(57)【要約】  データセンターシステムは、動作している複数の情報技術（ＩＴ）部品の電子デバイスラックを収容するハウジングと、冷却液の流れを制御するようにハウジング内に位置する冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）と、を含む。一つまたは複数の冷却装置は、ＩＴ部品に設置されており、ＣＤＵから第１液体を受け入れて抽出し、ＩＴ部品から生成された熱を第１液体により交換して第１液体を高温度の第２液体に変換させ、交換した熱を携えた第２液体をＣＤＵに送り返す。ＣＤＵは、熱発散システムに接続されて、交換した熱を外部環境に発散させる。データセンターシステムは、気流搬送システムを含み、該気流搬送システムが、直接または間接の気流を生成し、その流れが前記電子デバイスラックのサーバを通過するようにして、冷却器及びＩＴファンを有せずに、サーバによる生成熱が外部環境に発散される。
2019518252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データセンターシステムであって、
動作している複数の情報技術（ＩＴ）部品の電子デバイスラックを収容するハウジングと、
冷却液の流れを制御するように前記ハウジング内に配置される冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）と、
前記ＩＴ部品に設置され、前記ＣＤＵから第１液体を受け入れ、前記ＩＴ部品から生じた熱を前記第１液体により交換して前記第１液体を高温度の第２液体に変換させ、前記交換した熱を携えた前記第２液体を前記ＣＤＵに送り返すことにより、第１液体回路を形成する一つまたは複数の冷却装置であって、冷却器ユニットを備えておらず、前記交換した熱が前記ハウジング外の外部環境に携えられるように、一つまたは複数の前記ＣＤＵにより前記第１液体回路を熱発散システムに接続する一つまたは複数の冷却装置と、
涼しい／冷たい環境からの気流を生成し、前記気流の流れを前記電子デバイスラックのサーバを通過させ、前記サーバの動作による前記サーバの生成熱を交換し、前記交換した熱を携えた気流を前記ハウジング外の外部環境へ排出する気流搬送システムと、
を含むデータセンターシステム。
【請求項２】
前記気流搬送システムは、空気濾過システムを含み、冷空気を前記ハウジングの外部環境から受け入れ、前記ＩＴ部品の間のスペースにおける流れに届けることにより暖空気が生成される請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項３】
前記気流搬送システムは、前記ハウジング内の暖空気を前記ハウジングの外部環境へ拡散するように、空気排出ファンを含むことにより、サーバファン及びラックファンを省略することができ、
排出された空気は、前記外部環境よりも高い温度を有する請求項２に記載のデータセンターシステム。
【請求項４】
前記空気濾過システムは、前記ハウジングの第１側から冷空気を受け入れるように前記ハウジングの第１側に配置し、前記空気排出ファンは、前記気流が前記第１側から流れて前記電子デバイスラックのＩＴ部品を介して前記ハウジングの第２側に到達するように前記ハウジングの第２側に配置する請求項３に記載のデータセンターシステム。
【請求項５】
前記電子デバイスラックのそれぞれは、
散熱液体を提供し、散熱液体多岐管が前記ＣＤＵに接続される熱散液体多岐管コンポーネントと、
複数のサーバスロットにそれぞれ収容される複数のブレードサーバであって、前記ブレードサーバごとにサーバを表す情報技術（ＩＴ）部品が含まれており、散熱液体多岐管から冷たい液体を受け入れることにより、前記ＩＴ部品により生じた熱を発散させ、前記ＩＴ部品から交換した熱を携えた暖かい液体を前記散熱液体多岐管に送り返すように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管に接続される複数のブレードサーバと、を含む請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項６】
前記ブレードサーバが、前記散熱液体多岐管及び前記サーバラックに残ったブレードサーバの動作に影響を及ぼさない下で、前記電子デバイスラックから除去可能にするように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管にモジュール式に接続される請求項５に記載のデータセンターシステム。
【請求項７】
前記ＣＤＵは、
前記暖かい液体に携えられた熱と外部の散熱システムから供給された外部の冷たい液体とを交換する熱交換器と、
前記冷たい液体を前記散熱液体多岐管に搬送する液体ポンプと、
前記液体ポンプに接続されるポンプコントローラと、
前記液体ポンプに接続される貯液器と、
を含む請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項８】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の温度に基づいて前記液体の流速を制御する請求項７に記載のデータセンターシステム。
【請求項９】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の作動量に基づいて前記液体の流速を制御する請求項７に記載のデータセンターシステム。
【請求項１０】
前記一つまたは複数の冷却装置は、前記ＩＴ部品に取り付けられた一つまたは複数の液体冷却板である請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１１】
データセンターシステムであって、
動作している情報技術（ＩＴ）部品の複数の電子デバイスラックを収容するハウジングと、
冷却液の流れを制御するように前記ハウジング内に配置される冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）と、
前記ＩＴ部品に設置され、前記ＣＤＵから第１液体を受け入れ、前記ＩＴ部品から生じた熱を前記第１液体により交換して前記第１液体を高温度の第２液体に変換させ、前記交換した熱を携えた前記第２液体を前記ＣＤＵに送り返すことにより、第１液体回路を形成する一つまたは複数の冷却装置であって、冷却器ユニットを備えないで、前記交換した熱が前記ハウジング外の外部環境に携えられるように、一つまたは複数の前記ＣＤＵを、前記第１液体回路を熱発散システムに接続する一つまたは複数の冷却装置と、
非汚染空気により閉回路気流を生成し、前記気流が伝搬され前記電子デバイスラックのサーバを通過するようにして、前記サーバの動作による前記サーバの生成熱を交換し、気―気熱交換器を介して、前記交換した熱を前記ハウジング外の外部環境へ発散させる気流搬送システムと、
を含むデータセンターシステム。
【請求項１２】
前記気流搬送システムは、第１空間と第２空間とを含み、
空気が循環されて前記第１空間を通過して前記電子デバイスラックのサーバに到達した後に、循環されて前記第２空間を通過させるように、前記第１空間及び前記第２空間が前記ハウジングの天井の近くに配置し、前記第１空間と前記第２空間とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１３】
前記気流搬送システムは、第１空間と第２空間とを含み、
前記第１空間が前記ハウジングの床の下に配置され、前記第２空間が前記ハウジングの天井の上に配置され、空気が循環され前記第１空間を通過して、前記電子デバイスラックのサーバを通過した後に前記第２空間を通過し、前記第１空間と前記第２空間とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１４】
前記気―気熱交換器が、前記ハウジングの外部に配置される請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１５】
前記気―気熱交換器は、前記気―気熱交換器の第１気流と前記気―気熱交換器の第２気流とが直交するように、横流式設置で配置され、前記第１気流と前記第２気流とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１６】
前記気―気熱交換器は、前記気―気熱交換器の第１気流が前記気―気熱交換器の第２気流に対して逆になるが、前記第２気流に平行するように、逆流式設置に配置しており、前記第１気流と前記第２気流とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１７】
