耦合并且可操作以允許第二空間中的空氣排出的出氣口。月艮務(wù)器冷卻系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)配置成按照在第一空間內(nèi)部和外部測量的溫度控制一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元，以將空氣提供給第一空間。
[0014]在又一示例中，公開了服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，其包括由地面、多個(gè)側(cè)壁和天花板界定的第一空間，和由天花板和按照斜度建造的斜頂界定的第二空間。一個(gè)或多個(gè)開口位于房頂、天花板和至少一個(gè)側(cè)壁中的至少一者上，該開口使得室外自然空氣進(jìn)入第一空間并且使第二空間中的空氣通過自然對(duì)流排出。服務(wù)器冷卻系統(tǒng)還包括在第一空間內(nèi)部的內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間基本封閉并接合天花板；以及機(jī)架，該機(jī)架以基本密封的方式接合到內(nèi)部空間，并且具有安裝在其上的多個(gè)機(jī)架安裝服務(wù)器。機(jī)架安裝服務(wù)器的各個(gè)前表面與第一空間交界，機(jī)架安裝服務(wù)器的各個(gè)后表面與內(nèi)部空間交界。每個(gè)機(jī)架安裝服務(wù)器包括一個(gè)或多個(gè)安裝在其中的風(fēng)扇，該風(fēng)扇可操作以將空氣從第一空間吸取通過它的前表面并且將熱空氣通過它的后表面排放到內(nèi)部空間。
[0015]在又一示例中，公開了空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)，其包括地面、多個(gè)側(cè)壁、頂部、突起部分和位于頂部、至少一個(gè)側(cè)壁和突起部分中的至少一者上的一個(gè)或多個(gè)開口。頂部具有相對(duì)的側(cè)面，每個(gè)側(cè)面都具有斜度。突起部分在頂部以上延伸。此外，建筑結(jié)構(gòu)的形狀允許室外自然空氣在自然對(duì)流的作用下，通過至少一個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)入，并且通過頂部和突起部分中的至少一者上的一個(gè)或多個(gè)開口排出。
[0016]以下的詳細(xì)說明與附圖一起將對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的本質(zhì)和優(yōu)勢(shì)提供更好的理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是示出示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖；
[0018]圖2是示出示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖，其中，該服務(wù)器冷卻系統(tǒng)包括閣樓空間；
[0019]圖3是示出示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖，其中，空氣在該示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)內(nèi)再循環(huán)；
[0020]圖4是示出具有熱排圍墻和冷排圍墻的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖；
[0021]圖5是示出具有熱排圍墻和冷排圍墻的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖，其中，空氣在該冷卻服務(wù)器系統(tǒng)內(nèi)再循環(huán)；
[0022]圖6是示出具有單斜頂?shù)氖纠?wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖；
[0023]圖7是示出具有單斜頂?shù)氖纠?wù)器冷卻系統(tǒng)的俯視圖的視圖；
[0024]圖8是示出具有人字頂?shù)氖纠?wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖；
[0025]圖9是示出具有空氣混合室的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖；
[0026]圖1OA和IOB是示出示例空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)的視圖；
[0027]圖11是示出示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖；
[0028]圖12是示出另一個(gè)示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的視圖；
[0029]圖13示出空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例的截面圖；
[0030]圖14示出又一個(gè)示例空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)的截面圖。
【具體實(shí)施方式】[0031]結(jié)合旨在作為示例性示例而非對(duì)范圍進(jìn)行限制的設(shè)備、方法和系統(tǒng)對(duì)以下示例實(shí)施例及其方面進(jìn)行描述和說明。
[0032]圖1示出示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括側(cè)壁100、地面102、房頂104、圍墻106和服務(wù)器機(jī)架108。側(cè)壁100、地面102和房頂104界定內(nèi)部空間118。地面102可以是也可以不是升高的底層地板。房頂104上可以具有閥開口 110并且側(cè)壁100上可以具有閥開口 114。閥開口可以連接到可操作的以選擇性地打開或關(guān)閉各個(gè)閥開口的控制系統(tǒng)。圍墻106可以具有框架、面板、門和服務(wù)器機(jī)架端口。服務(wù)器機(jī)架端口是圍墻106中的開口，可以連接到一個(gè)或者多個(gè)服務(wù)器機(jī)架108。圍墻106可以由各種形成殼體的材料(諸如鋼、復(fù)合材料或者碳材料等)制成，該殼體界定與內(nèi)側(cè)空間118基本密封的內(nèi)部空間116。圍墻106包括至少一個(gè)服務(wù)器機(jī)架口，其允許安裝在服務(wù)器機(jī)架108內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元與內(nèi)部空間116相通。在一個(gè)實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架端口是構(gòu)造成與服務(wù)器機(jī)架108的外部輪廓基本一致并容納機(jī)架服務(wù)器108的開口。服務(wù)器機(jī)架端口的一個(gè)或多個(gè)邊緣可以包括接觸服務(wù)器機(jī)架108并且形成基本密封的界面的墊圈或其它組件。服務(wù)器機(jī)架108可以通過服務(wù)器機(jī)架端口以基本密封的方式可移除地連接到圍墻106上。在一些實(shí)施例中，在服務(wù)器機(jī)架108中安裝一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元，使得機(jī)架安裝單元的各自的前表面與內(nèi)側(cè)空間118交界，并且使得機(jī)架安裝單元的各自的后表面與圍墻106界定的內(nèi)部空間116交界。示例機(jī)架安裝單元可以是刀片式服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)陣列或其它功能裝置。從安裝在服務(wù)器機(jī)架108中的機(jī)架安裝單元通過的從前至后的氣流從內(nèi)側(cè)空間118吸取冷空氣并將熱空氣排放到內(nèi)部空間116。
[0033]圍墻106可以通過圍墻的頂側(cè)的連接器112連接到房頂104上的閥開口 110。在一些實(shí)施例中，連接器112可以由金屬管制成。在其它的實(shí)施例中，連接器112可以由柔軟且有彈性的材料制成，使得圍墻可以可移除地連接到閥開口 110。在一些實(shí)施例中，圍墻106可以直接安裝到地面102上。在其它實(shí)施例中，圍墻106可以在底側(cè)具有輪子并且可以在數(shù)據(jù)中心中容易地四處移動(dòng)。
[0034]在一些實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架108可以稀疏地組裝有服務(wù)器和其它設(shè)備。因?yàn)榉?wù)器和其它設(shè)備豎直地堆疊在機(jī)架內(nèi)，這樣的空缺可能形成相對(duì)內(nèi)部空間116的開口間隙?？諝饪赡軓膬?nèi)部空間116通過開放式間隙泄露。為了防止空氣泄露，可以由安裝到服務(wù)器機(jī)架108上的面板阻擋間隙來防止空氣通過間隙逸出并進(jìn)入圍墻106。
[0035]在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元122可以將外部冷空氣吸入內(nèi)側(cè)空間118內(nèi)。冷空氣通過側(cè)壁100上的閥開口 114進(jìn)入服務(wù)器冷卻系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇通過一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元的前表面吸取冷空氣，并將熱空氣通過一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元的后表面排放到內(nèi)部空間116。熱空氣經(jīng)過連接器112并通過房頂110上的閥開口 110離開內(nèi)部空間116。在一些實(shí)施例中，安裝在機(jī)架安裝單元內(nèi)部的冷卻風(fēng)扇從內(nèi)側(cè)空間118中吸取冷空氣并將熱空氣排放到內(nèi)部空間116，其中機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架108內(nèi)；在一個(gè)應(yīng)用中，不需要額外的空氣處理單元來冷卻器架安裝單元。在無風(fēng)扇機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架108內(nèi)的其它實(shí)施例中，可以在機(jī)架108的一側(cè)安裝一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇，以將空氣從內(nèi)側(cè)空間118通過機(jī)架安裝單元吸取到內(nèi)部單元116來冷卻安裝在機(jī)架108內(nèi)的機(jī)架安裝單
