(57)【要約】  空間を節約する高密度モジュール型データポッドシステムおよびエネルギー効率の高い冷却システムを開示する。本モジュール型データポッドシステムは、中央フリークーリングシステムと、複数のモジュール型データポッドとを備え、各モジュール型データポッドは、中央フリークーリングシステムに結合された熱交換アセンブリと、熱交換アセンブリに結合された分散型機械的冷却システムとを備える。本モジュール型データポッドは、多角形状に配置された少なくとも５つの壁を有するデータ筐体と、円形またはＵ字型パターンに配置された複数のコンピュータラックと、ホットアイルおよびコールドアイルを形成するためのカバーと、ホットアイルとコールドアイルとの間に空気を連続的に循環させるように構成された空気循環器とを備える。各モジュール型データポッドは、隣接する共通の流体／電気回路部に接続して中央フリークーリングシステムに接続する共通の流体／電気回路を形成するように構成された共通の流体／電気回路部を含む補助筐体も備える。補助筐体は、中央フリークーリングシステムによって行われた冷却を調整するように構成されている分散型機械的冷却システムの少なくとも一部を含む。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形状に各壁部材の少なくとも１つの縁部に沿って互いに隣接して接合された壁部材と、データポッドカバー部材とを含む筐体と、
前記壁部材の内面と、前記コンピュータラックの第１の側面との間に第１の体積と、前記コンピュータラックの第２の側面から形成された第２の体積とを形成するように、前記筐体内に配置された複数のコンピュータラックと、
前記第２の体積を封じ込めるように構成されたコンピュータラックカバー部材であって、前記コンピュータラックカバー部材および前記データポッドカバー部材が、前記第１の体積と前記第２の体積とを結ぶ第３の体積を形成するコンピュータラックカバー部材と、
前記第１の体積、第２の体積および第３の体積を通して空気を連続的に循環させるように構成された空気循環器と、
を備えるモジュール型データポッド。
【請求項２】
前記多角形は六角形または八角形である、請求項１に記載のモジュール型データポッド。
【請求項３】
前記壁部材の少なくとも２つは、残りの壁部材とは異なる長さを有する、請求項２に記載のモジュール型データポッド。
【請求項４】
前記複数のコンピュータラックは、Ｕ字型形状、円形状または楕円形状に配置されている、請求項１に記載のモジュール型データポッド。
【請求項５】
前記空気循環器は、前記コンピュータラックカバー部材に結合されている、請求項１に記載のモジュール型データポッド。
【請求項６】
前記モジュール型データポッドに関連する環境条件に応じて前記空気循環器の速度を変えるように構成された可変ファン駆動装置をさらに備える、請求項１に記載のモジュール型データポッド。
【請求項７】
前記複数のコンピュータラックに隣接する前記第１の体積内に配置された熱交換部材をさらに備える、請求項１に記載のモジュール型データポッド。
【請求項８】
前記第３の体積内に配置された第２の熱交換部材をさらに備える、請求項７に記載のモジュール型データポッド。
【請求項９】
前記第２の熱交換部材は、前記空気循環器に隣接して配置されている、請求項８に記載のモジュール型データポッド。
【請求項１０】
前記複数のコンピュータラックに電気的に結合された専用の電力供給部をさらに備える、請求項１に記載のモジュール型データポッド。
【請求項１１】
前記専用の電力供給部と外部配電網との間に電気的に結合された少なくとも１つのＤＣ／ＡＣ変換器をさらに備える、請求項１０に記載のモジュール型データポッド。
【請求項１２】
複数のサーバと、
フリークーリング装置を備えた第１の冷却回路に結合するように構成された少なくとも１つの熱交換部材と、
前記熱交換部材に結合し、かつ前記複数のサーバと熱連通している第２の冷却回路であって、機械的冷却装置を備える第２の冷却回路と、
を備えるモジュール型データポッド。
【請求項１３】
前記機械的冷却装置は、前記モジュール型データポッドに関連する大気の湿球温度が所定の湿球温度を超えた場合に作動するように構成されている、請求項１２に記載のモジュール型データポッド。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの熱交換部材は、一次熱交換部材および二次熱交換部材を備える、請求項１２に記載のモジュール型データポッド。
【請求項１５】
前記第２の冷却回路は、前記一次熱交換部材に結合された一次冷却コイルアセンブリと、前記二次熱交換部材に結合された二次冷却コイルアセンブリとを備える、請求項１４に記載のモジュール型データポッド。
【請求項１６】
前記一次冷却コイルアセンブリおよび前記二次冷却コイルアセンブリは、カスケード型コイルアセンブリである、請求項１５に記載のモジュール型データポッド。
【請求項１７】
複数のコンピュータラックの冷却方法であって、
筐体の壁部材と複数のコンピュータラックの第１の側面との間に第１の体積と、前記コンピュータラックの第２の側面間に第２の体積とを形成するように、前記複数のコンピュータラックを、多角形状を有する前記筐体内に配置する工程と、
前記第１の体積と前記第２の体積とを結ぶ第３の体積を形成するように、前記第２の体積を封じ込む工程と、
前記第３の体積および前記コンピュータラックを介して前記第１の体積と第２の体積との間に空気を循環させる工程と、
を含む方法。
【請求項１８】
前記第１の体積、第２の体積および第３の体積を通して空気を循環させる工程は、前記環境条件に応じて前記空気の速度を変えることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
熱交換部材を前記複数のコンピュータラックに隣接する前記第１の体積内に配置する工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
第２の熱交換部材を前記第３の体積内に配置する工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
一次冷却装置を備えた第１の冷却回路と、
複数のモジュール型データポッドであって、各モジュール型データポッドが、
複数のサーバと、
前記第１の冷却回路に結合された熱交換部材と、
前記熱交換部材に結合され、かつ前記複数のサーバを冷却するように構成された第２の冷却回路であって、前記第２の冷却回路を通って流れる流体を冷却するように構成された二次冷却装置を備える第２の冷却回路と、
と備える複数のモジュール型データポッドと、
を備えるモジュール型データセンタ。
【請求項２２】
各モジュール型データポッドは、前記複数のサーバと熱連通している一次冷却コイルをさらに備える、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項２３】
前記第２の冷却装置は、前記モジュール型データセンタに関連する大気の湿球温度が所定の湿球温度を超えた場合に作動するように構成された機械的冷却装置である、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項２４】
前記機械的冷却装置は、前記第２の冷却回路を通って流れる流体を圧縮するように構成された圧縮装置を備える、請求項２３に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項２５】
前記第１の冷却回路を通って流れる流体は、グリコール溶液または水であり、前記第２の冷却回路を通って流れる流体は冷媒である、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項２６】
各モジュール型データポッドは、
前記第１の冷却回路に結合された第２の熱交換部材と、
前記第２の熱交換部材に結合され、かつ前記複数のサーバを冷却するように構成された第３の冷却回路であって、前記第３の冷却回路を通って流れる流体を冷却するように構成された第２の二次冷却装置を備える第３の冷却回路と、
をさらに備える、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項２７】
各モジュール型データポッドは、前記複数のサーバと熱連通している二次冷却コイルをさらに備える、請求項２６に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項２８】
前記一次冷却装置はフリークーリング装置である、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項２９】
前記フリークーリング装置は、流体冷却器または冷却塔を備える、請求項２８に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項３０】
前記第２の冷却回路に結合され、かつ冷却流体源および膨張タンクを備えた第３の冷却回路をさらに備える、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項３１】
前記熱交換部材は凝縮器である、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項３２】
前記第１の冷却回路は、逆戻り構成で２つの供給ラインおよび２つの戻りラインを備える、請求項２１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項３３】
モジュール型データセンタのための冷却システムであって、
一次冷却装置を備えた第１の冷却回路と、
複数のモジュール型データポッドであって、各モジュール型データポッドは、
複数のサーバラックを備えた筐体と、
前記第１の冷却回路に結合された熱交換部材と、
前記熱交換部材に結合され、かつ前記筐体を冷却するように構成された第２の冷却回路であって、前記第２の冷却回路を通って流れる流体を冷却するように構成された二次冷却装置を備えた第２の冷却回路と、
を備える複数のモジュール型データポッドと、
を備える冷却システム。
【請求項３４】
前記二次冷却装置は、前記一次冷却装置が冷却することができない前記筐体内の熱負荷の一部を冷却するように構成されている、請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３５】
前記二次冷却装置は、大気条件の関数として前記筐体内の熱負荷の一部を冷却するように構成されている、請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３６】
前記第１および第２の冷却回路は、独立した冷却回路である、請求項３３に記載の冷却システム。
【請求項３７】
中央冷却システムと、
複数のモジュール型データポッドであって、各モジュール型データポッドは、
複数のサーバと、
前記中央冷却システムに結合され、かつ前記複数のサーバを冷却するように構成された熱交換アセンブリと、
前記熱交換アセンブリに結合された分散型冷却システムと、
を備える複数のモジュール型データポッドと、
を備えるモジュール型データセンタ。
【請求項３８】
前記中央冷却システムはフリークーリングシステムであり、前記分散型冷却システムは機械的冷却システムである、請求項３７に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項３９】
前記分散型冷却システムは、前記フリークーリングシステムの冷却能力を超える前記モジュール型データポッドの熱負荷の一部を冷却するように構成されている、請求項３８に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項４０】
前記熱交換アセンブリは、熱交換部材と、前記熱交換部材と熱連通している冷却回路とを備え、前記冷却回路は、前記複数のサーバとさらに熱連通している、請求項３７に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項４１】
データセンタを形成するためのモジュール型データポッドの配備方法であって、
各データポッドが前記モジュール型データポッドと流体および電気連通している流体／電気回路部を備える複数のモジュール型データポッドを互いに近接して設置する工程と、
複数の流体／電気回路部を互いに直列に結合して、第１の端部および第２の端部を有する流体／電気回路を形成する工程と、
を含む方法。
【請求項４２】
前記流体／電気回路を中央流体／電気回路に結合する工程をさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記複数のモジュール型データポッドの冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成された中央冷却装置を、前記中央流体／電気回路に結合する工程をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記複数の流体／電気回路部は、複数の第１の流体／電気回路部であり、前記流体／電気回路は、第１の流体／電気回路であり、
それぞれの第２の複数のモジュール型データポッドの複数の第２の流体／電気回路部を直列に結合して、第１の端部および第２の端部を有する第２の流体／電気回路を形成する工程と、
前記第２の流体／電気回路の前記第１の端部にある第２の流体／電気回路部を、前記流体／電気回路の前記第２の端部にある第１の流体／電気回路部に結合する工程と、
をさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
第２の複数のモジュール型データポッドの流体／電気回路部を直列に結合して、第１の端部および第２の端部を有する第２の流体／電気回路を形成する工程と、
前記第２の流体／電気回路の前記第１の端部にある前記第２の複数のモジュール型データポッドのモジュール型データポッドの第２の流体／電気回路部を前記中央流体／電気回路に結合する工程と、
をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記中央冷却装置は第１の中央冷却装置であり、前記第１の中央冷却装置が前記第２の複数のモジュール型データポッドの冷却要求の少なくとも一部を満たすことができない場合に、第２の中央冷却装置を前記中央流体／電気回路に結合する工程をさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記複数のモジュール型データポッドの各モジュール型データポッドが、データ筐体と、前記データ筐体と流体および電気連通しているそれぞれの流体／電気回路部を含む補助筐体とを備え、前記流体／電気回路部が、前記流体／電気回路部の少なくとも第１および第２の側面を画定する線形経路を形成し、前記データ筐体が、前記流体／電気回路部の前記少なくとも第１および第２の側面上に交互に配置されていることを特徴とし、前記データ筐体を前記流体／電気回路部の交互面にある前記補助筐体に結合する工程をさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
前記複数のモジュール型データポッドを互いに近接して設置する工程は、前記補助筐体へのユーザアクセスを提供する経路を形成するように、隣接するデータ筐体を、前記流体／電気回路部の前記それぞれの第１の側面および前記流体／電気回路部の第２の側面のうちの一方の上に配置することを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記複数のモジュール型データポッドを互いに近接して設置する工程は、各データポッドが、前記モジュール型データポッドと流体および電気連通している前記流体／電気回路部と、前記モジュール型データポッドと流体および電気連通している冷媒冷却システムとを備え、かつ電子機器冷却専用の前記冷媒冷却システムが、前記それぞれのモジュール型データポッド内に封入されていることを特徴とする、前記複数のモジュール型データポッドを互いに近接して設置することを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項５０】
中央流体／電気回路と、
各モジュール型データポッドが前記中央流体／電気回路と流体および電気連通している流体／電気回路部を含むモジュール型データポッド鎖と、
第１の端部および第２の端部を有する流体／電気回路を形成するように互いに直列に結合された各モジュール型データポッドの複数の前記流体／電気回路部と、
中央冷却流体／電気回路に結合された前記冷却流体／電気回路と、
前記中央冷却流体／電気回路に結合され、かつ前記モジュール型データポッド鎖の冷却要求の少なくとも一部を支持するように構成された中央冷却装置と、
を備えるモジュール型データセンタ。
【請求項５１】
前記流体／電気回路は、少なくとも１つの流体供給ラインおよび少なくとも１つの流体戻りラインを備え、前記少なくとも１つの流体供給ラインおよび前記少なくとも１つの流体戻りラインは逆戻り構成である、請求項５０に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５２】
前記モジュール型データポッド鎖の各モジュール型データポッドは、前記それぞれの流体／電気回路部を含む補助筐体を備える、請求項５０に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５３】
前記モジュール型データポッド鎖の各モジュール型データポッドは、前記それぞれの流体／電気回路部の一部を含むデータ筐体を備え、前記流体／電気回路部は、前記流体／電気回路の少なくとも第１および第２の側面を画定する線形経路を形成し、前記データ筐体は、前記流体／電気回路の前記少なくとも第１および第２の側面上に交互に配置されている、請求項５２に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５４】
前記流体／電気回路の前記第１の側面および前記流体／電気回路の第２の側面のうちの少なくとも１つの上の隣接するデータ筐体は、前記モジュール型データポッドが備える前記それぞれの補助筐体へのアクセスを提供する経路を形成する、請求項５３に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５５】
前記データ筐体は多角形状である、請求項５３に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５６】
第２のモジュール型データポッド鎖内の各モジュール型データポッドは、前記中央流体／電気回路と流体および電気連通している流体／電気回路部を含む、第２のモジュール型データポッド鎖と、
前記中央流体／電気回路に結合され、かつ前記第２のモジュール型データポッド鎖の冷却要求の少なくとも一部を支持するように構成された第２の中央冷却装置と、
をさらに備える、請求項５０に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５７】
前記モジュール型データポッド鎖の各モジュール型データポッドは、流体／電気回路と、前記流体／電気回路と流体および電気連通している冷媒冷却システムとを備えた補助筐体を備え、電子機器冷却専用の前記冷媒冷却システムは、前記それぞれのモジュール型データポッドのデータ筐体内に封入されている、請求項５０に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５８】
データセンタを形成するためのモジュール型データポッドの配備方法であって、
各データポッドが前記モジュール型データポッドと連通する回路部を含む複数のモジュール型データポッドを互いに近接して設置する工程と、
複数の前記回路部を互いに直列に結合して第１の端部および第２の端部を有する回路を形成する工程と、
を含む方法。
【請求項５９】
前記設置する工程は、各データポッドが前記モジュール型データポッドと連通する流体回路部および電気回路部のうちの一方を含む複数のモジュール型データポッドを互いに近接して設置することを含み、
