(57)【要約】  データセンタアセンブリの少なくとも１つのサーバラック内の少なくとも１つのサーバを冷却するためのモジュール型サーバラック冷却構造は、少なくとも第１の支持部材と、少なくとも第１の熱交換器とを備える。第１の熱交換器は、第１の支持部材に結合されており、第１の支持部材は、第１の熱交換器を少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されている。第１の熱交換器は、少なくとも１つのサーバラックに取り付けられていない。モジュール型サーバラック冷却構造は、ホットアイルまたはコールドアイルを形成するように互いに対向して配置された少なくとも第１のラックおよび少なくとも第２のラックを備えるシステムにも適用される。さらなる空間を必要とせずに増加する冷却能力要求に対応するために、さらなる熱交換器をモジュール型サーバラック冷却構造を支持構造上に設置する方法を開示する。【選択図】図１１
2014513336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データセンタの少なくとも１つのラック内の少なくとも１つのサーバを冷却するためのモジュール型サーバラック冷却構造であって、
少なくとも第１の支持部材と、
少なくとも第１の熱交換器であって、前記少なくとも第１の熱交換器は、前記少なくとも第１の支持部材に結合されており、前記少なくとも第１の支持部材は、前記少なくとも第１の熱交換器を前記少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されており、前記少なくとも第１の熱交換器は、前記少なくとも１つのラックに取り付けられていない第１の熱交換器と、
を備えるモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項２】
前記少なくとも第１の支持部材は梁部材を備え、前記少なくとも第１の熱交換器は、前記少なくとも第１の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、前記少なくとも第１の熱交換器の前記縁部は、前記梁部材に回転可能に結合されている、請求項１に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項３】
前記梁部材は、水平梁部材または垂直梁部材である、請求項２に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項４】
前記少なくとも第１の支持部材は、少なくとも第１の梁部材、第２の梁部材および第３の梁部材を備え、実質的にＵ字型の構成を形成するように、前記第１の梁部材は、前記第２の梁部材に実質的に直角に結合されており、前記第３の梁部材は、前記第２の梁部材に実質的に直角に結合されており、前記少なくとも第１の熱交換器は、前記少なくとも第１の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、前記少なくとも第１の熱交換器の前記縁部は、前記第１の梁部材、前記第２の梁部材または前記第３の梁部材に回転可能に結合されている、請求項１に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項５】
前記少なくとも第１の熱交換器の前記縁部を画定する前記寸法は、前記少なくとも第１の熱交換器の長手縁部を画定する実質的に長手方向の寸法を有し、前記少なくとも第１の熱交換器の前記長手縁部は、前記第１の梁部材または前記第３の梁部材に回転可能に結合されている、請求項４に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項６】
前記少なくとも第２の支持部材は梁部材を備え、前記少なくとも第２の熱交換器は、前記少なくとも第２の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、前記少なくとも第２の熱交換器の前記縁部は、前記少なくとも第２の支持部材の前記梁部材に回転可能に結合されている、請求項５に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項７】
前記少なくとも第２の熱交換器は、垂直、水平または斜めに配置されている、請求項６に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項８】
前記少なくとも第２の支持部材は梁部材を備え、前記少なくとも第２の熱交換器は、前記少なくとも第２の支持部材の前記梁部材に結合されている、請求項５に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項９】
前記データセンタは、少なくとも１つのサーバを支持するための少なくとも第２のラックをさらに備え、前記少なくとも第１のラックおよび前記少なくとも第２のラックは、前記少なくとも第１のラックと前記少なくとも第２のラックとの間にホットアイルまたはコールドアイルを形成するように互いに対向して配置されており、前記モジュール型サーバラック冷却構造は、
少なくとも第２の支持部材と、
少なくとも第２の熱交換器であって、前記少なくとも第２の熱交換器は、前記少なくとも第２の支持部材に結合されており、前記少なくとも第２の支持部材は、前記少なくとも第２の熱交換器を前記少なくとも第２のラックの前記少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されており、前記少なくとも第２の熱交換器は、前記少なくとも第２のラックに取り付けられていない第２の熱交換器と、
をさらに備える、請求項１に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのサーバと前記少なくとも第１の熱交換器との間に流体の流れを与えるように前記少なくとも第１の熱交換器に対して構成および配置された少なくとも１つの強制流体流動装置をさらに備える、請求項１に記載のモジュール型サーバラック冷却構造。
【請求項１１】
各ラックが少なくとも１つのサーバを支持している少なくとも第１のラックと少なくとも第２のラックとの間にホットアイルまたはコールドアイルを形成するように互いに対向して配置された少なくとも第１のラックおよび少なくとも第２のラックと、
モジュール型サーバラック冷却構造であって、
少なくとも第１の支持部材と、
少なくとも第１の熱交換器であって、前記少なくとも第１の熱交換器は、前記少なくとも第１の支持部材に結合されており、前記少なくとも第１の支持部材は、前記少なくとも第１の熱交換器を、前記少なくとも第１のラックの少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されており、前記少なくとも第１の熱交換器は、前記少なくとも第１のラックに取り付けられていない第１の熱交換器と、
少なくとも第２の支持部材と、
少なくとも第２の熱交換器であって、前記少なくとも第２の熱交換器は、前記少なくとも第２の支持部材に結合されており、前記少なくとも第２の支持部材は、前記少なくとも第２の熱交換器を、前記少なくとも第２のラックの少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されており、前記少なくとも第２の熱交換器は前記少なくとも第２のラックに取り付けられていない第２の熱交換器と、
を備えるモジュール型サーバラック冷却構造と、
を備える、モジュール型データセンタシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも第１の支持部材は梁部材を備え、前記少なくとも第１の熱交換器は、前記少なくとも第１の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、前記少なくとも第１の熱交換器の前記縁部は、前記少なくとも第１の支持部材の前記梁部材に回転可能に結合されており、前記少なくとも第２の支持部材は梁部材を備え、前記少なくとも第２の熱交換器は、前記少なくとも第２の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、前記少なくとも第２の熱交換器の前記縁部は、前記少なくとも第２の支持部材の前記梁部材に回転可能に結合されている、請求項１１に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項１３】
前記サーバと前記熱交換器との間に流体の流れを与えるように構成された少なくとも１つの強制流体流動装置をさらに備える、請求項１２に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項１４】
前記梁部材は、前記少なくとも第１のラックおよび前記少なくとも第２のラックに隣接して配置された垂直梁部材である、請求項１２に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項１５】
少なくとも第３の支持部材と、
少なくとも第３の熱交換器であって、前記少なくとも第３の熱交換器は、前記少なくとも第３の支持部材に結合されており、前記少なくとも第３の支持部材は、前記少なくとも第３の熱交換器を、前記少なくとも第１のラックの前記少なくとも１つのサーバまたは前記少なくとも第２のラックの前記少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されている第３の熱交換器と、
をさらに備える、請求項１２に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも第３の支持部材は梁部材を備え、前記少なくとも第３の熱交換器は、前記少なくとも第３の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、前記少なくとも第３の熱交換器の前記縁部は、前記少なくとも第３の支持部材の前記梁部材に回転可能に結合されている、請求項１５に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも第３の支持部材は梁部材を備え、前記少なくとも第３の熱交換器は、前記少なくとも第３の支持部材の前記梁部材に結合されている、請求項１５に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも第２の熱交換器は、垂直、水平または斜めに配置されている、請求項１７に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項１９】
前記サーバと前記熱交換器との間に流体の流れを与えるように構成された少なくとも１つの強制流体流動装置と、
少なくとも第４の支持部材と、
少なくとも第４の熱交換器であって、前記少なくとも第３の熱交換器は、前記少なくとも第４の支持部材に結合されており、前記少なくとも第４の支持部材は、前記少なくとも第４の熱交換器を前記少なくとも１つの強制流体流動装置に隣接して配置するように構成されている第４の熱交換器と、
をさらに備える、請求項１５に記載のモジュール型データセンタシステム。
【請求項２０】
少なくとも第１のラックおよび少なくとも第２のラックがホットアイルまたはコールドアイルの少なくとも一部を形成するように互いに対向して配置されている、前記少なくとも第１のラックに設置された少なくとも第１のサーバおよび前記少なくとも第２のラックに設置された少なくとも第２のサーバを冷却するためのモジュール型サーバラック冷却構造の設置方法であって、
少なくとも第１の支持部材、第２の支持部材および第３の支持部材を備えるモジュール型支持構造の少なくとも一部を前記ホットアイルまたは前記コールドアイル内に配置する工程と、
少なくとも第１の熱交換器が前記少なくとも第１のラックの前記少なくとも第１のサーバに隣接して配置されるように、前記少なくとも第１の熱交換器を前記少なくとも第１の支持部材に結合する工程と、
少なくとも第２の熱交換器が前記少なくとも第２のラックの前記少なくとも第２のサーバに隣接して配置されるように、前記少なくとも第２の熱交換器を前記少なくとも第２の支持部材に結合する工程と、
少なくとも第３の熱交換器が前記ホットアイルまたは前記コールドアイル内に配置されるように、前記少なくとも第３の熱交換器を前記少なくとも第３の支持部材に結合する工程であって、前記少なくとも第３の熱交換器を前記少なくとも第３の支持部材に結合する工程を、少なくとも第３のサーバが前記少なくとも第１のラックまたは前記少なくとも第２のラック内に設置された後に行う工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年６月２３日に出願された国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／４１７１０に関し、２０１１年３月２日に出願された米国仮特許出願第６１／４４８，６３１号および２０１１年５月３日に出願された米国仮特許出願第６１／４８２，０７０号の利益および優先権を主張するものであり、それらの開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は一般に、計算または情報技術（ＩＴ）データセンタに関する。より詳細には、本開示は、ＩＴデータセンタにおいて熱交換器を設置するための構造、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ここ数年にわたって、コンピュータ機器メーカは、自分たちのサーバのデータ収集および記憶容量を拡張してきた。サーバ容量の拡張により、データセンタにおけるサーバおよびサーバラックアセンブリ当たりの総電力消費量ならびに総熱出力量が上昇している。また、コンピュータデータ収集および記憶に対する電力および温度制御要求も高まっている。その結果、データ収集および記憶産業は、コンピュータデータ収集および記憶容量における著しい持続的な成長に対処するための新しい革新的な機器、システムおよび設計戦略をこれまで探し続けてきて、現在も探し続けている。
【０００４】
コンピュータサーバラック用の冷却システムは、データセンタにおいて絶えず増え続けるコンピュータサーバの熱負荷を冷却する能力についていくのに苦労している。コンピュータサーバの熱負荷（キロワット（ｋＷ）で測定）の増加により、より多くの空間をデータルーム内の冷却インフラのために割り当てるか、あるいは冷却システムを熱源すなわちコンピュータサーバラックに集中させることが求められてきた。最近では、冷却システムは、コンピュータサーバラックに冷却を集中させるように設計されている。これらの冷却システムとしては、後部ドア型熱交換器およびラック上部設置型冷却器が挙げられる。
【０００５】
ある種の冷却システム設計には脱イオン水が組み込まれているが、他の冷却システムには、ほとんどの場合、液体状態であるＲ−１３４ａ（すなわち、１，１，１，２−テトラフルオロエタン）冷媒が用いられている。最新の設計では、益々密度が高まっているデータセンタの冷却要求に合わせてそれらを増減させる能力には限界がある。後部ドア型熱交換器の出力容量は、コンピュータラックの外周の物理的大きさと、過剰な圧力降下を生じさせることなく後部ドア型熱交換器に適用できる流体量（ガロン／分（ｇｐｍ）で測定）とに制限されている。後部ドア型熱交換器は、コンピュータサーバラックに対して、最大約１２〜１６ｋＷの集中冷却を生成することができる。頭上型ラック冷却器は、Ｒ−１３４ａ冷媒液を用いて最大２０ｋＷの冷却出力を生成することができる。これは、冷媒の状態を変化させない冷却システム設計によるものである。従って、総容量は、コイルの物理的大きさならびにコンピュータサーバラック用筐体の大きさに制限されている。これは、１つのラックアセンブリ当たり１時間約４１，０００〜約５５，０００ＢＴＵ（約１２ＫＷ〜約１６．１ＫＷ）の総除熱力に等しい。
【０００６】
コンピュータサーバの中には、現在ＩＢＭ社製Blue Geanサーバと同じように３５ｋＷを超える出力を生成し得るものもある。後部ドア型熱交換器および市販されている他の同様の冷却製品は、これらの高密度のコンピュータサーバの冷却要求に対処することができない。
【０００７】
多くの既存のデータセンタは、列単位ラック冷却システムと、一体化されたホットアイルおよびコールドアイルコンテインメントと共に構築されている。しかし、これらのデータセンタは、かなりの量の空間を無駄にしている。また、サーバをサーバラックに追加する場合、あるいは既存のサーバをより多くの冷却能力を必要とするサーバと交換する場合に、列単位ラック冷却システムの冷却能力を増加させることも難しい。さらに、多くの既存のデータセンタは、エネルギー消費量の減少を求める将来の政府の規制に応じるために、それらの冷却システムをアップグレードすることも難しい。従って、データセンタ産業は、データセンタにおける新しい未使用空間および既存の未使用空間に対するエネルギー効率の高いモジュール型冷却ソリューション、ならびにサーバレベルおよびラック全体レベルの両方において「ジャストインタイム型」およびモジュール型冷却拡張能力を求めている。
【発明の概要】
【０００８】