J Li ο
[0036]在一些實(shí)施例中，在圍墻116上具有閥開口 120?？刂葡到y(tǒng)可操作地連接到閥開口 120、房頂104上的閥開口 110和側(cè)墻100上的閥開口 114?？刂葡到y(tǒng)是可操作的，以基于在外側(cè)和內(nèi)側(cè)空間118內(nèi)觀察到的溫度選擇性地啟動(dòng)每個(gè)閥開口以獲得一個(gè)或多個(gè)期望的氣流。當(dāng)內(nèi)側(cè)空間118外部的空氣不適于被引入內(nèi)側(cè)空間118時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉閥開口 110和114并打開閥開口 120。為了冷卻內(nèi)側(cè)空間118內(nèi)的冷空氣，可以使用一個(gè)或多個(gè)冷卻單元。在一些實(shí)施例中，冷卻單元可以是蒸發(fā)冷卻器，該冷卻器是通過簡單的水分蒸發(fā)來冷卻空氣的裝置。與制冷或吸收式空調(diào)相比，蒸發(fā)冷卻可能更能量效率。從內(nèi)側(cè)空間118通過機(jī)架安裝單元吸取冷空氣并且將熱空氣排放到由圍墻106所界定的內(nèi)部空間116。圍墻106內(nèi)的熱空氣通過閥開口 120釋放到內(nèi)側(cè)單元118。在一些實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇將熱空氣釋放到圍墻106外。
[0037]在其它實(shí)施例中，當(dāng)室外空氣引入內(nèi)側(cè)空間118時(shí)，可以使用一個(gè)或多個(gè)冷卻單元。控制系統(tǒng)可以同時(shí)打開閥開口 110、114和120。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可以緊靠閥開口 114使用，使得室外空氣可以在引入內(nèi)側(cè)空間118的同時(shí)冷卻。
[0038]在又一實(shí)施例中，當(dāng)外側(cè)和內(nèi)側(cè)空間之間的溫度差值達(dá)到一定的可配置閾值時(shí)，控制系統(tǒng)可以打開閥開口 110，并且關(guān)閉閥開口 114和120。在其它實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以關(guān)閉閥開口 110，并打開閥開口 114和120。為冷卻內(nèi)側(cè)空間120中的空氣，可以將一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)冷卻單元放置在內(nèi)側(cè)空間120來提供冷卻。
[0039]在一些實(shí)施例中，房頂104包括可以易于制造并安裝的單斜頂。在其它實(shí)施例中，可以使用其它類型的房頂結(jié)構(gòu)(諸如人字頂?shù)?。側(cè)壁100、地面102和房頂104可以在工廠中預(yù)先制造并在要建造數(shù)據(jù)中心的建筑現(xiàn)場組裝。預(yù)先制造單元可以顯著降低建造數(shù)據(jù)中心的成本。用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的基于集成建筑的空氣處理器的一個(gè)成本優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)預(yù)先制造部分以及預(yù)先制造部分易于在數(shù)據(jù)中心安裝所帶來的便利和低成本。
[0040]在一些實(shí)施例中，圖1所不的用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的基于集成建筑的空氣處理器避免了對(duì)升高的地板、CRAC單元和水冷卻器的需要。冷卻系統(tǒng)的大部分可以預(yù)先制造并易于組裝?？梢允褂米匀焕淇諝鈦砝鋮s服務(wù)器。安裝在服務(wù)器內(nèi)部的冷卻風(fēng)扇可以提供所需的氣流以抽吸冷空氣來冷卻服務(wù)器；可以不在需要CRAC單元和升高的底層地板。有效的蒸發(fā)冷卻器可以取代安裝和操作成本高的水冷卻器。總體來說，本文所述的冷卻系統(tǒng)可以顯著降低建造成本以及服務(wù)器群調(diào)度的電力和水消耗。
[0041]圖2示出另一個(gè)示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括側(cè)壁200、地面202、房頂204、圍墻206、服務(wù)器機(jī)架208和天花板210。圖2中的示例冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)類似于圖1的示例冷卻系統(tǒng)，不同的是天花板210和地面204界定了閣樓空間220。側(cè)壁200、地面202和天花板210界定內(nèi)側(cè)空間218。一個(gè)或多個(gè)閥開口 222與天花板210耦合。房頂204上可以具有閥開口 224并且側(cè)壁200上可以具有閥開口 214。圍墻206通過連接器212可操作地連接到天花板空間220。
[0042]在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元226可以將外部冷空氣吸入到內(nèi)側(cè)空間218內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇通過安裝在機(jī)架208內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元的前表面吸取冷卻空氣，并將熱空氣通過機(jī)架安裝單元的后表面排放到內(nèi)部空間216。熱空氣經(jīng)過連接器212并進(jìn)入閣樓空間220。在一些實(shí)施例中，安裝在機(jī)架安裝單元內(nèi)的冷卻風(fēng)扇將冷空氣吸取到內(nèi)部空間216而無需額外的空氣處理單元，該機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架208內(nèi)。在無風(fēng)扇機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架208內(nèi)的其它實(shí)施例中，可以在機(jī)架208的一側(cè)安裝一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇以將空氣從內(nèi)側(cè)空間吸取到內(nèi)部空間216以冷卻安裝在服務(wù)器機(jī)架208中的機(jī)架安裝單元。熱空氣上升到閣樓空間220并且通過閥開口 224釋放到冷卻系統(tǒng)外。
[0043]圖3示出另一個(gè)示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括側(cè)壁300、地面303、房頂304、圍墻306、服務(wù)器機(jī)架308和天花板310。側(cè)壁300、地面303和天花板310界定內(nèi)側(cè)空間318。房頂304和天花板310界定天花板空間330。一個(gè)或多個(gè)閥開口 322與天花板310耦合。房頂304可以具有閥開口 324并且側(cè)壁300可以具有閥開口 314。圍墻306通過連接器可操作地連接到閣樓空間320。圖3的示例冷卻系統(tǒng)類似于圖2的示例冷卻系統(tǒng)，不同的是室外空氣可以不被引入到內(nèi)部空間318，并且在一些時(shí)間點(diǎn)，閣樓空間330內(nèi)的熱空氣可以不釋放到示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的外部；相反，熱空氣可以按照需要混合到內(nèi)側(cè)空間318中以維持期望的操作溫度。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，閥開口 322、324和314連接到控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是可操作的，以基于在內(nèi)側(cè)空間318內(nèi)部和外部觀察到的溫度選擇性地啟動(dòng)各個(gè)閥開口。當(dāng)室外空氣不適于被引入到內(nèi)側(cè)空間318時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉閥開口 314和324，并且打開閥開口 322。為了冷卻內(nèi)側(cè)空間318內(nèi)的空氣，可以使用一個(gè)或多個(gè)冷卻單元。在一些實(shí)施例中，冷卻單元可以是蒸發(fā)冷卻器。從內(nèi)側(cè)空間318通過機(jī)架安裝單元吸取冷空氣并且將熱空氣排放到由圍墻界定的內(nèi)部空間316。圍墻306內(nèi)的熱空氣通過連接器312釋放到閣樓空間320并且通過與天花板310耦合的閥開口 322再循環(huán)到內(nèi)側(cè)空間318。在一些實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇將圍墻306外的熱空氣釋放到天花板空間320和/或?qū)⒅辽僖恍峥諝庠傺h(huán)到內(nèi)側(cè)空間318中。
[0045]在其它實(shí)施例中，在室外空氣引入到內(nèi)側(cè)空間318時(shí)可以使用一個(gè)或多個(gè)冷卻單元。控制系統(tǒng)可以同時(shí)打開閥開口 314、322和324或者在選定的時(shí)間分別打開。蒸發(fā)冷卻單元可以緊靠閥開口 314使用，使得室外空氣可以在引入到內(nèi)側(cè)空間318的同時(shí)冷卻。
[0046]在又一實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以打開閥開口 314和322，并且關(guān)閉閥開口 324。蒸發(fā)冷卻單元可以緊靠閥開口 314和/或閥開口 322使用以在內(nèi)側(cè)空間318中提供有效的冷卻。在其它實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以關(guān)閉閥開口 314，并且打開閥開口 322和324。在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以關(guān)閉閥開口 314和322，并且打開閥開口 324?？刂葡到y(tǒng)檢測內(nèi)側(cè)空間318內(nèi)、閣樓空間320內(nèi)的溫度和外部的溫度。當(dāng)觀察到的三個(gè)溫度之間的差值達(dá)到一個(gè)或多個(gè)可配置的閾值時(shí)，控制系統(tǒng)可以選擇性地打開或者關(guān)閉各個(gè)閥開口。