前記電子デバイスラックのそれぞれは、
散熱液体を提供し、散熱液体多岐管が前記ＣＤＵに接続される散熱液体多岐管コンポーネントと、
複数のサーバスロットにそれぞれ収容される複数のブレードサーバであって、各前記ブレードサーバのそれぞれは、サーバを表す情報技術（ＩＴ）部品が含まれ、散熱液体多岐管から冷たい液体を受け入れることにより、前記ＩＴ部品により生じた熱を発散させ、前記ＩＴ部品から交換した熱を携えた暖かい液体を前記散熱液体多岐管に送り返すように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管に接続される複数のブレードサーバと、を含む請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１８】
前記散熱液体多岐管及び前記サーバラックに残ったブレードサーバの動作に影響を及ぼさない下で、前記ブレードサーバを前記電子デバイスラックから除去可能にするように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管にモジュール式に接続される請求項１７に記載のデータセンターシステム。
【請求項１９】
前記ＣＤＵは、
前記暖かい液体に携えられた熱と外部の散熱システムから供給された外部の冷たい液体とを交換する熱交換器と、
前記冷たい液体を前記散熱液体多岐管に搬送する液体ポンプと、
前記液体ポンプに接続されるポンプコントローラと、
前記液体ポンプに接続される貯液器と、を含む請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項２０】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の温度に基づいて前記液体の流速を制御する請求項１９に記載のデータセンターシステム。
【請求項２１】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の作動量に基づいて前記液体の流速を制御する請求項１９に記載のデータセンターシステム。
【請求項２２】
前記一つまたは複数の冷却装置は、前記ＩＴ部品に装着された一つまたは複数の液体冷却板である請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大体的に、データセンターに関する。より具体的に、本発明は、データセンターにおける電子ラックのファンなし冷却器（ｃｈｉｌｌｅｒ）なし式液―気冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
散熱は、コンピュータシステム及びデータセンターの設計における突出した要素である。高性能電子デバイス（例えば、サーバ内部にカプセルされた高性能ＣＰＵやＧＰＵ）の数が安定して増加するため、サーバの一般動作で生じて発散される熱が増加する。サーバは、その動作環境において、温度の経時的な上昇を許すと、データセンターにおいて用いられるサーバの信頼性が低下してしまう。データセンターにおけるこれらのサーバの正常動作にとって、適切な温度環境の維持は、極めて重要である。特に、高性能のサーバを冷却する場合、より効率的な散熱方法が必要となる。データセンターの電力の大部分は、システムの冷却に用いられている。データセンターにおける高密度のサーバの数の増加につれて、サーバにおける電子デバイスを冷却させるために、より多くの電力がデータセンターと同様に費やされている。したがって、電子ラック及びデータセンターに、冷却システムを設計することはより重要になる。前記冷却システムは、絶えず増加する熱密度を処理するとともに、エネルギ効率を向上させることができる。
【０００３】
伝統的なデータセンター構造では、サーバルームエアコン（ＣＲＡＣ）またはサーバルームエアプロセッサ（ＣＲＡＨ）は、室内再循環空気をデータセンターの室内全体に渡って循環させている。従来、ＣＲＡＣ／ＣＲＡＨは、戻ってくる空気を冷却し、冷却した空気を送風機のファンを介してデータセンターのサーバルーム及びサーバに供給している。ＣＲＡＣ／ＣＲＡＨユニットは、前記空気から熱を抽出し、冷却器ステーション、冷却塔または外気へ伝達させる。情報技術（ＩＴ）ファン及びＣＲＡＣ／ＣＲＡＨ送風機の両者ともに空気を流れるように用い、その経路をＩＴ装置及びＣＲＡＣ／ＣＲＡＨユニットに渡るようにする。サーバファン、ＣＲＡＣ／ＣＲＡＨファン及び冷却器の運転には、大部分の冷却エネルギが必要となる。冷却器及びこれらの空気移動装置を節約できれば、大部分の冷却エネルギの節約を実現することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の実施形態は、データセンターシステムを提供する。
本開示の一態様において、データセンターシステムは、動作している情報技術（ＩＴ）部品の複数の電子デバイスラックを収容するハウジングと、冷却液の流れを制御するようにハウジング内に配置される冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）と、ＩＴ部品に設置され、ＣＤＵから第１液体を受け入れ、ＩＴ部品から生じた熱を第１液体により交換し、第１液体を高温度の第２液体に変換させ、交換した熱を携えた第２液体をＣＤＵに送り返すことにより、第１液体回路を形成する一つまたは複数の冷却装置であって、冷却器ユニット（ｃｈｉｌｌｅｒ）を備えていない場合に、交換した熱をハウジング外の外部環境に伝搬するように、一つまたは複数ＣＤＵにより第１液体回路を熱発散システムに接続し一つまたは複数の冷却装置と、涼しい／冷たい環境からの気流を生成することにより、前記気流の流れが伝搬され前記電子デバイスラックのサーバを通過するようにし、サーバの動作によって生じたサーバの熱を交換し、交換した熱を携えた気流を前記ハウジング外の外部環境へ排出する気流搬送システムと、を含む。
【０００５】
本開示の他の態様において、データセンターシステムは、動作している情報技術（ＩＴ）部品の複数の電子デバイスラックを収容するハウジングと、冷却液の流れを制御するようにハウジング内に配置する冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）と、ＩＴ部品に設置され、ＣＤＵから第１液体を受け入れ、ＩＴ部品から生じた熱を第１液体により交換し、第１液体を高温度の第２液体に変換させ、交換した熱を携えた第２液体をＣＤＵに送り返すことにより、第１液体回路を形成する一つまたは複数の冷却装置であって、冷却器ユニットを備えていない場合に、交換した熱がハウジング外の外部環境に伝搬するように、一つまたは複数のＣＤＵにより前記第１液体回路を熱発散システムに接続し、一つまたは複数の冷却装置と、非汚染空気により閉回路気流を生成し、前記気流の流れが伝搬され電子デバイスラックのサーバを通過するようにして、サーバの動作によって生じたサーバの熱を交換し、気―気熱交換器を介して、交換した熱を前記ハウジング外の外部環境へ発散させる気流搬送システムと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の実施形態は、各図面に制限されることなく、例示的に示される。図面における同一の参照符号は、同一の要素を示す。
【図１】本発明の一実施形態によるデータセンター熱管理設計のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による間接空気冷却装置を有するデータセンター冷却システムを模式的に示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による直接自由空気冷却装置を有するデータセンター冷却システムを模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるデータセンターシステムのブロック図である。
【図５Ａ】本発明の他の実施形態による直接自由空気冷却装置を有するデータセンターシステムのブロック図である。
【図５Ｂ】本発明の他の実施形態による直接自由空気冷却装置を有するデータセンターシステムのブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態による直接自由空気冷却装置を有するデータセンターシステムのブロック図である。