一態様では、本開示は、データセンタの少なくとも１つのラック内の少なくとも１つのサーバを冷却するためのモジュール型サーバラック冷却構造を特徴とする。データセンタの少なくとも１つのラック内の少なくとも１つのサーバを冷却するためのモジュール型サーバラック冷却構造は、互いに結合された少なくとも第１の支持部材および少なくとも第１の熱交換器を備える。第１の支持部材は、ラックに取り付けられていない第１の熱交換器をサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されている。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第１の支持部材は梁部材を備え、第１の熱交換器は、第１の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、第１の熱交換器の縁部は、梁部材に回転可能に結合されている。いくつかの実施形態では、梁部材は、水平梁部材または垂直梁部材である。
【００１０】
いくつかの実施形態では、第１の支持部材は、少なくとも第１の梁部材、第２の梁部材および第３の梁部材を備える。実質的にＵ字型の構成を形成するように、第１の梁部材は第２の梁部材に実質的に直角に結合され、第３の梁部材は、第２の梁部材に実質的に直角に結合されている。第１の熱交換器は、第１の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、第１の熱交換器の縁部は、第１の梁部材、第２の梁部材または第３の梁部材に回転可能に結合されている。
【００１１】
いくつかの実施形態では、第１の熱交換器の縁部を画定する寸法は、第１の熱交換器の長手縁部を画定する実質的に長手方向の寸法を有し、第１の熱交換器の長手縁部は、第１の梁部材または第３の梁部材に回転可能に結合されている。
【００１２】
いくつかの実施形態では、第２の支持部材は梁部材を備え、第２の熱交換器は、第２の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、第２の熱交換器の縁部は、第２の支持部材の梁部材に回転可能に結合されている。いくつかの実施形態では、第２の熱交換器は、垂直、水平または斜めに配置されている。いくつかの実施形態では、第２の支持部材は梁部材を備え、第２の熱交換器は、第２の支持部材の梁部材に結合されている。
【００１３】
いくつかの実施形態では、データセンタは、少なくとも１つのサーバを支持するための少なくとも第２のラックをさらに備え、ここでは、第１のラックおよび第２のラックは、第１のラックと第２のラックとの間にホットアイルまたはコールドアイルを形成するように、互いに対向して配置されている。モジュール型サーバラック冷却構造は、互いに結合された少なくとも第２の支持部材および少なくとも第２の熱交換器をさらに備えていてもよい。第２の支持部材は、第２のラックに取り付けられていない第２の熱交換器を第２のラックのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されている。いくつかの実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造は、サーバと第１の熱交換器との間に流体の流れを与えるように第１の熱交換器に対して構成および配置された少なくとも１つの強制流体流動装置をさらに備える。
【００１４】
別の態様では、本開示は、それぞれが少なくとも１つのサーバを支持する第１のラックと第２のラックとの間にホットアイルまたはコールドアイルを形成するように互いに対向して配置された少なくとも第１のラックおよび少なくとも第２のラックを備えるモジュール型データセンタシステムを特徴とする。モジュール型データセンタシステムは、互いに結合された少なくとも第１の支持部材および少なくとも第１の熱交換器を備えるモジュール型サーバラック冷却構造も備える。第１の支持部材は、第１の熱交換器が第１のラックに取り付けられていないため、第１の熱交換器を第１のラックの少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されている。モジュール型データセンタシステムは、互いに結合された少なくとも第２の支持部材および少なくとも第２の熱交換器も備える。第２の支持部材は、第２の熱交換器が第２のラックに取り付けられていないため、第２の熱交換器を第２のラックの少なくとも１つのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されている。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第１の支持部材は梁部材を備え、第１の熱交換器は、第１の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、第１の熱交換器の縁部は、第１の支持部材の梁部材に回転可能に結合されており、第２の支持部材は梁部材を備え、第２の熱交換器は、第２の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、第２の熱交換器の縁部は、第２の支持部材の梁部材に回転可能に結合されている。
【００１６】
いくつかの実施形態では、モジュール型データセンタシステムは、サーバと熱交換器との間に流体の流れを与えるように構成された少なくとも１つの強制流体流動装置をさらに備える。いくつかの実施形態では、梁部材は、第１のラックおよび第２のラックに隣接して配置された垂直梁部材である。
【００１７】
いくつかの実施形態では、モジュール型データセンタシステムは、互いに結合された少なくとも第３の支持部材および少なくとも第３の熱交換器をさらに備える。第３の支持部材は、第３の熱交換器を第１のラックのサーバまたは第２のラックのサーバと伝熱関係を有して配置するように構成されている。
【００１８】
いくつかの実施形態では、第３の支持部材は梁部材を備え、第３の熱交換器は、第３の熱交換器の縁部を画定する寸法を有し、第３の熱交換器の縁部は、第３の支持部材の梁部材に回転可能に結合されている。いくつかの実施形態では、第３の支持部材は梁部材を備え、第３の熱交換器は、第３の支持部材の梁部材に結合されている。いくつかの実施形態では、第２の熱交換器は、垂直、水平または斜めに配置されている。
【００１９】
いくつかの実施形態では、モジュール型データセンタシステムは、サーバと熱交換器との間に流体の流れを与えるように構成された少なくとも１つの強制流体流動装置と、少なくとも第４の支持部材と、少なくとも第４の熱交換器とをさらに備え、ここでは、第３の熱交換器は、第４の支持部材に結合されており、第４の支持部材は、第４の熱交換器を強制流体流動装置に隣接して配置するように構成されている。
【００２０】
さらに別の態様では、本開示は、第１のラックおよび第２のラックがホットアイルまたはコールドアイルの少なくとも一部を形成するように互いに対向して配置されている、少なくとも第１のラックに設置された少なくとも第１のサーバおよび少なくとも第２のラックに設置された少なくとも第２のサーバを冷却するためのモジュール型サーバラック冷却構造の設置方法を特徴とする。本方法は、少なくとも第１の支持部材、第２の支持部材および第３の支持部材を備えるモジュール型支持構造の少なくとも一部をホットアイルまたはコールドアイル内に配置する工程を含む。本方法は、第１の熱交換器が第１のラックの第１のサーバに隣接して配置されるように、少なくとも第１の熱交換器を第１の支持部材に結合する工程も含む。本方法は、第２の熱交換器が第２のラックの第２のサーバに隣接して配置されるように少なくとも第２の熱交換器を第２の支持部材に結合する工程と、第３の熱交換器がホットアイルまたはコールドアイル内に配置されるように少なくとも第３の熱交換器を第３の支持部材に結合する工程とも含み、ここでは、第３の熱交換器を第３の支持部材に結合する工程は、少なくとも第３のサーバを第１のラックまたは第２のラックに設置した後に行う。
【００２１】
ここで、図面を参照しながら、本開示の様々な実施形態について説明する。図面は必ずしも原寸に比例しておらず、その代わりに本開示の原理を例示することに重点を置いている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】それぞれが本開示の実施形態に係る少なくとも１つの熱交換器を支持する複数のモジュール型支持構造を備えるデータセンタアセンブリ内の情報技術サーバ用データセンタアセンブリの斜視図である。
【図２】本開示の実施形態に係る図１のデータセンタアセンブリ内の少なくとも１つの熱交換器を支持するためのモジュール型支持構造の立面図である。
【図３】本開示の実施形態に係るサーバおよびサーバラックに対する熱交換器の位置を示す図２のデータセンタアセンブリの詳細な立面図である。
【図４Ａ】本開示の実施形態に係る図２の切断線４Ａ−４Ａに沿って切断したデータセンタアセンブリの立面図である。
【図４Ｂ】本開示の実施形態に係る図２の切断線４Ｂ−４Ｂに沿って切断したデータセンタアセンブリの立面図である。
【図５Ａ】図４Ａの矢印５Ａ−５Ｂ方向から見た図１のデータセンタアセンブリの平面図であり、本開示の実施形態に係るデータセンタアセンブリ内の複数のモジュール型支持構造を示す。
【図５Ｂ】図４Ｂの矢印５Ｂ−５Ｂ方向から見た図１のデータセンタアセンブリの平面図であり、本開示の実施形態に係るデータセンタアセンブリ内の複数のモジュール型支持構造を示す。
【図６】本開示の実施形態に係るデータセンタアセンブリの平面図である。
【図７】本開示の実施形態に係るデータセンタアセンブリの平面図であり、冷却用熱交換器スキッドとモジュール型支持構造によって支持されている熱交換器との間の流体回路を示す。
【図８】本開示の実施形態に係る「１日目」の低密度動作のための少なくとも１つのモジュール型支持構造および関連の熱交換器を有する図７のデータセンタアセンブリの動作端面図である。
【図９】本開示の実施形態に係る「２日目」の密度増加動作のための少なくとも１つのモジュール型支持構造および関連の熱交換器を有する図８のデータセンタアセンブリの動作端面図である。
【図１０】本開示の実施形態に係る「３日目」の密度増加動作のための少なくとも１つのモジュール型支持構造および関連の熱交換器を有する図９のデータセンタアセンブリの動作端面図である。
【図１１】本開示の実施形態に係る高密度動作のための少なくとも１つのモジュール型支持構造および関連の熱交換器を有する図１０のデータセンタアセンブリの動作端面図である。
【図１２】本開示に係る高湿球温度用途におけるチラーレス（冷凍機を使用しない）動作のための密結合型冷却システムの流れ図の例示的な実施形態である。
【図１３】本開示の一実施形態に係る「Ａ型フレーム」熱交換器アセンブリを形成する離れた冷却回路を備えるモジュール型データポッドを示す。
【図１４】本開示の一実施形態に係る「Ａ型フレーム」熱交換器アセンブリを形成する離れた冷却回路を備える図１３のモジュール型データポッドの上側平面図である。
【図１５】図１４のモジュール型データセンタポッドアセンブリの下側平面図であり、モジュール型データセンタポッドアセンブリの中央通路の下の水溜めに空気を垂直に押し流す強制流冷却装置を示す。
【図１６】本開示の実施形態に係る図１２の密結合型冷却システムを備えるデータセンタアセンブリのための冷却システムの概略流れ図である。
【図１７】図１４〜図１６のモジュール型データポッドアセンブリの一部として示されている冷却サイクルスキッドの拡大図である。
【図１８】本開示の実施形態に係るデータセンタアセンブリのホットアイルを覆う格納筐体を示すデータセンタアセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ここで、本開示の熱交換器支持構造、熱交換器支持システムおよび設置方法の実施形態について図面を参照しながら詳細に記載する。図面では、同様の符号は、いくつかの図のそれぞれの中の同一または対応する要素を示す。
【００２４】
本開示の熱交換器支持構造、熱交換器支持システムおよび設置方法は、既存または計画中のデータセンタの同じ床面積の範囲内にさらなる冷却能力を与え、このようにして、データセンタの冷却能力設置面積を減少させ、かつ単位面積当たりの冷却能力を増加させることにより、データセンタ冷却の最先端技術を進歩させる。本開示の熱交換器支持構造、熱交換器支持システムおよび設置方法を、既存のデータセンタまたは新しい設置物の一部として計画中のデータセンタに組み込むことができる。
【００２５】
図１は、それぞれが本開示の一実施形態に係る少なくとも１つの熱交換器を支持するモジュール型サーバラック冷却構造の複数の支持構造を備えるデータセンタアセンブリ１０内のＩＴサーバのためのモジュール型統合ラッキングシステム設置物１００を示す。より詳細には、データセンタアセンブリ１０は、ＩＴサーバラックの第１の列１００１’を形成するように互いに隣接して配置された複数のＩＴサーバラック１００１ａ．．．１００１ｎを備える。隣接するＩＴサーバラック１００２ａ．．．１００２ｎの第２の列１００２’は、第１の列１００１’と第２の列１００２’との間にホットアイル１２を形成するように、第１の列１００１’に対向して形成されている。
【００２６】
当業者には理解されるように、ＩＴサーバラックの第１の列１００１’とデータセンタ施設の隣接する壁（図示せず）またはＩＴサーバラックの隣接する列は、第１のコールドアイルを画定する。同様に、ＩＴサーバラックの第２の列１００２’とデータセンタアセンブリ１０の隣接する外壁（図示せず）またはＩＴサーバラックの隣接する列は、第２のコールドアイルを画定する。
【００２７】
当業者には理解されるように、いくつかの実施形態では、ＩＴサーバラックの第１の列１００１’およびＩＴサーバラックの第２の列１００２’は、第１の列１００１’と第２の列１００２’との間にコールドアイルを形成することができる。
【００２８】
図１および図２と共に図３を参照すると、各サーバラック１００１ａ．．．１００１ｎおよび１００２ａ．．．１００２ｎは、それぞれが１つのサーバを受容するように構成された複数のスロットを含む。当該技術分野で知られているように、第１の列１００１’の第１のサーバラック１００１ａは、サーバラック１００１ａの異なるスロット内に複数のＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎを有する。同様に、第２の列１００２’のサーバラック１００２ａは、サーバラック１００２ａの異なるスロット内に複数のＩＴサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎを有する。各ＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎは、それぞれが図示のように各ＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎの後部に配置された１つ以上の排気ファンおよび排気口を有するか、あるいは各ＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎの上面、下面および／または側面または当該技術分野で知られている他の伝熱経路であってもよい少なくとも１つの伝熱経路１０３ａ１．．．１０３ａｎを有する。
【００２９】
本明細書および図にわたってここに使用されているように、ある符号中の文字「ｎ」は、可変的な量を表す。「１００１ｎ」または「１０１ａｎ」などの符号中の量「ｎ」の使用は、必ずしも量「ｎ」が、文字「ｎ」が使用されている各事例において常に等しいことを意味するものではない。当業者には理解されるように、「ｎ」の値は、本開示の実施形態の実際の適用ごとに異なってもよく、「ｎ」は、複数の構成要素または要素であるという記述を伝えるために付されている。
【００３０】
ＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎと同様に、各ＩＴサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎは、それぞれが図示のように各ＩＴサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎの後部に配置された１つ以上の排気ファンおよび排気口を含むことができるか、あるいはＩＴサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎの上面、下面および／または側面または当該技術分野で知られている他の伝熱経路であってもよい少なくとも１つの伝熱経路１０４ａ１．．．１０４ａｎを有する。
【００３１】
モジュール型サーバラック冷却構造２００１は、上記のようにサーバラック１００１ａの異なるスロット内に配置された複数のＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎの後部にサーバラック１００１ａに隣接して配置されている垂直に配置された梁として例示されている少なくとも第１の支持部材２０１ａを備える。
【００３２】
本開示の一実施形態では、図３に示すように、モジュール型サーバラック冷却構造２００１は、ホットアイル１２から第１のコールドアイルに向かって方向づけられる強制流循環を行うための少なくとも１つの強制流冷却装置１０５１ａ、例えばモーター付ファンを支持するように構成および配置されている。強制流冷却装置１０５１ａは、ホットアイル１２と第１のコールドアイルとの間の分離領域を画定するように構成および配置されている。第１の強制流冷却装置１０５１ａは、吸込側１５ａと、気流の方向を示す矢印１７ａによって示されている吐出側とを含む。第１の強制流冷却装置１０５１ａは、ＩＴサーバラック１００１ａの上に垂直に配置されているものとして示されているため、分離領域は、ＩＴサーバラック１００１ａの上の第１の強制流冷却装置１０５１ａの高さに沿って画定されており、従って、分離領域は、ホットアイル１２と第１のコールドアイルの中に通じるＩＴサーバラックの第１の列１００１’の上の空間体積との間に生じる。