[0047]圖4示出另一個(gè)示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括側(cè)壁400、地面402、房頂404、熱排圍墻406、服務(wù)器機(jī)架408、冷排圍墻410和天花板424。圖4中的示例冷卻系統(tǒng)類似于圖3的示例冷卻系統(tǒng)，不同的是可以使用一個(gè)或多個(gè)冷排圍墻以便為安裝在機(jī)架408內(nèi)的服務(wù)器提供有效的冷卻。
[0048]側(cè)壁400、地面402和天花板424界定了內(nèi)側(cè)空間418。天花板424和房頂404界定了閣樓空間420。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)閥開口 426可以耦合到天花板424。在一些其它實(shí)施例中，熱排圍墻406包括至少一個(gè)允許一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元與熱排內(nèi)部空間416交界的服務(wù)器機(jī)架端口。冷排圍墻410也包括至少一個(gè)允許一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元與冷排內(nèi)部空間422交界的服務(wù)器機(jī)架端口。服務(wù)器機(jī)架408可以通過服務(wù)器機(jī)架端口以基本密封的方式可移除地連接到熱排圍墻406。在一些實(shí)施例中，機(jī)架安裝單元安裝在服務(wù)器機(jī)架408內(nèi)，使得機(jī)架安裝單元的各個(gè)前表面與冷排內(nèi)部空間422交界，并且使得機(jī)架安裝單元的各個(gè)后表面與熱排內(nèi)部空間416交界。在一些實(shí)施例中，熱排圍墻406可以通過連接器可操作地連接到閣樓空間420。在一些其它實(shí)施例中，冷排圍墻可以包括風(fēng)扇單元以通過安裝在機(jī)架408上的機(jī)架安裝單元的前表面從冷排內(nèi)部空間422中吸取空氣，從而冷卻器架安裝單元；熱空氣通過機(jī)架安裝單元的后表面排放到熱排內(nèi)部空間416。
[0049]在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元432可以將外部冷空氣吸入到內(nèi)側(cè)空間418。冷空氣通過側(cè)壁400上的閥開口 414進(jìn)入服務(wù)器冷卻系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇430通過冷排圍墻410上的一個(gè)或多個(gè)開口將冷空氣從內(nèi)側(cè)空間418吸取到冷排內(nèi)部空間422。在一些實(shí)施例中，每個(gè)冷卻行圍墻410可以是可操作的，以選擇性地連接到閥開口 414，使得外部冷空氣可被吸入到冷排內(nèi)部圍墻422。在一些其它實(shí)施例中，安裝在機(jī)架安裝單元內(nèi)的冷卻風(fēng)扇從冷排內(nèi)部空間422中吸取冷空氣。冷空氣流過安裝在機(jī)架408上的一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元的前表面，并且熱空氣通過一個(gè)或機(jī)架安裝單元的后表面排放到熱排內(nèi)部空間416。熱空氣經(jīng)過連接器412并進(jìn)入閣樓空間420。在一些實(shí)施例中，閣樓空間420內(nèi)的熱空氣可以通過閥開口 428釋放到冷卻系統(tǒng)的外部。
[0050]在無風(fēng)扇機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架408中的一些實(shí)施例中，可以將一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇安裝在機(jī)架408的一側(cè)以將空氣從內(nèi)側(cè)空間418吸取到內(nèi)部空間416，從而冷卻安裝在機(jī)架408內(nèi)的機(jī)架安裝單元。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇422可以為要從冷排內(nèi)部空間422流向熱排內(nèi)部空間416的冷空氣提供所需的能量。
[0051]圖5示出另一個(gè)示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括側(cè)壁500、地面502、房頂504、熱排圍墻506、服務(wù)器機(jī)架508、冷排圍墻510和天花板524。側(cè)壁500、地面502和天花板524界定了內(nèi)側(cè)空間518。天花板524和房頂504界定了閣樓空間520。圖5的示例冷卻系統(tǒng)類似于圖4的示例冷卻系統(tǒng)，不同的是室外空氣可以不被引入到內(nèi)側(cè)空間518并且閣樓空間520中的熱空氣可以不被釋放到示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的外部。
[0052]在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)閥開口 526可以與天花板524耦合。閥開口 514、528和526可以可操作地連接到控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是可操作的，以基于內(nèi)側(cè)空間518和/或閣樓空間520內(nèi)部和外部觀察到的溫度選擇性地啟動(dòng)各個(gè)閥開口。當(dāng)室外空氣不適于被引入到內(nèi)側(cè)空間518時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉閥開口 514和528，并且打開閥開口 526。為冷卻內(nèi)側(cè)空間518內(nèi)的空氣，可以使用一個(gè)或多個(gè)冷卻單元532。在一些實(shí)施例中，冷卻單元532可以是蒸發(fā)冷卻器。冷卻空氣從內(nèi)側(cè)空間518吸取到冷排內(nèi)部空間522。在一些實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇530以將冷卻空氣吸入到冷排圍墻510內(nèi)。從冷排內(nèi)部空間522通過安裝在機(jī)架508內(nèi)的機(jī)架安裝單元吸取冷卻空氣；熱空氣排放到由圍墻506界定的熱排內(nèi)部空間516。熱空氣通過連接器512進(jìn)入閣樓空間520并且通過與天花板524耦合的閥開口526再循環(huán)到內(nèi)側(cè)空間518。在一些實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇以將圍墻506外部的熱空氣釋放到閣樓空間520并且再循環(huán)到內(nèi)側(cè)空間518。
[0053]圖6示出示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的三維視圖，該系統(tǒng)包括側(cè)壁600、地面602、房頂604、圍墻606、服務(wù)器機(jī)架608和天花板610。側(cè)壁600、地面602和天花板610界定了內(nèi)側(cè)空間618。房頂604和天花板610界定了閣樓空間620。圍墻606界定了內(nèi)部空間616。一個(gè)或多個(gè)閥開口 622耦合到天花板610。房頂604上可以具有閥開口 624并且側(cè)壁600上可以具有閥開口 614。圍墻606通過連接器612可操作地連接到閣樓空間620。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架608內(nèi)，使得機(jī)架安裝單元的各個(gè)前表面與內(nèi)側(cè)空間618交界，并且使得機(jī)架安裝單元的各個(gè)后表面與內(nèi)部空間616交界。在一些實(shí)施例中，可以通過閥開口 614將室外空氣吸入到內(nèi)側(cè)空間618。安裝在機(jī)架安裝單元內(nèi)部的冷卻風(fēng)扇從內(nèi)側(cè)空間吸取冷空氣，機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架608內(nèi)；熱空氣排放到內(nèi)部空間616并且通過連接器612進(jìn)入閣樓空間620。在無風(fēng)扇機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架608內(nèi)的其它實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇將冷卻空氣從內(nèi)側(cè)空間618吸取到內(nèi)部空間616。在一些實(shí)施例中，可以使用空氣處理單元626將外部的冷卻空氣通過閥開口 614吸取到內(nèi)側(cè)空間618。閥開口 614、624和622可操作地連接到控制系統(tǒng)中，該系統(tǒng)是可操作的，以基于在內(nèi)側(cè)空間618和/或閣樓空間620內(nèi)部和外部所觀察到的溫度選擇性地觸發(fā)各個(gè)閥開口。當(dāng)室外空氣不適于被引入到內(nèi)側(cè)空間618時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉閥開口 614和624，并且打開閥開口 622。為冷卻內(nèi)側(cè)空間618內(nèi)的空氣，可以使用一個(gè)或多個(gè)冷卻單元。在一些實(shí)施例中，冷卻單元可以是蒸發(fā)冷卻器?？梢酝ㄟ^安裝在機(jī)架608中的機(jī)架安裝單元從內(nèi)側(cè)空間618吸取冷空氣；將熱空氣排放到內(nèi)部空間616。熱空氣通過連接器612進(jìn)入到閣樓空間620并且通過與天花板610耦合的閥開口 622再循環(huán)到內(nèi)側(cè)空間618。在一些實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇以將圍墻606外部的熱空氣釋放到閣樓空間620并將該空氣再循環(huán)到內(nèi)側(cè)空間618。
