具有冷卻劑供應管線的液冷數據中心的製作方法

2023-10-23 21:12:12

專利名稱：具有冷卻劑供應管線的液冷數據中心的製作方法
技術領域：
本發明涉及數據中心，更具體地說，涉及採用沿著機櫃行的冷卻劑供應管線的數據中心。
背景技術：
目前，美國採暖、製冷與空調工程師協會(ASHRAE)建議進入伺服器機架的空氣的溫度應該在18°C至27°C之間。但是，進氣溫度可能在短時間內高達32°C而不會產生不利後果O後門熱交換器(RDHx)在伺服器機架的後門處冷卻來自機架的排氣。來自冷卻劑分配單元(⑶U)的冷卻劑(S卩，冷水)進入RDHx中並由機架的排氣加熱。因此，將來自排氣的熱量轉移到冷卻劑。加熱後的冷卻劑離開RDHx並返回到CDU，它在CDU中被再次冷卻。CDU充當在數據中心中循環的冷卻劑與製冷設備使用的冷卻劑之間的緩衝器。冷卻劑供應管線故障(例如，由於冷卻劑洩漏導致)需要關閉為供應管線提供冷卻劑的閥門。此類故障通常導致一個或多個機架行無法冷卻排氣。在常規的冷卻劑供應布置中，臨時關閉冷卻劑供應管線可能導致局部進氣溫度快速增加到超過32°C。此類溫度上升可能需要關閉機架中的電子設備以防止過熱。

發明內容
因此，根據第一方面，本發明提供了一種數據中心，其包括:多個機櫃，其被配置為容納計算機設備；以及至少兩個冷卻劑供應管線，所述多個機櫃從所述至少兩個冷卻劑供應管線接收冷卻劑。所述多個機櫃被布置成至少一行相鄰機櫃，使得每行相鄰機櫃從交替冷卻劑供應管線接收冷卻劑。優選地，在所述數據中心中，機櫃行中的並列機櫃被連接到所述兩個冷卻劑供應管線中的一個不同冷卻劑供應管線。優選地，在所述數據中心中，所述多個機櫃以棋盤模式從所述交替冷卻劑供應管線接收冷卻劑。優選地，在所述數據中心中，所述多個機櫃的相鄰機櫃均不連接到同一冷卻劑供應管線，並且彼此成對角的機櫃被連接到同一冷卻劑供應管線。優選地，在所述數據中心中，所述多個機櫃中的每個機櫃都包括用於冷卻到該機櫃的進氣的冷卻器。優選地，在所述數據中心中，所述冷卻器是後門熱交換器。優選地，在所述數據中心中，根據所述機櫃的熱負載確定所述機櫃在所述數據中心內的放置。優選地，在所述數據中心中，所述機櫃的布置被配置為當關閉所述至少兩個冷卻劑供應管線之一時，使到所述機櫃的進氣溫度保持低於32°c。優選地，在所述數據中心中，供應冷卻劑是液體。
根據第二方面，本發明提供了一種在到機櫃中的冷卻器的冷卻劑出現故障時，防止所述機櫃中的計算機設備過熱的方法。所述方法包括在數據中心中布置機櫃，使得至少一行相鄰機櫃從交替的冷卻劑供應管線接收冷卻劑，每個所述供應管線將冷卻劑提供給多個機櫃。優選地，所述方法規定當所述供應管線之一出現故障時，增大通過無故障供應管線的冷卻劑的流量。優選地，所述方法規定所述冷卻器是後門熱交換器。優選地，所述方法規定布置所述機櫃包括配置所述機櫃，使得所述行中的並列機櫃被連接到不同冷卻劑供應管線。優選地，所述方法規定布置所述機櫃包括配置所述機櫃以便以棋盤模式接收所述交替冷卻劑供應管線的冷卻劑。優選地，所述方法規定相鄰機櫃均不連接到同一供應管線，並且彼此成對角的機櫃被連接到同一供應管線。優選地，所述方法規定機櫃布置至少部分地基於所述機櫃的熱負載。優選地，所述方法規定所述機櫃的布置被配置為當關閉所述供應管線之一時，使到所述機櫃的進氣溫度保持低於32°C。優選地，所述方法規定供應冷卻劑是液體。優選地，所述方法規定所述液體是冷水。根據第三方面，本發明提供了一種電腦程式，其包括存儲在計算機可讀介質上的電腦程式代碼，當所述電腦程式代碼被加載到計算機系統中並在其上執行時，導致所述計算機系統執行參考上述第二方面描述的方法的所有步驟。優選地，所述方法進一步規定模擬數據中心中的機櫃布置，使得一行機櫃從交替的冷卻劑供應管線接收冷卻劑，以及計算一個時間間隔內由於供應管線故障而導致的溫度升高。