【図７】本発明の他の実施形態による電子デバイスラックの例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に検討した詳細を参照しながら本発明の様々な実施形態及び態様を説明し、添付の図面は、前記様々な実施形態を示す。以下の説明及び図面は、本発明の例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の様々な実施形態の完全な理解を提供するために、多くの詳細を記載することにしている。しかしながら、場合によって、本発明の実施形態に対する簡単な説明を提供するために、周知又は従来の詳細は記載しないことにする。
【０００８】
本明細書において、「一実施形態」又は「実施形態」とは、当該実施形態に説明した特定の特徴、構造、又は特性を本発明の少なくとも１つの実施形態に含めることができることを意味する。本明細書を通じて使用される「一実施形態では」という語句は、必ずしもすべて同じ実施形態を指すとは限らない。
【０００９】
幾つかの実施形態によれば、ファンなし及び冷却器なし式のデータセンターは、液―液熱交換器と気―気熱交換器とを組み合わせた冷却システムを含む。データセンターは、動作している複数の情報技術（ＩＴ）部品の複数の電子デバイスラックを収容する室内またはサーバルームを含む。データセンターは、冷却液の液流の供給を制御するようにサーバルームに配置する一つまたは複数の冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）を含む。冷却液が、ＣＤＵからＩＴ部品に設けられた一つまたは複数の冷却装置に流れ、ＩＴ部品から生じた熱を受け入れて交換し、熱をＣＤＵに送り返すことにより、閉じた液体回路が形成される。液体回路が散熱システムに熱的に接続されている。前記散熱システムは、冷却ユニットを備えておらず、交換した熱を室外の外部環境に携えるようにしている。一実施形態において、データセンターの気―気熱交換器は、涼しい／冷たい外部環境から電子デバイスラックのサーバを通過させることにより、サーバの動作によるサーバの生成熱を交換した気流を生成し、交換した熱を携えた気流を室外の外部環境へ排出させる気流搬送システムを含む。
【００１０】
一実施形態において、データセンターの気―気熱交換器は、気流を生成し、該気流が伝搬されて電子デバイスラックのサーバのスペースを通過させることによりサーバの動作によって生じたサーバの熱を交換し、環境の空気を利用して、交換した熱を外部環境へ排出させる気流搬送システムを含む。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態によるデータセンターシステムを示すブロック図である。該例示において、図１は、データセンターに使用される冷却システムの概況を示す。一実施形態によれば、データセンター１００は、建物または室内１０１に収容される。データセンター１００は、ラック１０５を含む。ラック１０５は、電子デバイス（例えば、サーバ、またはプロセッサ、メモリ及び／または記憶装置のようなＩＴ部品）を含み、該電子デバイスは、液体冷却電子デバイス１１１と、空気冷却電子デバイス１１３（例えば、マザーボードにある液体冷却が不可または実際に合わない他の部品）とに区分される。空気冷却電子デバイス１１３は、空気循環システムを介して直接／間接式の空気熱交換器１１９と熱交換したり、熱を直接／間接式の空気熱交換器１１９に発散させ、交換した熱を外部環境または外部環境１０８に発散させたりする。例えば、空気熱交換器１１９は、気流を外部環境から室内１０１に案内して、交換した熱を外部環境または外部環境１０８に携えるように、１セットの入口ファン及び出口ファンのような直接式の熱交換器であってもよい。
【００１２】
液体冷却電子デバイス１１１は、冷却液１１５により熱交換する。一実施形態において、冷却液１１５が閉回路液体ルート１１６内を循環する。冷却液１１５は、交換した熱を、液体冷却電子デバイス１１１のサーバＩＴ部品から液体冷却装置を通過させ液―液熱交換器１１７（例えば、ＣＤＵ）に到達するように循環させる。液―液熱交換器１１７は、冷却液１１５を第２液体ルート１１８と熱的接続し、交換した熱を外部冷却塔／乾燥塔／冷却器１５０に発散させることができる。
【００１３】
空気冷却電子デバイス１１３は、直接／間接式の空気熱交換器１１９により熱交換する。直接式の空気熱交換器は、直接自由気流を含み、該直接自由気流が外部環境からデータセンター建物に到達して熱負荷を外部環境１０８に携えるようにする。間接式の空気熱交換器は、第２気流に熱的接続されて熱交換する閉回路気流を含むことができる。一実施形態において、空気冷却電子デバイス１１３により生成された熱は、ラックのサーバのＩＴ部品から生成された熱及び／または液体ルートから伝達された熱（冷たい液体ルートと熱い液体ルートの両者は、実際の動作温度に応じて熱を空気へ伝達する可能性がある）を含む。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態による間接自由空気冷却装置を有するデータセンター冷却システムを示すブロック図である。該例示において、データセンター１００は、室内１０１に収容される。データセンター１００は液体冷却システムを含む。液体冷却システムは、サーバラック１０５のサーバのＩＴ部品に設けられた一つまたは複数の液体冷却装置２０５（例えば、ＩＴ部品冷却板）を含む。液体冷却装置２０５は、第１液体を利用して、ＩＴ部品から生成した交換熱を携えることにより、第１液体をより高い温度を有する第２液体に変換させ、交換した熱を携えた第２液体をＣＤＵ２０３に搬送して液体回路１１６が形成される。ＣＤＵ２０３は、図１の液―液熱交換器１１７を示す液／液（液−液）熱交換器を含む。ＣＤＵ２０３は、熱を冷却塔／乾燥塔１５０に接続されている第２液体ルート１１８に交換することができる。冷却塔／乾燥塔１５０が室内１０１の外部に配置しているため、交換した熱が室内１０１の外部の環境１０８に発散させることができる。他の実施形態において、液体ルート１１８が液体回路であってもよい。
【００１５】
一実施形態において、ＣＤＵ２０３は、ポンプ、貯液器及びポンプコントローラ（図示せず）を含み、該ポンプコントローラ（図示せず）が熱交換器２０４に接続され、液体ルート／回路１１６の液体及び／または液体ルート／回路１１８の液体を循環させる。一実施形態において、ＩＴ部品の検知された温度に基づいて、ポンプコントローラによりポンプの速度を制御することにより、流れの速度を制御する。他の実施形態において、ＣＤＵ２０３は、データセンター１００が単一の液体ルート（例えば、液体ルート／回路１１６）のみを含むように、建物室内１０１の外部に配置されてもよい。
【００１６】
一実施形態において、データセンター１００は、閉回路気流２１０を生成するように気流搬送システムを含むことにより、外部汚染を最小化し、気流２１０の流れが電子ラックのサーバを通過させてサーバの動作によるサーバの生成熱を交換するとともに、気―気熱交換器２０７（例えば、間接式蒸発式冷却ユニット）を利用して、交換した熱を室内１０１の外部の外部環境１０８に発散させる。閉回路内を流れる空気と、環境空気１０８とが隔離されている。気／気（気ー気）熱交換器２０７が、回路における暖空気２１０から携えた熱と外部環境の空気（例えば、冷たい空気）とを交換する。一実施形態において、気―気熱交換器２０７は、その第１気流と気―気熱交換器の第２気流とが直交するように、横流式設置で配置されているが、前記第２気流から隔離されている。他の実施形態において、気―気熱交換器２０７は、その第１気流が気―気熱交換器の第２気流に平行するように、逆流式設置で配置されているが、前記第２気流とは逆である。第１気流と第２気流とが隔離されており、例えば、第１気流と第２気流とが、空気チューブシステム／空気通路を介して隔離されてもよい。外部環境１０８の環境温度が電子デバイスラック１０５内の設計された動作温度範囲より低いとする。でなければ、冷却器を使用して気―気熱交換器と共に作動させる恐れがある。２０７は、建物／室内１０１の傍又は建物／室内１０１の天井に配置することができる。
【００１７】
図３は、本発明の一実施形態による直接自由空気冷却装置を有するデータセンター冷却システムを示すブロック図である。データセンター１００は、図２の液体冷却システムに類似している液体冷却システムを含む。一実施形態において、データセンター１００は、外部環境１０８からの直接気流３１０を生成し、前記気流３１０の流れが電子ラックのサーバを通過してサーバの動作によるサーバの生成熱を交換するとともに、交換した熱の気流を外部環境１０８に排出することにより、交換した熱を外部環境１０８に移す気流搬送システムを含む。当該実施形態において、空気循環の配置は開回路式による配置である。空気循環は、空気チューブシステムによって外部環境１０８から環境空気を吸い取るように配置されてもよい。前記空気は、汚染物を削減又は除去するように処理（例えば、きれいな空気になるように、濾過、加湿及び／又は除湿）されてもよい。きれいな空気は伝搬され、各電子デバイスラック１０５におけるサーバの各ＩＴ部品のスペースを通り抜け、ＩＴ部品から生成された熱を交換することにより、暖空気を生成する。そして、暖空気が外部環境１０８に排出される。外部環境１０８の環境温度が電子デバイスラック１０５内の環境温度よりも低いとした。でなければ、冷却器に関連する間接式空気冷却システム又は直接式膨張システムとの協働がより適合するかもしれない。