前記結合する工程は、複数の前記流体回路部を互いに直列に結合して、第１の端部および第２の端部を有する流体回路を形成すること、または複数の前記電気回路部を互いに直列に結合して第１の端部および第２の端部を有する電気回路を形成することを含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記流体回路を中央流体回路に結合する工程と、前記電気回路を中央電気回路に結合する工程のうちの１つをさらに含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
電子機器を冷却するためのシステムであって、
電子機器と熱連通している第１の流体を大気で冷却するように構成されたフリークーリングシステムと、
前記フリークーリングシステムに結合された機械的過冷却システムであって、前記フリークーリングシステムがその最大の冷却能力を超えた量の関数として前記フリークーリングシステム内を流れる第２の流体を冷却するように構成された機械的機械的システムと、
を備えるシステム。
【請求項６２】
前記フリークーリングシステムは、
前記第２の流体を大気で冷却するように構成されたフリークーリング装置と、
前記フリークーリング装置と流体連通している主熱交換器であって、前記第１の流体から前記第２の流体への伝熱を可能にするように構成された主熱交換器と、
を備える、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６３】
前記機械的過冷却システムは、第２の流体の温度の関数として前記主熱交換器の中に流れる前記第２の流体を冷却するように構成されている、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
前記機械的過冷却システムは、
前記主熱交換器の中に流れる前記第２の流体から第１の熱交換器を通って流れる第３の流体への伝熱を可能にするように構成された第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器と流体連通し、かつ前記第１の熱交換器の外に流れる前記第３の流体を圧縮するように構成された圧縮機と、
前記圧縮機と流体連通し、かつ前記圧縮された第３の流体から前記主熱交換器の外に流れる前記第２の流体への伝熱を可能にするように構成された第２の熱交換器と、
前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に流体結合された減圧装置であって、前記第２の熱交換器から前記第１の熱交換器に流れる前記第２の流体の温度を低下させるように構成された減圧装置と、
を備える、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６５】
大気の湿球温度を検出するように構成された温度センサと、
前記センサおよび前記圧縮機に結合された制御装置であって、大気の検出された湿球温度の関数として前記圧縮機の速度を変えるように構成された制御装置と、
を備える、請求項６４に記載のシステム。
【請求項６６】
前記主熱交換器の外に流れる前記第１の流体を受容するように構成された流体受容器と、
前記流体受容器内に含まれる前記第１の流体の液面を検出するように構成されたセンサと、
前記流体受容器内に含まれる前記第１の流体の液面が所定のレベル未満に低下した場合に、前記第１の流体を冷却するように構成された第２の機械的過冷却システムと、
をさらに備える、請求項６４に記載のシステム。
【請求項６７】
前記第２の機械的過冷却システムは、
前記流体受容器内に配置され、かつ前記流体受容器に含まれる前記第１の流体から、前記第３の熱交換器を通って流れる第４の流体への伝熱を可能にするように構成された第３の熱交換器と、
前記第３の熱交換器と流体連通し、かつ前記第３の熱交換器の外に流れる前記第４の流体を圧縮するように構成された第２の圧縮機と、
前記第２の圧縮機と流体連通し、かつ前記圧縮された第４の流体から前記第２の流体への伝熱を可能にするように構成された第４の熱交換器と、
前記第３の熱交換器と第４の熱交換器との間に流体結合された減圧装置であって、前記第４の熱交換器から前記第３の熱交換器に流れる前記第４の流体の温度を低下させるように構成された減圧装置と、
を備える、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記第１の流体、前記第３の流体、および第４の流体は冷媒を含み、第２の流体は水を含む、請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記機械的過冷却システムは前記電子機器に密結合されている、請求項６１に記載のシステム。
【請求項７０】
第１の流体を用いて電子機器を冷却する工程と、
前記第１の流体から大気で冷却した第２の流体への伝熱を可能にすることにより、前記第１の流体のフリークーリングを行う工程と、
前記第１の流体のフリークーリングが前記第１の流体を冷却するのに不十分な程度まで、前記第２の流体を機械的に冷却する工程と、
を含む、電子機器の冷却方法。
【請求項７１】
前記第２の流体を機械的に冷却する工程は、前記第２の流体の温度の関数として前記第２の流体を機械的に冷却することを含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記第２の流体を機械的に冷却する工程は、
前記第２の流体から第３の流体への伝熱を可能にすることにより、前記第２の流体を用いて前記第１の流体のフリークーリングを行う前に前記第２の流体を冷却することと、
前記第３の流体を圧縮することと、
前記第２の流体を用いて前記第１の流体をフリークーリングした後に、前記圧縮された第３の流体から前記第２の流体への伝熱を可能にすることにより、前記圧縮された第３の流体を凝縮することと、
前記凝縮された第３の流体の圧力を低下させて、前記第３の流体の温度を低下させることと、
を含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項７３】
前記大気の湿球温度を検出する工程と、
前記検出された湿球温度の関数として前記第３の流体を圧縮する速度を変えて、前記第２の流体の温度を変える工程と、
をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記フリークーリングを行った第１の流体を流体受容器に受容する工程と、
前記流体受容器に含まれる前記第１の流体の液面を検出する工程と、
前記検出された液面が第１の所定の液面未満に低下した場合に、前記第１の流体を機械的に冷却して前記第１の流体を凝縮する工程と、
前記検出された液面が前記第１の所定の液面よりも高い第２の所定の液面に達した場合に、機械的冷却を停止する工程と、
をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
前記第１の流体を機械的に冷却する工程は、
前記流体受容器内の前記第１の流体から第３の流体への伝熱を可能にすることにより、前記流体受容器内の前記第１の流体を冷却することと、
前記第３の流体を圧縮することと、
前記圧縮された第３の流体から大気で冷却した前記第２の流体への伝熱を可能にすることにより、前記圧縮された第３の流体を凝縮することと、
前記凝縮された第３の流体の圧力を低下させて、前記第３の流体の温度を低下させることと、
を含む、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記第１の流体および第３の流体は冷媒を含み、第２の流体は水を含む、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記冷媒はＲ１３４Ａであり、第２の流体は復水、冷水またはグリコール溶液である、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記フリークーリングを行った第１の流体の温度を検出する工程と、
前記第２の流体の流量を、前記フリークーリングを行った第１の流体の温度の関数として調整する工程と、
をさらに含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項７９】
電子機器を冷却するためのシステムであって、
前記第１の流体回路を通って流れる第１の流体を用いて電子機器を冷却するように構成された第１の流体回路と、
前記第２の流体回路を通って流れる第２の流体を冷却するように構成された第２の流体回路であって、前記フリークーリングを行った第２の流体を用いて前記第１の流体を冷却するようにさらに構成された第２の流体回路と、
大気の湿球温度が前記第１の所定の湿球温度を超えた場合に、前記湿球温度と第１の所定の湿球温度との差の関数として前記第２の流体を機械的に冷却するように構成された第３の流体回路と、
を備えるシステム。
【請求項８０】
前記第１の流体回路が流体受容器を備えるシステムであって、
前記流体受容器に含まれる前記第１の流体の液面を検出するように構成されたセンサと、
前記流体受容器に含まれる前記第１の流体と熱連通している第４の流体回路であって、前記検出された液面が所定の液面未満に低下した場合に、前記第１の流体を機械的に冷却し、かつ凝縮するように構成された第４の流体回路と、
をさらに備える、請求項７９に記載の冷却システム。
【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る。
【０００２】
本開示は一般に、コンピューティングデータセンタに関する。より詳細には、本開示は、空間を節約する高密度モジュール型データポッドシステムおよびモジュール型データポッドシステムのためのエネルギー効率の高い冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来より、大型のデータセンタは、それらの動作温度を維持するために、冷水システム、チラープラントおよび直接膨張冷却システムなどの必要以上に大きな大型の冷却インフラに依存している。高い初期資本、運用費および維持費などの、大型のデータセンタのための必要以上に大きな大型の冷却インフラに関連する多くの問題がある。例えば、従来のチラープラントは、１ＭＷの電力消費能力を有する大型のデータセンタを支持するために約９８５ｋＷのチラー能力を必要とし得る。さらに、従来のチラープラントは典型的に、データセンタ内のいくつかの選択された領域とは対照的に、データセンタ全体を冷却するように設計されている。その結果、従来のチラープラントは、冷却する必要のない領域に対してかなりのエネルギー量を費やしている。さらに、従来のチラープラントを実装するために使用される設計制約のうちの１つは、データセンタ全体の電力消費能力である。そのため、データセンタが負荷変動によりその電力消費能力で動作しない場合、従来のチラープラントの効率は著しく低下する。
【０００４】
従来の必要以上に大きな大型の冷却インフラよりもモジュール性が高い設計を有し、低い費用で、大型のデータセンタの選択された領域を冷却することができるいくつかの冷却システムが市場に出ている。例えば、空冷式「フリークーリング」システム（ストレート空冷式システムともいう）は、大型のデータセンタ内のサーバラックまたはサーバラックのコンテナを冷却するための媒体として周囲空気を使用する。但し、空冷式「フリークーリング」システムの欠点の１つは、涼しい乾燥気候環境でのみ動作するという点であり、それにより、その使用は世界の限られた地理的領域に制限されている。
【０００５】
断熱支援システムは、従来の必要以上に大きな大型の冷却用電気インフラに対抗する別の冷却システムである。断熱支援システムは、断熱水によって支援される冷却システムであり、空冷式「フリークーリング」システムよりも地理的適用範囲が広い。しかし、断熱支援システムは、ある種の冷却許容限界を有し、高密度データセンタ、例えば、１つのＩＴラック当たり約４０ｋＷのＩＴラック負荷を有するデータセンタに対して十分な冷却を行うことができない。
【発明の概要】
【０００６】
本開示のモジュール型データポッドシステムおよび関連する冷却システムの実施形態は、（１）データセンタの構築、配備および運用のための１キロワット（ｋＷ）当たりの費用が低く、（２）現場組み立て構築よりも配備が速く、（３）データセンタがサーバ技術の新しい技術的進歩に後れを取らないための再積み重ねおよび再配備がより容易であり、（４）拡張性があり、（５）最も高い電力使用効率（ＰＵＥ）係数を得るために、非常に効率が高いシステムと互換性があり、（６）より高い密度性（すなわち、１平方フィート当たりのより大きなキロワット）を可能にする空間節約性とそれらの空間要求における効率性が高く、（７）スケーラビリティがあり、（８）機械的冷却における効率性が高く、（９）単一配備、大型屋内倉庫保管またはデータセンタファームなどの大きな屋外用途に対して多用途性があり、（１０）ホットアイルおよびコールドアイルコンテインメントにおいてエネルギー効率が高く、（１１）異なる種類の冷却システムのそれらの使用において柔軟性が高く、かつ（１２）冗長性のためのデータセンタのティア（Ｔｉｅｒ）要求に応じるために修正可能であるという、従来のデータセンタおよびそれらの冷却システムに勝る大幅な改良および利点を提供する。
【０００７】
一態様では、本開示は、モジュール型データポッドを特徴とする。本モジュール型データポッドは、多角形状に各壁部材の少なくとも１つの縁部に沿って互いに隣接して接合された壁部材を含む筐体を備える。本モジュール型データポッドは、データポッドカバー部材も備える。本モジュール型データポッドは、壁部材の内面とコンピュータラックの第１の側面との間に第１の体積とコンピュータラックの第２の側面から形成された第２の体積とを形成するように筐体内に配置された複数のコンピュータラックも備える。本モジュール型データポッドは、第２の体積を封じ込めるように構成されたコンピュータラックカバー部材も備える。コンピュータラックカバー部材およびデータポッドカバー部材は、第１の体積と第２の体積とを結ぶ第３の体積を形成する。本モジュール型データポッドは、第１の体積、第２の体積および第３の体積を通して空気を連続的に循環させるように構成された空気循環器も備える。
【０００８】
いくつかの実施形態では、本モジュール型データポッドは、複数のサーバと、フリークーリング装置を備えた第１の冷却回路に結合するように構成された少なくとも１つの熱交換部材と、熱交換部材に結合され、かつ複数のサーバと熱連通している第２の冷却回路とを備える。第２の冷却回路は、機械的冷却装置を備える。
【０００９】
別の態様では、本開示は、複数のコンピュータラックの冷却方法を特徴とする。いくつかの実施形態では、複数のコンピュータラックの冷却方法は、筐体の壁部材と複数のコンピュータラックの第１の側面との間に第１の体積とコンピュータラックの第２の側面間に第２の体積を形成するように、多角形状を有する筐体内に複数のコンピュータラックを配置する工程と、第２の体積を封じ込めて第１の体積と第２の体積とを結ぶ第３の体積を形成する工程と、第３の体積およびコンピュータラックを介して第１の体積と第２の体積との間に空気を循環させる工程とを含む。
【００１０】
さらに別の態様では、本開示は、モジュール型データセンタを特徴とする。本モジュール型データセンタは、一次冷却装置を備えた第１の冷却回路を備える。本モジュール型データセンタは、複数のモジュール型データポッドを備える。各モジュール型データポッドは、複数のサーバと、第１の冷却回路に結合された熱交換部材と、熱交換部材に結合され、かつ複数のサーバを冷却するように構成された第２の冷却回路とを備える。第２の冷却回路は、第２の冷却回路を通って流れる流体を冷却するように構成された二次冷却装置を備える。
【００１１】
さらに別の態様では、本開示は、モジュール型データセンタのための冷却システムに関する。本モジュール型データセンタは、一次冷却装置を備えた第１の冷却回路と、複数のモジュール型データポッドとを備え、各モジュール型データポッドは、複数のサーバラックを備えた筐体と、第１の冷却回路に結合された熱交換部材と、熱交換部材に結合され、かつ筐体を冷却するように構成された第２の冷却回路とを備える。第２の冷却回路は、第２の冷却回路を通って流れる流体を冷却するように構成された二次冷却装置を備える。
【００１２】
さらに別の態様では、本開示は、モジュール型データセンタを特徴とする。本モジュール型データセンタは、中央冷却システムを備える。本モジュール型データセンタは、複数のモジュール型データポッドを備える。各モジュール型データポッドは、複数のサーバと、熱交換アセンブリが複数のサーバを冷却するように構成されている中央冷却システムに結合された熱交換アセンブリと、熱交換アセンブリに結合された分散型冷却システムとを備える。
【００１３】
さらに別の態様では、本開示は、モジュール型データセンタを形成するためのモジュール型データポッドの配備方法を特徴とする。モジュール型データセンタを形成するための本モジュール型データポッドの配備方法は、各モジュール型データポッドがモジュール型データポッドと流体および電気連通している流体／電気回路部を備える複数のモジュール型データポッドを互いに近接して設置する工程と、複数の流体／電気回路部を互いに直列に結合して、第１の端部および第２の端部を有する流体／電気回路を形成する工程とを含む。
【００１４】
さらに別の態様では、本開示は、モジュール型データセンタを特徴とする。本モジュール型データセンタは、中央流体／電気回路と、モジュール型データポッド鎖とを備え、各データポッドは、中央流体／電気回路と流体および電気連通している流体／電気回路部を備える。本モジュール型データセンタは、第１の端部および第２の端部を有する流体／電気回路を形成するように互いに直列に結合された各モジュール型データポッドの複数の流体／電気回路部も備える。本モジュール型データセンタは、中央冷却流体／電気回路に結合された流体／電気回路と、中央冷却流体回路に結合された中央冷却装置も備える。中央冷却装置は、モジュール型データポッド鎖の冷却要求の少なくとも一部を支持するように構成されている。
【００１５】
さらに別の態様では、本開示は、電子機器を冷却するためのシステムを特徴とする。電子機器を冷却するための本システムは、電子機器と熱連通している第１の流体を大気で冷却するように構成されたフリークーリングシステムと、フリークーリングシステムに結合された機械的過冷却システムとを備える。機械的過冷却システムは、フリークーリングシステムがその最大冷却能力を超えた量の関数としてフリークーリングシステム内を流れる第２の流体を冷却するように構成されている。
【００１６】
さらに別の態様では、本開示は、電子機器の冷却方法を特徴とする。電子機器の冷却方法は、第１の流体を用いて電子機器を冷却する工程と、第１の流体から大気で冷却された第２の流体への伝熱を可能にすることにより第１の流体のフリークーリングを行う工程と、第１の流体のフリークーリングを行う工程が第１の流体を冷却するのに不十分である程度まで、第２の流体を機械的に冷却する工程とを含む。
【００１７】
さらに別の態様では、本開示は、冷却電子機器を冷却するためのシステムを特徴とする。電子機器を冷却するための本冷却システムは、第１の流体回路を通って流れる第１の流体を用いて電子機器を冷却するように構成された第１の流体回路と、第２の流体回路を通って流れる第２の流体のフリークーリングを行うように構成された第２の流体回路とを備える。第２の流体回路は、フリークーリングを行った第２の流体を用いて第１の流体を冷却するようにさらに構成されており、第３の流体回路は、湿球温度が第１の所定の湿球温度を超えた場合に、大気の湿球温度と第１の所定の湿球温度との差の関数として第２の流体を機械的に冷却するように構成されている。
【００１８】
本開示の様々な実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の実施形態に係るモジュール型データセンタの概略図である。
【図２Ａ】本開示の一実施形態に係る五角形の壁構成を有するモジュール型データポッドの図である。
【図２Ｂ】本開示の別の実施形態に係る六角形の壁構成を有するモジュール型データポッドの図である。
【図２Ｃ】本開示のさらに別の実施形態に係る七角形の壁構成を有するモジュール型データポッドの図である。
【図２Ｄ】本開示のさらに別の実施形態に係る八角形の壁構成を有するモジュール型データポッドの図である。
【図２Ｅ】本開示のさらに別の実施形態に係る九角形の壁構成を有するモジュール型データポッドの図である。
【図２Ｆ】本開示のさらに別の実施形態に係る十角形の壁構成を有するモジュール型データポッドの図である。