【００３３】
一実施形態（図示せず）では、第１の強制流冷却装置１０５１ａは、ＩＴサーバラック１００１ａの上部に近接してホットアイル１２を横切って水平に配置されている。
【００３４】
いくつかの実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１は、少なくとも１つの熱交換器を備える。第１の熱交換器１１０１ａの強制流冷却を行うために、第１の熱交換器１１０１ａは、強制流冷却装置１０５１ａの吸込側１５ａに対して構成および配置されている。
【００３５】
一実施形態では、第１の熱交換器１１０１ａは、例えば、米国イリノイ州マンデラインのMBA
Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する蛇管コイルマイクロチャネル設計である。第１の熱交換器１１０１ａは、第１の実質的に平坦な側面１１０３ａおよび第２の実質的に平坦な側面１１０５ａを有する。図３の例示的な実施形態に示すように、第１の熱交換器１１０１ａは、第１の強制流冷却装置１０５１ａの吸込側１５ａに近接して配置されている。第１の強制流冷却装置１０５１ａは、ホットアイル１２と第１のコールドアイル１４１との間の分離領域を維持し、かつ冷却のためにサーバラック内のサーバから発して第１の熱交換器１１０１ａの蛇管コイルを横切って流れるホットアイル１２内の熱気を冷却することができるように構成および配置されている。
【００３６】
また、一実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１は、ホットアイル１２から第２のコールドアイル１４２に向かって方向づけられる強制流循環を行うために、少なくとも第２の強制流冷却装置１０５２ａ、例えばモーター付ファンを支持するように構成および配置されている。第２の強制流冷却装置１０５２ａは、データセンタアセンブリ１０のホットアイル１２と第２のコールドアイル１４２との間の分離領域を画定するように構成および配置されている。第２の強制流冷却装置１０５２ａは、吸込側１６ａと、気流の方向を示す矢印１８ａによって示されている吐出側とを含む。第１の強制流冷却装置１０５１ａと同様に、第２の強制流冷却装置１０５２ａは、ＩＴサーバラック１００２ａの上に垂直に配置されているため、ホットアイル１２と第２のコールドアイル１４２との間の分離領域は、第２の強制流冷却装置１０５２ａの高さに沿って画定されている。
【００３７】
一実施形態（図示せず）では、第２の強制流冷却装置１０５２ａは、ＩＴサーバラック１００２ａの上部に近接してホットアイル１２を横切って水平に配置されている。
【００３８】
いくつかの実施形態では、第２の熱交換器１１０２ａの強制流冷却を行うために、第２の熱交換器１１０２ａは、強制流冷却装置１０５２ａの吸込側１６ａに対して構成および配置されている。一実施形態では、第２の熱交換器１１０２ａは、ここでも、例えば、上記米国イリノイ州マンデラインのMBA Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する蛇管コイルマイクロチャネル設計である。第２の熱交換器１１０２ａは、第１の実質的に平坦な側面１１０４ａおよび第２の実質的に平坦な側面１１０６ａを有する。図３の例示的な実施形態に示すように、第２の熱交換器１１０２ａは、第２の強制流冷却装置１０５２ａの吸込側１６ａに近接して配置されている。第２の強制流冷却装置１０５２ａは、ホットアイル１２と第２のコールドアイル１４２との間の分離領域を維持し、かつ冷却のためにサーバラック内のＩＴサーバから発して第２の熱交換器１１０２ａの蛇管コイルを横切って流れるホットアイル１２内の熱気を冷却することができるように構成および配置されている。
【００３９】
図４Ａに示すように、第１の支持部材２０１ａは、少なくとも第１の梁部材２０１ａ１、第２の梁部材２０１ａ２および第３の梁部材２０１ａ３を備える。実質的にＵ字型の構成を形成するように、第１の梁部材２０１ａ１は第２の梁部材２０１ａ２に実質的に直角に結合され、第３の梁部材２０１ａ３は第２の梁部材２０１ａ２に実質的に直角に結合されている。
【００４０】
モジュール型サーバラック冷却構造２００１は、第１の支持部材２０１ａと同様に、上記のようにサーバラック１００２ａの異なるスロット内に配置されている複数のＩＴサーバ１０２ａ１．．．１０１２ｎの後部にサーバラック１００２ａに隣接して配置された垂直方向の梁として例示されている少なくとも第２の支持部材２０２ａをさらに備える。
【００４１】
図４Ｂに示すように、図４Ａに関して記載されている第１の支持部材２０１ａのように、第２の支持部材２０２ａは、少なくとも第１の梁部材２０２ａ１、第２の梁部材２０２ａ２および第３の梁部材２０２ａ３を備える。実質的にＵ字型の構成を形成するように、第１の梁部材２０２ａ１は第２の梁部材２０２ａ２に実質的に直角に結合され、第３の梁部材２０２ａ３は第２の梁部材２０２ａ２に実質的に直角に結合されている。
【００４２】
図３に示すように、モジュール型サーバラック冷却構造２００１が、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入する際に安定性を与え、かつ第１の熱交換器１１０１ａおよび第２の熱交換器１１０２ａの両方を実際に同時挿入することができるように第２の支持部材２０２ａを備える場合、モジュール型サーバラック冷却構造２００１は、少なくとも第３の支持部材２０３ａをさらに備える。一実施形態では、第３の支持部材２０３ａは、支持部材２０１ａおよび２０２ａのそれぞれの上端２０１ａ’および２０２ａ’において、第１の支持部材２０１ａを第２の支持部材２０２ａに結合する。
【００４３】
図５Ａに示すように、第３の支持部材２０３ａは、第１の支持部材２０１ａを第２の支持部材２０２ａに結合し、第１の支持部材２０１ａの第２の支持梁２０１ａ２を第２の支持部材２０２ａの第２の支持梁２０２ａ２に結合するためにホットアイル１２を跨ぐようにそれぞれ構成および配置されている少なくとも２つの梁部材２０３ａ１および２０３ａ２を備える。
【００４４】
図３に示すように、サーバラック１００１ａおよび１００２ａ間にモジュール型サーバラック冷却構造２００１を挿入した後、第３の支持部材２０３ａは、ホットアイルの内外に熱を伝達するように構成された少なくとも１つの熱交換器を備える。より詳細には、第３の支持部材は、ホットアイル１２を横切りかつその上に実質的に水平に支持された第３の熱交換器３０１ａを備える。
【００４５】
第３の熱交換器３０１ａは、第１の熱交換器２１３ａと同様な蛇管コイルマイクロチャネル設計であり、第２の熱交換器２１４ａは、例えば、先に記載した米国イリノイ州マンデラインのMBA Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する。第３の熱交換器３０１ａを、ホットアイル１２を横切りかつその上に水平に配置することにより、冷却能力設置面積の大きさを増加させることなく単位面積当たりの冷却能力を著しく増加させることができる。サーバラック１００１ａおよび１００２ａ内のＩＴサーバからホットアイル１２内に水平に排出された空気は、ホットアイル１２内で押し上げられ、第３の熱交換器３０１ａの蛇管コイルを垂直に通過する。
【００４６】
図９に関して後述するように、特に保守活動のために、水平な熱交換器３０１ａの上の空間にアクセスできるように、いくつかの実施形態では、水平な熱交換器３０１ａは、水平な熱交換器３０１ａがホットアイル１２の上部内に下方に回転することができるように、ヒンジ式接続部３０３ａを介して第２の梁部材２０１ａ２に回転可能に結合されている。
【００４７】
一実施形態では、少なくとも第１の熱交換器２１３ａは、第１の支持部材２０１ａに結合されている。一実施形態では、第１の熱交換器２０３ａは、例えば、米国イリノイ州マンデラインのMBA Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する蛇管コイルマイクロチャネル設計である。
【００４８】
第１の熱交換器２１３ａは、冷却のためにその中をサーバラック内のサーバからの熱気が蛇管コイルを横切って流れることができる第１の実質的に平坦な側面２１５ａおよび第２の実質的に平坦な側面２１７ａを有する。従って、モジュール型サーバラック冷却構造をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第１の支持部材２０１ａは、第１の熱交換器２１３ａを第１の実質的に平坦な側面２１５ａを介して少なくともサーバ１０１ａ１の伝熱経路１０３ａ１に近接して配置するように構成されている。いくつかの実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１とサーバラック１００１ａおよび１００２ａとの接触は皆無であるか最小であってもよい。
【００４９】
モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第１の実質的に平坦な表面２１５ａは、少なくともサーバ１０１ａ１の伝熱経路１０３ａに面し、かつ近接して配置されている。従って、少なくともサーバ１０１ａ１の伝熱経路１０３ａ１から排出された気流は、第１の熱交換器２１３ａの第１の実質的に平坦な側面２１５ａまで流れ、コイルを横切って第２の実質的に平坦な側面２１７ａまで流れ、ホットアイル１２内に流れる。言い換えると、少なくとも第１の支持部材２０１ａは、少なくとも第１の熱交換器２１３ａを１つ以上のサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第１の熱交換器２１３ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００１ａ．．．１００１ｎに取り付けられていない。
【００５０】
明らかなように、第１の熱交換器２１３ａは、実質的に平坦な表面２１５ａおよび２１７ａが、サーバラック１００１ａの異なるスロット内に配置されている複数の各ＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎのそれぞれの伝熱経路１０３ａ１．．．１０３ａｎに全体ではないとしても少なくとも部分的に重なり合うように構成および寸法決めされている。
【００５１】
一実施形態では、第１の熱交換器２１３ａは、第１の梁部材２０１ａ１に実質的に接合している縁部２１９ａ１、第２の梁部材２０１ａ２に実質的に接合している縁部２１９ａ２、および第３の梁部材２０１ａ３に実質的に接合している縁部２１９ａ３を画定する寸法を有する。縁部２１９ａ１、２１９ａ２または２１９ａ３のうちの１つは、例えば、梁部材２０１ａ１および縁部２１９ａ１に関して示されているヒンジ２１１ａ１によって、それぞれの梁部材２０１ａ１、２０１ａ２または２０１ａ３に回転可能に結合されている（梁部材２０１ａ２および２０１ａ３ならびに縁部２１９ａ２および２１９ａ３のためのヒンジは図示されていない）。従って、第１の熱交換器２１３ａは、ホットアイル１２（符号２１３ａによって示されている破線によって示す）からＩＴサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎにアクセスできるように、ホットアイル１２内に回転させてもよい。
【００５２】
明らかなように、縁部２１９ａ１および２１９ａ３を画定する寸法は、第１の梁部材２０１ａ１および第３の梁部材２０１ａ３のそれぞれの方向に一致するように実質的に長手方向である。同様に、縁部２１９ａ２を画定する寸法は、第２の梁部材２０１ａ２の方向に一致するように実質的に横方向である。
【００５３】
一実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１は、第１の支持部材２０１ａと同様に、上記のようにサーバラック１００２ａの異なるスロット内に配置されている複数のＩＴサーバ１０２ａ１．．．１０１２ｎの後部においてサーバラック１００２ａに隣接して配置されている垂直に配置された梁として例示されている少なくとも第２の支持部材２０２ａをさらに備える。
【００５４】
第１の支持部材２０１ａと同様に、少なくとも第２の熱交換器２１４ａは、第２の支持部材２０２ａに結合されている。ここでも、いくつかの実施形態では、第２の熱交換器２１４ａは、例えば、米国イリノイ州マンデラインのMBA Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する蛇管コイルマイクロチャネル設計である。
【００５５】
第２の熱交換器２１４ａは、冷却のために、そこを通ってサーバラック内のサーバからの熱気が蛇管コイルを横切って流れることができる第１の実質的に平坦な側面２１６ａおよび第２の実質的に平坦な側面２１８ａを有する。従って、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第２の支持部材２０２ａは、第２の熱交換器２１４ａを少なくともサーバ１０２ａ１の伝熱経路１０４ａ１に近接して配置するように構成されている。いくつかの実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１とサーバラック１００１ａおよび１００２ａとの接触は皆無であるか非常に僅かであってもよい。
【００５６】
モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第１の実質的に平坦な表面２１６ａは、少なくともサーバ１０２ａ１の伝熱経路１０４ａ１に面し、かつ近接して配置されている。従って、少なくともサーバ１０２ａ１の伝熱経路１０４ａ１から排気された気流は、第２の熱交換器２１４ａの第１の実質的に平坦な側面２０１ａまで流れ、コイルを横切って第２の実質的に平坦な側面２１８ａまで流れ、ホットアイル１２内に流れる。言い換えると、少なくとも第２の支持部材２０２ａは、少なくとも第２の熱交換器２１４ａを１つ以上のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第２の熱交換器２１４ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００２ａ．．．ｌ００２ｎに取り付けられていない。
【００５７】
ここでも、明らかなように、第２の熱交換器２１４ａは一般に、実質的に平坦な表面２１６ａおよび２１８ａが、サーバラック１００２ａ内の異なる高度に配置されている複数の各ＩＴサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎのそれぞれの伝熱経路１０４ａ１．．．１０４ａｎと全体ではないとしても少なくとも部分的に重なり合うように構成および寸法決めされている。
【００５８】
当業者には理解されるように、第２の熱交換器２１４ａは、ホットアイル１２内に回転させて、ホットアイル１２からＩＴサーバ１０２ａ１．．．２０１ａｎにアクセスできるように、ヒンジ上に回転可能に装着することができる。
【００５９】
一実施形態では、図４Ｂに示すように、図４Ａに関して記載されている第１の支持部材２０１ａと同様に、第２の支持部材２０２ａは、少なくとも第１の梁部材２０２ａ１、第２の梁部材２０２ａ２および第３の梁部材２０２ａ３を備える。実質的にＵ字型の構成を形成するように、第１の梁部材２０２ａ１は、第２の梁部材２０２ａ２に実質的に直角に結合され、第３の梁部材２０２ａ３は、第２の梁部材２０２ａ２に実質的に直角に結合されている。
【００６０】
図３に示すように、一実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に設置する際に安定性を与え、かつ第１の熱交換器２１３ａおよび第２の熱交換器２１４ａの両方を実際に同時挿入することができるように、第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造が第２の支持部材２０２ａを備える場合、モジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、少なくとも第３の支持部材２０３ａをさらに備える。一実施形態では、第３の支持部材２０３ａは、支持部材２０１ａおよび２０２ａのそれぞれの上端２０１ａ’および２０２ａ’において、第１の支持部材２０１ａを第２の支持部材２０２ａに結合する。
【００６１】
図５Ａに示すように、第３の支持部材２０３ａは、一般に第１の支持部材２０１ａを第２の支持部材２０２ａに結合し、かつ一般に第１の支持部材２０１ａの第２の支持梁２０１ａ２を第２の支持部材２０２ａの第２の支持梁２０２ａ２に結合するためにそれぞれがホットアイル１２を跨ぐように構成および配置されている少なくとも２つの梁部材２０３ａ１および２０３ａ２を備える。
【００６２】
従って、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、第１の熱交換器２１３ａを少なくとも第１のラック１００１ａの少なくとも第１のサーバ１０１ａ１の少なくとも伝熱経路１０３ａ１に近接して配置するように構成されている。言い換えると、少なくとも第３の支持部材２０３ａは、少なくとも第１の熱交換器２１３ａを１つ以上のサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第１の熱交換器２１３ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００１ａ．．．１００１ｎに取り付けられていない。