【００１８】
図４は、本発明の一実施形態のデータセンターシステムを示すブロック図である。該例示において、図４は、データセンターの少なくとも一部を示す平面図である。図４を参照し、一実施形態において、データセンターシステム４００は、複数列のＩＴ部品、装置又はデバイス４０１〜４０２の電子ラックを含み、例えば、各種クライアント側にデータサービスを提供するコンピュータサーバがある。データセンターシステム４００は、図１のデータセンター１００であってもよい。該実施形態において、データセンターシステム４００は、列４０１及び列４０２に配置された電子ラックを含み、例えば、電子ラック４１０Ａ〜４１０Ｎがある。ところが、より多い又はより少ない電子ラックとして実現されてもよい。通常、列４０１〜列４０２は、先端が互いに対向しかつ後端が互いに離れる場合、平行して整列することにより、管理者がその中を歩けることが許されるように、中間に通路４０３が形成されるが、他の配置又は分布を適用しても良い。
【００１９】
一実施形態において、データセンターシステムは、電子ラック（例えば、電子ラック４１０Ａ〜４１０Ｎ）ごとにハウジングを備える。電子ラックは、熱発散液体多岐管、複数のサーバスロット、及びサーバスロットに対し挿入や抜け出す可能な複数のブレードサーバを含む。各ブレードサーバは、いずれもＩＴ部品と称されるプロセッサ、メモリ及び／または永久性記憶装置（例えば、ハードディスク）を含む。なお、ブレードサーバは、コンピュータサーバを示す。熱発散液体多岐管は、外部散熱システム４２０と、又は外部散熱システム４２０と熱的に接続されている一つ又は複数のＣＤＵ４２２からの散熱液体とを提供する。例えば、ＣＤＵ４２２は、ＩＴ部品に設置されている一つ又は複数の冷却装置に流れて熱が除かれる熱発散液体の流速を制御するように、室内に配置することができる。一つ又は複数の冷却装置が、ＣＤＵ４２２からの第１液体を受け入れ、第１液体を利用してＩＴ部品から生成した熱を交換して第１液体をより高い温度を有する第２液体に変換させ、交換した熱を携えた第２液体をＣＤＵ４２２に送り返すことにより、第１液体回路が形成される。第１液体回路からの熱を除去するように、ＣＤＵ４２２は、第２液体回路または液体ルートを介して散熱システム４２０に熱的に接続される。他の実施形態において、一つの液体ルートのみ存在して冷却液がルームコンテナの内部を循環するように、ＣＤＵ４２２がルームコンテナの外部に配置されている。他の実施形態において、ＩＴ部品に設けられた一つ又は複数の冷却装置は、ＩＴ部品に装着されている液体冷却板である。注意すべきこととして、散熱システム４２０は、複数のデータセンターシステム、例えば、データセンターシステム４００に接続されてもよい。
【００２０】
一実施形態において、ブレードサーバからの熱を除去するように、各電子ラックの近く又はラックの一つに隣接して、散熱システム４２０を相応して配置することができる。他の実施形態において、散熱システム４２０は、冷却塔に接続された外部液体回路、または建物／ルームコンテナの外部に配置している乾燥冷却器を含む。散熱システム４２０は、蒸発式冷却装置、自由空気冷却装置、大きな熱質量（large thermal mass）に対する抑制及び廃熱の回収の設計を含むが、これらに制限されない。
【００２１】
一実施形態において、散熱液体多岐管及びサーバラックに残ったブレードサーバの動作に影響を及ぼさない下で、ブレードサーバが電子ラックから撤去可能に、ブレードサーバごとに散熱液体多岐管にモジュール式に接続されている。他の実施形態において、ブレードサーバのそれぞれが、クイックリリース（ｑｕｉｃｋ−ｒｅｌｅａｓｅ）式接続コンポーネントを介して散熱液体多岐管に接続される。該クイックリリース式接続コンポーネントは、散熱液体をＩＴ部品に割り当てるように、フレキシブルチューブに接続される第１液体入口コネクタ及び第１液体出口コネクタを有する。第１液体入口コネクタは、第２液体入口コネクタを介して、電子ラックの後端に装着されている散熱液体多岐管から熱液体を受け入れる。第１液体出口液体コネクタが第２液体出口コネクタを介して、ＩＴ部品から交換した熱を携えた暖かいまたは熱い液体を散熱液体多岐管に搬送し、その後、電子ラック内部のＣＤＵまたはＣＤＵ４２２に返す。一実施形態において、第１液体入口コネクタ及び第１液体出口コネクタが、それぞれ第２液体入口コネクタ及び第２液体出口コネクタに接続・遮断するように、外部へ向けてサーバトレーの外部まで延出することができる。なお、第２液体入口コネクタ及び第２液体出口コネクタが、電子ラック内の散熱液体多岐管コンポーネントに固定して設置されている。他の実施形態において、フレキシブルチューブが、ねじチューブ（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  ｈｏｓｅ）である。
【００２２】
一実施形態において、散熱システム４２０が散熱液体を受け入れるように、電子ラックごとの後端に設けられている散熱液体多岐管が液体供給ルート４３２に接続されている。散熱液体が部品から熱を除去する。得られたＩＴ部品から交換した熱を携えている暖かいまたは熱い液体が、供給戻りルート４３１を介して散熱システム４２０に戻る。液体供給ルート４３１〜４３２は、データセンター液体供給ルート（例えば、全面液体供給ルート）と称し、列４０１〜４０２におけるすべての電子ラックに散熱液体を供給する。一実施形態によれば、熱交換器の１次回路は液体供給ルート４３２及び液体戻りルート４３１に接続される。熱交換器の２次回路が電子ラックの液体多岐管に接続される。液体多岐管は、ペアとなる、それぞれ液体供給多岐管及び戻り多岐管に接続された液体入口コネクタ及び液体出口コネクタのアレイを含む。一実施形態のように、液体多岐管におけるペアごとの液体入口コネクタ及び液体出口コネクが、ブレードサーバのうち一つの対応するペアの液体入口コネクタ及び液体出口コネクに接続される。
【００２３】
一実施形態において、データセンターシステム４００は、気流を生成して前記気流の流れが伝搬され電子ラックのサーバを通過させることにより、サーバの動作によって生じたサーバの熱を交換し、熱交換した気流を室内／サーバルーム／建物１０１の外部環境１０８に排出する気流搬送システム（例えば、空気供給システム４３５）を含む。例えば、空気供給システム４３５が涼しい空気／冷たい空気の気流を生成し、該気流が通路４０３から循環してサーバラック４１０Ａ〜４１０Ｎを通過することにより、交換した熱を携えて行く。交換した熱を有する暖空気／熱空気がサーバルーム／建物１０１から排出される。他の実施形態において、空気供給システム４３５は、空気気流の流れが電子ラックのサーバを通過して、サーバの動作によるサーバの生成熱を交換するように、閉回路気流が形成され、室内／建物における空気を除去しない場合、気―気熱交換器（図示なし）により交換された熱を部屋の外の外部環境へ排出する。なお、空気供給システム４３５が、複数のデータセンターシステム（例えば、データセンター４００）に接続可能である。
【００２４】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の他の実施形態による直接自由空気冷却装置を有するデータセンターシステムを示すブロック図である。該例示において、図５Ａは、データセンターシステムの断面図または側面図を示すが、図５Ｂは、データセンターシステムの平面図を示す。図５Ａを参照し、データセンターシステム５００は、サーバルームまたはコンテナのように、列となるＩＴ装置またはデバイス５０１〜５０３のラック（該例示において、データサービスを提供するコンピュータサーバである）を収容するハウジング構造を含む。３列のラック５０１〜５０３しか示していないが、より多いまたはより少ない列にしてもよい。電子ラック５０１〜５０３の列は、２列間に通路が形成するように配置されており、該例示において、熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂ及び冷空気通路５０６Ａ〜５０６Ｂを含む。電子ラック５０１〜５０３は、図４の電子ラック４１０Ａ〜４１０Ｎであってもよい。