現在僅通過實例的方式參考以下附圖詳細描述本發明的優選實施例，這些附圖是:圖1示出了根據本發明的一個優選實施例的實例數據中心的平面圖；圖2是示出數據中心中可以接受的最大故障機架數量與同構伺服器的機架熱負載之間的關係的圖；圖3示出了當到機櫃中的冷卻器的供應冷卻劑出現故障時防止機櫃中的計算機設備過熱的實例方法的流程圖；以及圖4示出了當到機櫃中的冷卻器的供應冷卻劑出現故障時防止機櫃中的計算機設備過熱的實例方法的流程圖。
具體實施例方式如下面詳細討論的那樣，本發明的實施例可以在到多個機櫃的冷卻劑供應管線出現故障時，有助於使數據中心區域保持恆定的空氣溫度。因此，本發明的實施例可以在維修故障供應管線時，有助於保持數據中心運行。圖1示出了由本發明的一個優選實施例構想的實例數據中心100的平面圖。數據中心100包括多個機櫃102 (在此也稱為伺服器機櫃、機架和伺服器機架)。所述機櫃被配置為容納計算機設備103。此外，數據中心100包括從至少兩個冷卻劑供應管線104和106提供的冷卻劑。每個冷卻劑供應管線104和106包括兩個管道:冷卻劑供應管道和冷卻劑返回管道。如圖所示，機櫃102被布置成相鄰機櫃行105。每行機櫃105從交替冷卻劑供應管線104和106接收冷卻劑。每個機櫃102通過饋送管線110從供應管線104和106之一接收冷卻劑。在圖1所示的實施例中，供應管線104和106源自主管線。但是將構想，在其它實施例中供應管線104和106源自一個或多個冷卻劑分配單元(CDU)。在實例數據中心100中，每個機櫃102包括用於冷卻到機櫃的進氣的冷卻器108。冷卻器108可以是後門熱交換器(RDHx)，並且供應冷卻劑可以是液體。來自冷卻劑供應管線104和106的RDHx饋送管線110在不同機架行105中錯開排列，以便冷卻劑供應管線之一中的故障不會導致沿著整行相鄰機架出現冷卻故障。通過錯開排列冷卻劑饋送管線110，相鄰RDHx可以獲得熱負載並繼續冷卻受冷卻劑供應管線關閉影響的機架區域。在本發明的一個實施例中，冷卻劑供應管線104和106被配置為以交替或棋盤模式(checkerboard pattern)為RDHx提供冷卻劑。使用該配置,如果任何單個供應管線出現故障，則機架行中的每個其它RDHx都將停止冷卻。但是，與故障RDHx相鄰的RDHx將繼續工作並可以獲得熱負載。因此，如果出現冷卻劑洩漏，需要針對冷卻劑供應管線104和106之一採用關閉閥112，則機櫃行105中的每個其它RDHx都將停止工作。但是,行104中的正在工作RDHx可以獲得熱負載並繼續冷卻包含故障冷卻劑供應管線的機架區域。在各種實施例中，可以修改多個機櫃102的布置。在一種布置中，機櫃行中的並列機櫃被連接到不同的冷卻劑供應管線104或106。另一個實施例包括布置多個機櫃102,使得所述機櫃以棋盤模式從交替冷卻劑供應管線104和106接收冷卻劑。另一實施例包括一種機櫃布置，其中多個機櫃102的相鄰機櫃均不連接到同一冷卻劑供應管線104或106，並且彼此成對角的機櫃被連接到同一冷卻劑供應管線104或106。另一個實施例涉及根據機櫃102的熱負載布置所述機櫃。使用本發明的一個優選實施例的行中的最大可接受故障機櫃數量將取決於故障機櫃的熱負載，如圖2中所示。所述機櫃的布置可以被配置為當關閉兩個冷卻劑供應管線之一時，使到所述機櫃的進氣溫度保持低於32°C。