【図２Ｇ】本開示の別の実施形態に係るモジュール型データポッドを形成する２つの細長い壁を有する図２Ｄの八角形のモジュール型データポッドの図である。
【図３】本開示の実施形態に係るホットアイルおよびコールドアイルを備えた一般的なモジュール型データポッドの立面図（すなわち側断面図）である。
【図４】本開示の実施形態に係る上部コイルデッキを示す、モジュール型データポッドの平面図（すなわち上断面図）である。
【図５】本開示の実施形態に係る天井ファンアセンブリを示す、モジュール型データポッドの平面図（すなわち上断面図）である。
【図６】本開示の実施形態に係る高湿球温度用途での動作のための密結合型冷却システムの流れ図である。
【図７】本開示の実施形態に係るモジュール型データポッドのための図６の密結合型冷却システムを備えた冷媒冷却式冷却システムの概略図である。
【図８】本開示の実施形態に係る外部チラーを備えた水冷式空調システムの概略図である。
【図９】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別個の冷却回路を備えたモジュール型データポッドを示す。
【図１０】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別個の冷却回路を備えた図９のモジュール型データポッドの上側平面図である。
【図１１】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を通して空気を垂直に押し流す強制流冷却装置を示す、図１０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る。
【図１２】本開示の実施形態に係る密結合型冷却システムを備えた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１３】本開示の実施形態に係る図１２の冷却システムを備えることができる密結合型冷却システムの概略流れ図である。
【図１４】本開示の実施形態に係る水の流れを示す、水冷式冷却システムの概略図である。
【図１５】本開示の実施形態に係るモジュール型チラーを備えた、高湿球条件が時折生じ得る低湿球環境のための冷却システムの概略図である。
【図１６】本開示の実施形態に係る水の流れを示す、既存の水冷却システムを備えた水冷式冷却システムの一部の概略図である。
【図１７】本開示の実施形態に係るデータポッドファームの段階的拡張を示す、モジュール型データポッドファームの概略図である。
【図１７Ａ】モジュール型データポッドの複数のモジュール型データポッドへの接続を示す、図１７のモジュール型データポッドファームの詳細である。
【図１７Ｂ】本開示の実施形態に係るデータポッドファームの段階的拡張を示す、図１７のモジュール型データファームおよび図１７Ａの複数のモジュール型データポッドの一部の簡易ブロック図である。
【図１８】本開示の実施形態に係るモジュール型データポッドのための輸送システムを示す、モジュール型データポッドファームの概略図である。
【図１９】本開示の実施形態に係るデータポッドの除去を示す、モジュール型データポッドファームの概略図である。
【図２０】本開示の実施形態に係るモジュール型データポッドファームの概略図である。
【図２１Ａ】本開示の実施形態に係る電子機器の冷却方法のフローチャートである。
【図２１Ｂ】本開示の実施形態に係る電子機器の冷却方法のフローチャートである。
【図２１Ｃ】本開示の実施形態に係る電子機器の冷却方法のフローチャートである。
【図２２Ａ】本開示の実施形態に係るモジュール型データセンタのモジュール型データポッドの配備方法のフローチャートである。
【図２２Ｂ】本開示の実施形態に係るモジュール型データセンタのモジュール型データポッドの配備方法のフローチャートである。
【図２２Ｃ】本開示の実施形態に係るモジュール型データセンタのモジュール型データポッドの配備方法のフローチャートである。
【図２２Ｄ】本開示の実施形態に係る図２２Ａ〜図２２Ｂのモジュール型データセンタのモジュール型データポッドの配備方法の代替方法のフローチャートである。
【図２２Ｅ】本開示の実施形態に係る図２２Ａ〜図２２Ｂのモジュール型データセンタのモジュール型データポッドの配備方法の代替方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、本開示の密結合型冷却システムおよび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。
【００２１】
本開示は、エネルギー効率が高く、空間を節約し、かつ高密度のサーバラック構成を提供するためのモジュール型データポッドおよび関連する支持システムに関する。このモジュール型手法により、サーバラックを冷却するための空気が通って循環するホットアイルおよびコールドアイルを形成するために、八角形、六角形および五角形の形状などの幾何学的形状の非常に効率的な使用が可能となる。これらの多角形状により、内角、外角および側面の利点を用いて最大のエネルギー効率および空間節約が可能となる。ポッド内側形状により、サーバラックを配置するための自然な円形構成が得られる。先行技術と比べて、この構成により、ホットアイルおよびコールドアイルの形成および封じ込めのためのより効率的な方法が得られる。
【００２２】
データサーバなどのコンピュータシステムを効率的に冷却するために使用される冷却空気は、自然対流を可能にする自然な経路を辿る。自然対流は、機械的冷却システムおよび構成要素、例えば、効率的な方法で配備されたファンによって支援される。本モジュール型データポッドの外側形状により、本モジュール型データポッドの多面および多角を有する幾何学的形状の空間節約特性の最も効率的な使用が可能になる。本モジュール型データポッドは、ハチの巣に見られるパターンに類似した密なグループに配備することができる。ハチの巣は、人に知られている最も効率的な空間の使用であるとみなされている。本モジュール型データポッドの空間を節約する効率的な設計は、ＩＴデータストレージ産業の甚だしい成長に適応する。完全にモジュール化されたデータポッドは、「ジャストインタイム」配備のためのエネルギー効率の高い冷却システムおよび電気、制御およびＩＴシステムも特徴とする。
【００２３】
本開示のいくつかの実施形態に係る密結合型冷却システムおよび方法は、「チラーレス」であり、変動するＩＴ負荷の冷却に対処するためにチラーを用いる冷却システムよりも機械的冷凍能力の必要性が著しく少ない。いくつかの実施形態では、本システムは、１メガワットのＩＴ負荷の冷却を達成するのに約１４０ｋＷの過冷却を使用する。これは、湿球条件が極端（例えば、華氏７８度以上の湿球温度）になり得る北東または南半球などの比較的高い湿球条件の領域において冷却を行うことに基づいている。本システムは、チラーまたは直接膨張（ＤＸ）システムが通常必須となっている比較的高い湿球環境領域に配備することができる。
【００２４】
個々の過冷却システムは、通常はＤＸまたはチラー支援のいずれか一方が必要であるＩＴラック入口冷却温度（コールドアイルにある）を支持するのに十分な冷却を可能にするために、個々の負荷点において密結合型冷却と共に動作することができる。本開示のいくつかの実施形態に係るシステムは、モジュール型データセンタ用途などの密結合型用途で使用される。他の実施形態では、本冷却システムは、典型的なデータセンタの未使用空間にモジュール型冷却を支持するためのパッケージ化されたシステムとして使用することができる。本システムは、データセンタの最初にかかる費用ならびに運用費（例えばエネルギー費）を著しく削減することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、本システムは、特定のプロジェクトによって命じられている華氏７２度以上の冷媒を用いてＩＴサーバラックを冷却することができる。これにより、特定のプロジェクトによって命じられている華氏７５度以上のコールドアイル空気温度またはラック入口温度が得られる。
【００２６】
図１は、データポッドファームまたはモジュール型データセンタ１４００の概略図である。データポッドファーム１４００は、データポッドハチの巣体１４１０を備える。「ハチの巣体」という用語は、互いにおよび関連する冷却インフラに結合された複数のモジュール型データポッドを指す。データポッドハチの巣体１４１０は、データポッド鎖１２２、１２４、１２６内に配置された複数のモジュール型データポッド８０および１８０を含む。モジュール型データポッド８０および１８０はデータ筐体８５を備え、データ筐体８５はサーバラックおよび補助筐体８１８を含み、補助筐体８１８は、冷却、電力および制御回路を備える。
【００２７】
データポッド８０および１８０は、中央冷却、電力および制御システムを含む中央冷却システム１４２０に結合されている。中央冷却システム１４２０は、建物管理システム（ＢＭＳ）の一部を形成していてもよい。中央冷却システム１４２０は、中央冷却流体回路１４３０を備える。中央冷却流体回路１４３０は、第１の対の冷却塔１３１ａ、１３１ｂ（それぞれＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂとも表す）、第２の対の冷却塔１３２ａ、１３２ｂ（それぞれＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂとも表す）、２つの列の流体ポンプ１４６ａ、１４６ｂ、一対の供給ライン１１５ａ、１１５ｂおよび一対の戻りライン１２５ａ、１２５ｂを備える。
【００２８】
中央冷却システム１４２０は、それぞれの列の流体ポンプ１４６ａ、１４６ｂを駆動する２つの列の可変周波数駆動装置１４４ａ、１４４ｂも備える。中央冷却システム１４２０は、二対の冷却塔１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ内のファンおよび／または流体ポンプを駆動する２つの列の可変周波数駆動装置１４２ａ、１４２ｂも備える。データポッドファーム１４００は、モジュール型データポッド８０にバッテリバックアップ電力を供給する一対の中央バッテリバックアップ装置１５０ａ、１５０ｂも備える。
【００２９】
図１のデータポッドファームまたはモジュール型データセンタ１４００およびモジュール型データポッドハチの巣体１４１０は、大きなサーバラック能力（例えば、約１２〜１５ＭＷのサーバラック能力）を支持するように設計および配備されていてもよい。図１は、本モジュール型データポッドの幾何学的形状の空間節約特性を示す。非モジュール型の典型的なデータセンタは、このレベルのサーバラック能力および密度に対応するのに３〜４倍の大きさの空間を必要とする。
【００３０】
本システムインフラ（中央冷却システム１４２０および中央冷却流体回路１４３０）は、データポッドファーム１４００のデータポッドハチの巣体１４１０の１つの端部１４４０に位置している。図１は、完全なハチの巣体配備の例を示している。但し、初期の配備のために、最初に十分な数のデータポッド８０および１８０を設置することができる。十分な数の冷却塔、ポンプおよび電気スイッチ機器を、ジャストインタイムベースで必要に応じて配備することができる。関連するパイプおよび電気チェースを収容するそれらの補助筐体８１８および８１８’をそれぞれ備えるさらなるモジュール型データポッド８０および１８０も、ジャストインタイムベースで必要に応じて配備することができる。データポッドファーム１４００のより早期の配備段階におけるさらなるモジュール型データポッド８０および１８０および関連する補助筐体８１８および８１８’のそれぞれの設置については、図１７、図１７Ａおよび図１７Ｂに関して以下に記載する。
【００３１】
図２Ａ〜図２Ｇは、本開示の実施形態に係る異なる多角形状を有するモジュール型データポッドを示す。本モジュール型データポッドの多角形状により、いくつかの利点が得られる。多角形状の外側は、空間効率的な充填またはグループ化に貢献している。また、多角形状の内側は、本モジュール型データポッドの多角形状内に正方形または矩形のサーバラックを円形パターンで角と角を合わせて密に配置するのを可能にしている。
【００３２】
この配置により、ホットアイルとコールドアイルとの間に効率的な仕切りが形成される。例えば、データポッドの壁に向かって熱を放射または吹き付けるようにコンピュータラックが配置されている実施形態では、ホットアイルは、モジュール型データポッドの壁とコンピュータラックとの間の空間によって画定され、コールドアイルは、モジュール型データポッドの中心に向かって面するコンピュータラックの側面によって形成された空間によって画定される。他の実施形態では、コールドアイルがモジュール型データポッドの壁とコンピュータラックとの間の空間によって画定され、かつホットアイルがモジュール型データポッドの中心に向かって面するコンピュータラックの側面によってモジュール型データポッドの中央に形成された空間によって画定されるように、コンピュータラックが配置されていてもよい。
【００３３】
コンピュータラックの密なグループ化は、コンピュータラック内に取り付けられる関連する機器間の密な間隔の効率的な使用も可能にする。それにより、ホットアイルとコールドアイルとの効率的な仕切り、密なグループ化（すなわち空間節約）、ならびに電気、機械およびＩＴ相互接続および処理のためのコンピュータシステム間の密な間隔が達成される。
【００３４】
図２Ａ〜図２Ｇに示すように、モジュール型データポッドの壁は、五角形（例えば、図２Ａのモジュール型データポッド５０）、六角形（例えば、図２Ｂのモジュール型データポッド６０）、七角形（例えば、図２Ｃのモジュール型データポッド７０）、八角形（例えば、図２Ｄのモジュール型データポッド８０）、九角形（例えば、図２Ｅのモジュール型データポッド９０）および十角形（例えば、図２Ｆのモジュール型データポッド１００）などの様々な異なる多角形状に配置されていてもよい。これらの形状は修正することもできる。例えば、図２Ｄの八角形のモジュール型データポッド８０を、モジュール型データポッドの２つの壁の長さを増加させるように一方向に引き伸ばして、図２Ｇのモジュール型データポッド８０’を形成することができる。
【００３５】
図２Ａに示す本開示の一実施形態では、五角形のモジュール型データポッド５０は、少なくとも１つの縁部に沿って互いに隣接して接合された５つの外壁部材１０５１、１０５２、１０５３、１０５４および１０５５を含むデータ筐体１０５を備える。例えば、縁部５５は、多角形状に、外壁部材１０５１を壁部材１０５２、外壁部材１０５２を外壁部材１０５３、外壁部材１０５３を外壁部材１０５４、外壁部材１０５４を外壁部材１０５５、外壁部材１０５５を外壁部材１０５１に隣接して接合する。
【００３６】
五角形のモジュール型データポッド５０は、外壁部材１０５１に近接してモジュール型データポッド５０の内部に配置されたサーバラック５０１、外壁部材１０５２に近接してモジュール型データポッド５０の内部に配置されたサーバラック５０２、外壁部材１０５３に近接してモジュール型データポッド５０の内部に配置されたサーバラック５０３、外壁部材１０５４に近接してモジュール型データポッド５０の内部に配置されたサーバラック５０４、および外壁部材１０５５に近接してモジュール型データポッド５０の内部に配置されたサーバラック５０５を備える。
【００３７】
実質的にモジュール型データポッド５０の中央領域内に熱交換体積５００２を画定するために、互いに離間されているものとして図示されているサーバラック５０１および５０５は、内壁部材５５０を介して互いに隣接して接合されていてもよい。同様に、互いに離間されているものとして図示されているサーバラック５０１および５０２は、内壁部材５１０を介して互いに隣接して接合されていてもよい（本明細書に定義するように、内壁部材は、外壁部材によって画定された各個々のモジュール型データポッドの境界内に配置された壁部材である）。
【００３８】
サーバラック５０２および５０３ならびにサーバラック５０４および５０５も互いに離間されているものとして図示されているが、当業者であれば、サーバラック５０２と５０３またはサーバラック５０４と５０５を隣接して接合するように、内壁部材５１０および５５０と同様の内壁部材を配置し得ることが分かるであろう。さらに、当業者であれば、モジュール型データポッド５０内に好適な伝熱条件を確立するために、第１の熱交換体積５００１を、隣接するサーバラック間の各位置および全ての位置において堅く閉じ込める必要がないことも分かるであろう。
【００３９】
モジュール型データポッド５０は、外壁部材１０５１に隣接する補助筐体５１５も備える。他の実施形態では、補助筐体５１５は、外壁部材１０５１〜１０５５のうちの１つに隣接していてもよい。補助筐体５１５は、高湿球温度用途におけるチラーレス動作のための密結合型専用冷却システム５２５を備えており、それについては図３、図４および図５に関してさらに以下に詳細に記載する。
【００４０】
図２Ｂに示す本開示の一実施形態では、六角形のモジュール型データポッド６０は、多角形状に少なくとも１つの縁部に沿って互いに隣接して接合された６つの外壁部材１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５および１０６６を有する筐体１０６を備える。
【００４１】
六角形のモジュール型データポッド６０は、外壁部材１０６１および外壁部材１０６２の両方に近接してモジュール型データポッド６０の内部に配置されたサーバラック６０１、外壁部材１０６３に近接してモジュール型データポッド６０の内部に配置されたサーバラック６０２、外壁部材１０６３および外壁部材１０６４の両方に近接してモジュール型データポッド６０の内部に配置されたサーバラック６０３、外壁部材１０６４および外壁部材１０６５の両方に近接してモジュール型データポッド６０の内部に配置されたサーバラック６０４、外壁部材１０６５に近接してモジュール型データポッド６０の内部に配置されたサーバラック６０５、および外壁部材１０６６および外壁部材１０６１の両方に近接してモジュール型データポッド６０の内部に配置されたサーバラック６０６を備える。
【００４２】
モジュール型データポッド５０に関する上の記載と同様に、実質的にモジュール型データポッド６０の中央領域内に熱交換体積６００２を画定するために、一実施形態では、互いに離間されているものとして図示されているサーバラック６０１および６０２は、サーバラック６０１および６０２間の内壁部材６１０を介して互いに隣接して接合されていてもよい。ここでも、サーバラック６０５および６０６は、互いに離間されているものとして図示されているが、当業者であれば、対応するサーバラック６０５および６０６を隣接して接合するように、内壁部材６１０と同様の内壁部材を配置し得ることが分かるであろう。ここでも、当業者であれば、モジュール型データポッド６０内に適切な意図した伝熱条件を生じさせるために、第１の熱交換体積６００１を、隣接するサーバラック間の各位置および全ての位置において堅く閉じ込める必要がないことも分かるであろう。
【００４３】
モジュール型データポッド６０は、外壁部材１０６１〜１０６６のうちの１つに隣接する補助筐体またはコンパートメント６１６も備え、ここでは、補助筐体６１６は、外壁部材１０６１に隣接するものとして図示されている。ここでも、補助筐体６１６は、高湿球温度用途での動作のために密結合型専用冷却システム６２６を備え、これについては、図３、図４および図５に関して以下に詳細に記載する。いくつかの実施形態では、密結合型専用冷却システム６２６により、高湿球温度用途でのチラーレス動作を可能にしてもよい。
【００４４】
図２Ｃに示す本開示の別の実施形態では、七角形のモジュール型データポッド７０は、多角形状に少なくとも１つの縁部に沿って互いに隣接して接合された７つの外壁部材１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６および１０７７を含む筐体１０７を備える。
【００４５】