[0054]圖7示出示例冷卻系統(tǒng)的俯視圖。側(cè)壁700和天花板或房頂界定了內(nèi)側(cè)空間718。圍墻706界定了內(nèi)部空間716。圍墻可以以基本密封的方式連接到一個(gè)或多個(gè)機(jī)架708。包括一個(gè)或多個(gè)冷卻風(fēng)扇的一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元安裝在機(jī)架708內(nèi)。側(cè)壁700上的一個(gè)或多個(gè)閥開口 714允許外部冷空氣進(jìn)入內(nèi)側(cè)空間718。安裝在機(jī)架安裝單元內(nèi)的冷卻風(fēng)扇從內(nèi)側(cè)空間吸取冷空氣，并且熱空氣被釋放到內(nèi)部空間716，該機(jī)架安裝單元安裝在服務(wù)器機(jī)架上。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元726可以將外部冷空氣吸取到內(nèi)側(cè)空間718。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)寬60英尺、長255英尺、高16英尺。四個(gè)圍墻安裝在冷卻系統(tǒng)內(nèi)。八個(gè)機(jī)架以基本密封的方式連接到每側(cè)的各個(gè)圍墻。每個(gè)機(jī)架包括16個(gè)IU服務(wù)器。側(cè)壁、天花板、房頂和圍墻可以預(yù)先制造并在數(shù)據(jù)中心的建造地點(diǎn)安裝。與其它數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)相比，示例冷卻系統(tǒng)可以更易于安裝并能更有效的操作。
[0055]圖8示出另一個(gè)示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括側(cè)壁800、地面802、房頂804、圍墻806、服務(wù)器機(jī)架808和天花板810。側(cè)壁800、地面802和天花板810界定了內(nèi)側(cè)空間818。房頂804和天花板810界定了閣樓空間820。一個(gè)或多個(gè)閥開關(guān)822耦合到天花板810。房頂804上可以具有閥開口 824并且側(cè)壁800上可以具有閥開口 814。圖8中的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)類似于圖7中的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，不同的是使用的是人字頂804而不是單斜頂204。人字頂可以在閣樓空間818內(nèi)提供更好的空氣循環(huán)。然而，建造人字頂?shù)某杀疽冉ㄔ靻涡表數(shù)某杀靖摺?br> [0056]圖9示出另一個(gè)示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括側(cè)壁900、地面902、房頂904、圍墻906、服務(wù)器機(jī)架908、天花板910和外壁930。圖9的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)類似于圖8的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，不同的是房頂904、地面902、側(cè)壁900和外壁930界定了混合空間928。側(cè)壁900、地面902和天花板910界定了內(nèi)側(cè)空間918。房頂904和天花板910界定了閣樓空間920。在一些實(shí)施例中，可以通過外壁930上的閥開口 914將外部冷空氣吸入到混合空間928?？梢酝ㄟ^耦合到側(cè)壁900上的一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元926將冷卻空氣吸取到內(nèi)側(cè)空間918。每個(gè)均包括冷卻風(fēng)扇的一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安裝單元安裝到機(jī)架908內(nèi)。安裝在機(jī)架安裝單元內(nèi)的冷卻風(fēng)扇通過機(jī)架安裝單元從內(nèi)側(cè)空間918吸取冷空氣，并且將熱空氣排放到內(nèi)部空間916。熱空氣通過可操作地將內(nèi)部空間916連接到閣樓空間920的一個(gè)或多個(gè)連接器912進(jìn)入閣樓空間920。在一些實(shí)施例中，閣樓空間920中的熱空氣通過一個(gè)或多個(gè)閥開口 924釋放到外部。在其他實(shí)施例中，熱空氣通過一個(gè)或多個(gè)閥開口 922被吸取到混合空間928并與外部冷空氣混合。在又一實(shí)施例中，閥開口 914、922和924可以可操作地連接到控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是可操作的以選擇性地啟動(dòng)各個(gè)閥開口。當(dāng)室外空氣不適于被引入到內(nèi)側(cè)空間918時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉閥開口 914和924，并且打開閥開口 922。閣樓空間920中的熱空氣再循環(huán)到混合空間928并再循環(huán)到內(nèi)側(cè)空間918。在其它實(shí)施例中，控制系統(tǒng)檢測內(nèi)側(cè)空間918、閣樓空間920、混合空間928中的溫度和外部的溫度。當(dāng)所觀察到的溫度之間的差值達(dá)到一個(gè)或多個(gè)閾值或其它動(dòng)態(tài)或預(yù)定水平時(shí)，控制系統(tǒng)可以選擇性地打開或者關(guān)閉各個(gè)閥開口。為冷卻內(nèi)側(cè)空間中的空氣，可以使用一個(gè)或多個(gè)冷卻單元。在一些實(shí)施例中，冷卻單元安裝到混合單元928內(nèi)。在其它實(shí)施例中，冷卻單元安裝到內(nèi)側(cè)空間918內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻單元為蒸發(fā)冷卻器。
[0057]圖1OA和IOB示出空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)1000的示例，包括地面1002、多個(gè)側(cè)壁1004和頂部1006。在這個(gè)示例中，建筑結(jié)構(gòu)1000可以在工廠中預(yù)先制造并可以在要建筑數(shù)據(jù)中心的建造地點(diǎn)安裝。如前面所述，預(yù)先制造單元可以顯著地降低建筑結(jié)構(gòu)1000的成本。用于服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)1000的一個(gè)成本優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)的預(yù)先制造部分和預(yù)先制造部分易于在數(shù)據(jù)中心中安裝所帶來的便利和低成本。建筑結(jié)構(gòu)1000的材料包括但不限于鋼、復(fù)合材料、碳材料或任何其它合適的材料。
[0058]該示例中的地面1002是非升高的地板，與升高的地板相比，該地板初步建筑成本相對(duì)較低。應(yīng)當(dāng)理解，在其它示例中，可以在建筑結(jié)構(gòu)1000中部分或全部使用升高的地板。多個(gè)側(cè)壁1004包括彼此相對(duì)、具有不同的按比例確定的各自高度的下側(cè)壁1004-a和上側(cè)壁1004-b。如建筑結(jié)構(gòu)1000的俯視圖圖1OB所示，多個(gè)側(cè)壁1004還可以包括與下側(cè)壁和上側(cè)壁1004-a、1004b基本垂直的兩個(gè)其它側(cè)壁1004_c、1004_d?？梢园凑张c下側(cè)壁和上側(cè)壁1004-a、1004-b相關(guān)的比例一致的斜度來建造房頂1006。換句話說，房頂1006是斜度為1:x的斜頂，其中，X基本上大于I，使得雪在房頂1006上累積并融化，同時(shí)來自建筑結(jié)構(gòu)1000的內(nèi)部的熱量加速雪融化的過程。在一個(gè)示例中，X等于6 (例如，斜度為2:12)。在該示例中，房頂1006為單斜頂(也被稱為只有單面傾斜的房頂)。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，例如在圖8和9中，房頂1006可以是人字頂或任何其它合適的房頂類型。
[0059]一個(gè)或多個(gè)開口 1008 (諸如閥開口等)可以位于建筑結(jié)構(gòu)1000的不同部分(諸如一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁1004和房頂1006等)。在該示例中，下側(cè)壁1004-a具有一個(gè)或多個(gè)開口 1008-a，室外自然空氣可以通過該開口進(jìn)入到建筑結(jié)構(gòu)1000。在一個(gè)示例中，下側(cè)壁1004-a基本上可以開設(shè)窗口以促使室外自然空氣進(jìn)入到建筑結(jié)構(gòu)1000。在該示例中，上側(cè)壁1004-b可以具有一個(gè)或多個(gè)開口 1008-b，建筑結(jié)構(gòu)1000內(nèi)的空氣可以通過該開口排出。在一個(gè)示例中，上側(cè)壁1004-b在下側(cè)壁1004-a的高度以上的部分基本上可以開設(shè)窗口以允許空氣排出建筑結(jié)構(gòu)1000?？蛇x地，房頂1006還可以包括一個(gè)或多個(gè)開口 1008-c，建筑結(jié)構(gòu)1000中的空氣可以通過該開口排出。應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖1OA示出在上側(cè)壁1004-b和房頂1006上的開口 1008-b、1008-c，但是這些構(gòu)造在其它示例中并不是必要的。只要在上側(cè)壁1004-a上的開口 1008-a的高度以上具有開口，建筑結(jié)構(gòu)1000中的空氣就可以通過自然對(duì)流排出建筑結(jié)構(gòu)1000。
[0060]現(xiàn)在參照?qǐng)D10B，沿第一方向在下側(cè)壁和上側(cè)壁1004-a、1004_b之間界定第一尺寸LI,并且在該不例中，沿垂直于第一方向的第二方向在其它兩個(gè)側(cè)壁1004-c、1004-d之間界定第二尺寸L2。如圖1OB所示，LI小于L2。通過增加建筑結(jié)構(gòu)1000的面積-體積比來設(shè)計(jì)LI和L2的相對(duì)長度，使得建筑結(jié)構(gòu)1000經(jīng)由下側(cè)壁1004-a上的一個(gè)或多個(gè)開口1008-a向室外自然空氣提供通道。在一個(gè)示例中，L2可以為LI的兩倍。因此，建筑結(jié)構(gòu)1000的形狀允許建筑結(jié)構(gòu)1000內(nèi)的空氣通過空氣對(duì)流升高。換句話說，建筑結(jié)構(gòu)1000被設(shè)計(jì)成利用熱氣的趨勢(shì)來升高以實(shí)現(xiàn)“自由冷卻”。使用該示例中的設(shè)計(jì)，在沒有傳統(tǒng)機(jī)械冷卻系統(tǒng)的情況下，建筑結(jié)構(gòu)1000本身很好地充當(dāng)了空氣處理器(即，“自由冷卻”)。