本領域的技術人員將認識到，實例數據中心100可以採取各種機櫃布置。熱區域中的最大可接受故障機架數量可能取決於機架熱負載。假設使用同構伺服器，圖2中示出了最大可接受故障機架數量與機架熱負載之間的實例關係。因此，冷卻劑供應管線的確切配置可以根據區域的預期熱負載而有所變化。圖3示出了在到機櫃中的冷卻器的供應冷卻劑出現故障時防止機櫃中的計算機設備過熱的實例方法的流程圖300。所述方法可以包括布置操作302。在該操作期間，布置數據中心中的機櫃，使得至少一行相鄰機櫃從交替的冷卻劑供應管線接收冷卻劑。所述方法可以還包括增大操作304。在該操作期間，當供應管線之一出現故障時，增大通過無故障供應管線的冷卻劑的流量。構想了布置操作302可以包括布置所述機櫃，使得所述行中的並列機櫃被連接到不同的冷卻劑供應管線。在另一個實施例中，布置操作302包括布置所述機櫃以便以棋盤模式從交替冷卻劑供應管線接收冷卻劑。布置操作302可以包括機櫃布置，使得相鄰機櫃均不連接到同一供應管線，並且彼此成對角的機櫃被連接到同一供應管線。此外，布置操作302可以包括至少部分地基於圖2中所示的機櫃熱負載的機櫃布置。另一個實施例包括布置所述機櫃，以便當關閉所述供應管線之一時，使所述機櫃的進氣溫度保持低於32°C。方法300可以包括是液體、冷水或製冷劑的供應冷卻劑。方法300還可以包括是後門熱交換器的冷卻器。圖4示出了在到機櫃中的冷卻器的供應冷卻劑出現故障時防止機櫃中的計算機設備過熱的實例方法的流程圖400。所述方法包括模擬操作402。在該操作期間，模擬數據中心中的機櫃布置，使得一行機櫃從交替的冷卻劑供應管線接收冷卻劑。接下來，在計算操作404，計算一個時間間隔內由於供應管線故障導致的溫度升高。如本領域的技術人員將理解的，本發明的各方面可以體現為系統、方法或電腦程式產品。因此，本發明的各方面可以採取完全硬體實施例、完全軟體實施例(包括固件、駐留軟體、微代碼等)或組合了在此通常可以被稱為「電路」、「模塊」或「系統」的軟體和硬體方面的實施例的形式。此外，本發明的各方面可以採取體現在一個或多個計算機可讀介質(在介質中包含計算機可讀程序代碼)中的電腦程式產品的形式。可以使用一個或多個計算機可讀介質的任意組合。所述計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質例如可以是(但不限於)電、磁、光、電磁、紅外線或半導體系統、裝置或設備或上述任意適合的組合。所述計算機可讀存儲介質的更具體的實例(非窮舉列表)將包括以下項:具有一條或多條線的電連接、可攜式計算機軟盤、硬碟、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦寫可編程只讀存儲器(EPROM或快閃記憶體)、光纖、可攜式光碟只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲設備、磁存儲設備或上述任意適合的組合。在本文檔的上下文中，計算機可讀存儲介質可以是任何能夠包含或存儲由指令執行系統、裝置或設備使用或與指令執行系統、裝置或設備結合的程序的有形介質。計算機可讀信號介質可以包括其中包含計算機可讀程序代碼(例如，在基帶中或作為載波的一部分)的傳播數據信號。此類傳播信號可以採取各種形式中的任一種，包括但不限於電磁、光或其中任意適合的組合。計算機可讀信號介質可以是任何不屬於計算機可讀存儲介質並且能夠傳送、傳播或傳輸由指令執行系統、裝置或設備使用或與指令執行系統、裝置或設備結合的程序的計算機可讀介質。