七角形のモジュール型データポッド７０は、外壁部材１０７１および外壁部材１０７２の両方に近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０１、外壁部材１０７２に近接し、かつ外壁部材１０７３にも近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０２、外壁部材１０７３に近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０３、外壁部材１０７４に近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０４、外壁部材１０７５に近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０５、外壁部材１０７６に近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０６、外壁部材１０７６および外壁部材１０７７の両方に近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０７、および外壁部材１０７７および外壁部材１０７１の両方に近接してモジュール型データポッド７０の内部に配置されたサーバラック７０８を備える。
【００４６】
モジュール型データポッド５０および６０に関する上の記載と同様に、サーバラック７０１〜７０８は、実質的にモジュール型データポッド７０の中央領域内に熱交換体積７００２を画定するように、隣接または実質的に隣接して配置されている。
【００４７】
同様に、モジュール型データポッド７０は、外壁部材１０７１〜１０７７のうちの１つに隣接する補助筐体７１７も備え、ここでは、補助筐体７１７は、外壁部材１０７１に隣接するものとして図示されている。同様に、補助筐体７１７は、図３、図４および図５に関してさらに以下に詳細に記載する高湿球温度用途での動作のために、密結合型専用冷却システム７２７を備える。
【００４８】
図２Ｄに示す本開示の一実施形態では、八角形のモジュール型データポッド８０は、多角形状に少なくとも１つの縁部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を含む筐体１０８を備える。八角形のモジュール型データポッド８０は、サーバラック８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７および８０８を備え、それらのそれぞれが、外壁部材１０８１〜１０８８のうちの２つと近接し、かつそれらと角度関係を有した位置でモジュール型データポッド８０の内部に配置されている。
【００４９】
ここでも、モジュール型データポッド５０、６０および７０に関する上の記載と同様に、実質的にモジュール型データポッド８０の中央領域内に熱交換体積８００２を画定するように、サーバラック８０１〜８０８は隣接または実質的に隣接して配置されている。
【００５０】
同様に、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は、外壁部材１０８１に隣接するものとして図示されている。先に記載したように、補助筐体８１８は、図３、図４および図５に関してさらに以下に詳細に記載する高湿球温度用途での動作のために、密結合型専用冷却システム８２８を備える。
【００５１】
図２Ｅに示す本開示の一実施形態では、モジュール型九角形データポッド９０は、多角形状を形成するように、少なくとも１つの縁部、例えば縁部９９に沿って互いに隣接して接合された９つの外壁部材１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８および１０９９を含む筐体１０９を備える。九角形のモジュール型データポッド９０は、外壁部材１０９１〜１０９９の少なくとも１つに近接し、かつそれらと角度関係を有した位置でモジュール型データポッド９０の内部に配置された８つのサーバラック９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７および９０８を備える。
【００５２】
モジュール型データポッド５０、６０、７０および８０に関する上の記載と同様に、実質的にモジュール型データポッド９０の中央領域内に熱交換体積９００２を画定するように、サーバラック９０１〜８０８は隣接または実質的に隣接して配置されている。
【００５３】
モジュール型データポッド９０は、外壁部材１０９１〜１０９９のうちの１つに隣接する補助筐体９１９も備え、ここでは、補助筐体９１９は、外壁部材１０９１に隣接するものとして図示されている。上記のように、補助筐体９１９は、図２、図３および図４に関してさらに以下に詳細に記載する高湿球温度用途での動作のために、密結合型専用冷却システム９２８を備える。
【００５４】
図２Ｆに示す本開示の別の実施形態では、十角形のモジュール型データポッド１００は、多角形状に少なくとも１つの縁部、例えば縁部１１１に沿って互いに隣接して接合された１０個の外壁部材１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８、１１０９および１１１０を有する筐体１１０を備える。十角形のモジュール型データポッド１００は、１０個の外壁部材１１０１〜１１１０の少なくとも１つに近接し、かつそれらと角度関係を有した位置で十角形のモジュール型データポッド１００の内部に配置された８つのサーバラック１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７および１００８を備える。
【００５５】
ここでも、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０および９０に関する上の記載と同様に、実質的にモジュール型データポッド１００の中央領域内に熱交換体積１０２を画定するように、サーバラック１００１〜１００８は隣接または実質的に隣接して配置されている。
【００５６】
ここでも、モジュール型データポッド１００は、外壁部材１１０１〜１１１０のうちの１つに隣接する補助筐体１０１０も備え、ここでは、補助筐体１０１０は、外壁部材１１０１に隣接するものとして図示されている。ここでも、補助筐体１０１０は、図３、図４および図５に関してさらに以下に詳細に記載する高湿球温度用途での動作のために、密結合型専用冷却システム１０２０を備える。
【００５７】
図２Ｇに示す本開示の別の実施形態では、図２Ｄの八角形のモジュール型データポッド８０をモジュール型データポッド８０の２つの壁の長さを増加させるように一方向に引き伸ばして、細長い八角形のモジュール型データポッド８０’を形成することができる。より詳細には、八角形のモジュール型データポッド８０’は、多角形状に少なくとも１つの縁部、例えば縁部８８’に沿って互いに隣接して接合された外壁部材１０８１’、１０８２’、１０８３’、１０８４’、１０８５’、１０８６’、１０８７’および１０８８’を有する筐体１０８’を備える。
【００５８】
八角形のモジュール型データポッド８０’は、外壁部材１０８１’および外壁部材１０８２’にそれぞれ近接してモジュール型データポッド８０’の内部に配置されたサーバラック８０１’および８０２’を備える。隣接するサーバラック８０３ａ’、８０３ｂ’、８０３ｃ’および８０３ｄ’も、それぞれが細長い外壁部材１０８３’に近接して八角形のモジュール型データポッド８０’の内部に配置されている。サーバラック８０４’、８０５’および８０６’は、外壁部材１０８４’、１０８５’および１０８５’にそれぞれ近接してモジュール型データポッド８０’の内部に配置されている。隣接するサーバラック８０７ａ’、８０７ｂ’、８０７ｃ’および８０７ｄ’も、それぞれが細長い外壁部材１０８７’に近接して八角形のモジュール型データポッド８０’の内部に配置されている。サーバラック８０８’も、外壁部材１０８８’に近接して八角形のモジュール型データポッド８０’の内部に配置されている。
【００５９】
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、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の端部８８ｂ’を形成している。同様に、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０および１００に関して上に記載したように、実質的にモジュール型データポッド８０の中央領域内に熱交換体積８００２’を画定するように、サーバラック８０１’〜８０８’は隣接または実質的に隣接して配置されている。
【００６０】
ここでも、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’は、外壁部材１０８１’に隣接するものとして図示されている。同様に、補助筐体８１８’は、図３、図４および図５に関してさらに以下に詳細に記載する高湿球温度用途での動作のために、密結合型専用冷却システム８２８’を備える。
【００６１】
図３は、一般にモジュール型データポッド１０として表わされている一般的なモジュール型データポッドの側断面図（すなわち立面図）である。図３は、モジュール型データポッドのための冷却システムの空気流回路内の空気流パターンを示す。モジュール型データポッドは、様々な空気流パターンならびにホットおよびコールドアイル構成を使用することができる。例えば、図３に示すように、ホットアイルは、サーバラックの背面または側面にあってもよく、コールドアイルは、モジュール型データポッドの中心にあってもよい。この空気流パターンにより、ホットアイル内に熱気の自然な煙突効果すなわち上方対流が生じ、コールドアイルは、ファンによって支援することができる冷気の自然な下方空気流パターンとなる。
【００６２】
別の例として、ホットアイルは中心にあってもよく、コールドアイルは、サーバラックの後部にあってもよい。ラックの上部は、熱気がラックまたは棚自体の中を流れ、かつラックの上部または底部のいずれか一方から排出することができるように修正することもできる。空気流パターンに関して、熱気は、上方、下方または他の方向に流れてもよい。
【００６３】
また、モジュール型データポッドは、空気流回路内の様々な位置において中和温度を維持するように設計されていてもよい。図３の実施形態では、一次冷却は、サーバラックまたは棚の後部で行われる。
【００６４】
ファンは、当業者に知られている他の空気流パターンを生成するための他の方法で配置されていてもよい。また、ファンは、モジュール型データポッド内の任意の場所に配置されていてもよい。例えば、ファンは、モジュール型データの上部または下部に配置されていてもよく、水平または垂直方向に向けられていてもよい。ファンの位置および種類は、ファン効率の向上などのファン技術における最近の進歩に依存していてもよい。
【００６５】
図３に示す冷却コイル構成により、モジュール型データポッド内に空気の３種類の冷却方法（Ｎ＋３）が得られることによって冗長性が得られる。１つ以上のバッテリが、図３に示す床チャンバ内またはコールドアイル内の任意の場所に取り付けられていてもよい。
【００６６】
より詳細には、モジュール型データポッド１０は一般に、例えば、図２Ａ〜図２Ｇに関して上に記載したモジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００および８０’をそれぞれ表す。モジュール型データポッド１０は、実質的にモジュール型データポッド１０の屋根を形成するデータポッドカバー部材１２を備える。データポッドカバー部材１２は、例えば、データポッド５０（図２Ａを参照）の外壁部材１０５１および１０５３のそれぞれの上側縁部１０５１ａおよび１０５３ａと接触しているか、それらによって支持されていてもよい。外壁部材１０５１〜１０５５は、筐体１０５の上端１１に開口１２’を画定し、外壁部材１０５１〜１０５５の内面１０５１ａ、１０５２ａ、１０５３ａ、１０５４ａおよび１０５５ａもそれぞれ画定している（図２Ａを参照）。従って、データポッドカバー部材１２は、開口１２’を実質的に覆うように構成および配置されている。
【００６７】
コンピュータラック５０１〜５０５はそれぞれ、外壁部材１０５１〜１０５５の内面１０５１ａ〜１０５５ａのそれぞれと関係する第１の側面５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａ、５０５ａを画定し、内面１０５１ａ、１０５２ａ、１０５３ａ、１０５４ａおよび１０５５ａとコンピュータラック５０１〜５０５によってそれぞれ画定された第１の側面５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａ、５０５ａとの間に、第１の体積すなわちホットアイル５００１を画定する。第１の冷却コイル５３１および５３３は、サーバラック５０１および５０３の第１の側面５０１ａおよび５０３ａのそれぞれの上に配置されているものとして図示されている。
【００６８】
コンピュータラック５０１〜５０５はそれぞれ、実質的に少なくとも別の第２の側面に面する方向に向けられた第２の側面５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ、５０４ｂ、５０５ｂをそれぞれ画定し、その間に第２の体積、例えば、図２Ａに関して記載した熱交換体積すなわちコールドアイル５００２を画定する。当業者であれば、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、図２Ｅ、図２Ｆおよび図２Ｇにそれぞれ図示する熱交換体積６００２、７００２、８００２、９００２、１０２および８００２’も、コンピュータラックのそれぞれの第２の側面によって画定された第２の体積を形成することが分かるであろう。
【００６９】
モジュール型データポッド１０は、実質的に第２の体積すなわち熱交換体積５００２を封じ込めるように一般にサーバラック５０１〜５０５の上に構成および配置されているコンピュータラックカバー部材１４も備える。データポッドカバー部材１２およびコンピュータラックカバー部材１４は、第１の体積５００１と第２の体積５００２とを結ぶ第３の体積２０を形成する。
【００７０】
空気循環器支持構造１６も一般にサーバラック５０１〜５０５の上に構成および配置されており、コンピュータラックカバー部材１４の一部を形成している。空気循環器支持構造１６は一般に、第２の体積５００２の中央上部の境界を画定するように第２の体積５００２の上に配置されている。空気循環器支持構造１６は、少なくとも１つの空気循環器を備え、矢印Ａによって示すように空気を下方に循環させるためのそのうちの３つの空気循環器１６ａ、１６ｂおよび１６ｃが図示されている。第２の体積５００２はコールドアイルを形成している。下方に循環する空気は、サーバラック５０１上に配置されたサーバ５１１ａ、５１１ｂ．．．５１１ｎを通り、サーバ５３３ａ、５３３ｂ．．．５３３ｎを通って循環してそこから熱を除去し、かつ第１の冷却コイル５３１および５３３を通って循環し、そこでサーバによって加熱された空気が冷却される（同様の冷却コイル（図示せず）が、サーバラック５０２、５０４および５０５のそれぞれの第１の側面５０２ａ、５０４ａおよび５０５ａの上に配置されている）。
【００７１】
冷却された空気は、矢印Ｂによって示すように第１の体積５００１を通って上方に移動し、第３の体積２０に向かってさらに上方に移動する。一実施形態では、第２の冷却コイル２１および２３が、第３の体積２０の境界を画定するように、コンピュータラックカバー部材１４とデータポッドカバー部材１２との間であって、サーバラック５０１および５０３の対応する第１の冷却コイル５３１および５３３のそれぞれの一般に直接頭上の位置にある循環空気経路内に配置されている。第２の冷却コイル２１および２３は、空気をさらに冷却し、次いで、空気は、矢印Ｃによって示すように第３の体積２０の中に移動し、そこで、空気循環器１６ａ、１６ｂ、および１６ｃの吸込側から吸い込まれる。
【００７２】
一実施形態では、空気循環器支持構造１６は、空気循環器１６ａ、１６ｂ、１６ｃを通って循環する空気のさらなる冷却のために、空気循環器１６ａ、１６ｂ、１６ｃの吸込側に配置されている第３の冷却コイル３０をさらに備える。
【００７３】
従って、１つ以上の空気循環器１６ａ、１６ｂおよび１６ｃは、第１の体積５００１、第２の体積５００２および第３の体積５００３を通して空気を連続的に循環させるように構成されている。
【００７４】
一実施形態では、冷却コイル５３１、５３３、２１、２２および３０は、冷却媒体としての冷媒、非水溶液、気体または液体を含む。本明細書に定義するように、冷却コイル５３１、５３３、２１、２２および３０は熱交換部材である。
【００７５】
一実施形態では、モジュール型データポッド１０は、データポッド筐体１０５の下端１１’にある１つ以上のバッテリ３２として図示されている専用の電力供給部を備える。１つ以上のバッテリは、直流から交流への（ＤＣ／ＡＣ）変換器（図示せず）と電気通信していてもよく、次いで上記変換器は、現場外の電力網（図示せず）と電気連通している。
【００７６】
その結果、図３の例示的な実施形態では、ホットアイルは、ＩＴキャビネットすなわちコンピュータサーバラックの背面と、本モジュール型データポッドの壁との間に形成され、コールドアイルは、コンピュータラックの前面によって形成されている。言い換えると、コンピュータラックまたは棚は、ホットアイルおよびコールドアイルを形成するように配置されている。他の実施形態では、コンピュータラックは、他のホットおよびコールドアイル構成を形成するための他の方法で配置されている。さらに他の実施形態では、ホットアイルおよびコールドアイルは、完全に封じ込められている。
【００７７】
ファン、コイル、コンピュータラック、１つ以上のバッテリ、ホットアイル、コールドアイルおよび配管用トンネルは全て、モジュール型データポッド外被もしくは容器内に配置されている。さらなるコンパートメントが、モジュール型データポッドの側面に取り付けられている。これらのコンパートメントは、熱交換器モジュール、冷却システムのためのパイプ、パイプを通して冷却流体（例えば、冷媒または脱イオン水）を送出するためのポンプ、ケーブルバスおよび電気コンパートメントを備える。これらのコンパートメントは、防水であってもよい。ユーザは、例えば、配備または保守タスクを行うために、アクセスドアからこれらのコンパートメントにアクセスしてもよい。
【００７８】
上記ファンは、当業者に知られている他の空気流パターンを形成するための他の方法で配置されていてもよい。上記ファンは、モジュール型データポッド内の任意の場所に配置されていてもよい。例えば、上記ファンは、モジュール型データポッドの上部または下部に配置されていてもよく、水平または垂直方向に向けられていてもよい。上記ファンの位置および種類は、ファン効率の向上などのファン技術の最近の進歩に依存していてもよい。
【００７９】
本モジュール型データポッドは、電力、データ収集およびＨＶＡＣ冷却能力において顕著な増加性（すなわちモジュール性）を備えるように設計されている。各ポッドは、下限すなわち１サーバラック当たり約１〜２ｋＷから、上限すなわち１サーバラック当たり約４０ｋＷまでのサーバラック負荷範囲に対応するように設計されていてもよい。
【００８０】
本モジュール型データポッドは、自然対流および空気移動装置（例えば、空気を移動させるか空気パターンを形成することができるファンまたは他の装置）の両方を使用して、空気をホットアイル／コールドアイル回路を通して移動させることができる。空気移動装置は、クラウドコンピューティング技術によるコールドアイル温度ならびにサーバおよびラック負荷の両方を監視する最新技術制御戦略を用いて空気移動装置を制御することができるエネルギー効率の高いＶＦＤに結合されていてもよい。
【００８１】
本モジュール型データポッド内の冷却コイルは、マイクロチャネルコイル技術を用いてもよい。これらの冷却コイルは、典型的な冷却コイルよりも必要とされる奥行きおよび表面積がはるかに小さい。本モジュール型データポッドは、より高い出力が得られるかコイル技術の将来の進歩が組み込まれたコイルなどの交換コイルを受け入れるように構成された取り外し可能なコイル部と共に構築されていてもよい。本モジュール型データポッドの主コイル回路は、標準的な冷媒蒸発コイル、受容器および直列マイクロチャネルコイルからなるハイブリッド二重コイルシステムを備えていてもよい。このコイル技術の組み合わせにより、冷媒の「状態変化」の利点を用いて、より大きな伝熱性が可能となる。あるいは、本システムは、状態変化を用いないストレート液体ポンプ輸送システムを備えることができる。
【００８２】