[0061]如圖1OA所示，建筑結(jié)構(gòu)1000可以包括將建筑結(jié)構(gòu)1000的內(nèi)部劃分成第一空間1012和第二空間1014的天花板1010。在該示例中，在地面1002和天花板1010之間界定了第一空間1012，該空間可用于安裝數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器；在天花板1010和房頂1006之間界定了作為閣樓空間的第二空間1014。天花板1010可以具有位于天花板1010的不同區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)開口 1008-d。在該示例中，至少一個(gè)開口 1008-d位于下側(cè)壁1004-a的開口 1008-a附近，在下側(cè)壁中室外自然空氣進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)1000。具有這種結(jié)構(gòu)，室外自然空氣在自然對(duì)流的作用下通過下側(cè)壁1004-a上的開口 1008-a進(jìn)入第一空間1012，并且通過天花板1010上的開口 1008-d排出第一空間1012以進(jìn)入第二空間1014。然后，在自然對(duì)流的作用下，第二空間1014中的空氣通過上側(cè)壁1004-b在天花板1010以上的部分的開口1008-b和/或房頂1006上的開口 1008-c排出。第二空間1014中的空氣還可以通過下側(cè)壁1004-a附近的天花板1010上的開口 1008-d進(jìn)入第一空間1012，并且可以與進(jìn)入第一空間1012的自然空氣混合。
[0062]圖11示出服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1100的另一個(gè)示例。在該示例中，系統(tǒng)1100包括由地面1104、一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁1106和天花板1108界定的第一空間1102?？梢栽诘谝豢臻g1102中安裝多個(gè)服務(wù)器1110。在該示例中，系統(tǒng)1100還可以包括作為閣樓單元的第二空間1112，該空間由天花板1108和房頂1114界定。一個(gè)或多個(gè)開口 1116 (諸如閥開口等)可以位于天花板1108、房頂1114和至少一個(gè)側(cè)壁1106中的至少一者上。在該示例中，第一側(cè)壁(例如，下側(cè)壁)1106-a具有一個(gè)或多個(gè)開口 1116-a ;天花板1108具有一個(gè)或多個(gè)開口1116-d，該開口包括下側(cè)壁1106-a附近的至少一個(gè)開口 1116_d ;第二側(cè)壁(例如，上側(cè)壁)1106-b在天花板1108以上(在第二空間1112)的部分和/或房頂1114分別包括一個(gè)或多個(gè)開口 1116-b、1116-c。如上所述，開口 1116用于實(shí)現(xiàn)室外空間、第一空間1102和第二空間1112之間的空氣運(yùn)動(dòng)。
[0063]在該示例中，系統(tǒng)1100包括與第一側(cè)壁1106-a耦合并且可操作以允許室外自然空氣進(jìn)入第一空間1102的進(jìn)氣口 1118。在該示例中，進(jìn)氣口 1118包括第一側(cè)壁1106-a上的一個(gè)或多個(gè)開設(shè)的窗口 1116-a。系統(tǒng)1100還可以包括與第二側(cè)壁1106-b耦合并且可操作以允許第二空間1112中的空氣排出的出氣口 1120。在該示例中，出氣口 1120包括第二側(cè)壁1106-b上的一個(gè)或多個(gè)開設(shè)的窗口 1116-b。系統(tǒng)1100還可以包括與進(jìn)氣口 1118耦合的一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元1122以吸取室外自然空氣并將空氣提供給第一空間1102。例如，空氣處理單元1122包括風(fēng)扇1122-a、配置為基于室外自然空氣生成蒸發(fā)的冷卻空氣的蒸發(fā)冷卻單元1122-b和在一些實(shí)施例中配置為對(duì)進(jìn)入到第一空間1102的室外自然空氣進(jìn)行過濾的過濾器1122-c。風(fēng)扇1122-a可以是速度控制風(fēng)扇并且被設(shè)計(jì)成保持空氣湍流較高，這有助于減小溫度梯度并引起混合?？蛇x地，系統(tǒng)1100還可以包括利用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)能的一個(gè)或多個(gè)不間斷電源(UPS)系統(tǒng)。
[0064]在該示例中，系統(tǒng)1100還包括控制系統(tǒng)1124，該控制系統(tǒng)配置為控制一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元1122，以便按照在第一空間1102內(nèi)部和外部測量的溫度將空氣提供給第一空間1102?？刂葡到y(tǒng)1124可以包括能夠執(zhí)行所存儲(chǔ)的指令并根據(jù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的一個(gè)或多個(gè)裝置，諸如微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器或其組合等。例如，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的嵌入式系統(tǒng)、膝上電腦、桌上電腦、平板電腦或服務(wù)器計(jì)算機(jī)形式的控制系統(tǒng)配置。
[0065]控制系統(tǒng)1124可以包括或耦合到一個(gè)或多個(gè)傳感器(未示出)以檢測環(huán)境指標(biāo)(諸如在第一空間1102的內(nèi)部和外部的溫度和濕度等)。例如，可以將溫度傳感器用在位于第一空間1102、第二空間1112和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1100外部空間的不同位置以提供不同位置的實(shí)時(shí)溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用第一空間1102內(nèi)的服務(wù)器機(jī)架的熱通道(熱排圍墻)溫度來調(diào)節(jié)速度控制風(fēng)扇；可以使用第一空間1102內(nèi)的服務(wù)器機(jī)架的冷通道(冷排圍墻)溫度和室外空氣的溫度和濕度來對(duì)室外提供指示并返回空氣混合效率。還可以在進(jìn)氣口 1118和空氣處理單元1122內(nèi)設(shè)置露點(diǎn)傳感器和/或濕度傳感器以檢測進(jìn)入第一空間1102的空氣的濕度。 應(yīng)當(dāng)理解，雖然在圖11中控制系統(tǒng)1124安裝在第二空間1112中，但是控制系統(tǒng)還可以安裝在服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1100內(nèi)或服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1100外的其它地方。在該示例中，控制系統(tǒng)1124可操作地耦合到空氣處理單元1122和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1100的其它部件(諸如但不限于空氣交換單元1126等，該空氣交換單元可以耦合到第一側(cè)壁1106-a附近的天花板1108上的開口 1214-d并且可配置成將空氣從第二空間1112吸取到第一空間1102，從而與進(jìn)入到第一空間1102的室外自然空氣混合)。使用任何已知的有線或無線通訊技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)1124和系統(tǒng)1100的其它部件之間的連接。
[0066]例如，在處于三種不同的溫度范圍的三種不同的工作模式下，控制系統(tǒng)1124可以根據(jù)在第一空間1102內(nèi)部和外部所測量的溫度，來控制空氣處理單元1122連同服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1100的其它部件的操作。
[0067]在第一范圍內(nèi)，該范圍是服務(wù)器1110的最佳工作溫度，控制系統(tǒng)1124可以控制空氣處理單元1122連同空氣交換單元1126以直接將室外自然空氣提供給第一空間1102，從而實(shí)現(xiàn)所謂的“自由冷卻”。在該模式下，具體地，控制系統(tǒng)1124可以關(guān)掉蒸發(fā)冷卻單元1122-b并且打開風(fēng)扇1122-a，以在沒有額外冷卻的情況下直接將室外自然空氣吸入到第一空間1102。可選地，控制系統(tǒng)1124還可以打開過濾器1122-c以過濾進(jìn)入的自然空氣。在該模式下，控制系統(tǒng)1124還可以關(guān)掉空氣交換單元1126以使進(jìn)入第一空間1102的自然空氣與來自第二空間1112的熱空氣停止混合，該第二空間可以增加第一空間1102的溫度。在該示例中，第一范圍基本在70 °?和85 °F之間。
[0068]在第二范圍內(nèi)，該范圍低于第一范圍，控制系統(tǒng)1124可以控制空氣處理單元1122連同空氣交換單元1126，以便基于混合的室外自然空氣和通過進(jìn)氣口 1118附近的天花板1108上的一個(gè)或多個(gè)開口 1116-d從服務(wù)器1110釋放的空氣，將空氣提供給第一空間1102。在該模式下，具體地，控制系統(tǒng)1124可以關(guān)掉蒸發(fā)冷卻單元1122-b并且打開風(fēng)扇1122-a以將室外自然空氣吸入到第一空間1102。可選地，控制系統(tǒng)1124可以打開過濾器1122-c以過濾進(jìn)入的自然空氣。在該模式下，控制系統(tǒng)1124可以打開空氣交換單元1126以將通過服務(wù)器1110釋放到第二空間1112的空氣吸入到第一空間1126，從而加熱進(jìn)入第一空間1102的自然空氣。在該示例中，空氣交換單元126可以包括阻尼器、與開口 1106-d耦合的返回風(fēng)扇和有助于使混合空氣混合以防止任何溫度或濕度梯度的循環(huán)風(fēng)扇。在一個(gè)示例中，第二范圍約低于70 0F。