【００６３】
同時に、モジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、第２の熱交換器２１４ａを少なくとも第２のラック１００２ａの少なくとも第１のサーバ１０２ａ１の少なくとも伝熱経路１０４ａ１に近接して配置するように構成されている。言い換えると、少なくとも第２の支持部材２０２ａは、少なくとも第２の熱交換器２１４ａを１つ以上のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第２の熱交換器２１４ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００２ａ．．．１００２ｎに取り付けられていない。
【００６４】
図３に示すように、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第３の支持部材２０３ａは、熱をホットアイルの内外に伝達するように構成された少なくとも１つの熱交換器を支持する。より詳細には、第３の支持部材は、ホットアイル１２を横切りかつその上に第３の熱交換器３０１ａを実質的に水平に支持する。
【００６５】
ここでも、第３の熱交換器３０１ａは、例えば、（第１の熱交換器２１３ａおよび第２の熱交換器２１４ａと同様の）米国イリノイ州マンデラインのMBA Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する蛇管コイルマイクロチャネル設計であってもよい。第３の熱交換器３０１ａを、ホットアイル１２を横切りかつその上に水平に配置することにより、冷却能力設置面積の大きさを増加させることなく、単位面積当たりの著しいさらなる冷却能力が可能となる。本実施形態では、第１および第２の熱交換器２１３ａおよび２１４ａからホットアイル１２内に水平に排出された空気は、ホットアイル１２内で押し上げられ、第３の熱交換器３０１ａの蛇管コイルを垂直に通過する。
【００６６】
一実施形態では、第３の支持部材２０３ａは、第３の熱交換器３０１ａおよび／または、第１の熱交換器２１３ａ、第２の熱交換器２１４ａおよび第３の熱交換器３０１ａに関して上述した種類と同様の第４の熱交換器４０１ａを支持してもよい。第４の熱交換器４０１ａは、第１の縁部４１１ａおよび対向する第２の縁部４１２ａを画定する寸法を有し、ここでは、第４の熱交換器４０１ａは、第３の支持部材２０３ａに回転可能に結合され、かつそれによって支持されているか、あるいは第１の支持部材２０１ａの第２の梁部材２０１ａ２に回転可能に結合されている。このように、第４の熱交換器４０１ａは、水平に対して角度θ１で少なくとも部分的にホットアイル１２の上に延在している。
【００６７】
一実施形態では、第３の支持部材２０３ａは、第４の熱交換器４０１ａおよび、第１の熱交換器２１３ａ、第２の熱交換器２１４ａおよび第３の熱交換器３０１ａに関して上述した種類と同様であり、かつ第４の熱交換器４０１ａと対称的に同一である第５の熱交換器５０２ａを支持する。第５の熱交換器５０２ａも、第１の縁部５１１ａを画定する寸法を有しており、ここでは、第５の熱交換器５０２ａは、第３の支持部材２０３ａに回転可能に結合され、かつそれによって支持されているか、あるいは第２の支持部材２０２ａの第２の梁部材２０２ａ２に回転可能に結合されている。このように、第５の熱交換器５０２ａは、水平に対して角度θ２で少なくとも部分的にホットアイル１２の上に延在している。
【００６８】
場合によっては、ホットアイル１２を通してデータセンタアセンブリ１０内に熱を伝達することが望ましいことがある。当業者には理解されるように、気流の方向の反転、および周囲温度を超える温度で熱交換器に流体媒体を供給することによって、そのようなデータセンタ内への伝熱を達成することができる。
【００６９】
当業者には理解されるように、上記熱交換器の第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造への設置順序は、除熱能力要求または所望される他の要因に応じて変えることができる。さらに、当業者には理解されるように、第１の熱交換器２１３ａおよび第２の熱交換器２１４ａがモジュール型支持構造２００１上に設置される最初の熱交換器である順序では、第１の熱交換器２１３ａおよび第１の支持部材２０１ａが、第１の実質的に平坦な側面２１５ａを介して少なくともサーバ１０１ａ１の伝熱経路１０３ａ１に近接して第１の熱交換器２１３ａに直接接合可能になるように構成され、かつ第２の熱交換器２１４ａおよび第１の支持部材２０２ａが、第１の実質的に平坦な側面２１６ａを介して少なくともサーバ１０２ａ１の伝熱経路１０４ａ１に近接して第２の熱交換器２１４ａに直接接合可能になるように構成されているため、少なくともデータセンタアセンブリ１０の初期運転中に、ホットアイル１２をなくすことができる。その結果、第１の熱交換器２１３ａおよび第２の熱交換器２１４ａによって既に冷却されている空気のみをホットアイル１２として表されている中央通路内に循環させる。
【００７０】
一実施形態では、図１〜図５Ｂから明らかなように、本開示は、複数の熱交換器２１３ａ．．．２１３ｎおよび２１４ａ．．．２１４ｎの挿入および除去を可能にするシステム５０にも関する。上記のように、データセンタアセンブリ１０は、少なくとも２つのラック１００１ａ．．．１００１ｎおよび／または１００２ａ．．．１００２ｎを備える。各ラックは、少なくとも１つの伝熱経路１０３ａ１．．．１０３ａｎ、１０３ｎ１．．．１０３ｎｎおよび／または１０４ａ１．．．１０４ａｎ、１０４ｎ１．．．１０４ｎｎを有する少なくとも１つのサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎ、１０１ｎ１．．．１０１ｎｎおよび／または１０２ａ１．．．１０２ａｎ、１０２ｎ１．．．１０２ｎｎを支持する。上記熱交換器のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造上への設置順序は、除熱容量要求または所望される他の要因に応じて変えることができる。
【００７１】
システム５０は、ホットアイル１２から第１のコールドアイル１４１に向かって方向づけられる強制流循環を行うための少なくとも１つの強制流冷却装置１０５１ａ、例えばモーター付ファンを支持するように構成および配置されているモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造を備える。強制流冷却装置１０５１ａは、ここでも、データセンタアセンブリ１０のホットアイル１２と第１のコールドアイル１４１との間の分離領域を画定するように構成および配置されている。第１の強制流冷却装置１０５１ａは、吸込側１５ａおよび気流の方向を示す矢印１７ａによって示されている吐出側を含む。第１の強制流冷却装置１０５１ａは、ＩＴサーバラック１００１ａの上に垂直に配置されているものとして示されているため、分離領域は、ＩＴサーバラック１００１ａの上に第１の強制流冷却装置１０５１ａの高さに沿って画定されており、従って、分離領域は、ホットアイル１２と第１のコールドアイル１４１に通じるＩＴサーバラックの第１の列１００１’の上の空間体積との間に生じる。
【００７２】
一実施形態（図示せず）では、第１の強制流冷却装置１０５１ａは、ＩＴサーバラック１００１ａの上部に近接してホットアイル１２を横切って水平に配置されている。
【００７３】
一実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、少なくとも１つの熱交換器を支持するように構成および配置されている。第１の熱交換器１１０１ａの強制流冷却を行うために、第１の熱交換器１１０１ａは、強制流冷却装置１０５１ａの吸込側１５ａに対して構成および配置されている。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器１１０１ａは、例えば、米国イリノイ州マンデラインのMBA Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する蛇管コイルマイクロチャネル設計である。
【００７４】
第１の熱交換器１１０１ａは、第１の実質的に平坦な側面１１０３ａおよび第２の実質的に平坦な側面１１０５ａを有する。図３の例示的な実施形態に示すように、第１の熱交換器１１０１ａは、第１の強制流冷却装置１０５１ａの吸込側１５ａに近接して配置されている。第１の強制流冷却装置１０５１ａは、ホットアイル１２と第１のコールドアイル１４１との間の分離領域を維持し、かつ冷却のためにサーバラック内のサーバから発して第１の熱交換器１１０１ａの蛇管コイルを横切って流れるホットアイル１２内の熱気を冷却することができるように構成および配置されている。
【００７５】
一実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、ホットアイル１２から第２のコールドアイル１４２に向かって方向づけられる強制流循環を行うための少なくとも第２の強制流冷却装置１０５２ａ、例えばモーター付ファンを支持するように構成および配置されている。第２の強制流冷却装置１０５２ａは、ホットアイル１２と第２のコールドアイル１４２との間の分離領域を画定するように構成および配置されている。
【００７６】
第２の強制流冷却装置１０５２ａは、吸込側１６ａおよび気流の方向を示す矢印１８ａによって示されている吐出側を含む。第１の強制流冷却装置１０５１ａと同様に、第２の強制流冷却装置１０５２ａは、ＩＴサーバラック１００２ａの上に垂直に配置されているものとして示されているため、分離領域は、第２の強制流冷却装置１０５２ａの高さに沿って画定されている。一実施形態（図示せず）では、第２の強制流冷却装置１０５２ａは、ＩＴサーバラック１００２ａの上部に近接してホットアイル１２を横切って水平に配置されている。
【００７７】
第２の熱交換器１１０２ａの強制流冷却を行うために、第２の熱交換器１１０２ａは、強制流冷却装置１０５２ａの吸込側１６ａに対して構成および配置されている。いくつかの実施形態では、第２の熱交換器１１０２ａは、例えば、米国イリノイ州マンデラインのMBA Manufacturing and Supply社製Model SX-2蛇管コイル式熱交換器または同様な２つの大きな実質的に平坦な側面を形成する薄い矩形構成を有する蛇管コイルマイクロチャネル設計である。
【００７８】
第２の熱交換器１１０２ａは、第１の実質的に平坦な側面１１０４ａおよび第２の実質的に平坦な側面１１０６ａを有する。図３の例示的な実施形態に示すように、第２の熱交換器１１０２ａは、第２の強制流冷却装置１０５２ａの吸込側１６ａに近接して配置されている。第２の強制流冷却装置１０５２ａは、ホットアイル１２と第２のコールドアイル１４２との間の分離領域を維持し、かつ冷却のためにサーバラック内のサーバから発して第２の熱交換器１１０２ａの蛇管コイルを横切って流れるホットアイル１２内の熱気を冷却することができるように構成および配置されている。
【００７９】
システム５０は、少なくとも第１の熱交換器２１３ａを支持するための第１の支持部材１００１ａを備えるモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造も備える。第１の熱交換器２１３ａは、第１の支持部材２０１ａに結合されている。上記のように、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第１の支持部材２０１ａは、第１の熱交換器２１３ａを、第１のラック１００１ａの１つ以上のサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎの１つ以上の伝熱経路１０３ａ１．．．１０３ａｎに近接して配置するように構成されている。
【００８０】
言い換えると、少なくとも第１の支持部材２０１ａは、少なくとも第１の熱交換器２１３ａを１つ以上のサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第１の熱交換器２１３ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００１ａ．．．１００１ｎに取り付けられていない。
【００８１】
システム５０は、少なくとも１つの熱交換器を支持するための上記第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造と同一または実質的に同一の第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造も備える。第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造と同様に、第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造は、少なくとも第１の熱交換器２１３ｂを支持するための第１の支持部材２０１ｂを備える。第１の熱交換器２１３ｂは、第１の支持部材２０１ｂに結合されている。
【００８２】
上記同様に、モジュール型サーバラック冷却構造２００２をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第１の支持部材２０１ｂは、第１の熱交換器２１３ｂを、第２のラック１００１ｂの１つ以上のサーバ１０１ｂ１．．．１０１ｂｎの１つ以上の伝熱経路１０３ｂ１．．．１０３ｂｎに近接して配置するように構成されている。
【００８３】
言い換えると、少なくとも第１の支持部材２０１ｂは、少なくとも第１の熱交換器２１３ｂを１つ以上のサーバ１０１ｂ１．．．１０１ｂｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第１の熱交換器２１３ｂは、１つ以上のＩＴサーバラック１００１ａ．．．１００１ｎに取り付けられていない。
【００８４】
一実施形態では、システム５０は、少なくとも第２の熱交換器２１４ａを支持するための少なくとも第２の支持部材２０２ａをさらに備える第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造を備える。ここでも、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第２の支持部材２０２ａは、第２の熱交換器２１４ａを少なくとも第３のラック１００２ａの１つ以上のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎの１つ以上の伝熱経路１０４ａ１．．．１０４ａｎに近接して配置するように構成されている。言い換えると、少なくとも第２の支持部材２０２ａは、少なくとも第２の熱交換器２１４ａを１つ以上のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第２の熱交換器２１４ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００２ａ．．．ｌ００２ｎに取り付けられていない。
【００８５】
一実施形態では、データセンタアセンブリ１０は、伝熱経路１０４ｂ１．．．１０４ｂｎをそれぞれ有するサーバ１０２ｂ１．．．１０２ｂｎを支持するための少なくとも第４のラック１００２ｂを備える。モジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造は、少なくとも第２の支持部材２０２ｂをさらに備える。上記同様に、第２の熱交換器２１４ｂは、第２の支持部材２０２ｂに結合されている。
【００８６】
第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第２の支持部材２０２ｂは、第２の熱交換器２１４ｂを第４のラック１００２ｂの１つ以上のサーバ１０２ｂ１．．．１０２ｂｎの１つ以上の伝熱経路１０４ｂ１．．．１０４ｂｎに近接して配置するように構成されている。言い換えると、少なくとも第２の支持部材２０２ｂは、少なくとも第２の熱交換器２１４ｂを１つ以上のサーバ１０２ｂ１．．．１０２ｂｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第２の熱交換器２１４ｂは、１つ以上のＩＴサーバラック１００２ａ．．．ｌ００２ｎに取り付けられていない。
【００８７】
いくつかの実施形態では、第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、ボルト締めまたはブレーシングなどの当該技術分野で知られている機構により、第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造および後続のモジュール型サーバラック冷却構造２００ｎの支持構造に結合されている。一実施形態では、各支持構造は、自立した独立位置のままである。
【００８８】