本モジュール型データポッドは、各種シール分類に従って構築されていてもよい。例えば、膜シーラント、壁式構造、ガスケッティングおよびドア処理は、鈑金・空調契約業者協会（ＳＭＡＣＮＡ）によって発布されているシール要求を含む様々なシール要求に応じるように調整してもよい。また、本モジュール型データポッドは、非導電性火災抑制システムを備えていてもよい。
【００８３】
本モジュール型データポッドは、既製のサーバラックまたはカスタム設計されたラックおよび棚構成要素を受容するように設計されていてもよい。カスタムラックまたは棚の構成要素は、各種サーバ支持体に適合させるために容易に取り外し、構成および修正することができる強力な「骨格」システムを提供するために、本モジュール型データポッドの全体的な物理的構造の一部として含めることができる。
【００８４】
本モジュール型データポッド構造は、耐久性があるが軽い構造であってもよい。例えば、それは、軽い角形鋼管またはＩ形鋼とヘビーゲージアルミニウム構造部材との複合体で作られていてもよい。本モジュール型データポッドの壁および屋根は、二重もしくは一重壁断熱材のいずれか一方を含むことができる。それらは、金属、プラスチック、ガラスまたは他の複合材料で構築することができる。本モジュール型データポッドは、構造骨組を有するか、構造機能を有する外壁面処理を施すことができる。本モジュール型データポッドに使用される断熱の種類および程度は、ポッドが配備される環境またはオペレータのあらゆる他の要求により変わり得る。
【００８５】
本モジュール型データポッドの外側は、省エネ型の反射塗料、表面被覆、または太陽（例えば光起電性）膜もしくは被覆で処理されていてもよい。屋根構造は、ファーム型用途では、ソーラパネルのための支持体および押さえ具を備えていてもよい。
【００８６】
本モジュール型データポッド構造には、吊手および支持構造を取り付けることができ、従って、フォークリフト、ガントリー、クレーン、ヘリコプターまたは他の吊物機器を用いてそれを上または下から持ち上げることができる。サーバラックまたは棚は、輸送のために本モジュール型データポッド内にサーバラックおよび他の機器を固定するための拘束手段を備えていてもよい。
【００８７】
本モジュール型データポッドには、パッケージ化された湿度制御装置およびシステムを取り付けることができる。例えば、本モジュール型データポッドには、外部空間または環境から本モジュール型データポッド外被内への湿気の移動を制限するための膜、防湿層、シーラントおよび他の湿度制御機構を取り付けることができる。
【００８８】
本モジュール型データポッドは、アクセスドアを備えていても備えていなくてもよい。上記ドアは、本モジュール型データポッドの外部点検のための二重両眼断熱視覚ガラスを含んでいてもよい。本モジュール型データポッドには、必要に応じて内部および外部の両方に照明および点検用レセプタクルを取り付けてもよい。全ての電気回路が地絡保護で保護されていてもよい。屋外使用を目的としたモジュール型データポッドは、避雷のための構造を備えていてもよい。
【００８９】
本モジュール型データポッドを現場で配備する前に、中央制御された位置で、本モジュール型データポッドにコンピュータラックを事前に積み重ねてもよい。これにより、現場で、特に遠く離れた領域で、モジュール型データポッドにコンピュータラックを積み重ねるのに必要な時間および費用が節約される。
【００９０】
図４は、それぞれのサーバラック８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０５、８０６、８０７および８０８の上に配置され、垂直に配置された上部冷却コイル８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７および８４８のアレイ８４０を垂直に支持する八角形の上部コイルデッキ８３８ａを示す、図２Ｄの八角形のモジュール型データポッド８０の平面図（すなわち上断面図）である。垂直に配置された上部冷却コイル８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７および８４８のそれぞれが、図３のモジュール型データポッド１０に関して記載したように、第３の体積２０の境界を画定するように、コンピュータラックカバー部材１４とデータポッドカバー部材１２との間の循環空気経路内に配置されている第２の冷却コイル２１および２２に類似した方法で境界を形成している。
【００９１】
コンピュータラック８０１〜８０８のそれぞれの背面上の下側後部コイル（図示せず）は、図３の冷媒コイル５３１および５３３に類似している。下側後部コイルは、ホットアイル８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７および８５８内を流れる空気を冷却する第１段階すなわち一次方法である。ホットアイル８５１は、サーバラック８０１の背面と外壁部材１０８１および１０８２との間に形成されている。ホットアイル８５２は、サーバラック８０２の背面と外壁部材１０８２および１０８３との間に形成されている。同様に、ホットアイル８５３は、サーバラック８０３の背面と外壁部材１０８３および１０８４との間に形成されている。ホットアイル８５４は、サーバラック８０４の背面と外壁部材１０８４および１０８５との間に形成されている。当業者であれば、ホットアイル８５５〜８５８を同様に形成する方法が分かっているであろう。
【００９２】
八角形状である上側垂直コイルアレイ８４０は、ホットアイル８５１〜８５８内を流れる空気を冷却する二次方法（ｎ＋２）である。配管接続部８４０ａおよび８４０ｂにより、図６に関して以下に記載するように、電子機器の環境５と流体連通している冷媒ガス流体供給経路４１００ａおよび同様に電子機器の環境５と流体連通している流体戻り経路４１００ｂとの流体連通が得られる。
【００９３】
空気循環器１６ａ、１６ｂ、１６ｃの吸込側に配置されている第３の冷却コイル３０に類似した頭上型平板コイル８６０は、ホットアイル８５１〜８５８から流れる空気の３次冷却方法（ｎ＋３）として、モジュール型データポッド８０の中心に（図示のように）配置されていてもよい。この３次コイル８６０を、任意のサーバラックコイルにおける熱負荷が追加の冷却を必要とする場合に、「調整」コイルとして使用することもできる。３次コイル８６０は、特定のサーバラックにおいて時折生じる過負荷を処理する。３次コイル８６０は、極めて低い負荷熱出力条件に対して省エネ型コイルとして使用することもできる。モジュール型データポッド８０内のサーバラックを冷却するための制御戦略は、一次すなわち主コイル（図示せず）を停止すること、および低いシステム負荷を処理するための３次コイル８６０を作動させることを含んでもよい。配管接続部８６０ａおよび８６０ｂにより、図６に関して以下に記載するように、電子機器の環境５と流体連通している冷媒ガス流体供給経路４１００ａおよび同様に電子機器の環境５と流体連通している流体戻り経路４１００ｂとの流体連通が得られる。
【００９４】
図５は、天井ファンアセンブリ８７０を示す、モジュール型データポッド８０の天井レベルにおける平面図（すなわち上断面図）である。コンピュータラック８０１〜８０４および８０６〜８０６はそれぞれ、サーバラック８０１では角８０１ａ、８０１ｂ、サーバラック８０２では角８０２ａ、８０２ｂ、サーバラック８０３では角８０３ａ、８０３ｂ、サーバラック８０４では角８０４ａ、８０４ｂ、サーバラック８０６では角８０６ａ、８０６ｂ、サーバラック８０７では角８０７ａ、８０７ｂ、およびサーバラック８０８では角８０８ａ、８０８ｂを含む。サーバラック８０１〜８０４および８０６〜８０８は、ラック８０１の角８０１ａおよび８０１ｂが隣接するコンピュータラック８０８および８０２の角８０８ｂおよび８０２ａとそれぞれ接触した状態で円形パターンに配置されるものとして示されている。
【００９５】
当業者であれば、残りのサーバラック８０２、８０３、８０４、８０６および８０７の角の配置が分かるであろう。円形パターンでのサーバラック８０１〜８０４および８０６〜８０８のこの配置により、ホットアイル８５１〜８５４および８５６〜８５８と体積８００２によって形成されたコールドアイルとの間に仕切りが得られる。いくつかの実施形態では、コンピュータラック８０１と８０２、８０２と８０３、８０３と８０４、８０６と８０７、８０７と８０８および８０８と８０１の間のパイ状の空間８５１’、８５２’、８５３’、８５６’、８５７’および８５８’はそれぞれ、コールドアイル８００２から仕切られ、ホットアイル８５１、８５２、８５３、８５４、８５６、８５７および８５８の一部を形成していてもよい。図５に示すように、本モジュール型データポッドは、７つのサーバラック（例えば、４０ｋＷのサーバラック）に適合し得る。２つのサーバラック、例えば、サーバラック８０４と８０６との間には、人間のオペレータにアクセスドア８１を介したサーバラック８０１〜８０４および８０６〜８０８へのアクセスを提供するための空間８０５’がある。いくつかの実施形態では、本モジュール型データポッドは、アクセスドアを備えていない。これらの実施形態では、本モジュール型データポッドは、８つのサーバラックに適合し得る。
【００９６】
ファンアセンブリ８７０のファン８７１および照明８８０は、モジュール型データポッド８０の天井レベルに配置されている。上記ファンは、建物管理システム（ＢＭＳ）の中央冷却システム１４２０によって制御され得る可変周波数駆動（ＶＦＤ）（図示せず）によって駆動される。中央冷却システム１４２０は、コンピュータラックの温度および／または負荷に基づいてファン速度を増減させることができる。例えば、中央冷却システム１４２０は、ホットアイル内の温度が上昇するとファン速度を上昇させることができる。
【００９７】
図５は、下側パイプチェース（図示せず）に出入りする冷却パイプ８８２も示す。下側パイプチェースは取り外し可能であってもよく、熱交換器（凝縮器１２００ａ、１２００ｂおよび１３００を備える完全な密結合型冷却システム４０００については、図６に関して以下に記載する）およびモジュール型データポッドアセンブリの電気機器を備える補助筐体８１８の下に位置していてもよい。冷却パイプ８８２は、６つのパイプ、すなわち冷却流体をモジュール型データポッドのコイルに供給するための２つの供給パイプと、冷却流体を冷却システムに戻すための２つの戻りパイプ、および２つの逆戻りパイプを含む。モジュール型データポッドアセンブリは、各種コンパートメント間に防水仕切りを備えていてもよい。
【００９８】
例示的なモジュール型データポッド１０、５０、６０、７０、８０、９０、１００および８０’は、コンピュータデータストレージのためのそれらの使用において汎用性があるように設計されている。単一のポッド配備のためにそれらを使用することができる。それらは、一時的または半永久的な使用のためにトレーラー化することができる。それらは、倉庫もしくはスイート型の用途において屋内で使用することができる。それらは、屋外すなわち「ファーム」型環境に配備することができる。それらの空間を節約する形状、大きさおよび相対重量の利点により、他の大型で重い「コンテナ化」モジュール型製品を使用するにはロジスティック的またはそれ以外において実用的でない場所にそれらを実装することができる。
【００９９】
図６は、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を示す。システム４０００は、４１００、４２００、４３００および４４００としてそれぞれ表されている４つの独立しているが協働する流体回路を備える。
【０１００】
第１の回路４１００は、ＩＴデータセンタの電子機器と接合しており、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６に示していないが、例えば、図１２の蒸発器コイルを参照されたい）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。
【０１０１】
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を通して送出する液体冷媒ポンプ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速度を調整する可変周波数駆動装置４１２５も備える。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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に熱結合することにより第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。
【０１０５】
冷媒液受容器４１２８は、冷媒液受容器４１２８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。
【０１０６】
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４１２６も備える。温度センサ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４１２６の値は、主凝縮器１３００の温度を反映している。
【０１０７】
第２の回路４２００は、主凝縮器１３００ａにおいて第１の回路４１００と接合しており、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。
【０１０８】
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６には示していないが、例えば、図１４の冷却塔ＣＴ−１Ａを参照されたい）から第２の回路４２００に運ぶ流体経路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に流体結合されている。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に流体結合されており、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。
【０１０９】
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を通して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、井戸水回路または他の冷水回路のうちのいずれであってもよい。
【０１１０】
さらに、第２の回路４２００は、主凝縮器１３００に流入する前の第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。
【０１１１】
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４１２６が、主凝縮器１３００の所定の凝縮温度（例えば、２３．３℃）よりも著しく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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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が大気に依存して冷却塔、流体冷却器または乾燥冷却器を介して第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６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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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または任意の他の好適な冷媒などの液体冷媒を含んでいてもよい。
【０１１６】
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の流体中の熱を第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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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】
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【０１１９】
第３の回路４３００は、第２の流体の温度を一度に１℃で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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
次いで、混合された第２の流体は、主凝縮器１３００に向かって前進する。いくつかの実施形態では、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。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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
あるいは、流量均衡弁または流量制御弁４２００ｋの開放の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。
【０１２６】
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。それどころか、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チラーを備える。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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、ユーザ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。
【０１３０】
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必要以上に大きな大型の冷却用電気インフラは、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よりも運用費が非常に高くなる。
【０１３１】
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と接合しており、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の両方に熱結合されている蒸発装置である過冷却コイル４１２９を有する。
【０１３２】
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に流体結合されている。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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達した場合に停止状態になってもよい。さらに、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、第４の回路４４００を制御してもよい。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。
【０１３５】
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を辿って、第１の回路４１００から熱を除去する。
【０１３６】
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の出口に向かって前進する第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。
【０１３７】
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提供してもよい。例えば、図２Ａ〜図２Ｄおよび図２Ｆ〜図２Ｇの専用の密結合型冷却システム５２５、６２６、７２７、８２８、１０２０および８２８’はそれぞれ、図６の密結合型冷却システム４０００を備えていてもよい。
【０１３８】