【００２５】
一実施形態において、データセンターシステム５００は、ＣＤＵ２０３を含み、該ＣＤＵ２０３は、冷却液の液体流動を制御するように、ハウジング内に配置する。ＣＤＵ２０３は、冷却液を電子ラック５０１〜５０３のＩＴ部品に設けられている一つまたは複数の冷却装置に分布しＩＴ部品から生成された熱を除去するようにする。ＣＤＵ２０３は熱交換ユニットに接続され、交換した熱が液体冷却塔／乾燥塔１５０に除去する。
【００２６】
一実施形態において、データセンターシステム５００は、ファン／フィルタユニット５１０（データセンターシステムの空気供給システムとも称す）（５１０は、図示しない加湿または除湿ユニットをさらに含んでもよい）を含む。空気供給システム５１０は、新鮮な、汚染される可能性がある、かつ調節されていない空気（外部空気１０８とも称す）を、外部環境から吸い込んで、またはデータセンターシステムのハウジングに吸い取られる。空気供給システム５１０は、一つまたは複数の入口ファン及び一つまたは複数の空気フィルタ、加湿器及び／または除湿器を含んでもよい。なお、入口ファンが、外部空気１０８を吸い込み、空気フィルタ、加湿器及び／または除湿器が、外部空気１０８を濾過し、加湿し及び／または除湿することにより、濾過した空気が生成される。フィルタは、外部空気１０８における粒子または汚染物の一部を減少させることができる。
【００２７】
一実施形態において、データセンターシステム５００は、気流搬送システムを含み、該気流搬送システムは、冷空気５２０に基づいて気流を生成するように構成され、冷空気５２０の気流を搬送し、前記複数列の電子ラック５０１〜５０３を冷却するようにする。該例示において、気流搬送システムは、第１通路またはトンネルまたは空間５２５を含み、前記複数列の電子ラック５０１〜５０３を収容するハウジングに冷空気５２０を搬送する。一実施形態において、第１通路５２５は、前記複数列の電子ラック５０１〜５０３を支持する床またはその表面５０４（例えば、移動床）下に設けられている一つまたは複数の空気チューブを含む。複数の入口ポート（例えば、多孔質れんが）５３１Ａ〜５３１Ｂは、冷空気５２０の気流がハウジング中に流れることを許すように、床５０４の様々位置に設置可能になっている。一実施形態において、冷空気５２０が、移動床（ｒａｉｓｅｄｆｌｏｏｒ）に直接に供給されることが可能である。
【００２８】
一実施形態において、入口ポート５３１Ａ〜５３１Ｂは、床５０４の冷空気通路５０６Ａ〜５０６Ｂの底部の近くまたは前記底部に配置して設けられている。選択的に、一つまたは複数のファンは、少なくとも幾つかの入口ポート５３１Ａ〜５３１Ｂに取り付けられて、冷空気５２０を通路５２５から上に向けて冷空気通路５０６Ａ〜５０６Ｂに吸い取られまたは吸い込まれる。例えば、冷空気が冷空気通路５０６Ａから冷空気通路５０６Ｂに吸い込まれることにより、伝搬され列５０１のサーバを通り抜ける。熱交換の影響により、熱空気通路５０５Ａに流れた気流は、冷空気通路５０６Ａで受け入れた気流よりも高い温度を有する。液体冷却及び熱／冷空気通路気流の設計により、サーバはファンなしの場合で動作可能になる。
【００２９】
一実施形態において、ハウジングの天井（ｃｅｉｌｉｎｇ）５０７は、一つまたは複数の退出ポート（開口または窓口）５３２Ａ〜５３２Ｂを含み、該退出ポートが、熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂの頂部の近くまたは頂部に設けられ、熱空気または暖空気が上に向けて第２通路またはトンネルまたは空間５２６に排出されることが許されている。なお、前記熱空気または暖空気が、ファン５１４を介して外部環境に導かれる。ファンは、選択的に少なくとも幾つかの出口５３２Ａ〜５３２Ｂに設置されまたは取り付けられ、熱空気または暖空気を熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂからトンネル５２６に排出することができる。複数列の電子ラック５０１〜５０３は、冷空気通路５０６Ａ〜５０６Ｂと熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂとが交互に配置される。一実施形態において、複数列の電子ラック５０１〜５０３は、特定の配置で分布され、前記配置において、各列が、冷空気通路と熱空気通路との間に挟まれている。複数列の電子ラック５０１〜５０３のそれぞれは、大部分の冷空気５２０が冷空気通路５０６Ａ〜５０６Ｂから電子ラック５０１〜５０３のサーバを通過して熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂに流れるように配置される。該実施形態において、冷たい空気がデータセンターシステム５００の一側から吸い込まれるとともに、暖かい空気がデータセンターシステム５００の他側から外部環境に排出されるようにしている。
【００３０】
なお、例示の目的のみで、図５Ａ及び図５Ｂに示されるデータセンターシステム５００の配置を示す。部品の他の配置またはレイアウトを適用してもよい。空気供給システム５１０が、データセンターシステム５００のハウジングに対して様々な位置に配置されてもよい。例えば、空気供給システム５１０が、ハウジングの外部に配置される（例えば、床に位置したり、遠隔位置または遠く離れる場所に位置する）とともに、冷空気５２０は、通路５２５に接続されるチューブ／空気チューブを通過して搬送されてもよい。空気供給システム５１０が、データセンター１００の側壁から配置されてもよい。他の配置が存在してもよい。さらに注意すべきこととして、図５Ａの配置は、空気を閉回路内で循環させて間接的な空気冷却システムに容易に変換されてもよい。言い換えれば、ファン５１４から排出された空気が閉通路を介して気／気交換器へフィードバックするとともに、ファン／フィルタまたは空気供給システム５１０を介して循環してデータセンターシステムに戻るようにしてもよい。
【００３１】
図６は、本発明の他の実施形態による直接自由空気冷却装置を有するデータセンターシステムを示すブロック図である。図６を参照し、該例示において、データセンターは、図５Ａの液体冷却システムに類似している液体冷却システムを含む。データセンター６００は、気流搬送システムを含み、前記気流搬送システムは、コンテナ／ハウジングの天井の上方に配置し、複数列の電子デバイスラック５０１〜５０３を収容するハウジングに冷空気５２０を搬送する第１通路またはトンネルまたは空間５２５を含む。電子デバイスラック５０１〜５０３が、図４の電子デバイスラック４１０Ａ〜４１０Ｎであってもよい。第１通路５２５は、コンテナ／ハウジングの天井の上方に設けられる空気チューブを形成する一つまたは複数のチューブまたはパイプを含んでもよい。複数の挿入ポートは、冷空気５２０の気流がハウジングに流れることを許すように、天井の様々な位置に配置することができる。
【００３２】
一実施形態において、ハウジングの天井は、一つまたは複数の退出ポート（開口または窓口）を含み、前記退出ポートが、熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂの頂部の近くまたは前記頂部に設けられ、熱空気または暖空気が上に向けて第２通路またはトンネルまたは空間５２６に流れることを許している。なお、前記熱空気または暖空気がファン５１４を介して外部環境へ指向する。第１空間及び第２空間は、単独の空間であってもよい。例えば、第１空間と第２空間とが空気チューブによって離隔することができる。ファンは、選択的に、出口５３２Ａ〜５３２Ｂの少なくとも一部に取り付けられて、熱空気または暖空気を熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂからトンネル５２６に排出することができる。冷空気通路５０６Ａ〜５０６Ｂと熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂとが、複数列の電子ラック５０１〜５０３に対して交互に配置される。一実施形態において、複数列の電子ラック５０１〜５０３は、特定の配置によって分布されており、前記配置は、各列が冷空気通路と熱空気通路との間に挟まれる。複数列の電子ラック５０１〜５０３のそれぞれは、大部分の冷空気５２０が冷空気通路５０６Ａ〜５０６Ｂから電子ラック５０１〜５０３のサーバを通過して熱空気通路５０５Ａ〜５０５Ｂに流れるように配置されている。さらに注意すべきことは、図６の配置は、空気を閉回路で循環させて間接的な空気冷却システムに容易に変換されてもよい。言い換えれば、ファン５１４から排出された空気が閉通路を介して気／気交換器へフィードバックされるとともに、ファン／フィルタまたは空気供給システム５１０を介して循環してデータセンターシステムに戻る。