ここでも、上記同様に、第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、少なくとも第３の支持部材、例えば支持部材２０３ａをさらに備える。第３の支持部材２０３ａは、支持部材２０１ａおよび２０２ａのそれぞれの上端２０１ａ’および２０２ａ’において少なくとも第１の支持部材２０１ａを第２の支持部材２０２ａに結合する。第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ｂ間に挿入した後、第１のモジュール型サーバラック冷却構造２００１の支持構造は、少なくとも第１の熱交換器２１３ａを第１のラック１００１ａの１つ以上のサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎの１つ以上の伝熱経路１０３ａ１．．．１０３ａｎに近接して配置し、かつ少なくとも第２の熱交換器２１４ａを第２のラック１００２ａの１つ以上のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎの１つ以上の伝熱経路１０４ａ１．．．１０４ａｎに近接して配置するように構成されている。
【００８９】
言い換えると、少なくとも第３の支持部材２０３ａは、少なくとも第１の熱交換器２１３ａを１つ以上のサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第１の熱交換器２１３ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００１ａ．．．１００１ｎに取り付けられていない。さらに、少なくとも第３の支持部材２０３ｂは、少なくとも第２の熱交換器２１４ｂを１つ以上のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第２の熱交換器２１４ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００２ａ．．．１００２ｎに取り付けられていない。
【００９０】
上記同様に、一実施形態では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、少なくとも第３の支持部材２０３ａは、ここでも、アイル１２の内外に熱を伝達するように構成された少なくとも１つの熱交換器３０１ａを備える。熱交換器３０１ａは、熱交換器３０１ａが第３の支持部材２０３ａ、例えば少なくともその縁部の一部に回転可能に結合される縁部を画定する寸法を有する。
【００９１】
当業者には理解されるように、一実施形態では、第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造は、第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造の第１の支持部材２０１ｂを第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造の第２の支持部材２０２ｂに結合する少なくとも第３の支持部材２０３ｂをさらに備える。モジュール型サーバラック冷却構造２００２をサーバラック１００１ａおよび１００２ａ間に挿入した後、第２のモジュール型サーバラック冷却構造２００２の支持構造は、少なくとも第１の熱交換器２１３ｂを、第１のラック１００１ｂの１つ以上のサーバ１０１ｂ１．．．１０１ｂｎの１つ以上の伝熱経路１０３ｂ１．．．１０３ｂｎに近接して配置し、かつ少なくとも第２の熱交換器２１４ｂを、第２のラック１００２ｂの１つ以上のサーバ１０２ｂ１．．．１０２ｂｎの１つ以上の伝熱経路１０４ｂ１．．．１０４ｂｎに近接して配置するように構成されている。
【００９２】
言い換えると、第２の支持部材２０２ａは、少なくとも第２の熱交換器２１４ａを１つ以上のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎと伝熱関係を有して配置するように構成されている。また、少なくとも第２の熱交換器２１４ａは、１つ以上のＩＴサーバラック１００２ａ．．．１００２ｎに取り付けられていない。
【００９３】
当業者には理解されるように、システム５０は、様々な実施形態では、上記組み合わせにおいて、第２および後続のモジュール型サーバラック冷却構造２００２、２００３．．．２００ｎの中に組み込まれている熱交換器２１３ａ、２１４ａ、３０１ａ、４０１ａおよび５０２ａに類似した熱交換器を備える。また、当業者には理解されるように、後続のモジュール型サーバラック冷却構造２００３．．．２００ｎは、それら全体を上に記載した同じ方法で構築し、かつサーバおよびサーバラックの数およびそれらの冷却（または加熱）要求に応じて求められるようにモジュール式に互いに接続することができる。
【００９４】
図６は、モジュール型支持構造上に設置された第３の熱交換器３０１ａ、第４の熱交換器４０１ａおよび第５の熱交換器５０２ａの実施形態の変形形態を示し、ここでは、前記熱交換器は、一般に各サーバラック１００１ａ．．．１００１ｎおよび１００２ａ．．．１００２ｎおよび／または各サーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎ、１０１ｎ１．．．１０１ｎｎおよび／または１０２ａ１．．．１０２ａｎ、１０２ｎ１．．．１０２ｎｎの幅ＷＲを超える幅寸法ＷＭを有するように構成されている。図示のとおり、第３の熱交換器、第４の熱交換器および第５の熱交換器は、一般に各サーバラックの幅寸法ＷＲの２倍に等しい幅寸法ＷＭを有する。従って、第３の熱交換器は、３０１ａｂ、３０１ｃｄ．．．３０１（ｎ−１）（ｎ）で表され、第４の熱交換器は、４０１ａｂ、４０１ｃｄ．．．４０１（ｎ−１）（ｎ）で表され、第５の熱交換器は、５０２ａｂ、５０２ｃｄ．．．５０２（ｎ１−１）（ｎ）で表されている。強制流冷却装置１０５１ａ．．．１０５１ｎおよび１０５２ａ．．．１０５２ｎは、１つの装置のみが個々のラック１００１ａ．．．１００１ｎおよび１００２ａ．．．１００２ｎのそれぞれに専用なものとして示されているため、それらの最初の表示を保持している。第１の熱交換器１１０１ａおよび１１０１ｂは、１１０１ａｂとして表され、熱交換器１１０１ｃおよび１１０１ｄは、１１０１ｃｄとして表され、熱交換器１１０１ｎ−１および１１０１ｎは、１１０１（ｎ−１）ｎとして表されている。
【００９５】
さらに、図２に示し、かつ当該技術分野で知られているように、各熱交換器は、図７〜図１１に関して後述し、かつより詳細に示すように、柔軟な接続部によって接続されている冷却流体接続管、例えばパイプ導管を有する。図４Ａ、図５Ａ、図６および図７に示し、かつ図６および図７に最も良く示すように、第１の列１００１’に関連する熱交換器は、第１の冷却サイクルスキッド３００１に流体接続されており、第２の列１００２’に関連する熱交換器は、第２の冷却サイクルスキッド３００２に流体接続されている。一実施形態では、第１の冷却サイクルスキッド３００１および第２の冷却サイクルスキッド３００２はそれぞれ、２０１１年５月３日に出願された上記米国仮特許出願第６１／４８２，０７０号（それらの開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているような冷却サイクルを備える。当該技術分野で知られている他のサイクルも、熱交換器に流体接続するために第１の冷却サイクルスキッド３００１および第２の冷却サイクルスキッド３００２に適用することができる。第１の冷却サイクルスキッド３００１および第２の冷却サイクルスキッド３００２のそれぞれに適用されるような密結合型冷却システムに関する説明は、図１２を参照しながら以下に記載する。
【００９６】
モジュール型支持構造の接続に関し、図１〜図６を参照すると、本開示は、データセンタ内の複数の熱交換器を支持するための支持構造、例えば、データセンタアセンブリ１０内の熱交換器２１３ａ、２１４ａ、３０１ａ、４０１ａおよび／または５０２ａを支持するためのモジュール型支持構造２００１の設置方法に関する。データセンタアセンブリ１０は、それぞれが上記のように少なくとも１つの伝熱経路を有する複数のサーバを支持するための複数のラック１００１ａ．．．１００１ｎおよび１００２ａ．．．１００２ｎを備える。本方法は、少なくとも２つの熱交換器、例えば、少なくとも熱交換器２１３ａおよび２１４ａおよび／または２１３ｂおよび２１４ｂおよび／または２１３ｎおよび／または２１４ｎを備えるモジュール型支持構造、例えば、２００１または２００２．．．または２００ｎを用意する工程と、それぞれのモジュール型支持構造、例えば、モジュール型支持構造２００１．．．２００ｎと複数のラック、例えば、ラック１００１ａ．．．１００１ｎおよび１００２ａ．．．１００２ｎとを接触させず、かつそれぞれのモジュール型支持構造、例えば、モジュール型支持構造２００１．．．２００ｎと複数のサーバ、例えば、サーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎおよび１０２ａ１．．．１０２ａｎおよび／または１０１ｂ１．．．１０１ｂｎおよび１０２ｂ１．．．１０２ｂｎ．．．および／または１０１ｎ１．．．１０１ｎｎおよび１０２ｎ１．．．１０２ｎｎとを接触させずに、少なくとも２つの熱交換器２１３ａおよび２１４ａおよび／または２１３ｂおよび２１４ｂ．．．および／または２１３ｎおよび２１４ｎを、複数のサーバの少なくとも２つのそれぞれの伝熱経路、例えば、それぞれの第１のラック、例えばラック１００１ａ．．．１００１ｎ、および第２のラック、例えばラック１００２ａ．．．１００２ｎの１つ以上のそれぞれのサーバ、例えば、サーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎおよび１０２ａ１．．．１０２ａｎおよび／または１０１ｂ１．．．１０１ｂｎおよび１０２ｂ１．．．１０２ｂｎ．．．および／または１０１ｎ１．．．１０１ｎｎおよび１０２ｎ１．．．１０２ｎｎの１つ以上の伝熱経路１０３ａ１．．．１０３ａｎおよび１０４ａ１．．．１０４ａｎおよび／または１０３ｂ１．．．１０３ｂｎおよび１０４ｂ１．．．１０４ｂｎ．．．および／または１０３ｎ１．．．１０３ｎｎおよび１０４ｎ１．．．１０４ｎｎと直接面するように、モジュール型支持構造、例えば２００１または２００２．．．または２００ｎを設置する工程とを含む。
【００９７】
一実施形態では、本方法は、様々な実施形態に関して上述したように、第３の熱交換器３０１ａ．．．３０１ｎ、第４の熱交換器４０１ａ．．．４０１ｎおよび第５の熱交換器５０２ａ．．．５０２ｎを、モジュール型サーバラック冷却構造２００１．．．２００ｎのそれぞれの支持構造内に設置する工程も含む。
【００９８】
あるいは、いくつかの実施形態では、本開示は、少なくとも第１のラックに設置された少なくとも第１のサーバおよび少なくとも第２のラックに設置された少なくとも第２のサーバを冷却するためのモジュール型サーバラック冷却構造、例えば、モジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎの設置方法に関する。少なくとも第１のラック１００１ａ．．．１００１ｎおよび少なくとも第２のラック１００２ａ．．．１００２ｎを、ホットアイル１２またはコールドアイルを形成するように互いに対向して配置する。本方法は、モジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎの少なくとも一部をホットアイル１２またはコールドアイル内に配置する工程を含む。モジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎは、少なくとも第１の支持部材２０１ａ．．．２０１ｎ、第２の支持部材２０２ａ．．．２０２ｎおよび第３の支持部材２０３ａ．．．２０３ｎを備える。また、本方法は、少なくとも第１の熱交換器２１３ａ．．．２１３ｎが少なくとも第１のラック１００１ａの少なくとも第１のサーバ１０１ａ１．．．１０１ａｎに隣接して配置されるように、少なくとも第１の熱交換器、例えば、熱交換器２１３ａ．．．２１３ｎを、少なくとも第１の支持部材２０１ａ．．．２０１ｎに結合する工程と、少なくとも第２の熱交換器２１４ａ．．．２１４ｎが少なくとも第２のラック１００２ａの少なくとも第２のサーバ１０２ａ１．．．１０２ａｎに隣接して配置されるように、少なくとも第２の熱交換器、例えば、熱交換器２１４ａ．．．２１４ｎを少なくとも第２の支持部材２０２ａ．．．２０２ｎに結合する工程と、少なくとも第３のサーバ１０１ｂ１．．．１０１ｂｎまたは１０２ｂ１．．．１２１ｂｎを少なくとも第１のラック１００１ａまたは少なくとも第２のラック１００２ａのそれぞれに設置した後に、少なくとも第３の熱交換器、例えば、熱交換器３０１ａ．．．３０１ｎを少なくとも第３の支持部材２０３ａ．．．２０３ｎに結合する工程とを含む。
【００９９】
図７〜図１１は、上記モジュール型サーバラック冷却構造２００１．．．２００ｎに関連する熱交換器の動作概略図であり、増加する熱負荷に対応するために必要な場合にモジュール型支持構造に追加される各種熱交換器の段階的設置を示す。
【０１００】
より詳細には、図７は、本開示の一実施形態に係るデータセンタアセンブリ１０’の動作概略平面図であり、冷却用熱交換器スキッドと、モジュール型サーバラック冷却構造によって支持された熱交換器との間の流体回路を示す。データセンタアセンブリ１０’は、図７では、図１、図４Ａおよび図４Ｂと比較して、図１、図４Ａおよび図４Ｂに示す１ラック当たり２つの排気ファンとは対照的に、単一の循環排気ファン１０５１ａ、１０５１ｂ．．．１０５１ｎおよび１０５２ａ、１０５２ｂ．．．１０５２ｎが、モジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎのそれぞれの支持構造上の各ラックの上に設置された第１の列１００１’内の各ラック１００１’ａ、１００１’ｂ．．．１００１’ｎおよび第２の列１００２’内の１００２’ａ、１００２’ｂ．．．１００２’ｎにそれぞれ関連しているという点以外は、データセンタアセンブリ１０と実質的に同一である。各排気ファン１０５１ａ、１０５１ｂ．．．１０５１ｎおよび１０５２ａ、１０５２ｂ．．．１０５２ｎは、各それぞれのラックの上の各熱交換器を横切って空気を流すように、それぞれの主排気熱交換器１１０１ａ、１１０１ｂ．．．１１０１ｎおよび１１０２ａ、１１０２ｂ．．．１１０２ｎに近接して配置されている。主排気熱交換器１１０１ａ、１１０１ｂ．．．１１０１ｎおよび１１０２ａ、１１０２ｂ．．．１１０２ｎは、ここでも、薄い矩形構成を有し、ラックの上面に対して実質的に垂直かつ直角に設置されている。
【０１０１】
主排気熱交換器１１０１ａ、１１０１ｂ．．．１１０１ｎは、第１の主冷却回路１１１１を介して第１の冷却サイクルスキッド３００１に流体接続されており、主排気熱交換器１１０２ａ、１１０２ｂ．．．１１０２ｎは、第２の主冷却回路１１１２を介して第２の冷却サイクルスキッド３００２に流体接続されている。
【０１０２】
一実施形態では、ここでも、第３の支持部材２０３ａは、ホットアイル１２を横切りかつその上に実質的に水平に支持された第３の熱交換器３０１ａを備える。本実施形態では、第１の熱交換器２１３ａおよび第２の熱交換器２１４ａからホットアイル１２内に水平に排出された空気は、ホットアイル１２内で押し上げられて第３の熱交換器３０１ａの蛇管コイルを垂直に通過する。
【０１０３】
図３に示し、かつ図３に関して上述した第４の熱交換器４０１ａと、図７に示すさらなる複数の実質的に同一の薄い矩形に構成された熱交換器４０１ｂ．．．４０１ｎは、ホットアイル１２の上にラックの第１の列１００１’を跨って、それぞれのモジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎ上に配置されている。従って、図３に関する上の記載と同様に、第４の熱交換器４０１ａ．．．４０１ｎは、水平に対して角度θ１で少なくとも部分的にホットアイル１２の上に延在している。
【０１０４】
同様に、図３に示し、かつ図３に関して上述した第５の熱交換器５０２ａおよび、図７に示すさらなる複数の実質的に同一の薄い矩形に構成された熱交換器５０２ｂ．．．４０２ｎは、ホットアイル１２の上にラックの第２の列１００２’を跨って、それぞれのモジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎ上に配置されている。ここでも、図３に関する上の記載と同様に、第５の熱交換器５０２ａ．．．５０２ｎは、そのように、水平に対して角度θ２で少なくとも部分的にホットアイル１２の上に延在している。
【０１０５】
角度θ１およびθ２は一般に等しく、図３に示すとおりであり、図１１に示し、かつより詳細に後述するように、第４の熱交換器４０１ａ、４０１ｂ．．．４０１ｎおよび第５の熱交換器５０２ａ、５０２ｂ．．．５０２ｎは、それぞれの第４の熱交換器４０１ａ、４０１ｂ．．．４０１ｎの第２の縁部４１２ａ、４１２ｂ．．．４１２ｎおよびそれぞれの第５の熱交換器５０２ａ、５０２ｂ．．．５０２ｎの第２の縁部５１２ａ、５１２ｂ．．．５１２ｎが図３に示すように直接接触しているか、図１１に示すように極めて近接している場合、「Ａ型フレーム」構成を形成する。
【０１０６】
第４の熱交換器４０１ａ、４０１ｂ．．．４０１ｎは、第１の「Ａ型フレーム」冷却回路１１３１を介して第１の冷却サイクルスキッド３００１に流体接続されており、第５の熱交換器５０２ａ、５０２ｂ．．．５０２ｎは、第２の「Ａ型フレーム」冷却回路１１３２を介して第２の冷却サイクルスキッド３００２に流体接続されている。
【０１０７】