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、上記モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、８０’、９０または１００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、かつ主冷却コイル冷却水戻り接続部４２００ｍを介して熱を環境に排出するように動作中である。
【０１３９】
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、あるいはモジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’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、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’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、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’の漸増的なさらなる冷却を可能にするために作動する。
【０１４０】
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、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、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’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、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’の漸増的なさらなる冷却を可能にするために作動する。
【０１４１】
環境条件および／またはモジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’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、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、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’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漸増的に調整されるように、第４の冷却回路４４００は、モジュール型データポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００または８０’の漸増的なさらなる冷却を可能にするために作動する。
【０１４２】
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の流体の温度がある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％の間作動するため、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。
【０１４３】
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転換プロセスを完全に回避する。全システム転換プロセスは、一方のシステムを停止し、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。全システム転換プロセスは危険であり、故障しやすい。他方、冷却システム４０００は、全システム転換プロセスを回避する。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、全システム転換プロセスでの故障を回避し、従来の冷却システムよりも安全な手法である。
【０１４４】
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℃を超えると運用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与えるために、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求められる３２０ｋＷのさらなる冷却能力を生成しなければならない。
【０１４５】
他方、本開示の冷却システム４０００は、高湿球温度に対して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。
【０１４６】
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支援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％少ない限ら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。
【０１４７】
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スケーラブルであり、典型的な冷却システムよりもより容易に配備可能である。例えば、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンタの完全な範囲にわたって全体として配備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備することができる。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良型の冷却システム上への配備を可能にする。さらに、ＩＴデータセンタ内に配備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。
【０１４８】
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抑えられる。例えば、冷却システム４０００では、必要とされる初期資本および保守の必要性が比較的少ない。さらに、そのエネルギー効率により、冷却システム４０００は、運用費が低い。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。
【０１４９】
従って、バイパス制御弁、温度および圧力センサ、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交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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
図７は、モジュール型データポッドのための専用の密結合型冷媒冷却式および水冷式冷却ハイブリッドシステムの概略図である。図７の例示的な実施形態では、図２Ａの専用の密結合型冷媒冷却式および水冷式冷却ハイブリッドシステム５２５には、３つの独立した個々にポンプ輸送される冷媒冷却コイル回路４００１、４００２および４００３の形態で図２Ａのモジュール型データポッド５０に適用されるものとして図示されている図６の冷却システム４０００が組み込まれている。
【０１５２】
チラーレス動作を可能にし得る専用の密結合型冷却システム５２５は、図２Ａに関して上述した補助筐体またはコンパートメント５１５内に収容されている。専用の密結合型冷却システム５２５は、それぞれが図６の冷却システム４０００と同様の３つの独立した個々にポンプ輸送される冷媒冷却コイル回路４００１、４００２および４００３を備える。明確にするために、冷媒冷却コイル回路４００１は、図６の冷却システム４０００の簡易版として図示されているが、図６の冷却システム４０００の各特徴を備えていてもよい。当業者であれば、冷却回路４００２および４００３も、図６の冷却システム４０００の各特徴を備え得ることが分かるであろう。
【０１５３】
従って、冷却回路４００１、４００２および４００３はそれぞれ、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をそれぞれ備えていてもよい。図６に関して上述したように、湿球温度が所定の湿球温度限界以上になった場合、第２の流体回路４２００は、第１の冷却回路４１００を通って流れる第１の流体を過冷却するために作動する。第２の流体回路４２００の動作は、圧縮機４３１０、過冷却熱交換器１２００ａおよび調整凝縮器１２００ｂならびに液体冷媒ポンプ４１２０への入口において安定な液面を与えるように設計された冷媒流体受容器４１２８の動作を含む。
【０１５４】
第１の回路４００１は、サーバラック５０１〜５０５の背面５０１ａ〜５０５ａにそれぞれ隣接する一次冷却垂直コイル５３１〜５３５に流体結合している流体供給経路４１００ａおよび流体戻り経路４１００ｂを備える。一次垂直コイル５３１〜５３５は、第１の冷媒冷却ガス供給接続ヘッダ４１０１ａを介して冷媒ガス流体供給経路４１００ａと流体連通している。冷媒ガスは、一次垂直コイル５３１〜５３５を通ってサーバラック５０１〜５０５をそれぞれ冷却する。次いで、冷媒ガスは、図６に関して上に記載したように電子機器および流体戻り経路４１００ｂと流体連通している冷媒冷却ガス戻り接続ヘッダ４１０１ｂに排出される。
【０１５５】
第２の回路４００２は、図３のモジュール型データポッド１０に関して上述した（Ｎ＋１）二次冷却垂直コイル２１および２２と、図３に明確に図示されていないさらなる（Ｎ＋１）垂直冷却コイル２３、２４および２５とを備える。二次垂直コイル２１〜２５は、第１の冷媒冷却ガス供給接続ヘッダ４１０２ａを介して、冷媒ガス流体供給経路４１００ａと流体連通している。冷媒ガスは、一般にサーバラック５０１〜５０５に近接して配置されている二次垂直コイル２１〜２５を通って、サーバラック５０１〜５０５をそれぞれ冷却する。次いで、冷媒ガスは、図６に関して記載したように電子機器および流体戻り経路４１００ｂと流体連通している冷媒冷却ガス戻り接続ヘッダ４１０２ｂに排出される。
【０１５６】
同様に、第３の回路４００３は、図３に関して上述した空気循環器１６ａ、１６ｂ、１６ｃを通って循環する空気をさらに冷却するために、空気循環器１６ａ、１６ｂ、１６ｃの吸込側に配置されている第３の冷却コイル３０などの１つ以上の（Ｎ＋２）冷却コイルを備える。同様に、第３の冷却コイル３０は、第１の冷媒冷却ガス供給接続ヘッダ４１０３ａを介して、冷媒ガス流体供給経路４１００ａと流体連通している。冷媒ガスは、一般にサーバラック５０１〜５０５上に配置されている第３の冷却コイル３０を通って、サーバラック５０１〜５０５をそれぞれ冷却する。次いで、冷媒ガスは、図６に関して上に記載した電子機器および流体戻り経路４１００ｂと流体連通している冷媒冷却ガス戻り接続ヘッダ４１０３ｂに排出される。
【０１５７】
一般に、図６に関連して、最初の構成では、第１の冷却回路４００１は、一次垂直冷却コイル５３１〜５３５と流体連通し、第１の低温供給経路４２００ａと流体連通している一次冷却コイル冷却水供給接続部４２０１ａを介し、かつ第１の高温戻り経路４２００ｍと流体連通している一次冷却コイル冷却水戻り接続部４２００ｍを介して、冷却水供給ヘッダ２１５２ａと流体連通している。一次冷却コイル冷却水戻り接続部４２００ｍは、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂと流体連通している。冷却水供給ヘッダ２１５２ａは、第２の冷却水供給ヘッダ２１５１ａとも流体連通している。同様に、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂは、第２の冷却水戻りヘッダ２１５２ｂと流体連通している。
【０１５８】
モジュール型データポッド５０内の熱負荷が増加した際は、二次（Ｎ＋１）垂直冷却コイル２１〜２５を設置することができ、第２の冷却回路４００２を、二次垂直冷却コイル２１〜２５に接続し、第１の低温供給経路４２００ａと流体連通している第２の冷却コイル冷却水供給接続部４２０２ａを介し、かつ第１の高温戻り経路４２００ｍと流体連通している第２の冷却コイル冷却水戻り接続部４２０２ｍを介して、冷却水供給ヘッダ２１５２ａに接続する。第２の冷却コイル冷却水戻り接続部４２０２ｍは、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂと流体連通している。
【０１５９】
モジュール型データポッド５０内の熱負荷がさらに増加した際は、１つ以上の３次（Ｎ＋２）冷却コイル３０を設置することができ、第３の冷却回路４００３を、１つ以上の第３の冷却コイル３０に接続し、第１の低温供給経路４２００ａと流体連通している第３の冷却コイル冷却水供給接続部４２０３ａを介し、かつ第１の高温戻り経路４２００ｍと流体連通している第３の冷却コイル冷却水戻り接続部４２０３ｍを介して、冷却水供給ヘッダ２１５２ａに接続する。第３の冷却コイル冷却水戻り接続部２３１３ｂは、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂと流体連通している。
【０１６０】
図７の詳細７Ａは、逆戻り機能を得るために、供給ヘッダ２１５１ａをループまたはベンド２１５１’ａによって物理的に設置して、他の供給ヘッダ２１５２ａと比べてより長い総長さが得られることを示している。
【０１６１】
同様に、逆戻り機能を得るために、戻りヘッダ２１５１ｂをループまたはベンド２１５１ｂ’により物理的に設置して、他の戻りヘッダ２１５２ｂと比べてより長い総長さを得ることができる。
【０１６２】
従って、第１の冷却回路４００１、第２の冷却回路４００２および第３の冷却回路４００３をそれぞれ、熱負荷に応じて単一のモジュール型データポッド内に設置し、段階的または必要に応じて作動させることができる。第２の冷却システム４００２および第３の冷却システム４００３を使用しない場合、流体受容器４１２８内の第４の流体の全部または一部は蒸気状態に変わることがある。この発生を抑えるために、過冷却凝縮器１３００ａを備える第４の回路４４００を作動させて、冷媒液受容器４１２８内の液面を維持することができる。
【０１６３】
３つの冷媒冷却コイル回路４００１、４００２および４００３は、Ｒ−１３４ａ（すなわち、１，１，１，２−テトラフルオロエタン）冷媒を使用してもよい。他の実施形態では、回路のうちの１つ以上は、当業者に知られている他の冷媒を使用してもよい。各回路４００１、４００２および４００３は、その独自の液体冷媒ポンプ４１２０を有する。また、各回路は、二次すなわち冗長ポンプ（図示せず）を備えていてもよい。
【０１６４】
図７は、水冷式凝縮器１３００も示す。他の実施形態では、本冷却システムは、空冷式凝縮器または他の種類の凝縮器を使用することができる。各凝縮器回路は、冷媒および冷却水回路を維持、最適化および管理するためのエネルギー効率が高い制御部を含む。本冷却システムの冷水側は、熱を除去するための任意の媒体、例えば、空冷式システム、冷却塔、流体冷却器、グリコール水冷式システムおよび地熱システムを使用することができる。
【０１６５】
冷媒温度の制御および調整は、所与の設定点に基づいて液体冷媒の温度を調整する水量調整弁によって管理される。本冷却システムは、モジュール型データポッドの内部条件を監視し、かつ内部温度および具体的なラック負荷要求に基づいて冷却システム出力を調整する制御論理を備える。脱イオン水もしくは冷媒回路はそれぞれ、冗長ポンプを備えていてもよい。上記ポンプは、ＶＦＤで駆動され、各種制御戦略に従って制御される。上記制御戦略には、クラウドコンピューティング技術によるサーバおよびラック位置における要求負荷が組み込まれていてもよい。
【０１６６】
図８は、冷却水、例えば、脱イオン（非導電）水の流れを示す、モジュール型データポッド５０に適用される専用の密結合型水冷式冷却システム２４００の例示的な実施形態の概略図である。水冷式冷却システム２４００は、モジュール型データポッド５０の補助筐体５１５内に設置された３つの独立した個々にポンプ輸送される脱イオン水冷却コイル回路２４０１、２４０２および２４０３を備える。図８の回路は、図７の専用の密結合型冷却水システム２０００が図８では熱交換器を備える専用の密結合型冷却水システム２４００で置き換えられており、図８の冷却システム２４００が、補助筐体５１５内に収容された専用の外部チラースキッド２４５０と流体連通している脱イオン水源（図示せず）をさらに備えること以外は、図６の回路と同様である。
【０１６７】
専用の外部チラースキッド２４５０は、第１の機械的支援チラー２４５１および冗長な第２の機械的支援チラー２４５２を備えるものとして図示されている。冷却コイル回路２４０１、２４０１および２４０３はそれぞれ、脱イオン水側２４２０ａおよび冷却水側２４２０ｂを有する熱交換器２４２０を備える。脱イオン水側２４２０ａでは、脱イオン水が補助筐体５１５内に位置する脱イオン冷却水供給ライン２４０３ａを介して熱交換器２４２０から排出される。脱イオン冷却水供給ライン２４０３ａは、共通のポンプ吸込ヘッダ２４３０を有する冗長ポンプ２４３１および２４３２を備える。モジュール型データポッド５０から戻ってくる加熱された水は、脱イオン冷却水戻りライン２４０３ｂを介して熱交換器２４２０に戻され、そこで、熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａと熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂとの間で熱が交換される。
【０１６８】
熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂは、第１の冷却水供給ライン２４１０ａ１を介して、冷却水供給ヘッダ２１５２ａと流体連通している。熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂは、第１の冷却水戻りライン２４１０ｂ１を介して、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂとも流体連通している。図７の詳細７Ａに関する上の記載と同様に、詳細８Ａは、冷却水供給ヘッダ２１５２ａが第２の冷却水供給ヘッダ２１５１ａと流体連通し得ることを示している。同様に、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂは、第２の冷却水戻りヘッダ２１５２ｂと流体連通していてもよい。
【０１６９】
機械的支援チラー２４５１および２４５２は、膨張タンク２４６０と流体連通している第１の脱イオン冷却水供給および戻りライン２４６１を介して、共通のポンプ吸込ヘッダ２４３０と流体連通している。機械的支援チラー２４５１および２４５２は交互に、膨張タンク２４６０から脱イオン水を抜き出して、機械的支援チラー２４５１および２４５２の動作の冷却段階中に熱を除去し、冷却された脱イオン水を膨張タンク２４６０およびポンプ吸込ヘッダ２４３０に排出して戻す。
【０１７０】
当業者には理解されるように、脱イオン冷却水の供給および戻りは、第１の冷却水供給および戻りライン２４６１を介して交互の順番で生じるものとして図示されているが、脱イオン冷却水の供給および戻りは、機械的支援チラー２４５１および２４５２と共通のポンプ吸込ヘッダ２４３０との間の別個の供給および戻りラインを介して行うこともできる。その場合、機械的支援チラースキッド２４５０は、別個のポンプ機能（図示せず）と、連続冷却動作モードのためにポンプ吸込ヘッダ２４３０へ／からの別個の供給および戻りライン（図示せず）とを備える。
【０１７１】
図５の密結合型冷却システム２０００に関して上述したように、第１の冷却回路２４０１の脱イオン冷却水供給ライン２４０３ａは、一般にモジュール型データポッド５０内に延在する第１の供給接続ヘッダ２１０１ａと流体連通し、一次冷却コイル５３１〜５３５と流体連通している。冷媒ガスを輸送する代わりに、第１の供給接続ヘッダ２１０１ａは、一次冷却コイル５３１〜５３５を通して脱イオン水を輸送し、次いで、加熱された脱イオン水を、脱イオン冷却水戻りライン２４０３ｂと流体連通している第１の戻り接続ヘッダ２１０１ｂに排出する。
【０１７２】
