冷卻機架風(fēng)扇模塊以及冷卻方法
【專利說明】冷卻機架風(fēng)扇模塊以及冷卻方法
[0001]背景
[0002]1.公開領(lǐng)域
[0003]本公開一般涉及用于數(shù)據(jù)中心環(huán)境中的冷卻系統(tǒng)，且更具體地涉及冷卻機架風(fēng)扇模塊以及冷卻數(shù)據(jù)中心的相關(guān)方法。
[0004]2.相關(guān)技術(shù)的討論
[0005]容納電子設(shè)備(比如，數(shù)據(jù)處理設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及電信設(shè)備)的設(shè)備外殼或機架已經(jīng)使用了很多年。這樣的機架用來將設(shè)備包含和布置在大型數(shù)據(jù)中心以及小的布線室和設(shè)備房間中。在某些實施方案中，設(shè)備機架可以是開放的構(gòu)型并可以被安置在機架外殼內(nèi)，雖然當(dāng)指機架時可以包括外殼。標(biāo)準(zhǔn)機架通常包括前部安裝導(dǎo)軌，諸如服務(wù)器、CPU和電信設(shè)備的電子設(shè)備的多個單元安裝至該導(dǎo)軌并豎直地堆疊在機架內(nèi)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心包含數(shù)以百計的這些機架不是罕見的。此外，隨著計算機設(shè)備的不斷減小的尺寸，并且特別地，隨著計算機服務(wù)器和葉片的不斷減小的尺寸，安裝在每個機架中的電氣設(shè)備的數(shù)量一直在增加，引發(fā)了對充分冷卻設(shè)備的關(guān)注。
[0006]安裝于機架上的設(shè)備產(chǎn)生的熱量可對設(shè)備部件的性能、可靠性和使用壽命產(chǎn)生不利的影響。特別地，在運行期間，容納于外殼內(nèi)的安裝于機架上的設(shè)備可能容易受到外殼范圍內(nèi)產(chǎn)生的熱量積聚和熱點的影響。在運行期間，設(shè)備機架所產(chǎn)生的熱的量取決于機架中的設(shè)備所汲取的電功率的量。此外，電子設(shè)備的用戶可根據(jù)需求的變化以及新需求的出現(xiàn)來新增、去除和重新布置安裝于機架上的部件。
[0007]以前，在某些構(gòu)型中，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)通過圍繞數(shù)據(jù)中心房間的外圍定位的計算機房間空調(diào)(“CRAC”)單元來冷卻。這些CRAC單元吸入來自于該單元的前部的空氣并朝著數(shù)據(jù)中心房間的天花板向上輸出較冷的空氣。在其他實施方案中，CRAC單元從數(shù)據(jù)中心房間的天花板附近吸入空氣，并且在升高的地板下方排出較冷的空氣，以遞送到設(shè)備機架的前部。一般情況下，這種CRAC單元吸入室溫空氣(約72° F)并排出冷空氣(約55° F)，排出的冷空氣被吹入數(shù)據(jù)中心房間中并在設(shè)備機架處或設(shè)備機架附近與室溫空氣混合。安裝于機架上的設(shè)備通常通過如下方式來對自身進(jìn)行冷卻:沿著機架的前側(cè)或空氣入口側(cè)抽吸空氣、抽吸空氣經(jīng)過其部件并且隨后從機架的后側(cè)或者排氣口側(cè)排出空氣。
[0008]可構(gòu)造為放置在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的冷卻單元的示例可參照:2006年1月19日提交的Neil Rasmussen、John Bean、Greg Uhrhan 和 Scott Buell 的題為 COOLING SYSTEM ANDMETHOD的序列號為11/335，874的美國專利申請；2008年4月29日發(fā)布的Neil Rasmussen、John H.Bean^Greg R.Uhrhan 和 Scott D.Buell 的題為 COOLING SYSTEM AND METHOD 的第7，365，973 號美國專利；以及 2006 年 1 月 19 日提交的 Neil Rasmussen、John Bean、VincentLong、Greg Uhrhan 和 Matthew Brown 的且題為 COOLING SYSTEM AND METHOD 的序列號為11/335,901的美國專利申請，以上中的全部為了所有目的而通過引用以其整體并入本文。冷卻單元的其它例子可以在2006年8月15日提交的Ozan Tutunoglu的題為METHOD ANDAPPARATUS FOR COOLING的序列號為11/504，382的美國專利申請(已放棄)以及2006年8 月 15 日提交的 Ozan Tutunoglu 和 David Lingrey 的題為 METHOD AND APPARATUS FORCOOLING的序列號為11/504，370的美國專利申請中找到，這兩個美國專利申請為了所有目的而通過引用以其整體并入本文。