【００３３】
図７は、本発明の他の実施形態による電子デバイスラックの側面図を示すブロック図である。電子デバイスラック７００は、図４の複数列の電子デバイスラック４１０Ａ〜４１０Ｎにおける任意の電子デバイスラックを示すことができる。図７を参照し、一実施形態において、電子デバイスラック７００は、ＣＤＵ７０１（選択可能）、ラック管理ユニット（ＲＭＵ）７０２及び一つまたは複数のブレードサーバ７０３Ａ〜７０３Ｄ（ブレードサーバ７０３と総称される）を含む。ブレードサーバ７０３のそれぞれが、電子デバイスラック７００の先端７０４からサーバスロット（ｓｌｏｔ）のアレイに挿入することができる。注意すべきことは、図７は４つのブレードサーバ７０３Ａ〜７０３Ｄのみを示すが、電子デバイスラック７００では、より多くのまたはより少ないブレードサーバを保持可能である。さらに注意すべきことは、例示の目的で、ＣＤＵ７０１（選択可能）、ＲＭＵ７０２及びブレードサーバ７０３の特定位置のみを示すが、ＣＤＵ７０１（選択可能）、ＲＭＵ７０２及びブレードサーバ７０３の他の分布または配置にて実現可能である。他のＩＴ（例えば、スイッチング）をネットワーク装置として実現することができる。
【００３４】
一実施形態において、ＣＤＵ７０１は、熱交換器７１１、液体ポンプ７１２、貯液器（図示せず）及びポンプコントローラ７１０を含む。熱交換器７１１は、液―液熱交換器であってもよい。熱交換器７１１は、外部液体供給ルート１３１〜１３２に接続されて１次回路が形成される第１ペアの液体コネクタを有する第１チューブを含む。なお、外部液体供給ルート１３１〜１３２に接続されているコネクタは、電子デバイスラック７００の後端７０５に設置または取り付け可能である。なお、熱交換器７１１は、液体多岐管７２５に接続される第２ペアの液体コネクタを有する第２チューブをさらに含み、前記液体多岐管７２５は、冷却液をブレードサーバ７０３に供給するための供給多岐管と、暖液体をＣＤＵ７０１に戻すための戻し多岐管とを含む。
【００３５】
ブレードサーバ７０３のそれぞれが、一つまたは複数のＩＴ部品（例えば、中央処理ユニットまたはＣＰＵ、図形処理ユニット（ＧＰＵ）、メモリ及び／または記憶装置）を含んでもよい。各ＩＴ部品は、データ処理タスクを実行することができる。なお、ＩＴ部品が、記憶装置に取り付けられたソフトウェア、メモリにアップロードされたソフトウェア、一つまたは複数のプロセッサの運転によりデータ処理タスクを実行させるソフトウェアを含む。ブレードサーバ７０３は、一つまたは複数のコンピュータサーバ（計算ノードとも称す）に接続されるホストサーバ（主ノードとも称す）を含んでもよい。ホストサーバ（一つまたは複数のＣＰＵを有する）は、通常、ネットワーク（例えば、インタネット）を介してクライアント側とインタワーキングをして、特定のサービス、例えば、記憶サービス（例えば、バックアップ及び／または回復のような、クラウドに基づく記憶サービス）を要求することにより、アプリを起動させて幾つかの操作（例えば、画像処理、データのディプランニングアルゴリズムまたはモデルなどがｓｏｆｔｗａｒｅ−ａｓ−ａ−ｓｅｒｖｉｃｅまたはＳａａＳプラットフォームの一部とする）が実行される。前記要求に応答して、ホストサーバが、ホストサーバによって管理されているコンピュータサーバ（一つまたは複数のＧＰＵｓを有する）うちの一つまたは複数にタスクを割り当てる。計算サーバは、動作期間に熱が生じ得る実際のタスクを実行する。
【００３６】
電子デバイスラック７００は、サーバ７０３Ａ〜７０３Ｄ及びＣＤＵ７０１に供給された電力を提供し管理するＲＭＵ７０２をさらに含む。ＲＭＵ７０２は、電力供給ユニット（図示せず）に接続されて、電力供給ユニットの電力消耗を管理し、電力供給ユニットの他の熱管理（例えば、冷却ファン）を行う。電力供給ユニットは、電子デバイスラック７００の残った部品に電力を提供するように、必要な電気回路（例えば、交流（ＡＣ）から直流（ＤＣ）へまたはＤＣからＤＣへの電力変換器、電池、変圧器またはレギュレータ等）を含んでもよい。
【００３７】
一実施形態において、ＲＭＵ７０２は、作動量計算器または計算モジュール７２１及びラック管理コントローラ（ＲＭＣ）７２２を含む。作動量計算器７２１は、少なくとも一部のブレードサーバ７０３に接続され、ブレードサーバの作動量を示す作動量情報を受け入れ、ブレードサーバの総作動量を計算する。総作動量に基づいて、ＲＭＣ７２２は、ＣＤＵ７０１のポンプコントローラ７１０に信号またはデータを送信するように配置される。なお、前記信号またはデータは、ブレードサーバ７０３に必要される作動量を指示する。ブレードサーバ７０３の作動量に基づいて、ポンプコントローラ７１０は、液体ポンプ７１２の速度を制御して、少なくとも一部のブレードサーバ７０３の液体多岐管に割り当て待ちの散熱液体の流れの速度を制御する。
【００３８】
具体的には、一実施形態において、作動量計算器７２１は、ホストサーバのそれぞれに接続されてホストサーバから作動量情報を受け入れる。なお、前記ホストサーバが一つまたは複数の計算サーバにタスクを割り当てる。作動量情報は、計算サーバがタスクを実行するときに消耗される見込みのある電力（例えば、ワット）を指示する情報を含んでもよい。一実施形態において、ホストサーバは、計算サーバにタスクを割り当てる前に、作動量情報を作動量計算器７２１に送信して、流れの速度が計算サーバの温度が上昇する前に調整されるようにする。
【００３９】
なお、他の一実施形態において、ＲＭＣ７２２は、さらに少なくとも計算サーバに接続され、周期的にまたは絶えずに計算サーバの動作温度をモニタリングし、動作温度に基づいて散熱液体の液体流速をさらに動的に調整する。計算サーバのそれぞれが熱センサを含み、計算サーバの一つまたは複数のプロセッサの動作温度を検知する。熱センサは、プロセッサに直接にアタッチしたり、プロセッサの散熱器の本体にアタッチすることができる。したがって、直接測定した温度は、プロセッサの温度を示すものであって、サーバ周囲の動作環境の環境温度ではない。プロセッサの温度に基づいて、散熱液体の液体流速を調整するものであって、環境温度または戻り液体の温度に基づくものではない。
【００４０】
一実施形態において、電子ラック７００は、冷空気が流入される第１開口または入口、及び暖空気／熱空気が流出される電子デバイスラック７００の第２開口または出口を含む。第１開口及び第２開口は、電子デバイスラックの前部、背部にそれぞれ配置することができる。他の実施形態において、第１開口及び第２開口が電子デバイスラックの側部、頂部または底部に位置することができる。
【００４１】
一実施形態において、液体冷却システムは、サーバにおける高電力消耗部品（例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ）によって生じた大部分の熱を消去するように構成されることに対して、空気冷却システムは、液体冷却が実行不可、または確実に消去することができない下部電力消耗部品（例えば、メモリ、記憶装置、マザーボード）によって生じた熱及び高電力消耗部品から放射された熱を消去するように構成される。液体冷却システムと空気冷却システムとを組み合わせることにより、ブレードサーバまたは電子デバイスラックに各種のファンを常時に装着する必要がなくなる。しなし、必要に応じて、電子デバイスラックの電力供給ユニット及び／またはネットワーク装置は、依然としてファン冷却を必要とする可能性がある。
【００４２】
なお、以上記載の冷却方法は、様々な異なるタイプのデータセンター、例えば、従来の代理データセンター及び新たに構築されたデータセンター（ｇｒｅｅｎｆｉｅｌｄ  ｄａｔａ  ｃｅｎｔｅｒｓ）に適用することが可能である。代理データセンターは、設備、スペース及びバンド幅が小売クライアントに貸し出すようなセンターである。代理施設は、スペース、電力、冷却及び物理的安全を、他の会社のサーバ、記憶装置及びネット接続装置に提供するとともに、最低のコスト及び複雑性を利用して、これらを各種の電気通信／ネットサービスのプロバイダーに接続するようにした施設である。新たに構築されたデータセンターは、以前に存在しなった場所に構築され配置されたデータセンターである。以上説明したこれらの技術は、性能の最適化されたデータセンター（ＰＯＤ）、ポータブルオンデマンド又はコンテナ（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）データセンターに適用してもよく、或いはそれらと協働してもよい。コンテナデータセンターにおいて、サーバのラックを一つ又は複数の独立的なコンテナ、モジュール化スペース又はモジュール化ハウジングに収容される。