上記のように、脱イオン冷却水戻りライン２４０３ｂは、熱を熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａに輸送する。熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂでの冷却水の流れは、第１の冷却回路２４０１の脱イオン冷却水供給ライン２４０３ａ内の温度に応じて作動される温度もしくは流量制御弁によって制御される。
【０１７３】
同様に、第２の冷却回路２４０２の脱イオン冷却水供給ライン２４０３ａは、一般にモジュール型データポッド５０内に延在し、かつ二次冷却コイル２１〜２５と流体連通している第２の供給接続ヘッダ２１０２ａと流体連通している。ここでも、冷媒ガスを輸送する代わりに、第２の供給接続ヘッダ２１０２ａは、ここでは第２の冷却コイル２１〜２５を通して脱イオン水を輸送し、次いで、加熱された脱イオン水を、脱イオン冷却水戻りライン２４０３ｂと流体連通している第２の戻り接続ヘッダ２１０２ｂに排出する。ここでも、脱イオン冷却水戻りライン２４０３ｂは、熱を熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａに輸送する。
【０１７４】
また、第３の冷却回路２４０３の脱イオン冷却水供給ライン２４０３ａは、一般にモジュール型データポッド５０内に延在し、かつ１つ以上の第３の冷却コイル３０と流体連通している第３の供給接続ヘッダ２１０３ａと流体連通している。ここでも、冷媒ガスを輸送する代わりに、第３の供給接続ヘッダ２１０３ａは、脱イオン水を１つ以上の第３の冷却コイル３０を通して輸送し、次いで、加熱された脱イオン水を、脱イオン冷却水戻りライン２４０３ｂと流体連通している第３の戻り接続ヘッダ２１０３ｂに排出する。ここでも、脱イオン冷却水戻りライン２４０３ｂは、熱を熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａに輸送する。
【０１７５】
図６に関する上の記載と同様に、湿球温度が所定の限界以上になった場合、機械的支援チラー２４５１および２４５２のうちの一方または両方を、冷却回路２４０１、２４０２および２４０３のうちの１つ以上を通して流れる脱イオン水を過冷却するように作動させる。
【０１７６】
従って、第１の冷却回路２４０１、第２の冷却回路２４０１および第３の冷却回路２４０３をそれぞれ、１つ以上のモジュール型データポッドの最初の設置後の特定の時間における熱負荷要求に応じて、個々のモジュール型データポッド内に設置し、段階的または必要に応じて動作させることができる。
【０１７７】
また、空冷式凝縮器または他の種類の凝縮器を用いて、除熱を達成することができる。本システムの冷水側２４２０ｂは、任意の除熱用媒体、例えば、空冷、冷却塔、流体冷却器、グリコール水および地熱を含むことができる。当該回路は、冗長ポンプを有することができる。脱イオン水ループ温度の制御および調整は、熱交換器の低温側に位置する調整弁の制御によって管理される。調整弁２４１５は、所定の設定点に基づいて開放および閉鎖する。本システムは、モジュール型データポッドの内部条件を監視し、かつ内部温度および具体的なラック負荷要求に基づいて冷却システム出力を調整する制御論理を備える。携帯型脱イオン水および膨張タンクを使用して、必要に応じて冷却システムに水を供給する。
【０１７８】
従って、本データポッドは、脱イオン水もしくは冷媒冷却コイルのいずれか一方を使用することができる。各セットのコイルは、タンデム（高い要求に応じるために）に、あるいは冗長バックアップ回路として使用することができる個々の回路を有する。例えば、本データポッドは、典型的な条件に対して一次セットのコイルを使用し、他の条件に対して１つ以上の追加のセットのコイルを使用することができる。
【０１７９】
図９〜図１１は、図３の一般的なモジュール型データポッド１０と同様であるがいくつかの違いを有するモジュール型データポッド８０”を示す。図３に関して上に記載した一般的なモジュール型データポッド１０と比べて、図９に示すモジュール型データポッド８０”は、さらなる「Ａ型フレーム」冷却回路２６０１を備える。一実施形態では、「Ａ型フレーム」冷却回路２６０１は、図１２および図１３に関して以下に記載する第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。「Ａ型フレーム」冷却回路２６０１は、図９に示す空気循環器支持構造８１６と共に図１０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た「Ａ型フレーム」熱交換器アセンブリ３４００を有する。
【０１８０】
図９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８００１’内に流入する。その後、空気は、第３の体積８００３’の中に上方に循環して、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。
【０１８１】
モジュール型データポッド８０”は、図１２および図１３に関して以下に説明するように第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。
【０１８２】
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’の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、専用の電力供給部、例えばデータポッド筐体１０８”の下端８１１’に位置する１つ以上のバッテリ８３２を備える。
【０１８３】
図９から分かるように、外壁部材１０８３’および１０８７’は、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。
【０１８４】
図１０は、モジュール型データセンタポッド８０”の上側平面図である。モジュール型データポッド８０”は、モジュール型データセンタポッド８０”が各外壁部材１０８１’〜１０８８’に沿ってより少ないサーバラックを備えること以外は、図２Ｇのモジュール型データセンタポッド８０’とほぼ同一である。例えば、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８８ｂ’は、２つのサーバラック８０４’および８０６’を備える。サーバラックは、図１０に示す「Ｕ字型」形状、または他の形状で配置されていてもよい。
【０１８５】
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。
【０１８６】
図１１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、かつ水溜め８５２を通して気流を垂直上方に押し流すように構成された空気循環器８１６ａおよび８１６ｂを示す、モジュール型データセンタポッド８０”の下側平面図である。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」の形状を呈している。
【０１８７】
一実施形態では、図１２〜図１３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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
図１３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。
【０１９０】
図１２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。
【０１９１】
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に運び、冷却剤を第２の熱交換器３１０２ａ〜ｎから副分岐部２７０６ａ〜ｎを介して運ぶ。
【０１９２】
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２７０１ｂ２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。
【０１９３】
第２の流体経路２７０２ａ〜ｂは、熱交換器３３０１ａ〜ｎ、３２１３ａ〜ｎおよび３２１４ａ〜ｎを冷却するための第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。
【０１９４】
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１３に示す主凝縮器１３００の入口に運ばれる。
【０１９５】
図１３に示すように、第１の冷却回路２６０１は、図６の冷却システム１０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、冷却システムの第１の回路１００の第１の供給経路４１００ａおよび第１の戻り経路４１００ｂに結合されている。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によって支援されていてもよい。
【０１９６】
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、過冷却圧縮機４４１０および過冷却凝縮器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。
【０１９７】
図１２に関して上述した冷却システム４０００に関する記載の利点を享受した後は、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。
【０１９８】
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、マイクロチャネルコイル）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、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。
【０１９９】
図１４は、モジュール型データポッド、例えば、図２Ａ〜図２Ｇおよび図３〜図１３のモジュール型データポッド１０、５０、６０、７０、８０、９０、１００および８０’のための水冷式冷却システム３０００の概略図である。本実施形態では、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂは、冷却システム３０００のために、環境への熱の排出を行う。但し、他の実施形態では、他の流体冷却器および乾燥冷却器などの他の伝熱機器を使用することができる。本冷却システムは、二重冗長パイプ主管および機器（ポンプおよび冷却塔）も備える。
【０２００】
より詳細には、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂからの冷却された水は、共通の冷却水供給ヘッダ３１０１内に排出する。完全に冗長な、あるいは代わりに半分の容量のポンプ３１０２ａおよび３１０２は、ポンプ３１０２ａが分岐ライン３１０１ａを介して吸込みを行い、およびポンプ３１０２ｂが分岐ライン３１０１ｂを介して吸込みを行うように、供給ヘッダ３１０１および別個の冷却水供給ヘッダ分岐ライン３１０１ａおよび３１０１ｂを介して、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂと流体連通している。
【０２０１】
冷却システム３０００は、主パイプおよびモジュール型データポッドを主パイプに接続する分岐パイプ上に、逆戻りパイプ回路を備える。より詳細には、本開示の一実施形態では、第１のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０３ａは、冷却水を１つ以上のモジュール型データポッド８０に供給するための冷却水供給ヘッダ分岐ライン３１０１ａと流体連通している。同様に、第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０３ｂは、冷却水を１つ以上のモジュール型データポッド８０に供給するための冷却水供給ヘッダ分岐ライン３１０１ｂと流体連通している。
【０２０２】
冷却水は、モジュール型データポッド８０の補助筐体８１８を通る第１および第２の冷却水供給分岐ライン３１０３ａおよび３１０３ｂのそれぞれの部分を介して１つ以上のモジュール型データポッド８０に供給される。
【０２０３】
第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０３ａおよび３１０３ｂはそれぞれ、冷却水システム３０００への逆戻り機能を与えるために「Ｕ字型」の形状で構成および配置されている。
【０２０４】
補助筐体８１８を通り、かつ１つ以上のモジュール型データポッド８０内の機器によって加熱された冷却水は、第１および第２のモジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１１３ａおよび３１１３ｂの部分をそれぞれ介して冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂに戻される。第１および第２のモジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１１３ａおよび３１１３ｂはそれぞれ、別個の冷却水戻りヘッダ分岐ライン３１１１ａおよび３１１１ｂをそれぞれ介して、共通の冷却塔水戻りヘッダ３１１１および冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂと流体連通している。
【０２０５】
同様に、冷却水は、別のモジュール型データポッド８０の補助筐体８１８を通る第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０５ａおよび３１０５ｂの部分をそれぞれ介して１つ以上のモジュール型データポッド８０に供給される。
【０２０６】
第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０５ａおよび３１０５ｂもそれぞれ、冷却水システム３０００に逆戻り機能を与えるために「Ｕ字型」の形状で構成および配置されている。
【０２０７】
ここでも、補助筐体８１８を通り、かつ１つ以上のモジュール型データポッド８０内の機器によって加熱された冷却水は、第１および第２のモジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１１５ａおよび３１１５ｂの部分をそれぞれ介して冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂに戻される。第１および第２のモジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１１５ａおよび３１１５ｂもそれぞれ、別個の冷却水戻りヘッダ分岐ライン３１１１ａおよび３１１１ｂをそれぞれ介して、共通の冷却塔水戻りヘッダ３１１１および冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂと流体連通している。
【０２０８】
一実施形態では、さらなるモジュール型データポッドの必要性が高まった際には、１つ以上のさらなるモジュール型データポッド８０の追加を可能にするために、モジュール型データポッド８０の補助筐体８１８を通る第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０３ａおよび３１０３ｂはそれぞれ、第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０３ａ’および３１０３ｂ’としてそれぞれ延長することができる。
【０２０９】
第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン延長部３１０３ａ’および３１０３ｂ’はそれぞれ、冷却水システム３０００に逆戻り機能を与えるために「Ｕ字型」の形状で構成および配置されている。
【０２１０】
同様に、１つ以上のさらなるモジュール型データポッド８０の追加を可能にするために、第１および第２のモジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１１３ａおよび３１１３ｂもそれぞれ、第１および第２のモジュール型データ戻り冷却水分岐ライン延長部３１１３ａ’および３１１３ｂ’としてそれぞれ延長することができる。
【０２１１】
当業者には理解されるように、１つ以上のモジュール型データポッド８０の追加を可能にするために、第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０５ａおよび３１０５ｂならびに第１および第２のモジュール型データポッド冷却水戻り分岐ライン３１１５ａおよび３１１５ｂもそれぞれ同様に、第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン延長部３１０５ａ’および３１０５ｂ’ならびに第１および第２のモジュール型データポッド冷却水戻り分岐ライン延長部３１１５ａ’および３１１５ｂ’としてそれぞれ延長することができる。
【０２１２】
第１および第２のモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１０５ａおよび３１０５ｂもそれぞれ、冷却水システム３０００に逆戻り機能を与えるために「Ｕ字型」の形状で構成および配置することができる。
【０２１３】
逆戻り機能に関する上の記載から分かるように、モジュール型データポッドを冷却塔に接続するパイプ回路の総経路長さは、各モジュール型データポッドにおいて同じである。この逆戻り特徴により、回路上の隣接するポッドのシステム停止を必要としたり隣接するモジュール型データポッドの動作に影響を与えたりすることもなく、モジュール型データポッドを冷却システムに追加したり、そこから除去したりすることができる。実際に、この特徴により、本冷却システムの全体動作に影響を与えずに意のままにモジュール型データポッドを追加および除去するという柔軟性のあるデータ場所を可能にする。
【０２１４】
本開示の実施形態に係るモジュール型データポッド設計のモジュール性に加えて逆戻り特徴を設けることにより、モジュール型データポッドを比較的容易に追加、除去および再積み重ねすることができる。従って、モジュール型データポッドを「ジャストインタイム」式に設置することができる。また、本モジュール型データポッドは、前もって必要なインフラ作業が少なく、よって、経時的な段階的負荷を有する典型的なデータセンタよりも費用がかからない。
【０２１５】
図１５は、高湿球条件が時折生じ得る低湿球環境のための冷却システム３０００’の概略図である。冷却システム３０００’は、冷却システム３０００がモジュール型チラー３１５０をさらに備えること以外は、図１４に関して上に記載した冷却システム３０００と同一である。冷却システム３０００’は、低湿球条件に有効な１つ以上の冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡもしくはＣＴ−２Ｂまたは他の流体冷却器と、高湿球条件に有効なモジュール型チラー３１５０とを備える。
【０２１６】
より詳細には、モジュール型チラー３１５０は、第１および第２のモジュール型チラー吸込ライン３１３１ａおよび３１３１ｂをそれぞれ介して、別個の第１および第２の冷却水戻りヘッダ分岐ライン３１１１ａおよび３１１１ｂとそれぞれ流体連通し、かつ第１および第２のモジュール型チラー排出ライン３１２１ａおよび３１２１ｂをそれぞれ介して、別個の第１および第２の冷却水供給ヘッダ分岐ライン３１０１ａおよび３１０１ｂとそれぞれ流体連通しているため、モジュール型チラー３１５０により、１つ以上の冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂの周りに迂回路が得られる。
【０２１７】
高湿球条件下では、モジュール型チラー３１５０は、冷却器水を第１および第２の冷却水供給ヘッダ分岐ライン３１０１ａおよび３１０１ｂにそれぞれ注入することにより、１つ以上のモジュール型データポッド８０に追加の外部機械的支援冷却を与えるために作動する。
【０２１８】