[0069]在第三范圍內(nèi)，該范圍高于第一范圍，控制系統(tǒng)1124可以控制空氣處理單元1122連同空氣交換單元1126，以便基于從進(jìn)氣口 1118提取通過飽和介質(zhì)的室外自然空氣，將蒸發(fā)的冷卻空氣提供給第一空間1102。在該模式下，具體地，控制系統(tǒng)1124可以打開蒸發(fā)冷卻單元1122-b和風(fēng)扇1122-a以將室外自然空氣吸入到第一空間1102并通過蒸發(fā)冷卻使其冷卻。可選地，控制系統(tǒng)1124可以打開過濾器1122-c以過濾進(jìn)入的自然空氣。在該模式下，控制系統(tǒng)1124可以關(guān)掉空氣交換單元1126以使進(jìn)入到第一空間1102的自然空氣和來自第二空間1112的熱空氣混合?？蛇x地，露點(diǎn)傳感器可以連同蒸發(fā)冷卻單元1122-b的蒸發(fā)介質(zhì)使用以保證額外的水分不會(huì)添加到已經(jīng)飽和的空氣中。在一個(gè)示例中，第二范圍基本在85 T和110 °F之間。
[0070]注意，在任何溫度范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)1124還可配置成基于在第一空間1102內(nèi)部和外部所測量的溫度選擇性地啟動(dòng)第一側(cè)壁1106-a上的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)1116-a，以控制吸入到第一空間1102的室外自然空氣的量。此外，當(dāng)所測量的溫度大于110 °?時(shí)，可以打開額外的機(jī)械冷卻單元和空氣處理裝置以提供額外的冷卻。
[0071]系統(tǒng)1100的第一空間1102還可以包括接合到天花板1108并對(duì)第二空間1112開放的至少一個(gè)基本封閉的內(nèi)部空間1128和以基本密封的方式接合到內(nèi)部空間1128并具有安裝在其上的多個(gè)服務(wù)器1110的至少一個(gè)機(jī)架1130。內(nèi)部空間1128可以由具有框架、面板、門和機(jī)架端口的圍 墻來界定。內(nèi)部空間1128的圍墻可由各種材料(諸如鋼、復(fù)合材料或碳材料等)制成。該圍墻產(chǎn)生了界定基本密封的內(nèi)部空間1128和第一空間1102的殼體。內(nèi)部空間1128的圍墻包括允許安裝在機(jī)架1130內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器1110與內(nèi)部空間1128交界的至少一個(gè)機(jī)架端口。機(jī)架端口的一個(gè)或多個(gè)邊緣可以包括接觸機(jī)架1130并且形成基本密封的界面的墊圈或者其它部件。機(jī)架1130可以通過機(jī)架端口以基本密封的方式可移除地連接到內(nèi)部空間1128的圍墻。
[0072]在該示例中，一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器1110安裝在機(jī)架1130上，使得服務(wù)器1110的各個(gè)前表面與第一空間1102交界，并且使得服務(wù)器1110的各個(gè)后表面與內(nèi)部空間1128交界。在該示例中，每個(gè)機(jī)架安裝單元1110可以包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇1132，該風(fēng)扇可操作以通過它的前表面從第一空間1102中吸取空氣，并且通過它的后表面將熱氣排放到內(nèi)部空間 1128。
[0073]在最佳工作溫度范圍內(nèi)(例如70 °卩和85 °F之間)和在非冷凝相對(duì)濕度范圍內(nèi)(例如低于85%)，服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1100可以使服務(wù)器供氣保持適當(dāng)?shù)鼗旌稀?br> [0074]圖12示出服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1200的另一個(gè)示例。系統(tǒng)1200包括由地面1204、多個(gè)側(cè)壁1206和天花板1208界定的第一空間1202和由天花板1208和按照斜度建造的斜頂1212界定的第二空間1210。一個(gè)或多個(gè)開口 1214 (諸如閥開口等)可以位于房頂1212、天花板1208和至少一個(gè)側(cè)壁1206中的至少一者上，該開口在自然對(duì)流的作用下，使得室外自然空氣進(jìn)入第一空間1202，并且排出第二空間1210的空氣。系統(tǒng)1200還可以包括第一空間1202內(nèi)部的至少一個(gè)內(nèi)部空間1216和至少一個(gè)機(jī)架1218，其中，內(nèi)部空間基本封閉并且接合到天花板1208，機(jī)架以基本密封的方式接合到內(nèi)部空間1216并且具有多個(gè)安裝在其上的服務(wù)器120。在該示例中，一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器1220可以安裝在機(jī)架1218內(nèi)，使得服務(wù)器1220的各個(gè)前表面與第一空間1202交界，并且使得服務(wù)器1220的各個(gè)后表面與內(nèi)部空間1216交界。在該示例中，每個(gè)機(jī)架安裝單元1220可以包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇1222，該風(fēng)扇可操作以通過它的前表面從第一空間1202中吸取空氣并通過它的后表面將熱氣排放到內(nèi)部空間1216。
[0075]圖12中的建筑結(jié)構(gòu)類似于圖1OA和IOB中的建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)為利用自然規(guī)律以增強(qiáng)機(jī)械地引入空氣的運(yùn)動(dòng)，并由此減少冷卻服務(wù)器所需的總能量。圖12中的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)1200類似于圖11的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，不同的是系統(tǒng)1200不包括室外空氣處理單元和空氣交換單元(諸如風(fēng)扇和蒸發(fā)冷卻單元等)。服務(wù)器1220的內(nèi)部風(fēng)扇1222引起空氣循環(huán)，并且特別設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了自然對(duì)流。因此，相比于圖11的系統(tǒng)1100，圖12中的系統(tǒng)的總能耗可以進(jìn)一步減少。
[0076]圖13示出另一個(gè)示例空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)1300的截面圖?？諝馓幚砥鹘ㄖY(jié)構(gòu)1300類似于空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)1000，包括地面1302、多個(gè)側(cè)壁1304。該示例實(shí)施例中的地面1302可以是非升高的地板。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，可以在建筑結(jié)構(gòu)1300中部分或者全部使用升高的地板。
[0077]空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)1300具有兩個(gè)對(duì)稱地布置在突起部分1322的兩邊的頂部1306。在截面圖中，突起部分1307比頂部1306中最高的部分還要高，并且布置在建筑的中心的上方。頂部1306和突起部分1322在垂直于圖13中截面圖的方向上沿空氣處理器結(jié)構(gòu)1300延伸。
[0078]突起部分1322具有側(cè)壁1324和頂部1326。側(cè)壁1304、1324和頂部1306、1326以與側(cè)壁1004和頂部1006相同的方式建造。
[0079]和頂部1006 —樣，頂部1306可以按照1:x的斜度建造，其中x基本上大于1，使得雪在房頂1006上累積并融化，同時(shí)來自建筑結(jié)構(gòu)1300的內(nèi)部的熱量加速雪融化的過程。在一個(gè)示例中，X等于6。
[0080]一個(gè)或多個(gè)開口 1308 (諸如閥開口等)可以位于建筑結(jié)構(gòu)1300的不同部分(諸如一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁1304和頂部1306等)。在該示例中，下側(cè)壁1304-a具有一個(gè)或多個(gè)開口1308-a，室外自然空氣可以通過該開口進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)1300。在一個(gè)示例中，側(cè)壁1304基本上可以開設(shè)窗口以促使室外自然空氣進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)1300。在該示例中，突起部分1312的側(cè)壁1324可以具有一個(gè)或多個(gè)開口 1308-b，建筑結(jié)構(gòu)1300內(nèi)的空氣可以通過該開口排出。在一個(gè)示例中，側(cè)壁1324在側(cè)壁1304的高度以上的部分基本上可以開設(shè)窗口以允許空氣排出建筑結(jié)構(gòu)1300?？蛇x地，頂部1306還可以包括一個(gè)或多個(gè)開口 1308-c，建筑結(jié)構(gòu)1300中的空氣可以通過該開口排出。應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖13示出開口 1308-c在頂部1306上，但是該構(gòu)造在其它實(shí)施例中并不是必要的。只要在側(cè)壁1304上的開口 1308-a的高度以上具有開口 1308，建筑結(jié)構(gòu)1300中的空氣就可以通過自然對(duì)流排出建筑結(jié)構(gòu)。
[0081]側(cè)壁1324在側(cè)壁1304上開口 1308_a的高度以上的一個(gè)或多個(gè)開口 1308_b的附加高度可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)1300中的自然對(duì)流并超過建筑1000中的自然對(duì)流。