図８は、「１日目」の低密度動作のための少なくとも１つのモジュール型支持構造および関連の熱交換器を有するデータセンタアセンブリ１０’の動作もしくは設置概略端面図である。より詳細には、データセンタアセンブリ１０’は、データセンタ（図示せず）の外側構造壁とＩＴサーバラックの第１の列１００１’との間に第１のコールドアイル１４１と、データセンタ（図示せず）の外側構造壁とＩＴサーバラックの第２の列１００２’との間に第２のコールドアイル１４２とを形成している。上の図３に示すように、第１の列１００１’内のサーバラック内のサーバおよび第２の列内のサーバラック内のサーバはそれぞれ、共通のホットアイル１２内に熱を伝達する。
【０１０８】
図８では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎは、サーバの伝熱経路に近接して、それらの関連の熱交換器と共にホットアイル１２内に配置されている。従って、データセンタアセンブリ１０’の動作中、サーバの一方または両方の列からサーバ内に熱が生成される。その熱は、サーバの伝熱経路を通って、ホットアイル１２内に排出し、最初にモジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎの関連の垂直に設置された熱交換器２１３ａ、２１３ｂ．．．２１３ｎおよび２１３ａ、２１３ｂ．．．２１３ｎを通過する。
【０１０９】
但し、図８に示す「低密度」動作モードまたは「低密度」段階的設置では、モジュール型サーバラック冷却構造２００１、２００２．．．２００ｎの熱交換器２１３ａ、２１３ｂ．．．２１３ｎおよび２１４ａ、２１４ｂ．．．２１４ｎのための循環冷却回路（以下の図１０に示す）は、設置されていないか動作中ではなく、あるいは設置されてもなく動作中でもない。本明細書に定義されている「密度」とは、ＫＷ／ｍ３（キロワット／立法メートル）などの単位体積当たりの体積熱負荷を指す。
【０１１０】
高温のサーバ排気Ａ１およびＡ２は、ホットアイル１２に流入し、ホットアイル内を垂直上方に循環し、かつ主排気熱交換器１１０１ａ、１１０１ｂ．．．１１０１ｎならびにそれぞれの排気ファン１０５１ａ、１０５１ｂ．．．１０５１ｎおよび主排気熱交換器１１０２ａ、１１０２ｂ．．．１１０２ｎおよびそれぞれの排気ファン１０５２ａ、１０５２ｂ．．．１０５２ｎを通ってそれぞれのコールドアイル１４１および１４２に戻り、それぞれ冷気供給物Ａ３およびＡ４としてサーバ内に流れる。
【０１１１】
図７に関して上述したように、主排気熱交換器１１０１ａ、１１０１ｂ．．．１１０１ｎは、第１の主冷却回路１１１１を介して第１の冷却サイクルスキッド３００１に流体接続されており、主排気熱交換器１１０２ａ、１１０２ｂ．．．１１０２ｎは、第２の主冷却回路１１１２を介して第２の冷却サイクルスキッド３００２に流体接続されている。第１の主冷却回路１１１１および第２の主冷却回路１１１２はそれぞれ、必要に応じて熱負荷をデータセンタアセンブリ１０’から除去するために完全または部分的に動作中である。図７に関して記載した残りの熱交換器のための冷却回路は、単位体積当たりの熱負荷が小さいため、動作中ではない。
【０１１２】
図９は、本開示の一実施形態に係る「２日目」の「密度増加」動作について図８に示すデータセンタアセンブリ１０’の動作もしくは設置概略端面図である。図９に示す「密度増加」動作と図８に関して上述した「低密度」動作との違いは、図９では、形成されている水平な熱交換器３０１ａ、３０１ｂ．．．３０１ｎのための冷却回路１１２１も、必要に応じてデータセンタアセンブリ１０’から熱をさらに除去するために設置され、かつ完全または部分的に動作中である点である。
【０１１３】
先に記載したように、特に保守活動のために、水平な熱交換器３０１ａの上の空間にアクセスできるように、一実施形態では、水平な熱交換器３０１ａを、水平よりも下に角度φだけ図示のようにホットアイル１２の上部の中に下方に逆回転させることができるように、水平な熱交換器３０１ａは、ヒンジ式接続部３０３ａを介して第２の梁部材２０１ａ２に回転可能に結合されている。
【０１１４】
図１０は、本開示の一実施形態に係る「３日目」の「密度増加」動作に関して図９に示すデータセンタアセンブリ１０’の動作もしくは設置概略端面図である。図１０に示す「３日目」の「密度増加」動作と図９に関して上述されている「２日目」の「密度増加」動作との違いは、図１０では、図３〜図６に関して上述したように、１つ以上のサーバの１つ以上の伝熱経路に近接して配置されているそれぞれの第１の熱交換器２１３ａ、２１３ｂ．．．２１３ｎおよび第２の熱交換器２１４ａ、２１４ｂ．．．２１４ｎのための第１の冷却回路１１４１および第２の冷却回路１１４２も、必要に応じて、データセンタアセンブリ１０’からの熱をさらに除去するために設置されているという点である。
【０１１５】
図１１は、本開示の一実施形態に係る「高密度」動作について図１０に示すデータセンタアセンブリ１０’の動作もしくは設置概略端面図である。図１１に示す「高密度」動作と図１０に関して上述した「２日目」の「密度増加」動作との違いは、図１１では、図３および図７に関して上述したように、それぞれの第４の「Ａ型フレーム」熱交換器４０１ａ、４０１ｂ．．．４０１ｎおよび第５の熱交換器５０２ａ、５０２ｂ．．．５０２ｎのための第１および第２の冷却回路１１３１および１１３２が、必要に応じてデータセンタアセンブリ１０’から熱をさらに除去するために設置され、かつ完全または部分的に動作中であるという点である。図１１の例示的な実施形態に示すように、それぞれの第４の熱交換器４０１ａ、４０１ｂ．．．４０１ｎの第２の縁部４１２ａ、４１２ｂ．．．４１２ｎおよびそれぞれの第５の熱交換器５０２ａ、５０２ｂ．．．５０２ｎの第２の縁部５１２ａ、５１２ｂ．．．５１２ｎは互いに極めて近接しおり、図１１に示すように間隙Ｇだけ離れている。第４の「Ａ型フレーム」熱交換器４０１ａ、４１０ｂ．．．４０１ｎは、このように、水平に対して角度θ１で少なくとも部分的にホットアイル１２の上に延在している。同様に、第５の「Ａ型フレーム」熱交換器５０２ａ、５０２ｂ．．．５０２ｎは、このように、水平に対して角度θ２で少なくとも部分的にホットアイル１２の上に延在している。
【０１１６】
図１２は、図１〜図１１に関して上述したＩＴデータアセンブリ１０および１０’などのＩＴデータセンタの電子機器を冷却するように設計された密結合型冷却システム４０００の一実施形態の流れ図である。システム４０００は、それぞれ４１００、４２００、４３００および４４００として表されている４つの独立しているが協働する流体回路を備える。
【０１１７】
第１の回路４１００は、ＩＴデータセンタの電子機器と接続しており、第１の流体を介して電子機器の冷却を行う。第１の流体は、液体冷媒Ｒ１３４ａまたは同様な冷媒を含有していてもよい。第１の回路４１００は、電子機器と熱連通し、かつ電子機器から第１の流体に熱を抽出する少なくとも１つの蒸発器コイル（図１２に示していないが、例えば、図１６の蒸発器コイルおよび対応する記載を参照されたい）を備える。第１の流体が少なくとも１つの蒸発器コイルの入口から蒸発器コイルの出口に流れるにつれて、熱は、電子機器から第１の流体に伝達される。一実施形態では、第１の流体は、約２３℃の温度で少なくとも１つの蒸発器コイルに流入する。熱伝達または熱交換中に、第１の流体は、液体状態から少なくとも部分的に蒸気状態に変わる。
【０１１８】
第１の回路４１００は、少なくとも１つの蒸発器コイルの入口および出口のそれぞれに接続された流体供給経路４１００ａおよび流体戻り経路４１００ｂを備える。流体供給経路４１００ａは、液体状態の第１の流体を少なくとも１つの蒸発器コイルの入口に運び、流体戻り経路４１００ｂは、少なくとも部分的に蒸気状態の第１の流体を少なくとも１つの蒸発器コイルの出口から受け取る。第１の回路４１００は、第１の流体を流体供給経路４１００ａを通して送り出す液体冷媒ポンプ４１２０を備える。第１の回路４１００は、液体冷媒ポンプ４１２０の容量およびモーター速度を調整する可変頻度駆動装置４１２５も備える。
【０１１９】
第１の回路４１００は、第１の流体を流体戻り経路４１００ｂから受け取る主凝縮器１３００をさらに備える。主凝縮器１３００は、主凝縮器１３００を通過する第１の流体を冷却し、かつ第１の流体を少なくとも部分的に蒸気状態から液体状態に凝縮する冷媒／水熱交換器である。一実施形態では、第１の流体を完全に凝縮および冷却するために、主凝縮器１３００は、約２３．３℃以下の所定の凝縮温度に維持されている。
【０１２０】
さらに、第１の回路４１００は、（１）第１の流体を主凝縮器１３００から冷媒液受容器４１２８に運ぶ流体経路４１００ｃと、（２）第１の流体を冷媒液受容器４１２８から液体冷媒ポンプ４１２０の吸込側に運ぶ流体経路４１００ｄとを備えていてもよい。
【０１２１】
冷媒液受容器４１２８は、第１の流体の温度を検出および調整するように構成されている。具体的には、冷媒液受容器４１２８は、第１の回路４１００を第４の回路４４００に熱接続することにより第１の流体の温度を低下させるように構成されている。いくつかの実施形態では、冷媒液受容器４１２８は、第１の流体を約２２．２℃〜約２３．３℃の間の所定の温度に維持する。
【０１２２】
冷媒液受容器４１２８は、冷媒液受容器４１２８内に含まれている第１の流体の液面を検出および調整するように構成された構成要素（例えば、検出器および制御装置）も備えていてもよい。冷媒液受容器４１２８内の液面が低いと、液体冷媒ポンプ４１２０においてキャビテーション問題が引き起こされることがある。この問題を回避するために、冷媒液受容器４１２８は、受容器４１２８内の液面を検出し、かつ低い液面が検出された場合にアラームを作動させる液面制御装置４１２７を備える。また、冷媒液受容器４１２８は、冷却システム４０００がアイドルモードまたは待機モードにある場合に第１の回路４１００内に第１の流体を回収してもよい。
【０１２３】
第１の回路４１００は、主凝縮器１３００の出口において流体経路４１００ｃ上に配置された温度センサー４１２６も備える。温度センサー４１２６は、主凝縮器１３００から流出する際に第１の流体の温度を検出する。温度センサー４１２６の値は、主凝縮器１３００の温度を反映している。
【０１２４】
第２の回路４２００は、主凝縮器１３００ａにおいて第１の回路４１００と接続しており、ここでは、第２の回路４２００は、第１の回路４１００と熱交換を行う。具体的には、第２の回路４２００は、そこを通って流れる第２の流体を有する。第２の流体は、主凝縮器１３００ａにおいて第１の回路４１００の第１の流体から熱を除去する。一実施形態では、主凝縮器１３００ａから流出する際に、第２の流体は約２２．８℃の温度を有する。
【０１２５】
第２の回路４２００は、第２の流体を冷却塔、流体冷却器または乾燥冷却器（図１２には図示せず）から第２の回路４２００まで運ぶ流体経路４２００ａを備える。流体経路４２００ａは、第２の流体を主凝縮器１３００まで運ぶ流体経路４２００ｄに流体接続されている。第２の回路は、第２の流体を主凝縮器１３００から受け取る流体経路４２００ｈをさらに備える。流体経路４２００ｈは、第２の流体を流体経路４２００ｍまで運ぶ流体経路４２００ｅに流体接続されており、流体経路４２００ｍは、第２の流体を冷却塔、流体冷却器または乾燥冷却器に戻す。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、第２の回路４２００は、第２の流体を第２の回路４２００内を容易に流すためのポンプを備える。一実施形態では、第２の流体は、約１１９２リットル／分の流量で調整されている。上記ポンプは、以下の形態：中央ポンプおよび冷却塔、乾燥冷却器、流体冷却器あるいは他の冷井戸水回路または他の冷水回路のいずれであってもよい。
【０１２７】
さらに、第２の回路４２００は、主凝縮器１３００に流出する前の第２の流体の温度を監視する混合水温度センサー４２２０を備えていてもよい。第２の回路４２００は、第１の回路４１００の温度センサー４１２６と動作可能に連通する水量調整弁４２１４も備えていてもよい。水量調整弁４２１４は、温度センサー４１２６の値に比例して第２の流体の流量を調整するように構成されている。
【０１２８】
例えば、主凝縮器１３００を所定の凝縮温度（例えば、２３．３℃）以下に維持するために、水量調整弁４２１４は、温度センサー４１２６によって測定された主凝縮器１３００の温度に基づいて第２の流体の流量を調整する。例えば、温度センサー４１２６が、主凝縮器１３００の所定の凝縮温度（例えば、２３．３℃）よりも顕著に高い値を有する場合、水量調整弁４２１４は、第２の回路４２００を通って流れる第２の流体の流量を顕著に増加させ、それにより、主凝縮器１３００の温度を急激に低下させる。但し、温度センサー４１２６が所定の凝縮温度（例えば、２３．３℃）よりも僅かに高い値を有する場合には、水量調整弁４２１４は、第２の回路４２００を通って流れる第２の流体の流量を僅かに増加させる。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、主凝縮器１３００の温度を所定の凝縮温度（例えば、２３．３℃）以下に維持するために、第２の流体は、約１８．９℃以下の閾値温度に維持される。
【０１３０】
第２の流体を閾値温度（例えば、１８．９℃）以下に維持するために、第２の回路４２００は、第２の流体を冷却するための少なくとも１つの冷却モードを備えていてもよい。例えば、第２の回路４２００は、第２の回路４２００がその大気に依存して冷却塔、流体冷却器または乾燥冷却器（図１２には図示せず）を介して第２の流体を冷却する単純なフリークーリングモードを備えていてもよい。動作中、主凝縮器１３００において熱が第１の流体から第２の流体に伝達された後、第２の流体は、流体経路４２００ｈ、４２００ｅに従い、冷却塔、流体冷却器または乾燥冷却器（図１２には図示せず）に向かって前進し、その熱を大気に排出する。次いで、冷却された第２の流体は、流体経路４２００ａおよび４２００ｄに従って主凝縮器１３００に戻り、第１の流体を冷却する。第２の流体が上記サイクルを連続的に繰り返し得ることが想定される。
【０１３１】
一実施形態では、単純なフリークーリングモードは、ＩＴデータセンタの湿球温度が１７．２℃未満になった場合のみ、第２の流体を閾値温度（例えば、１８．９℃）以下に維持する。湿球温度が１７．２℃を超えた場合、第２の流体は、その閾値温度を超え得る。
【０１３２】
さらに、第２の回路４２００は、第３の回路４３００が機械的圧縮サイクルにより第２の回路４２００を冷却する機械的圧縮冷却モードを備えていてもよい。第３の流体は、第３の回路４３００を通って流れる。第３の流体は、Ｒ１３４ａまたは他の好適な冷媒などの液体冷媒を含んでいてもよい。
【０１３３】
第３の回路４３００は、第２の流体が主凝縮器１３００に到達する前に第２の流体４２００を過冷却するための大気過冷却交換器１２００ａを備える。大気過冷却交換器１２００ａは、第２の流体の少なくとも一部を調整または冷却する冷媒／水熱交換器である。第３の回路４３００は、第３の流体が大気過冷却交換器１２００ａにおいて第２の流体から吸収した熱である第３の流体内の熱を第２の流体に戻す冷媒／水熱交換器である調整凝縮器１２００ｂも備えていてもよい。第３の回路４３００は、第３の流体を圧縮する過冷却圧縮機４３１０をさらに備えていてもよい。
【０１３４】
第３の回路４３００は、圧縮のために第３の流体を大気過冷却交換器１２００ａから過冷却圧縮機４３１０まで運ぶ流体経路４３００ａと、圧縮された第３の流体を調整凝縮器１２００ｂまで運ぶ流体経路４３００ｂとを備える。さらに、第３の回路４３００は、第３の流体を調整凝縮器１２００ｂから計量装置まで、あるいは第３の流体を膨張させて大気過冷却交換器１２００ａに戻す熱膨張弁４３１１まで運ぶ流体経路４３００ｃを備える。第３の流体は、第３の回路４３００が作動している限り、第３の回路４３００を通って連続的に流れ得ることが想定されている。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、第３の回路４３００は、第２の流体がその閾値温度（例えば、１８．９℃）を超えた場合のみ作動し、これは、湿球温度が１７．２℃を超える場合に生じ得る。第３の回路４３００の冷却能力は、以下の表１に示すように、１７．２℃を超える湿球温度に直接比例して調整してもよい。
【表１】
2014513336.tif 000003
【０１３６】
第３の回路４３００は、一度に１℃で第２の流体の温度を調整および冷却することにより第２の流体の温度を厳密に制御する。例えば、第２の流体温度がその閾値温度を超えて１℃上昇した場合、第３の回路４３００は、第２の流体の温度を１℃低下させる。
【０１３７】
一実施形態では、効率上の理由から、第２の回路４２００は、第２の流体が主凝縮器１３００に流入する前に第２の流体のごく一部を案内して第３の流体と熱交換を行う。具体的には、第２の回路４２００は、主凝縮器１３００の入口前の流体経路４２００ｄ上にＴ字型スプリッタ４２１０を備える。Ｔ字型スプリッタ４２１０は、第２の流体の一部、例えば第２の流体の約３分の１を、大気過冷却交換器１２００ａの入口に進路変更させる。いくつかの実施形態では、第２の流体の一部は、大気過冷却交換器１２００ａの入口において２２．２℃の温度を有する。
【０１３８】