可以使用任何適當的介質(包括但不限於無線、線纜、光纜、RF等或上述任意適合的組合)來傳輸包含在計算機可讀介質中的程序代碼。用於執行本發明的各方面的操作的電腦程式代碼可以使用包含一種或多種程式語言的任意組合來編寫，所述程式語言包括諸如Java、Smalltalk、C++之類的面向對象的程式語言以及諸如C程式語言或類似的程式語言之類的常規過程程式語言。所述程序代碼可以完全地在用戶計算機上執行、部分地在用戶計算機上執行、作為獨立的軟體包、部分地在用戶計算機上並部分地在遠程計算機上執行，或者完全地在遠程計算機或伺服器上執行。在後者的情況中，所述遠程計算機可以通過包括區域網(LAN)或廣域網(WAN)的任何類型網絡與用戶的計算機相連，或者可以與外部計算機進行連接(例如，使用網際網路服務提供商通過網際網路連接)。
下面將參考根據本發明的實施例的方法、裝置(系統)和電腦程式產品的流程圖和/或方塊圖對本發明的各方面進行描述。將理解，所述流程圖和/或方塊圖的每個方塊以及所述流程圖和/或方塊圖中的方塊的組合可以由電腦程式指令來實現。這些電腦程式指令可以被提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器以產生機器，以便通過所述計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器執行的所述指令產生用於實現在一個或多個流程圖和/或方塊圖方塊中指定的功能/操作的裝置。這些電腦程式指令也可以被存儲在能夠引導計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備以特定方式執行功能的計算機可讀介質中，以便存儲在所述計算機可讀介質中的所述指令產生一件包括實現在一個或多個流程圖和/或方塊圖方塊中指定的功能/操作的指令的製品。所述電腦程式指令還可被加載到計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備，以導致在所述計算機、其它可編程裝置或其它設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的過程，從而在所述計算機或其它可編程裝置上執行的所述指令提供用於實現在一個或多個流程圖和/或方塊圖方塊中指定的功能/操作的過程。附圖中的流程圖和方塊圖示出了根據本發明的各種實施例的系統、方法和電腦程式產品的可能實施方式的架構、功能和操作。在此方面，所述流程圖或方塊圖中的每個方塊都可以表示代碼的模塊、段或部分，所述代碼包括用於實現指定的邏輯功能(多個)的一個或多個可執行指令。還應指出，在某些備選實施方式中，在方塊中說明的功能可以不按圖中說明的順序發生。例如，示為連續的兩個方塊可以實際上被基本同時地執行，或者某些時候，取決於所涉及的功能，可以以相反的順序執行所述方塊。還將指出，所述方塊圖和/或流程圖的每個方塊以及所述方塊圖和/或流程圖中的方塊的組合可以由執行指定功能或操作的基於專用硬體的系統或專用硬體和計算機指令的組合來實現。儘管描述了本發明的優選實施例，但本領域的技術人員將理解，可以在現在和將來進行各種落入下面權利要求範圍內的改進和增強。這些權利要求應該被解釋為維護對首先描述的本發明的正確保護。
權利要求
1.一種數據中心，包括: 多個機櫃，其被配置為容納計算機設備；以及 至少兩個冷卻劑供應管線，所述多個機櫃從所述至少兩個冷卻劑供應管線接收冷卻劑；並且 其中所述多個機櫃被布置成至少一行相鄰機櫃，使得每行相鄰機櫃從交替冷卻劑供應管線接收冷卻劑。