[0009]不斷地需要提高冷卻單元的性能，包括增加能源效率和空氣流速。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的冷卻單元10。與這樣的冷卻單元相關(guān)的一個問題是其噪聲大。圖2示出了具有風(fēng)扇邊框22、風(fēng)扇組件24和護(hù)手板26的現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)扇模塊20。當(dāng)冷卻單元10的全部八個風(fēng)扇模塊20以最大風(fēng)扇速率運行時，在冷卻單元前部距離該冷卻單元一米的距離處，噪聲可達(dá)到90分貝(dB)。
[0010]具有在數(shù)據(jù)中心內(nèi)使用的風(fēng)扇(比如通風(fēng)風(fēng)扇)的其他設(shè)備也是噪聲大的。為了滿足高氣流的需求，風(fēng)扇的風(fēng)扇速率可達(dá)到每分鐘6500轉(zhuǎn)(RPM)。當(dāng)特定的冷卻單元內(nèi)的全部風(fēng)扇模塊以最大速率運轉(zhuǎn)時，聲級會過高。降低噪聲級存在幾項挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之一是具有300_寬的冷卻單元太小以至于不能使用傳統(tǒng)的聲音衰減解決方案，比如靜壓室和/或聲音隔離。另一個挑戰(zhàn)是氣流需求非常高，且任何聲音解決方案必須要平衡氣流降低和聲音衰減效果。
[0011]公開內(nèi)容概述
[0012]本公開的一個方面涉及用于冷卻單元的風(fēng)扇模塊。在一個實施方案中，風(fēng)扇模塊包括配置為固定在冷卻單元內(nèi)的殼體。該殼體具有第一開口端和與該第一開口端間隔開的第二開口端。風(fēng)扇模塊還包括在殼體的第一開口端處被固定在殼體內(nèi)的風(fēng)扇組件。風(fēng)扇組件包括風(fēng)扇支撐件、可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到該風(fēng)扇支撐件的風(fēng)扇以及聯(lián)接到風(fēng)扇以驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。風(fēng)扇支撐件配置為將風(fēng)扇組件支撐在殼體內(nèi)。風(fēng)扇模塊還包括緊鄰所述風(fēng)扇組件布置在殼體內(nèi)以降低由風(fēng)扇組件產(chǎn)生的噪聲的降噪組件。
[0013]風(fēng)扇模塊的實施方案可以包括以下特征中的一個或多個。降噪組件可包括配置為固定到風(fēng)扇支撐件和殼體中的一者的保持器和固定到保持器的聲學(xué)部件。聲學(xué)部件可包括從保持器朝向殼體的第二開口端延伸的泡沫圓柱體。泡沫圓柱體可居中地定位在殼體內(nèi)，以使得其與風(fēng)扇組件的風(fēng)扇同軸。風(fēng)扇模塊還可包括固定到殼體的內(nèi)表面的泡沫襯里。保持器可包括板和從該板延伸的桿，該桿配置為支撐聲學(xué)部件。風(fēng)扇模塊還可包括固定到殼體的第一端以防止進(jìn)入風(fēng)扇組件的第一護(hù)板。風(fēng)扇模塊還可包括固定到殼體的第二端的第二護(hù)板。風(fēng)扇模塊還可包括從第二護(hù)板向內(nèi)固定到殼體的第二端的管道蓋。
[0014]本公開的另一個方面涉及一種冷卻方法，包括:將風(fēng)扇模塊布置在冷卻單元內(nèi)，該風(fēng)扇模塊配置為將空氣吸入到冷卻單元中；以及使空氣在降噪組件上方移動，該降噪組件布置在風(fēng)扇模塊的殼體內(nèi)以降低由風(fēng)扇組件產(chǎn)生的噪聲。
[0015]本公開的另外的方面涉及一種冷卻單元，包括:殼體；由殼體支撐的熱交換器；以及多個風(fēng)扇模塊，其由殼體支撐并且配置為將空氣吸入到殼體中并經(jīng)過熱交換器。每個風(fēng)扇模塊包括:殼體，其配置為固定在冷卻單元內(nèi)，該殼體具有第一開口端和與該第一開口端間隔開的第二開口端；風(fēng)扇組件，其在殼體的第一開口端處被固定在殼體內(nèi)，該風(fēng)扇組件包括風(fēng)扇支撐件、可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到該風(fēng)扇支撐件的風(fēng)扇、和聯(lián)接到該風(fēng)扇以驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)，風(fēng)扇支撐件將風(fēng)扇組件支撐在殼體內(nèi)；以及降噪組件，其緊鄰風(fēng)扇組件布置在殼體內(nèi)以降低由風(fēng)扇組件產(chǎn)生的噪聲。
[0016]附圖簡述
[0017]下文參考附圖討論了至少一個實施方案的各個方面，該附圖不旨在按比例繪制。在附圖、詳細(xì)描述或任何權(quán)利要求中的技術(shù)特征跟隨有參考標(biāo)記的情況下，該參考標(biāo)記已被包括以用于增加附圖、詳細(xì)描述和權(quán)利要求的可理解性的唯一的目的。因此，參考標(biāo)記的有無不旨在對任