第２の回路４２００は、Ｔ字型スプリッタ４２１０の上流の流体経路４２００ｄ上に別のＴ字型スプリッタ４２１１を備えていてもよい。Ｔ字型スプリッタ４２１０とＴ字型スプリッタ４２１１との間の流体経路４２００ｄに配置された流量均衡弁または流量制御弁４２００ｇと共に、Ｔ字型スプリッタ４２１１により、第２の流体の一部を大気過冷却交換器１２００ａの出口から流体経路４２００ｄに戻すことができる。Ｔ字型スプリッタ４２１１において、第２の流体の一部、例えば第２の流体の約３分の１が、第２の流体の残りの部分、例えば第２の流体の約３分の２に再合流する。次いで、混合された第２の流体は、主凝縮器１３００に進む。混合された第２の流体は、主凝縮器１３００に流入する前に約１８．９℃の温度を有することが想定される。
【０１３９】
あるいは、流量制御弁または流量均衡弁４２００ｇの開放の程度もしくは割合に応じて、流量制御弁または流量均衡弁４２００ｇにより、主凝縮器１３００から大気過冷却交換器１２００ａへの完全または部分的な流れの分岐を可能にするか、流体経路４２００ｄ内の流れを全て主凝縮器１３００に押し流すことができる。
【０１４０】
さらに、効率上の理由から、第２の回路４２００は、第２の流体が主凝縮器１３００から流出した後に、第２の流体のごく一部のみを案内して第３の流体と熱交換を行ってもよい。具体的には、第２の回路４２００は、主凝縮器１３００の出口において流体経路４２００ｈ上にＴ字型スプリッタ４２１２を備える。Ｔ字型スプリッタ４２１２は、第２の流体の一部、例えば第２の流体の約３分の１を、流体経路４２００ｉを介して調整凝縮器１２００ｂに進路変更させて、第３の流体から熱を回収する。いくつかの実施形態では、第２の流体の約３分の１は、調整凝縮器１２００ｂの出口において約２７．４℃の温度を有する。第２の回路４２００は、Ｔ字型スプリッタ４２１２の下流の流体経路４２００ｈ上にさらなるＴ字型スプリッタ４２１３を備えていてもよい。Ｔ字型スプリッタ４２１２とＴ字型スプリッタ４２１３との間の流体経路４２００ｅ内に配置された流量均衡弁または流量制御弁４２００ｋと共に、Ｔ字型スプリッタ４２１３により、調整凝縮器１２００ｂから流出する第２の流体の一部、例えば第２の流体の約３分の１を、第２の流体の残りと合流させることができる。Ｔ字型スプリッタ４２１３において、第２の流体の一部、例えば第２の流体の約３分の１は、第２の流体の残りの部分、例えば第２の流体の約３分の２と再合流する。いくつかの実施形態では、混合された第２の流体は、Ｔ字型スプリッタ４２１３において約２６．４℃の温度を有する。次いで、混合された第２の流体は一緒に、第２の回路４２００の出口に向かって流体経路４２００ｅ、４２００ｍに従う。
【０１４１】
あるいは、流量均衡弁または流量制御弁４２００ｋの開放程度もしくは割合に応じて、流量均衡弁または流量制御弁４２００ｋは、主凝縮器１３００から調整凝縮器１２００ｂへの部分的もしくは完全な流れの分岐を可能にするか、流体経路４２００ｈおよび４２００ｅ内の流れを全て主凝縮器１３００に押し流すことができる。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、第３の回路４３００は、大気過冷却交換器１２００ａまたは調整凝縮器１２００ｂを備えていない。むしろ、第３の回路４３００は、ＩＴデータセンタ全体を冷却するように構成されている調整冷却装置を備える。
【０１４３】
一実施形態では、第２の回路４２００は、たった１つの冷却モード、すなわち上に記載した単純なフリークーリングモードまたは機械的圧縮冷却モードのうちのいずれか一方のみを有していてもよい。
【０１４４】
別の実施形態では、第２の回路４２００は、交互に切り替わる両冷却モードを有していてもよい。例えば、第２の回路４２００は、湿球温度が閾値温度、例えば１７．２℃以下になると単純なフリークーリングモードに切り替わり、湿球温度が閾値温度を超えると機械的圧縮冷却モードに切り替わる。
【０１４５】
他の実施形態では、２つの冷却モードは互いに協働し、第２の回路４２００は、同時に両冷却モードで動作してもよい。これらの実施形態では、湿球温度に関わらず単純なフリークーリングモードが作動状態のままであるように、単純なフリークーリングモードは常に作動している。他方、機械的圧縮冷却モード、例えば第３の回路４３００は、湿球温度が閾値温度、例えば１７．２℃を超えた場合のように、単純なフリークーリングモードのみで第２の流体を閾値温度、例えば１８．９℃以下に維持することができない場合にのみ作動する。これらの実施形態では、湿球温度がその閾値温度以下になった場合に、第２の回路４２００は、冷却のために大気のみに依存する。湿球温度がその閾値温度を超える温度に達すると、第３の回路４３００は作動し、閾値温度を超える湿球温度に比例して冷却能力を生成するように制御される。第３の回路４３００は、使用者の介入なしに自動で作動および停止し得ることが想定される。例えば、大気過冷却交換器１２００ａは、湿球温度がその閾値温度を横切る際に自動的に作動または停止状態になる。
【０１４６】
統計上、冷却システム４０００は、動作時間の約９５％の間、単純なフリークーリングモードでのみ動作する。機械的圧縮冷却モードは、動作時間の約５％の間作動する。湿球温度が約１８．３℃である地理的領域では、冷却システム４０００は、実質的に一年中単純なフリークーリングモードでのみ動作することができ、動作時間の０．０４％未満の間、機械的圧縮冷却モードを作動させる。上記領域が約２０．６℃の湿球温度を有する場合、機械的圧縮冷却モードは、動作時間の約３％の間作動する。これらの全ての状況において、先行技術にあるような従来の大型の必要以上に大きな冷却用電気利用インフラは、その動作時間の約４０〜６０％を機械的圧縮サイクルに依存しているため、冷却システム４０００よりも運転費が非常に高くなる。
【０１４７】
第２の回路４２００だけでなく、第４の回路４４００も第１の回路４１００と熱交換を行う。具体的には、第４の回路４４００は、冷媒液受容器４１２８において第１の回路４１００と接続しており、ここでは、第４の回路４４００は、第４の回路４４００を通って流れる第４の流体を介して第１の流体を凝縮および冷却する。冷媒液受容器４１２８は、第１の回路４１００および第４の回路４４００の両方に熱接続されている蒸発装置である過冷却コイル４１２９を有する。
【０１４８】
第４の回路４４００は、第４の流体を圧縮するように構成された過冷却圧縮機４４１０と、第４の回路４４００から第２の回路４２００に熱を伝達する過冷却凝縮器１３００ａとを備える。過冷却圧縮機４４１０および過冷却凝縮器１３００ａはどちらも冷媒液受容器４１２８の過冷却コイル４１２９に流体接続されている。
【０１４９】
第４の回路４４００は、圧縮のために、第４の流体を受容器過冷却コイル４１２９から過冷却圧縮機４４１０の吸込側まで運ぶ流体経路４４００ａと、圧縮された第４の流体を過冷却圧縮機４４１０から過冷却凝縮器１３００ａまで運ぶ流体経路４４００ｂと、第４の流体を過冷却凝縮器１３００ａから熱膨張弁４４２０まで運ぶ流体経路４４００ｃとを備え、熱膨張弁４４２０は、第４の流体を膨張させて膨張された第４の流体を過冷却コイル４１２９に提供する。
【０１５０】
いくつかの実施形態では、第４の回路４４００は、冷媒液受容器４１２８によって検出された条件に基づいて自動的に作動および停止する。例えば、第４の回路４４００は、冷媒液受容器４１２８によって検出された液面が所定の閾値未満に低下すると作動状態になる。具体的には、第４の回路４４００は、低い液面が検出された場合に液面制御装置４１２７によって生成されるアラーム信号に応答して作動してもよく、液面が所定の閾値に到達した場合に停止状態になってもよい。さらに、第４の回路４４００は、冷媒液受容器４１２８によって検出される第１の流体の温度に基づいて制御してもよい。例えば、第４の回路４４００は、第１の流体の温度が所定の閾値を超えた場合に作動状態になり、温度が所定の閾値以下に低下した場合に停止状態になってもよい。
【０１５１】
第２の回路４２００は、過冷却凝縮器１３００ａにおいて第４の回路４４００から熱を除去する。いくつかの実施形態では、第２の回路４２００は、流体経路４２００ｄ上にＴ字型スプリッタ４２０５を備える。Ｔ字型スプリッタ４２０５は、第２の流体のごく一部、例えば約１９リットル／分を、過冷却凝縮器１３００ａの入口に進路変更させる分割経路４２００ｂを備え、過冷却凝縮器１３００ａでは、第２の流体のごく一部は、第４の回路４４００から熱を抽出する。第２の流体の残りの進路変更されていない部分は、主凝縮器１３００まで流体経路４２００ｄに従い、第１の回路４１００から熱を除去する。
【０１５２】
第２の回路４２００は、流体経路４２００ｅ上に別のＴ字型スプリッタ４２１５も備えていてもよい。Ｔ字型スプリッタ４２１５は、過冷却凝縮器１３００ａの出口から流体経路４２００ｅに戻された第２の流体のごく一部を運んで第２の回路４２００の出口に向かって進む第２の流体の残りと合流させる分割分岐部４２００ｃを有する。一実施形態では、Ｔ字型スプリッタ４２１５における第２の流体の温度は、第４の回路４４００が作動状態である、すなわち過冷却凝縮器１３００ａが作動した場合は約２６．４℃であり、第４の回路４４００が停止状態である、すなわち過冷却凝縮器１３００ａが停止した場合は約２６．７℃である。
【０１５３】
密結合型冷却システム４０００は、モジュール型データポッドの補助筐体（図１３〜図１７および以下の関連する記載を参照）内に設置してもよく、高湿球温度用途においてモジュール型データポッドのデータ筐体内にチラーレス冷却を与えてもよい。
【０１５４】
密結合型冷却システム４０００の動作については、以下のように要約することができる。フリークーリング動作モードでは、液体受容器４１２８および液体冷媒ポンプ４１２０を備える第１の冷却回路４１００ならびに主凝縮器１３００を備える第２の冷却回路４２００は、上記データセンタアセンブリ１０または１０’から流体供給経路４１００ａおよび流体戻り経路４１００ｂを介して熱を伝達し、かつ低温供給経路４２００ａを介し、かつ水戻り接続部４２００ｍを冷却する主冷却コイルを介して熱を環境に排出するように動作中である。
【０１５５】
環境条件によりフリークーリング動作モードへの排他的な依存が不可能な場合、例えば、湿球温度が所定の湿球温度限界以上である、あるいはデータセンタアセンブリ１０または１０’内で生成された熱負荷が増加した場合に、密結合型冷却システム４０００を漸増的機械的補助冷却動作モードに移行させる。漸増的機械的補助冷却動作モードでは、フリークーリング動作モードに関して上述したように第１の冷却回路４１００および第２の冷却回路４２００は動作状態を維持し続けるが、第１の冷却回路４１００、第２の冷却回路４２００および第３の冷却回路４３００のそれぞれの冷却能力が、データセンタアセンブリ１０または１０’からの熱負荷の変化および／または湿球温度に基づく環境条件のあらゆる変化に応じて漸増的に調整されるように、調整凝縮器１２００ｂ、過冷却器交換器１２００ａおよび過冷却圧縮機４３１０を備える第３の冷却回路４３００は、データセンタアセンブリ１０または１０’の漸増的なさらなる冷却を可能にするために作動する。
【０１５６】
他の漸増的機械的補助冷却動作モードでは、フリークーリング動作モードに関して上述したように第１の冷却回路４１００および第２の冷却回路４２００は、動作状態を維持し続けるが、データセンタアセンブリ１０または１０’からの熱負荷の増減および／または湿球温度に基づく環境条件のあらゆる変化に応じて第１の冷却回路４１００、第２の冷却回路４２００および第４の冷却回路４４００のそれぞれの冷却能力が漸増的に調整されるように、過冷却凝縮器１３００ａおよび過冷却圧縮機４４１０を備える第４の冷却回路４４００は、データセンタアセンブリ１０または１０’の漸増的なさらなる冷却を可能にするために作動する。
【０１５７】
環境条件および／またはデータセンタアセンブリ１０または１０’からの熱負荷により、漸増的な機械的補助動作モードのうちのいずれか１つと共にフリークーリング動作モードへの排他的依存が不可能な場合、密結合型冷却システム４０００を、追加の漸増的な機械的補助動作モードに移行させる。追加の漸増的な機械的補助動作モードでは、漸増的な機械的補助動作モードに関して上述したように、第１の冷却回路４１００、第２の冷却回路４２００および第３の冷却回路４３００は動作状態を維持し続けるが、データセンタアセンブリ１０または１０’からの熱負荷の増減および／または湿球温度に基づく環境条件におけるあらゆる増加に応じて、第１の冷却回路４１００、第２の冷却回路４２００、第３の冷却回路４３００および第４の冷却回路４４００のそれぞれの冷却能力が漸増的に調整されるように、第４の冷却回路４４００は、データセンタアセンブリ１０または１０’の漸増的なさらなる冷却を可能にするために作動する。
【０１５８】
冷却システム４０００は、冷水システム、チラープラントまたは直接膨張冷却システムなどの従来の冷却システムよりも多くの顕著な利点を有する。第１に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも、機械的補助冷却インフラの必要性が極めて低い。冷却システム４０００は、必要な場合にのみその機械的補助冷却インフラの使用を増加させる。具体的には、冷却システム４０００は、常に動作している２つの基本回路、すなわち第１の回路４１００および第２の回路４２００ならびに必要な場合にのみ動作する２つのバックアップ回路、すなわち第３の回路４３００および第４の回路４４００を有する。具体的には、第３の回路４３００は、湿球温度が閾値温度を超えた場合にのみ作動状態になり、第４の回路４４００は、第１の流体の液面が低い場合または第１の流体の温度が特定の閾値を超えた場合にのみ作動状態になる。２つのバックアップ回路は、必要な場合にのみ、例えば動作時間の約１０〜２０％の間動作するため、冷却システム４０００は全体的に、従来の冷却システムよりも機械的補助冷却インフラに対する依存が低い。
【０１５９】
第２に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも故障しにくい。具体的には、冷却システム４０００は、従来の冷却システムで一般的な全システム振動過程を完全に回避する。全システム振動過程は、一方のシステムの運転を停止し、かつ他方を始動させることにより２つのシステム間を切り替えるものであり、これは、従来の冷却システムがフリークーリングシステムと機械的冷却システムとを切り替える際に典型的に生じる。全システム振動過程は危険であり、故障しやすい。他方、冷却システム４０００は、全システム振動過程を回避する。冷却システム４０００では、基本回路およびバックアップ回路は、独立して動作するが互いに協働する。基本回路４１００および４２００は、バックアップ回路４３００および４４００の状態に関わらず連続的に動作する。バックアップ回路４３００および４４００は、必要な場合にのみ作動する。従って、冷却システム４０００は、全システム振動過程での故障を回避し、従来の冷却システムよりも安全な手法である。
【０１６０】
第３に、冷却システム４０００は、高湿球温度に対して従来の冷却システムよりも高い耐久性を有する。従来の冷却システムは一般に、湿球温度が１０℃を超えると運転費が非常に上昇する。例えば、従来の冷却システムがフリークーリングモードで乗り切ることができる最大の湿球温度は約１０℃である。湿球温度が１０℃を超えると、従来の冷却システムは、ＩＴデータセンタに十分な冷却を行うために、フリークーリングシステムから機械的冷却システムに切り替えなければならない。１０℃を超えて約５分ごとに、機械的冷却システムは、さらなる冷却能力を生成するのに十分な電力を得るために従来の冷却システムに要求される３２０．６ｋＷのさらなる冷却能力を生成しなければならない。
【０１６１】
他方、本開示の冷却システム４０００は、高湿球温度へのより良好な耐久性を有する。いくつかの実施形態では、冷却システム４０００がフリークーリングモードで乗り切ることができる最大の湿球温度は、従来の冷却システムよりも非常に高い約１７．２℃である。湿球温度が１７．２℃を超えると、冷却システム４０００は、機械的圧縮冷却モードに切り替わる。１７．２℃を超えて約５分ごとに、機械的圧縮冷却モードは、４５．７ｋＷのさらなる冷却能力を生成し、次いで、従来の冷却システムよりも著しく低い電力を消費する。高湿球温度に対するその高い耐久性により、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも高密度のＩＴデータセンタ（例えば、１ラック当たり４０ｋＷ）によく適している。
【０１６２】
第４に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりもエネルギー効率が高い。冷却システム４０００は、ＩＴデータセンタの冷却を補助するために大気に依存する単純なフリークーリングモードを有することにより、エネルギーの節約を最大にする。単純なフリークーリングモードでは、冷却システム４０００は、例えば、従来の冷却システムに電力を供給するのに必要な電力よりも１５％低い制限された電力を消費する。さらに、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンタでの負荷の関数としてその電力消費量を動的に調整する。負荷が上昇するにつれて、冷却システム４０００は、その電力消費量レベルを上昇させて、２つの基本回路内の流量を増加させ、かつ／またはバックアップ回路のうちの一方または両方を作動させ、次いで、より多くの冷却能力を生成して負荷上昇を補う。対照的に、負荷が低下するにつれて、冷却システム４０００は、その電力消費量レベルを低下させ、次いで、その冷却能力出力を低下させる。
【０１６３】