2.根據權利要求1的數據中心，其中機櫃行中的並列機櫃被連接到所述兩個冷卻劑供應管線中的一個不同冷卻劑供應管線。
3.根據權利要求1或2的數據中心，其中所述多個機櫃以棋盤模式從所述交替冷卻劑供應管線接收冷卻劑。
4.根據任一上述權利要求的數據中心，其中所述多個機櫃的相鄰機櫃均不連接到同一冷卻劑供應管線，並且彼此成對角的機櫃被連接到同一冷卻劑供應管線。
5.根據任一上述權利要求的數據中心，其中所述多個機櫃中的每個機櫃都包括用於冷卻到該機櫃的進氣的冷卻器。
6.根據權利要求5的數據中心，其中所述冷卻器是後門熱交換器。
7.根據任一上述權利要求的數據中心，其中根據所述機櫃的熱負載確定所述機櫃在所述數據中心內的放置。
8.根據任一上述權利要求的數據中心，其中所述機櫃的布置被配置為當關閉所述至少兩個冷卻劑供應管線之一時，使到所述機櫃的進氣溫度保持低於32°C。
9.根據任一上述權利要求的數據中心,其中供應冷卻劑是液體。
10.一種在到機櫃中的冷卻器的冷卻劑出現故障時，防止所述機櫃中的計算機設備過熱的方法，所述方法包括: 在數據中心中布置機櫃，使得至少一行相鄰機櫃從交替的冷卻劑供應管線接收冷卻齊U，每個所述供應管線將冷卻劑提供給多個機櫃。
11.根據權利要求10的方法，還包括當所述供應管線之一出現故障時，增大通過無故障供應管線的冷卻劑的流量。
12.根據權利要求10或11的方法，其中所述冷卻器是後門熱交換器。
13.根據權利要求10至12中的任一權利要求的方法，其中布置所述機櫃包括配置所述機櫃，使得所述行中的並列機櫃被連接到不同冷卻劑供應管線。
14.根據權利要求10至13中的任一權利要求的方法，其中布置所述機櫃包括配置所述機櫃以便以棋盤模式接收所述交替冷卻劑供應管線的冷卻劑。
15.根據權利要求10至14中的任一權利要求的方法，其中相鄰機櫃均不連接到同一供應管線，並且彼此成對角的機櫃被連接到同一供應管線。
16.根據權利要求10至15中的任一權利要求的方法，其中機櫃布置至少部分地基於所述機櫃的熱負載。
17.根據權利要求10至16中的任一權利要求的方法，其中所述機櫃的布置被配置為當關閉所述供應管線之一時，使到所述機櫃的進氣溫度保持低於32°C。
18.根據權利要求10至17中的任一權利要求的方法，其中所述供應冷卻劑是液體。
19.根據權利要求18的方法， 其中所述液體是冷水。
20.一種電腦程式，其包括存儲在計算機可讀介質上的電腦程式代碼，當所述電腦程式代碼被加載到計算機系統中並在其上執行時，導致所述計算機系統執行根據權利要求10至19中的任一權利要求的方法的所有步驟。
21.根據權利要求20的電腦程式，其中所述方法進一步包括: 模擬數據中心中的機櫃布置，使得一行機櫃從交替的冷卻劑供應管線接收冷卻劑；以及 計算一個時間間隔內由於 供應管線故障而導致的溫度升高。
全文摘要
當到機櫃中的冷卻器的供應冷卻劑出現故障時，防止所述機櫃中的計算機設備過熱的方法。一個實例實施例是包括多個機櫃和至少兩個冷卻劑供應管線的數據中心。所述機櫃被配置為容納計算機設備，並且所述冷卻劑供應管線為所述機櫃提供冷卻劑。此外，所述機櫃被布置成至少一行相鄰機櫃，使得每行相鄰機櫃從交替冷卻劑供應管線接收冷卻劑。
文檔編號H05K7/20GK103190208SQ201180052566
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月27日 優先權日2010年10月29日
發明者R·施密特, M·耶恩加爾 申請人:國際商業機器公司