【００４３】
上記図面に示される手順又は方法は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（例えば、非揮発性のコンピュータ可読媒体に具現化される）、又は両者の組合せを含む処理ロジックにより実行されてもよい。前記手順又は方法は、本明細書において特定の順序に基づいて説明したが、説明した動作の一部は、異なる順序により実行されてもよい。また、いくつかの動作は、順番での実行ではなく並行して実行されてもよい。
【００４４】
以上の明細書では、本発明の具体的な例示的な実施形態を参照しながらその実施形態を説明した。明らかに、添付している特許請求の範囲に記載された本発明のより広い趣旨及び範囲を逸脱しない限り、様々な変形が可能である。従って、限定的な意味で本明細書及び図面を理解するのではなく例示的な意味で本明細書及び図面を理解すべきである。
【図１】
2019518252.tif 000003
【図２】
2019518252.tif 000004
【図３】
2019518252.tif 000005
【図４】
2019518252.tif 000006
【図５Ａ】
2019518252.tif 000007
【図５Ｂ】
2019518252.tif 000008
【図６】
2019518252.tif 000009
【図７】
2019518252.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月26日(2018.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データセンターシステムであって、
動作している複数の情報技術（ＩＴ）部品の電子デバイスラックを収容するハウジングと、
冷却液の流れを制御するように前記ハウジング内に配置される冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）と、
前記ＩＴ部品に設置され、前記ＣＤＵから第１液体を受け入れ、前記ＩＴ部品から生じた熱を前記第１液体により交換して前記第１液体を高温度の第２液体に変換させ、前記交換した熱を携えた前記第２液体を前記ＣＤＵに送り返すことにより、第１液体回路を形成する一つまたは複数の冷却装置であって、冷却器ユニットを備えておらず、前記交換した熱が前記ハウジング外の外部環境に携えられるように、一つまたは複数の前記ＣＤＵにより前記第１液体回路を熱発散システムに接続する一つまたは複数の冷却装置と、
涼しい／冷たい環境からの気流を生成し、前記気流の流れを前記電子デバイスラックのサーバを通過させ、前記サーバの動作による前記サーバの生成熱を交換し、前記交換した熱を携えた気流を前記ハウジング外の外部環境へ排出する気流搬送システムと、
を含むデータセンターシステム。
【請求項２】
前記気流搬送システムは、空気濾過システムを含み、冷空気を前記ハウジングの外部環境から受け入れ、前記ＩＴ部品の間のスペースにおける流れに届けることにより暖空気が生成される請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項３】
前記気流搬送システムは、前記ハウジング内の暖空気を前記ハウジングの外部環境へ拡散するように、空気排出ファンを含むことにより、サーバファン及びラックファンを省略することができ、
排出された空気は、前記外部環境よりも高い温度を有する請求項２に記載のデータセンターシステム。
【請求項４】
前記空気濾過システムは、前記ハウジングの第１側から冷空気を受け入れるように前記ハウジングの第１側に配置し、前記空気排出ファンは、前記気流が前記第１側から流れて前記電子デバイスラックのＩＴ部品を介して前記ハウジングの第２側に到達するように前記ハウジングの第２側に配置する請求項３に記載のデータセンターシステム。
【請求項５】
前記電子デバイスラックのそれぞれは、
散熱液体を提供し、散熱液体多岐管が前記ＣＤＵに接続される熱散液体多岐管コンポーネントと、
前記電子デバイスラックの複数のサーバスロットにそれぞれ収容される複数のブレードサーバであって、前記ブレードサーバごとにサーバを表す情報技術（ＩＴ）部品が含まれており、散熱液体多岐管から冷たい液体を受け入れることにより、前記ＩＴ部品により生じた熱を発散させ、前記ＩＴ部品から交換した熱を携えた暖かい液体を前記散熱液体多岐管に送り返すように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管に接続される複数のブレードサーバと、を含む請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項６】
前記ブレードサーバが、前記散熱液体多岐管及び前記サーバラックに残ったブレードサーバの動作に影響を及ぼさない下で、前記電子デバイスラックから除去可能にするように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管にモジュール式に接続される請求項５に記載のデータセンターシステム。
【請求項７】
前記ＣＤＵは、
前記暖かい液体に携えられた熱と外部の散熱システムから供給された外部の冷たい液体とを熱交換する熱交換器と、
前記冷たい液体を前記散熱液体多岐管に搬送する液体ポンプと、
前記液体ポンプに接続されるポンプコントローラと、
前記液体ポンプに接続される貯液器と、
を含む請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項８】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の温度に基づいて前記液体の流速を制御する請求項７に記載のデータセンターシステム。
【請求項９】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の作動量に基づいて前記液体の流速を制御する請求項７に記載のデータセンターシステム。
【請求項１０】
前記一つまたは複数の冷却装置は、前記ＩＴ部品に取り付けられた一つまたは複数の液体冷却板である請求項１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１１】
データセンターシステムであって、
動作している情報技術（ＩＴ）部品の複数の電子デバイスラックを収容するハウジングと、
冷却液の流れを制御するように前記ハウジング内に配置される冷媒割当ユニット（ＣＤＵ）と、
前記ＩＴ部品に設置され、前記ＣＤＵから第１液体を受け入れ、前記ＩＴ部品から生じた熱を前記第１液体により交換して前記第１液体を高温度の第２液体に変換させ、前記交換した熱を携えた前記第２液体を前記ＣＤＵに送り返すことにより、第１液体回路を形成する一つまたは複数の冷却装置であって、冷却器ユニットを備えないで、前記交換した熱が前記ハウジング外の外部環境に携えられるように、一つまたは複数の前記ＣＤＵを、前記第１液体回路を熱発散システムに接続する一つまたは複数の冷却装置と、
非汚染空気により閉回路気流を生成し、前記気流が伝搬され前記電子デバイスラックのサーバを通過するようにして、前記サーバの動作による前記サーバの生成熱を交換し、気―気熱交換器を介して、前記交換した熱を前記ハウジング外の外部環境へ発散させる気流搬送システムと、
を含むデータセンターシステム。
【請求項１２】
前記気流搬送システムは、第１空間と第２空間とを含み、
空気が循環されて前記第１空間を通過して前記電子デバイスラックのサーバに到達した後に、循環されて前記第２空間を通過させるように、前記第１空間及び前記第２空間が前記ハウジングの天井の近くに配置し、前記第１空間と前記第２空間とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１３】
前記気流搬送システムは、第１空間と第２空間とを含み、
前記第１空間が前記ハウジングの床の下に配置され、前記第２空間が前記ハウジングの天井の上に配置され、空気が循環され前記第１空間を通過して、前記電子デバイスラックのサーバを通過した後に前記第２空間を通過し、前記第１空間と前記第２空間とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１４】