[0082]如圖13所示，建筑機(jī)構(gòu)1300可以包括將建筑結(jié)構(gòu)1300的內(nèi)部劃分成第一空間1312和第二空間1314的天花板1310。在該示例中，地面1302和天花板1310之間界定用于安裝數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的第一空間1312 ;天花板1310與房頂1306和突起部分1322之間界定作為閣樓空間的第二空間1314。天花板1310可以具有位于天花板1310的不同區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)開口 1308-d。在該示例中，至少一個(gè)開口 1308-d位于下側(cè)壁1304-a上的開口 1308-a附近，在下側(cè)壁中，室外自然空氣進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)1300。具有這種結(jié)構(gòu)，室外自然空氣在自然對(duì)流的作用下通過側(cè)壁1304上的開口 1308-a進(jìn)入第一空間1312，并且通過天花板1310上的開口 1308-d排出第一空間1312以進(jìn)入第二空間1314。然后，第二空間1314中的空氣在自然對(duì)流的作用下通過天花板1310以上的突起部分1322上的開口和/或頂部1306上的開口 1308-c排出。第二空間1314中的空氣還可以通過側(cè)壁1304_a附近的天花板1310上的開口 1308-d進(jìn)入第一空間1312并且可以與進(jìn)入到第一空間1312中的自然空氣混合。
[0083]圖14示出空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)1400的其它示例的截面圖，該結(jié)構(gòu)類似于建筑結(jié)構(gòu)1300，但是沒有天花板1310和開口 1308-d。(其它特征具有與圖13相同的標(biāo)號(hào))空氣由自然對(duì)流吸取通過開口 1308-a并通過1308-b排出，該空氣可以通過建筑結(jié)構(gòu)1400升高。
[0084]本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例可以實(shí)現(xiàn)將近100%的正?？捎脮r(shí)間，例如對(duì)于具有例如9.(MW臨界載荷的數(shù)據(jù)中心設(shè)施，正常可用時(shí)間為99.98%。本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例可以憑借建筑結(jié)構(gòu)的獨(dú)特形狀和方向以及服務(wù)器的物理構(gòu)造，留出例如一年中99%的時(shí)間來自由冷卻。此外，本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例使用蒸發(fā)冷卻可以實(shí)現(xiàn)2%的年度“冷卻成本”，其中，“冷卻成本”是將由數(shù)據(jù)中心載荷生成的熱量去除作為數(shù)據(jù)中心載荷本身的百分比所消耗的能量(kW)。此外，與具有可比較的IT載荷的傳統(tǒng)水冷卻器廠的設(shè)計(jì)相比，本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例可以節(jié)省的冷卻所用的水為例如約36百萬加侖。本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例可以實(shí)現(xiàn)高效的目標(biāo)電源使用效率(PUE)，例如小于約1.11 (諸如1.08等)。此外，相對(duì)于工業(yè)上一般的舊數(shù)據(jù)中心來說，本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例在數(shù)據(jù)中心的電力損耗上可以實(shí)現(xiàn)約40%的減少量。例如，對(duì)于臨界載荷為9麗的數(shù)據(jù)中心，本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例與傳統(tǒng)配置的設(shè)施相比，可以將能量消耗從8.6降低到18.9百萬KWh每年。因?yàn)樵诒疚乃_的示例服務(wù)器冷卻系統(tǒng)中可以不需要水冷卻器，所以由服務(wù)器冷卻系統(tǒng)生成的與數(shù)據(jù)中心有關(guān)的廢水為零，與傳統(tǒng)的水冷卻器廠的設(shè)計(jì)相比，這相當(dāng)于每年減少了約8百萬加侖的污水排放。此外，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例可以將建造成本降低到例如不超過$5M每MW，并且將建造時(shí)間降低到例如小于6個(gè)月。在一個(gè)示例中，本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例可以保持以下室內(nèi)環(huán)境要求:室內(nèi)溫度55 0F -90 °F，不高于85%的非冷凝相對(duì)濕度，壓力±0.11英寸水柱，以及溫度變化率每小時(shí)5.4 T。當(dāng)保持服務(wù)器的室內(nèi)環(huán)境要求時(shí)，本文所公開的建筑結(jié)構(gòu)和服務(wù)器冷卻系統(tǒng)的各種示例可以承受100年的溫濕環(huán)境以及極低的冬季溫度。
[0085]示例結(jié)果
[0086]表I
[0087]
【權(quán)利要求】
1.一種空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)，包括: 地面； 多個(gè)側(cè)壁，其包括彼此相對(duì)、具有按比例確定的不同的各自高度的下側(cè)壁和上側(cè)壁； 房頂，其具有與所述下側(cè)壁和上側(cè)壁相關(guān)的所述比例一致的斜度；以及 一個(gè)或多個(gè)開口，其位于所述房頂和至少一個(gè)所述側(cè)壁中的至少一者上，其中 所述建筑結(jié)構(gòu)的形狀允許所述建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣通過自然對(duì)流上升，并且 沿著第一方向界定在所述下側(cè)壁和上側(cè)壁之間的第一尺寸與沿垂直于所述第一方向 的第二方向的第二尺寸相關(guān)聯(lián)，使得所述建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)由所述下側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口向 室外自然空氣提供通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)，還包括: 具有一個(gè)或多個(gè)開口的天花板； 界定在所述地面和所述天花板之間的第一空間；以及 界定在所述天花板和所述房頂之間的第二空間；其中 所述室外自然空氣通過所述下側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)入所述第一空間，并且 所述第一空間中的空氣在自然對(duì)流的作用下，通過所述天花板上的一個(gè)或多個(gè)開口排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述第二空間中的空氣在自然對(duì)流的作用下，通過位于所述房 頂和在所述天花板以上的至少一個(gè)所述側(cè)壁中的至少一者上的所述一個(gè)或多個(gè)開口排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述第二空間中的空氣通過所述下側(cè)壁附近的所述天花板上的一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)入所述第一空間，并與進(jìn)入所述第一空間的所述室外自然空氣混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述第二尺寸與所述第一尺寸的所述比例為2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述斜度為1:x，其中，X基本上大于I，從而產(chǎn)生斜頂，所述斜頂允許雪堆積和融化，并且允許來自所述建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的熱量加速所述雪融化的過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑結(jié)構(gòu),其中，X為6。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中 所述下側(cè)壁基本開設(shè)窗口以允許所述室外自然空氣進(jìn)入到所述建筑結(jié)構(gòu)，并且所述上側(cè)壁有一部分在基本開設(shè)窗口的所述下側(cè)壁的高度以上，以允許空氣排出所述建筑結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述地面為非升高的地板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述房頂為單斜頂和人字頂中的一者。
12.—種服務(wù)器冷卻系統(tǒng),包括: 第一空間，其由地面、一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁和天花板界定，并具有安裝在其中的多個(gè)服務(wù)器； 第二空間，其由所述天花板和房頂界定；一個(gè)或多個(gè)開口，其位于所述天花板、所述房頂和一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁中的至少一者中的至少一者上； 進(jìn)氣口，其與第一側(cè)壁耦合并且可操作以允許室外自然空氣進(jìn)入； 一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元，其與所述進(jìn)氣口耦合以吸取所述室外自然空氣并將空氣提供給所述第一空間； 出氣口，其與第二側(cè)壁耦合并且可操作以允許所述第二空間中的空氣排出；以及控制系統(tǒng)，其配置成控制一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元，以按照所述第一空間內(nèi)部和外部測量的溫度將空氣提供給所述第一空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)在所述第一空間內(nèi)部和外部測量的所述溫度處于第一范圍內(nèi)時(shí)，所述控制系統(tǒng)控制所述一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元，以將所述室外自然空氣提供給所述第一空間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)在所述第一空間內(nèi)部和外部測量的所述溫度處于比所述第一范圍低的第二范圍內(nèi)時(shí)，所述控制系統(tǒng)控制所述一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元，以便基于混合的外部自然空氣和通過進(jìn)氣口附近的所述天花板的一個(gè)或多個(gè)開口從所述多個(gè)服務(wù)器釋放的空氣，將空氣提供給所述第一空間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)在所述第一空間內(nèi)部和外部測量的所述溫度處于比所述第一范圍高的第三范圍內(nèi)時(shí)，所述控制系統(tǒng)控制所述一個(gè)或者多個(gè)空氣處理單元，以便基于通過飽和介質(zhì)從所述進(jìn)氣口吸取的所述室外自然空氣，將蒸發(fā)的冷卻空氣提供給所述第一空間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中 所述第一范圍基本在70 °F和85 °F之間， 所述第二范圍約低于70 T，并且 所述第三范圍基本在85和110 °F之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述進(jìn)氣口包括所述第一側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開設(shè)的開口。