第５に、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンタの大きさに対してより拡張性があり、典型的な冷却システムよりもより容易に配置可能である。例えば、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンタの完全な範囲を覆って全体として配置しなければならない典型的な冷却システムとは対照的に、ＩＴデータセンタ内の特定の標的位置にモジュール式に配置させることができる。そのモジュール性により、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンタ内の特定の位置を標的にし、冷却が必要でない位置を回避する。また、そのモジュール性により、冷却システム４０００は、典型的な冷却システムが失敗するような既存および改装される冷却システム上への配置を可能にする。さらに、ＩＴデータセンタ内に配置される冷却システム４０００の数は、動的変化に従って増減してもよく、例えば、ＩＴデータセンタを縮小または拡大してもよい。
【０１６４】
最後に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも総費用が低い。例えば、冷却システム４０００では、必要とされる初期資本が比較的小さく、保守の必要性も比較的少ない。さらに、そのエネルギー効率により、冷却システム４０００は、運転費が低い。その結果、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも費用効率が高い。高湿球温度に対するその高い耐久性に加えてその全体的な費用が低いため、冷却システム４０００は、高密度ＩＴデータセンタ（例えば、１ラック当たり４０ｋＷ）にとって最適な冷却選択肢である。
【０１６５】
従って、バイパス制御弁、温度および圧力センサー、受容器安全装置および圧力調整装置を利用して、厳密なシステム圧力および流量許容差を可能にするための制御策が用いられている。この制御策は、リアルタイムで実行してもよく、全ての構成要素の動的制御に関係している。上記制御策では、ラックサーバのリアルタイムの個別負荷およびコンピュータ負荷に基づいて密結合型冷却をより容易にするために、ＩＴサーバからのフィードバックを組み込んでいる。
【０１６６】
専用の密結合型冷却システム（例えば５２５）の利点のうちの１つは、それらがモジュール型データポッド内に含まれる異なるサーバによって生成される異なる熱負荷に適応できる点である。その結果、専用の密結合型冷却システムは、効率的に動作することができる。対照的に、データセンタおよびデータポッドモジュールのための従来の冷却システムは典型的に、特定のコンピュータ設計のために最悪な事例条件に対して設計され、かつそのような条件で動作する。また、従来の冷却システムは、最大の熱負荷を有するデータモジュールに従って全てのデータポッドモジュールを冷却する。
【０１６７】
図１３〜図１７は、「Ａ型フレーム」冷却回路２６０１を備えるモジュール型データポッド８０”を示す。一実施形態では、「Ａ型フレーム」冷却回路２６０１は、図６および図７に関して上述したように第１の冷却サイクルスキッド３００１から供給される冷却剤を含む。図１３〜図１５に示すモジュール型データポッド８０”の特定の用途のために、「Ａ型フレーム」冷却回路２６０１は、図１３に示す空気循環器支持構造８１６と共に図１４に示す冷却コイル３４０１ａ〜ｃおよび３５０２ａ〜ｃから部分的に形成されている「Ａ型フレーム」熱交換器アセンブリ３４００を有する。
【０１６８】
図１３を参照すると、空気循環器支持構造８１６は、以下の方向に空気循環を引き起こすように構成および配置されている空気循環器８１６ａ、８１６ｂおよび８１６ｃを備える。コールドアイル８００２’内の冷気は、各サーバラック８０３ａ’または８０７ｃ’の上部からサーバラックの底に向かって下方に流れる。空気がサーバラック、例えば８０３ａ’上のサーバ、例えば８１３ａ’を通過した後、空気は熱交換器３２１４ａを横切って通過し、次いで、サーバラック、例えば８０３ａ’と外壁部材１０８３’との間に位置するホットアイル８００ｌ’内に流入する。その後、空気は、第３の体積８００３’内を上方に循環して、１つの循環サイクルを完了する。次いで、空気は、上に記載した同じ順序で「Ａ型フレーム」熱交換器アセンブリ３４００を通って再循環する。
【０１６９】
モジュール型データポッド８０”は、図１６および図１７に関して以下に記載するように第１の流体回路２０７１の一部である流体供給経路２７０１ａおよび２７０２ａと、第２の流体回路２７０２の一部である流体戻り経路２７０２ａおよび２７０２ｂとを備える支持構造８０００’上に支持されている。
【０１７０】
モジュール型データポッド８０”は、例示的にサーバラック、例えば８０３ａ’および８０７ｃ’上に設置されているケーブルトレイ３４０も備える。一実施形態では、モジュール型データポッド８０”は、専用の電力供給、例えばデータポッド筐体１０８”の下端８１１’に位置する１つ以上の電池８３２を備える。
【０１７１】
外壁部材１０８３’および１０８７’は、データ筐体１０８”の上端８１１において開口８１２’を画定している。データポッドカバー部材８１２は、開口８１２’を実質的に覆うように構成および配置されている。
【０１７２】
図１４は、本開示の他の実施形態に従って「Ｕ字型」形状に配置された複数のサーバラックによって画定された空間の上のコールドアイル内に配置されたサーバラック冷却構造を有するモジュール型データセンタポッド８０”アセンブリの上側平面図である。より詳細には、モジュール型八角形データポッド８０”は、多角形の形状で少なくとも１つの端部８８’に沿って互いに隣接して接合された８つの外壁部材１０８１’、１０８２’、１０８３’、１０８４’、１０８５’、１０８６’、１０８７’および１０８８’を備えるデータ筐体１０８”を備える。
【０１７３】
隣接する外壁部材１０８８’、１０８１’および１０８２’は、モジュール型データポッド８０’の第１の端部８８ａ’を形成しており、それに応じて、隣接する外壁部材１０８４’、１０８５’および１０８６’は、モジュール型データポッド８０’の第２の縁部８８ｂ’を形成している。
【０１７４】
細長い外壁部材１０８３’は、サーバラック８０３ａ’〜ｃ’を備え、第２の端部８８’ｂは、２つのサーバラック８０４’および８０６’を備える。細長い外壁部材１０８７’は、サーバラック８０７ａ’〜ｃ’を備える。
【０１７５】
サーバラックは、図１４に示すように「Ｕ字型」形状、あるいは上述した２０１１年６月２３日に出願されたＫｅｉｓｌｉｎｇらの「空間を節約する高密度モジュール型データポッドおよびエネルギー効率の高い冷却システム（SPACE-SAVING HIGH DENSITY MODULAR DATA PODS AND ENERGY-EFFICIENT
COOLING SYSTEM）」という発明の名称の同一出願人による国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／４１７１０（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている他の形状に配置されていてもよい。
【０１７６】
モジュール型データポッド８０”は、サーバラック８０３ａ’、８０３ｂ’、８０３ｃ’および８０４’のそれぞれの上に設置された第１の熱交換器３１０１ａ〜ｄも備える。モジュール型データポッド８０”は、サーバラック８０７ｃ’、８０７ｂ’、８０７ａ’および８０６’のそれぞれの上に設置された第２の熱交換器３１０２ａ〜ｄも備える。
【０１７７】
モジュール型データポッド８０”は、外壁部材１０８１’〜１０８８’のうちの１つに隣接する補助筐体８１８’も備え、ここでは、補助筐体８１８’が外壁部材１０８１’に隣接しているものとして示されている。同様に、補助筐体８１８’は、図１７に関して以下にさらに詳細に記載する高湿球温度用途におけるチラーレス動作のための１つ以上の密結合型専用の冷却システム２６０１および２６０２を備える。
【０１７８】
図１５は、図１４のモジュール型データセンタポッド８０”アセンブリの下側平面図であり、モジュール型データセンタポッドアセンブリの中央通路の下の水溜めに空気を垂直に押し流す強制流冷却装置を示す。より詳細には、空気循環器８１６ａおよび８１６ｂは、モジュール型データセンタポッド８０”の中央通路８５０の下に配置されており、水溜め８５２に気流を垂直上方に押し流すように構成されている。ケーブルトレイ３４０は、サーバラック８０３ａ’〜ｃ’、８０４’、８０６’および８０７ａ’〜ｃ’の上にほぼ「Ｕ字型」の構成を呈している。
【０１７９】
一実施形態では、図１６〜図１７に示すように、モジュール型データセンタポッド８０”は、２つの「Ａ型フレーム」冷却回路２６０１、２６０２を備えていてもよい。明確にするために、奇数の符号は、第１の冷却回路２６０１内に含まれる構成要素を指し、偶数の符号は、第２の冷却回路２６０２内に含まれる構成要素を指す。冷却回路２６０１および２６０２の設置および動作は、同時に生じる必要はない。
【０１８０】
２つの冷却回路２６０１、２６０２は、第１の冷却サイクルスキッド３００１および第２の冷却サイクルスキッド３００２のそれぞれから供給される冷却剤を受け取る。
【０１８１】
図１７に示すように、各冷却回路２６０１、２６０２は、第１の流体回路２７０１、２７０２をそれぞれ備える。第１の流体回路２７０１および２７０２は、Ｒ１３４ａまたは同様な冷媒を利用する蒸発装置回路であり、一実施形態では、データセンタアセンブリ１０または１０’の各種熱交換器と熱流体連通している。
【０１８２】
図１６を参照すると、第１の流体回路２７０１、２７０２はそれぞれ、流体供給経路２７０１ａ、２７０２ａおよび流体戻り経路２７０１ｂ、２７０２ｂを備え、それらはどちらも、熱交換器の内外に流体または冷媒を運ぶことにより、熱交換器、例えば３１０１ａ〜ｎと流体連通している。熱交換器、例えば３１０１ａ〜ｎは、負荷点に密結合型冷却を与えるために、ＩＴデータセンタ内のＩＴサーバまたはＩＴラックに極めて近接して配置されている。
【０１８３】
第１の流体供給経路２７０１ａは、冷却剤または冷却流体を、副分岐部２７０３ａ〜ｎを介して第１の熱交換器３１０１ａ〜ｎに、副分岐部２７０４ａ〜ｎを介して第２の熱交換器３１０２ａ〜ｎに運ぶ第１の分岐経路２７０２ａ１を備える。第１の流体戻り経路２７０１ｂは、冷却剤を第１の熱交換器３１０１ａ〜ｎから副分岐部２７０５ａ〜ｎを介して第１の冷却回路２６０１に戻し、冷却剤を第２の熱交換器３１０２ａ〜ｎから副分岐部２７０６ａ〜ｎを介して戻す。
【０１８４】
一実施形態では、第１の流体供給経路２７０１ａは、冷却剤を、副分岐部２７７５ａ〜ｎを介して第４の熱交換器３４０１ａ〜ｎに、次いで第５の熱交換器３５０２ａ〜ｎに供給する第２の分岐経路２７０２ａ２を備える。冷却剤は、副分岐部２７７６ａ〜ｎを介して第５の熱交換器３５０２ａ〜ｎから、分岐経路２７０ｌｂ２を介して第１の流体戻り経路２７０１ｂに排出する。冷却剤は、第４および第５の熱交換器から熱を除去し、結果として加熱された流体に転換される。
【０１８５】
第２の流体経路２７０２ａ〜ｂは、熱交換器３３０１ａ〜ｎ、３２１３ａ〜ｎおよび３２１４ａ〜ｎを冷却するために、第１の流体経路２７０１ａ〜ｂと同様の構造および機能を有することが想定される（熱交換器３３０１ａ〜ｎは、図１６に示していないが、一実施形態では、空気循環器８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃの上下にそれらに平行して「Ａ型フレーム」の基部に水平に設置されていてもよい）。
【０１８６】
冷却剤が各熱交換器を離れるにつれて、冷却剤は、熱交換器から熱を吸収し、加熱された流体となり、次いで、冷却のために、図１２に示す主凝縮器１３００の入口に運ばれる。
【０１８７】
図１７に示すように、第１の冷却回路２６０１は、図１２の冷却システム４０００と同様の冷却システムを備える。第１の冷却回路２６０１の第１の流体供給経路２７０１ａおよび第１の流体戻り経路２７０１ｂはそれぞれ、冷却システム４００１および４００２の第１の回路４１００の第１の供給経路４１００ａおよび第１の戻り経路４１００ｂに接続され、次いで、データアセンブリ１０および１０’に関して上に記載し、かつ図１および図６〜図１１に示すサーバラックの第１の列１００１’および第２の列１００２’ならびに上に記載し、かつ図１４〜図１６に示すモジュール型データポッド８０”に流体連通している。動作中、第１の流体戻り経路２７０１ｂは加熱された流体を第１の戻り経路４１００ｂに運び、第１の戻り経路４１００ｂは、加熱された流体を主凝縮器１３００に運び、そこで、加熱された流体は冷却および凝縮される。加熱された流体を冷却するために、主凝縮器１３００は、第２の回路４２００および第３の回路４３００によって補助されていてもよい。
【０１８８】
流体が主凝縮器１３００から排出した後、流体は、冷媒液受容器４１２８まで流れ、そこで、流体の液面および温度が測定される。液面が低い場合または温度が高い場合、副冷却圧縮機４４１０および副冷却凝縮器１３００ａが作動して、液面を上昇させ、かつ／または流体の温度を低下させる。流体が冷媒液受容器４１２８から排出した後、流体は、液体冷媒ポンプ４１２０まで流れ、液体冷媒ポンプ４１２０は、流体（ここでは冷却剤）を流体供給経路４１００ａに送り出し、次いで流体供給経路４１００ａは、冷却剤を第１の流体供給経路２７０１ａまで運ぶ。次いで、冷却剤を再利用して熱交換器、例えば熱交換器３１０１ａ〜ｎを冷却する。
【０１８９】
図１２に関して上述した冷却システム４０００に関する記載の恩恵を享受した後は、当業者には理解されるように、冷却システム４００１および４００２は、冷却システム４０００の簡易版となる。
【０１９０】
極めて高密度の用途（例えば、１ラック当たり２５ｋＷを超える）では、二重コイル（直列）回路を利用することができる。二次コイル（例えば、マイクロチャネル）は、最初に最も冷たい冷媒液を受け取る。このコイルは、一次コイル（ＩＴラックに直接隣接している）への入口温度よりも低い（例えば、約６．２℃（一次コイルへの入口温度よりも低い約６．２℃）入口空気温度を受け取り得る。次いで、マイクロチャネルから離れる液体および部分的な蒸気は、単純な蛇管単列蒸発器コイルに流入する。この蛇管コイルは、ＩＴラックに最も近い。従って、蛇管コイルは、最も熱い空気（例えば、約４６．６℃）を受け取る。残りの液体は、蛇管コイルで蒸発させ、それにより蒸発潜熱原理の完全な除熱利点を利用することができる。コイルの前方に熱膨張弁や他の圧力計量装置は存在しない。そのような二重コイル回路については、２０１１年７月１３日に出願された共同所有の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４３８９３に記載されており、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１９１】
図１８は、本開示に係るデータセンタアセンブリの一実施形態の斜視図であり、ホットアイル筐体１４００を示す。ホットアイル筐体１４００は、そこを通って空気が流れることができる導管を形成する屋根１４０２および囲い板１４０４を備える。ホットアイル筐体１４００は、ホットアイルを通して空気を引き上げ、かつホットアイル筐体１４００の外の大気にそれを排出する複数の強制流冷却装置１０５１ａ．．．１０５１ｎおよび１０５２ａ．．．１０５２ｎも備える。ホットアイル筐体１４００は、端壁１４０８内に、人がそこを通ってホットアイルにアクセスし、データセンタアセンブリの構成要素に対して保守またはアップグレードを行うことができる改め口１４０６も備える。
【０１９２】
本開示のいくつかの実施形態を図面に示してきたが、本開示は当該技術分野が許容するのと同程度に範囲が広く、本明細書は同様に解釈されることが意図されているため、本開示はそれらに限定されるものではない。従って、上記記載は限定的なものとして解釈されるべきではなく、単に特定の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者であれば、本明細書に添付されている特許請求の範囲の範囲および趣旨を逸脱しない他の修正形態を思いつくであろう。
【図１】
2014513336.tif 000004
【図２】
2014513336.tif 000005
【図３】
2014513336.tif 000006
【図４Ａ】
2014513336.tif 000007
【図４Ｂ】
2014513336.tif 000008
【図５Ａ】
2014513336.tif 000009
【図５Ｂ】
2014513336.tif 000010
【図６】
2014513336.tif 000011
【図７】
2014513336.tif 000012
【図８】
2014513336.tif 000013
【図９】
2014513336.tif 000014
【図１０】
2014513336.tif 000015
【図１１】
2014513336.tif 000016
【図１２】
2014513336.tif 000017
【図１３】
2014513336.tif 000018
【図１４】
2014513336.tif 000019
【図１５】
2014513336.tif 000020
【図１６】
2014513336.tif 000021
【図１７】
2014513336.tif 000022
【図１８】
2014513336.tif 000023
【国際調査報告】
2014513336.tif 000024
2014513336.tif 000025