前記気―気熱交換器が、前記ハウジングの外部に配置される請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１５】
前記気―気熱交換器は、前記気―気熱交換器の第１気流と前記気―気熱交換器の第２気流とが直交するように、横流式設置で配置され、前記第１気流と前記第２気流とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１６】
前記気―気熱交換器は、前記気―気熱交換器の第１気流が前記気―気熱交換器の第２気流に対して逆になるが、前記第２気流に平行するように、逆流式設置に配置しており、前記第１気流と前記第２気流とが隔離されている請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１７】
前記電子デバイスラックのそれぞれは、
散熱液体を提供し、散熱液体多岐管が前記ＣＤＵに接続される散熱液体多岐管コンポーネントと、
前記電子デバイスラックの複数のサーバスロットにそれぞれ収容される複数のブレードサーバであって、各前記ブレードサーバのそれぞれは、サーバを表す情報技術（ＩＴ）部品が含まれ、散熱液体多岐管から冷たい液体を受け入れることにより、前記ＩＴ部品により生じた熱を発散させ、前記ＩＴ部品から交換した熱を携えた暖かい液体を前記散熱液体多岐管に送り返すように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管に接続される複数のブレードサーバと、を含む請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項１８】
前記散熱液体多岐管及び前記サーバラックに残ったブレードサーバの動作に影響を及ぼさない下で、前記ブレードサーバを前記電子デバイスラックから除去可能にするように、前記ブレードサーバのそれぞれが前記散熱液体多岐管にモジュール式に接続される請求項１７に記載のデータセンターシステム。
【請求項１９】
前記ＣＤＵは、
前記暖かい液体に携えられた熱と外部の散熱システムから供給された外部の冷たい液体とを熱交換する熱交換器と、
前記冷たい液体を前記散熱液体多岐管に搬送する液体ポンプと、
前記液体ポンプに接続されるポンプコントローラと、
前記液体ポンプに接続される貯液器と、を含む請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【請求項２０】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の温度に基づいて前記液体の流速を制御する請求項１９に記載のデータセンターシステム。
【請求項２１】
前記ポンプコントローラは、前記ＩＴ部品の作動量に基づいて前記液体の流速を制御する請求項１９に記載のデータセンターシステム。
【請求項２２】
前記一つまたは複数の冷却装置は、前記ＩＴ部品に装着された一つまたは複数の液体冷却板である請求項１１に記載のデータセンターシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態による間接空気冷却装置を有するデータセンター冷却システムを示すブロック図である。該例示において、データセンター１００は、室内１０１に収容される。データセンター１００は液体冷却システムを含む。液体冷却システムは、サーバラック１０５のサーバのＩＴ部品に設けられた一つまたは複数の液体冷却装置２０５（例えば、ＩＴ部品冷却板）を含む。液体冷却装置２０５は、第１液体を利用して、ＩＴ部品から生成した交換熱を携えることにより、第１液体をより高い温度を有する第２液体に変換させ、交換した熱を携えた第２液体をＣＤＵ２０３に搬送して液体回路１１６が形成される。ＣＤＵ２０３は、図１の液―液熱交換器１１７を示す液／液（液−液）熱交換器を含む。ＣＤＵ２０３は、熱を冷却塔／乾燥塔１５０に接続されている第２液体ルート１１８に交換することができる。冷却塔／乾燥塔１５０が室内１０１の外部に配置しているため、交換した熱が室内１０１の外部の環境１０８に発散させることができる。他の実施形態において、液体ルート１１８が液体回路であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
一実施形態において、データセンター１００は、閉回路気流２１０を生成するように気流搬送システムを含むことにより、外部汚染を最小化し、気流２１０の流れが電子ラックのサーバを通過させてサーバの動作によるサーバの生成熱を交換するとともに、気―気熱交換器２０７（例えば、間接式蒸発式冷却ユニット）を利用して、交換した熱を室内１０１の外部の外部環境１０８に発散させる。閉回路内を流れる空気と、外部環境１０８とが隔離されている。気／気（気ー気）熱交換器２０７が、回路における暖空気２１０から携えた熱と外部環境の空気（例えば、冷たい空気）とを交換する。一実施形態において、気―気熱交換器２０７は、その第１気流と気―気熱交換器の第２気流とが直交するように、横流式設置で配置されているが、前記第２気流から隔離されている。他の実施形態において、気―気熱交換器２０７は、その第１気流が気―気熱交換器の第２気流に平行するように、逆流式設置で配置されているが、前記第２気流とは逆である。第１気流と第２気流とが隔離されており、例えば、第１気流と第２気流とが、空気チューブシステム／空気通路を介して隔離されてもよい。外部環境１０８の環境温度が電子デバイスラック１０５内の設計された動作温度範囲より低いとする。でなければ、冷却器を使用して気―気熱交換器と共に作動させる恐れがある。気―気熱交換器２０７は、建物／室内１０１の傍又は建物／室内１０１の天井に配置することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
一実施形態において、散熱液体多岐管及びサーバラックに残ったブレードサーバの動作に影響を及ぼさない下で、ブレードサーバが電子ラックから撤去可能に、ブレードサーバごとに散熱液体多岐管にモジュール式に接続されている。他の実施形態において、ブレードサーバのそれぞれが、クイックリリース（ｑｕｉｃｋ−ｒｅｌｅａｓｅ）式接続コンポーネントを介して散熱液体多岐管に接続される。該クイックリリース式接続コンポーネントは、散熱液体をＩＴ部品に割り当てるように、フレキシブルチューブに接続される第１液体入口コネクタ及び第１液体出口コネクタを有する。第１液体入口コネクタは、第２液体入口コネクタを介して、電子ラックの後端に装着されている散熱液体多岐管から熱液体を受け入れる。第１液体出口コネクタが第２液体出口コネクタを介して、ＩＴ部品から交換した熱を携えた暖かいまたは熱い液体を散熱液体多岐管に搬送し、その後、電子ラック内部のＣＤＵまたはＣＤＵ４２２に返す。一実施形態において、第１液体入口コネクタ及び第１液体出口コネクタが、それぞれ第２液体入口コネクタ及び第２液体出口コネクタに接続・遮断するように、外部へ向けてサーバトレーの外部まで延出することができる。なお、第２液体入口コネクタ及び第２液体出口コネクタが、電子ラックの後端における散熱液体多岐管コンポーネントに固定して設置されている。他の実施形態において、フレキシブルチューブが、ねじチューブ（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  ｈｏｓｅ）である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
一実施形態において、散熱システム４２０が散熱液体を受け入れるように、電子ラックごとの後端に設けられている散熱液体多岐管が液体供給ルート４３２に接続されている。散熱液体が部品から熱を除去する。得られたＩＴ部品から交換した熱を携えている暖かいまたは熱い液体が、液体戻りルート４３１を介して散熱システム４２０に戻る。液体供給ルート４３２は、データセンター液体供給ルート（例えば、全面液体供給ルート）と称し、列４０１〜４０２におけるすべての電子ラックに散熱液体を供給する。一実施形態によれば、熱交換器の１次回路は液体供給ルート４３２及び液体戻りルート４３１に接続される。熱交換器の２次回路が電子ラックの液体多岐管に接続される。液体多岐管は、ペアとなる、それぞれ液体供給多岐管及び戻り多岐管に接続された液体入口コネクタ及び液体出口コネクタのアレイを含む。一実施形態のように、液体多岐管におけるペアごとの液体入口コネクタ及び液体出口コネクが、ブレードサーバのうち一つの対応するペアの液体入口コネクタ及び液体出口コネクに接続される。
【国際調査報告】
2019518252.tif 000011
2019518252.tif 000012