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述出氣口包括在所述房頂和所述第二側(cè)壁中的至少一者上的一個(gè)或多個(gè)開設(shè)的開口。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括空氣交換單元，其耦合到所述天花板的所述一個(gè)或多個(gè)開口，并且配置成將所述第二空間中的空氣吸入到所述第一空間，從而與進(jìn)入所述第一空間中的所述室外自然空氣混合。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步配置成基于在所述第一空間內(nèi)部和外部測量的所述溫度選擇性地啟動(dòng)所述第一側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)所述開口，以便控制吸入到所述第一空間的所述室外自然空氣的量。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述第一空間包括: 基本封閉的內(nèi)部空間，其接合所述天花板并且對(duì)所述第二空間開放；以及機(jī)架，其以基本密封的方式接合到所述內(nèi)部空間并且具有安裝在其上的所述多個(gè)服務(wù)器，其中 所述機(jī)架安裝服務(wù)器的各個(gè)前表面與所述第一空間交界， 所述機(jī)架安裝服務(wù)器的各個(gè)后表面與所述內(nèi)部空間交界，并且每個(gè)機(jī)架安裝服務(wù)器包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇，所述風(fēng)扇可操作以將空氣從所述第一空間吸取通過它的前表面并通過它的后表面將熱空氣排放到所述內(nèi)部空間。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)空氣處理單元包括: 蒸發(fā)冷卻單元，其配置成基于所述室外自然空氣生成蒸發(fā)的冷卻空氣；以及 過濾器，其配置成過濾進(jìn)入所述第一空間的所述室外自然空氣。
23.—種服務(wù)器冷卻系統(tǒng),包括: 第一空間，其由地面、多個(gè)側(cè)壁和天花板界定； 第二空間，其由所述天花板和按照斜度建造的斜頂界定； 一個(gè)或多個(gè)開口，其位于所述房頂、所述天花板和至少一個(gè)所述側(cè)壁中的至少一者上，并且使得室外自然空氣進(jìn)入所述第一空間以及所述第二空間中的空氣通過自然對(duì)流排出； 內(nèi)部空間，其位于所述 第一空間內(nèi)部，基本封閉并接合所述天花板； 機(jī)架，其以基本密封的方式接合到所述內(nèi)部空間并且具有安裝在其上的多個(gè)機(jī)架安裝服務(wù)器，其中 所述機(jī)架安裝服務(wù)器的各個(gè)前表面與所述第一空間交界，所述機(jī)架安裝服務(wù)器的各個(gè)后表面與所述內(nèi)部空間交界，并且 每個(gè)機(jī)架服務(wù)器包括一個(gè)或多個(gè)安裝在其中的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇可操作以將空氣從所述第一空間吸取通過它的前表面并通過它的后表面將熱空氣排放到所述內(nèi)部空間。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述第一空間中的空氣在自然對(duì)流的作用下通過所述天花板上的一個(gè)或多個(gè)開口排出并且進(jìn)入所述第二空間。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述第二空間中的空氣通過所述天花板上的一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)入所述第一空間并且與進(jìn)入所述第一空間的所述室外自然空氣混合。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，斜度為1:x，其中，X基本上大于I，從而產(chǎn)生斜頂，該斜頂允許雪堆積和融化并且允許來自所述多個(gè)服務(wù)器的熱量加速雪融化的過程。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述X為6。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中 所述第一側(cè)壁基本開設(shè)窗口以允許所述室外自然空氣進(jìn)入所述第一空間，并且所述第二側(cè)壁有一部分在基本開設(shè)窗口的所述第二空間中，以允許空氣排出所述第二空間。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述地面為非升高的地板。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述房頂是單斜頂和人字頂中的一者。
31.一種空氣處理器建筑結(jié)構(gòu)，包括: 地面； 多個(gè)側(cè)壁； 頂部，其具有相對(duì)的側(cè)面，每個(gè)側(cè)面都具有斜度； 突起部分，其從所述頂部延伸；以及 一個(gè)或多個(gè)開口，其位于所述頂部、至少一個(gè)所述側(cè)壁和所述突起部分中的至少一者上，其中 所述建筑結(jié)構(gòu)的形狀允許外部自然空氣在自然對(duì)流的作用下，通過至少一個(gè)所述側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)入，并且通過所述頂部和所述突起部分中的至少一者上的一個(gè)或多個(gè)開口排出。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的建筑結(jié)構(gòu)，還包括: 具有一個(gè)或多個(gè)開口的天花板； 界定在所述地板和所述天花板之間的第一空間；以及界定在所述天花板與所述頂部和所述突起部分之間的第二空間，其中室外空氣通過一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁上的所述一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)入所述第一空間，并且所述第一空間中的空氣在自然對(duì)流的作用下，通過所述天花板、所述頂部和所述突起部分中的至少一者上的一個(gè)或多個(gè)開口排出。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述第二空間中的空氣在自然對(duì)流的作用下，通過位于所述頂部和所述突起部分中的至少一者上的一個(gè)或多個(gè)開口排出。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述第二空間中的空氣通過一個(gè)或多個(gè)所述側(cè)壁附近的所述天花板上的一個(gè)或多個(gè)開口進(jìn)入所述第一空間，并且與進(jìn)入所述第一空間的所述室外自然空氣混合。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中 沿第一方向在第一對(duì)相對(duì)側(cè)壁之間界定第一尺寸； 沿垂直于所述第一方向的第二方向在第二對(duì)相對(duì)側(cè)壁之間界定第二尺寸； 所述第一尺寸與所 述第二尺寸相關(guān)聯(lián)，使得所述建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)由至少一個(gè)所述側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)開口向室外自然空氣提供通道，其中，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的建筑結(jié)構(gòu),其中,所述建筑結(jié)構(gòu)的形狀使得在自然對(duì)流的作用下，將空氣從所述第一空間吸取通過所述第一空間中的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，并將由所述服務(wù)器產(chǎn)生的熱空氣從所述第一空間排到所述第二空間。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述斜度為1:x，其中，X基本上大于1，從而產(chǎn)生斜頂，該斜頂允許雪堆積和融化，并且允許來自所述建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量加速所述雪融化的過程。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，X為6。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中 至少一個(gè)所述側(cè)壁基本開設(shè)窗口，以允許所述室外空氣進(jìn)入所述建筑結(jié)構(gòu)；并且至少一個(gè)所述側(cè)壁有一部分在基本開設(shè)窗口的所述天花板以上，以允許空氣排出所述建筑結(jié)構(gòu)。
40.根據(jù)權(quán)利要求31所述的建筑結(jié)構(gòu)，其中，所述地面為非升高的地板。
【文檔編號(hào)】F24F7/10GK103765113SQ201280043186
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月12日
【發(fā)明者】斯科特·諾特布姆, 艾伯特·戴爾·羅賓森 申請(qǐng)人:雅虎公司