冷却システム３０００’は、冷却システムが水または他の冷却流体を冷却するために別個のチラーをほとんどもしくは全く必要とすることなく動作できるように、モジュール型データポッドハチの巣体に結合することができる。
【０２１９】
図１６は、モジュール型データポッド、例えばモジュール型データポッド８０が結合されている既存の水冷式冷却システムを備えた水冷式冷却システム３１１０の一部の概略図である。モジュール型データポッド８０は、全種類の水冷式および冷媒冷却式冷却システムから供給されるように設計されていてもよい。モジュール型データポッド構造８０は、新しいもしくは既存の復水、グリコール、地熱、廃水もしくは冷媒冷却システム上で動作するように設計されていてもよい。
【０２２０】
図１６に示すように、モジュール型データポッド８０からの配管は、既存の冷水回路に結合されている。特に、既存のチラー水回路は、供給ヘッダ３２０１および戻りヘッダ３２０２を備える。本モジュール型データポッドは、典型的な快適な冷却システムよりも高い冷却空気温度を使用するため、データポッドからの配管は、冷水戻りライン上の冷水回路の「より温かい側」もしくは「消費側」に結合されていてもよい。より詳細には、水冷式冷却システム３１１０は、冷水側３１６１ａおよびモジュール型データポッド側３１６１ｂを有する熱交換器３１６１を備える。冷水側３１６１ａは、熱交換器３１６１冷却水供給ライン３１６０を介して、既存の冷水戻りヘッダ３２０２と流体連通している。
【０２２１】
冷水戻りヘッダ３２０２からの「消費側」の水は、１つ以上の冷水循環ポンプ、例えば、ポンプ３１６２Ａおよび３１６２Ｂにより、熱交換器３１６１の冷水側３１６１ａの入口を通って流れる。水が熱交換器３１６１の冷水側３１６１ａの入口にある水と比べて温度が上昇している熱交換器３１６１の冷水側３１６１ａの出口も、ポンプ３１６２Ａおよび３１６２Ｂおよび熱交換器３１６１冷水戻りライン３１６３を介して、冷水戻りヘッダ３２０２と流体連通している。
【０２２２】
モジュール型データポッド側３１６１ｂは、モジュール型データポッド冷却水供給ヘッダ３１６５を介して１つ以上のモジュール型データポッド８０と流体連通している。モジュール型データポッド冷却水供給ヘッダ３１６５は、熱交換器３１６１のモジュール型データ供給側３１６１ｂの出口からモジュール型データポッド冷却水供給ヘッダ３１６５に水が流れるように、１つ以上のモジュール型データ供給冷却水供給ポンプ、例えば、ポンプ３１６４Ａおよび３１６４Ｂを介して、熱交換器３１６１のモジュール型データポッド側３１６１ｂと流体連通している。１つ以上のモジュール型データポッド８０は、モジュール型データポッド８０の補助筐体８１８を通るモジュール型データポッド冷却水供給ヘッダ分岐ライン３１６６の一部と流体連通している。
【０２２３】
補助筐体８１８を通り、かつ１つ以上のモジュール型データポッド８０内の機器によって加熱された冷却水は、モジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１６７の一部を介して、既存の冷水戻りヘッダ３２０２に戻される。モジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１６７は、共通の熱交換器モジュール型データ供給側ヘッダ３１７０を介して、熱交換器３１６１のモジュール型データポッド側３１６１ｂへの入口と流体連通している。
【０２２４】
同様に、冷却水は、別のモジュール型データポッド８０の補助筐体８１８を通るモジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１６８の一部を介して、１つ以上のモジュール型データポッド８０に供給される。
【０２２５】
ここでも、補助筐体８１８を通り、かつ１つ以上のモジュール型データポッド８０内の機器によって加熱された冷却水は、モジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１６９の一部を介して、熱交換器３１６１のモジュール型データポッド側３１６１ｂの入口に戻される。モジュール型データポッド冷却戻り分岐ライン３１６８も、共通の熱交換器モジュール型データ供給側ヘッダ３１７０を介して、熱交換器３１６１のモジュール型データポッド側３１６１ｂの入口と流体連通している。
【０２２６】
モジュール型データポッド冷却水供給分岐ライン３１６８および３１６８も、冷却水システム３１１０に逆戻り機能を与えるために、「Ｕ字型」の形状で構成および配置されていてもよい。
【０２２７】
本モジュール型データポッドには、他の冷却目的のために使用され、かつ冷却製造機（すなわちチラー）に戻る途中である冷水を供給することもできる。本データポッドは、極めて高い効率レベルで動作し得、本制御システムは、システム最適戦略の完全な利点を組み込みかつ十分に活用するように修正することができる。これらの戦略は、データポッドエネルギー使用の費用を削減するだけでなく、既存の冷水プラントの運用費も削減する。
【０２２８】
上記から分かるように、図２Ａ〜図２Ｇを再度参照すると、一実施形態では、本開示は、多角形状に各壁部材の少なくとも１つの縁部に沿って互いに隣接して接合された壁部材およびデータポッドカバー部材を含む筐体と、壁部材の内面とコンピュータラックの第１の側面との間に第１の体積とコンピュータラックの第２の側面から形成された第２の体積とを形成するように筐体内に配置された複数のコンピュータラックと、第２の体積を封じ込むように構成されたコンピュータラックカバー部材であって、コンピュータラックカバー部材およびデータポッドカバー部材により、第１の体積と第２の体積とを結ぶ第３の体積が形成されるコンピュータラックカバー部材と、第１の体積、第２の体積および第３の体積を通して空気を連続的に循環させるように構成された空気循環器とを備えた、モジュール型データポッド、例えば、図２Ａのモジュール型データポッド１０５、図２Ｂのモジュール型データポッド１０６に関する。
【０２２９】
図１７および図１７Ａに示すように、モジュール型データポッド８０および１８０は、データポッドをより容易に段階的に配備することができる著しく適応性のある拡張および縮小可能な特徴を備える。より詳細には、図１７は、データポッドファーム１４００の段階的拡張を示す、より早期の段階でのモジュール型データポッドハチの巣体１４１０の配備における図１のデータポッドファームまたはモジュール型データセンタ１４００の概略図である。図示のように、最初の段階では、部分的ハチの巣体１４１０を配備する。実線で示すデータポッド８０および１８０は、ポンプ、電気部品および冷却塔を含む基礎インフラと共に最初の段階で配備されるデータポッドである。この最初の配備後に、破線で示すより多くのデータポッド８０および１８０および関連する支持システムインフラを追加してもよい。また、経時的に負荷が増加した際には、冷却システムのためにより多くの冷却塔、ポンプおよび他の機器を追加することができる。
【０２３０】
物理的インフラ主管（すなわち、パイプおよび電気ケーブル）を、ハチの巣体の片側に配置する。この配置により、ハチの巣体を支持するために必要なパイプの量が減少する。実際の分岐主管（すなわち、特定のデータポッドのためのパイプおよび電気ケーブル）を各データポッドと共に含め、それにより現場で設置される支持分岐主管の量および現場での支持分岐主管の設置費用が減少する。これにより費用も著しく削減される。
【０２３１】
図１７に示すように、モジュール型データポッド８０または１８０は、データポッドハチの巣体１４１０またはデータポッド鎖１２２、１２４および１２６に追加したりそこから除去したりすることができる。特に、各モジュール型データポッド８０は、モジュール型データポッド８０をデータポッドハチの巣体１４１０に追加することができるシステム構成要素を備える。各モジュール型データポッド８０は、流体／電気回路部８２０を含む補助筐体８１８を備える。流体／電気回路部８２０は、ＨＶＡＣ管および電気導管のセグメントを含んでいてもよい。補助筐体８１８のそれぞれに含まれるＨＶＡＣ管および電気導管のセグメントは、モジュール型データポッド鎖１２２、１２４および１２６上の既存のモジュール型データポッド、新しいモジュール型データポッドおよび将来のモジュール型データポッド間に、補助筐体８１８内部に配置される流体／電気的リンクを形成する。
【０２３２】
補助筐体８１８およびそれらのＨＶＡＣ管および電気導管により、予め配備されたモジュール型データポッドおよび対応する冷却インフラの動作を中断させることなくデータセンタの段階的拡張が容易となる。例えば、図１７のモジュール型データセンタまたはモジュール型データポッドハチの巣体１４１０の最初の配備は、第１の対の冷却塔１３１ａおよび１３１ｂなどの中央冷却装置、供給ライン１１５ａおよび１１５ｂ、戻りライン１２５ａおよび１２５ｂを備える中央冷却流体回路ならびにモジュール型データポッド鎖１２２を有していてもよい。モジュール型データポッド１２２鎖内の各モジュール型データポッドは、共有または共通の流体／電気回路部８２０を含む補助筐体８１８を備える。モジュール型データポッド鎖１２２内の各モジュール型データポッド８０は、例えば、図４に関して上に記載したそれぞれのサーバラック８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０５、８０６、８０７および８０８の上に配置された垂直に配置された上部冷却コイル８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７および８４８のアレイ８４０または頭上型平板コイル８６０を表す共有されない流体／電気回路８２２（データ筐体８５の内部を横切る破線として概略的に示す）の少なくとも一部を含むデータ筐体８５（図１も参照）も備える。
【０２３３】
図１０に図示し、かつ図１０に関して上に記載したケーブルトレイ３４０は、例示的にサーバラック、例えば８０３ａ’および８０７ｃ’の上に設置されており、図９に図示し、かつ図９に関して上に記載した専用の電力供給部、例えば１つ以上のバッテリ８３２は、共有の流体／電気回路部８２０に結合するモジュール型データポッド８０”のデータ筐体１０８”の下端８１１’に位置している。
【０２３４】
従って、共有されない流体／電気回路８２２は、対応するデータ筐体８５内に含まれる電子機器を冷却するように構成されている冷却流体回路、例えばアレイ８４０を備える。共有の流体／電気回路部８２０は、第１の端部８２０ａおよび第２の端部８２０ｂを含む。共有または共通の流体電気部８２０は、互いに直列に結合されており、例えば、第１の共有の流体／電気回路部８２０の第２の端部８２０ｂは、流体／電気回路鎖１７０５を形成するように、隣接する第２の共有の流体／電気回路部８２０の第１の端部８２０ａ’に結合されている。
【０２３５】
図１７に示すように、共通の流体／電気回路鎖１７０５の同じ側にある隣接するデータ筐体、例えばモジュール型データポッド８０は、補助筐体、例えば補助筐体８１８’へのユーザアクセスを提供する経路を形成する。
【０２３６】
図１７に関連して、図１７Ａは、モジュール型データポッド８０および１８０の複数体８００−１の例示的な実施形態の詳細であり、それらの流体／電気回路部８２０は、第１および第２の端部８２０ａ、８２０ａ’および８２０ｂ、８２０ｂ’をそれぞれ有し、かつ第１および第２の端部８２０ａおよび８２０ｂ’をそれぞれ有する第１の流体／電気回路１７０５１を形成するように、互いに直列に結合されている。モジュール型データポッド１８０は、モジュール型データポッド８０のデータ筐体８５の構成とほぼ同一の構成を有するデータ筐体８５を有する。但し、モジュール型データポッド１８０は、モジュール型データポッド８０に対して交互の構成で第１の流体／電気回路部１７０５１に結合されているため、モジュール型データポッド１８０と共に含まれる補助筐体８１８’の流体／電気回路部８２０の供給ライン１１５ａおよび１１５ｂおよび戻りライン１２５ａおよび１２５ｂへの接続は、ブロック８２４’によって表わされているように、モジュール型データポッド８０と共に含まれる補助筐体８１８の流体／電気回路部８２０の供給ライン１１５ａおよび１１５ｂおよび戻りライン１２５ａおよび１２５ｂへの接続に対して逆の順序である。
【０２３７】
第１の共有の流体／電気回路１７０５１は、中央冷却流体回路１４３０の流体供給ライン１１５ａおよび１１５ｂならびに流体戻りライン１２５ａおよび１２５ｂへの第１の端部１７１０に結合されている。以下に説明するように、さらなるモジュール型データポッド能力が必要となる時まで、流体供給ライン１１５ａおよび１１５ｂならびに流体戻りライン１２５ａおよび１２５ｂは、Ｕベンドまたは１８０°エルボ１７５０ａおよび１７５０ｂをそれぞれ介して、共有の流体／電気回路鎖１７０５の第２の端部１７２０に一時的に結合されていてもよい。簡潔にするために、特に断りのない限り、モジュール型データポッド８０および補助筐体８１８に関する以下の記載における参照は、モジュール型データポッド８０’および補助筐体８１８’にも適用されるものとする。
【０２３８】
共有または共通の流体／電気回路鎖１７０５は、少なくとも１つの供給ライン１１５ａおよび少なくとも１つの戻りライン１２５ａを備える。供給および戻りライン１１５ａおよび１２５ａは、逆戻り構成で配置されていてもよい。例えば、対応する補助筐体８１８内に含まれる共有または共通の流体／電気回路部８２０はそれぞれ、４つの供給ラインセグメントおよび２つの戻りラインセグメントを含んでいてもよい（例えば、逆戻り機能を提供するための交互の供給ヘッダ２１５２ａと比べてより長い総長さを提供するために、供給ヘッダ２１５１ａをループまたはベンド２１５１’ａと共に物理的に設置することができ、かつ同様に、逆戻り機能を提供するために交互の戻りヘッダ２１５２ｂと比べてより長い総長さを提供するために、戻りヘッダ２１５１ｂをループまたはベンド２１５１ｂ’と共に物理的に設置することができることを示している図７の詳細７Ａに関する記載を参照）。
【０２３９】
共有の流体／電気回路部８２０は、図７に示すように、補助筐体８１８の内部に完全に含まれていてもよく、あるいは、図１７の位置１７１５において共有の流体／電気回路部８２０によって示すように、一部が、筐体８１８を超えて外側に部分的に延在していてもよい。各モジュール型データポッド８０の補助筐体８１８内のパイプチェース（図示せず）は、パイプ回路のうちの１つが失敗した場合に冗長性を与えるための二重逆戻りパイプ回路セグメントを備える。これらの回路は、各新しいモジュール型データポッドがモジュール型データポッド鎖上に配備された際に冷却システムの逆戻り機能を持続させる。この特徴により、運転停止または高価な水システムバランシング問題を引き起こすことなくモジュール型データポッドの追加または除去が可能となる。他の実施形態では、本モジュール型データポッドは、直接供給主管（逆戻り主管に対して）または単一の非冗長主管を備える（例えば、共通の冷却流体回路は、単一の供給ラインおよび単一の戻りラインを備える）。自己バランシング、信頼性および冗長性問題があまり重要でないティア１型の施設においてこれらのモジュール型データポッドを使用することができる。
【０２４０】
一対の冷却塔は、中央冷却流体回路に流体結合しており、モジュール型データポッドの第１の鎖の冷却要求の少なくとも一部を支持するように構成されている。特に、一対の冷却塔は、好ましい環境条件、例えば、好ましい周囲湿球温度下でモジュール型データポッド鎖の冷却要求の全てを支持するように構成されている。
【０２４１】
上記のように、各モジュール型データポッドは、データ筐体および補助筐体８１８を備える。図１７に示すように、補助筐体の共有の流体／電気回路部は、線形経路を形成するように直列に互いに結合されている。データ筐体は、この線形経路の交互面において対応する補助筐体に結合されている。線形経路の同じ側の隣接するデータ筐体により人が補助筐体にアクセスすることができる経路が形成されるように、データ筐体を形成および寸法決めすることができる。データ筐体は、六角形または八角形などの多角形状をなすことができる。モジュール型データポッドのこの構成により、従来のデータセンタと比べて非常に小さい設置面積を有するデータセンタが得られる。１平方フィート当たりのデータ容量をさらに増加させるために、モジュール型データポッドを互いの上に積み重ねてもよい。
【０２４２】
最初の配備後に、本モジュール型データセンタは、さらなるデータ容量を必要とすることがある。従って、第２段階では、第２のモジュール型データポッド鎖および第３のモジュール型データポッド鎖を、モジュール型データセンタ１４００の最初の配備と同様の方法で、中央冷却流体回路に結合してもよい。第１の対の冷却塔ＣＴ−１ＡおよびＣＴ−１Ｂが、さらなる鎖のモジュール型データポッド８０の冷却要求に対応するのに十分な能力を有していない場合、第２段階で、第２の対の冷却塔ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂなどの第２の中央冷却装置を中央冷却流体回路に流体結合してもよい。将来の配備段階では、さらなるモジュール型データポッドを、第１および第２の鎖８０に追加してもよい。このように、本モジュール型データセンタは、経時的に継ぎ目なく拡張される。また、図１７に示すように、中央冷却流体回路は、逆戻り構成で供給および戻りラインを備える。
【０２４３】
モジュール型データファーム１４００の段階的拡張に関する記載を容易にするために、図１７Ｂは、本開示の実施形態に係るデータポッドファーム１４００およびデータポッドハチの巣体１４１０の段階的拡張を示す、図１および図１７のモジュール型データファーム１４００ならびに図１７Ａのモジュール型データポッド８０および１８０の複数体８００−１の一部の簡易ブロック図である。より詳細には、８００−２、８００−３、８００−４および８００−５として表されているブロックは、図１７Ａのモジュール型データポッド８０および１８０の第１の複数体８００−１とほぼ同一の図１７Ａの複数のモジュール型データポッド８０および１８０を表す。１７０５２として表されているブロックは、モジュール型データポッド８０および１８０の第２の複数体８００−２に含まれている流体／電気回路１７０５２を表す。１７０７１として表されているブロックは、モジュール型データポッド８０および１８０の第３の複数体８００−３に含まれている流体／電気回路１７０７１を表す。１７０７２と表されているブロックは、モジュール型データポッド８０および１８０の第４の複数体８００−４に含まれている流体／電気回路１７０７２を表す。同様に、１７０９１として表されているブロックは、モジュール型データポッド８０および１８０の第５の複数体８００−５に含まれている流体／電気回路１７０９１を表す。
【０２４４】
１４３０および１４３０’として表されているブロックは、中央冷却流体回路１４３０を備える中央冷却システム１４２０の簡易表示ならびに中央冷却システム１４２０に含まれている冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂのブロック図表示１４３０’である。
【０２４５】
図１７Ａを再度参照すると、データポッドハチの巣体１４１０の最初の配備段階では、モジュール型データポッド８０および１８０の第１の複数体８００−１の流体／電気回路部８２０は、第１の端部８２０ａおよび第２の端部８２０ｂ’を有する第１の流体／電気回路１７０５１を形成するように互いに直列に結合されている。
【０２４６】
図１７Ｂを参照すると、第１の流体／電気回路１７０５１の第１の端部８２０ａは、ここでは第１の端部８２０ａ１として表されており、第２の端部８２０ｂ’は、ここでは８２０ｂ１として表されている。第１の端部８２０ａ１は、中央流体／電気回路１４３０に結合されている。例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂの１つ以上によって表されている中央冷却装置１４３０’は、中央冷却回路１４３０に結合されており、それにより第１の流体／電気回路１７０５１を中央冷却装置１４３０’に結合している。
【０２４７】
モジュール型データポッド８０および１８０の第１の複数体８００−１に関する図１７Ａに関して上に記載した同じ方法で、モジュール型データポッド８０および１８０の第２の複数体８００−２の流体／電気回路部８２０は、第１の端部８２０ａ２および第２の端部８２０ｂ２を有する第２の流体／電気回路１７０５２を形成するように互いに直列に結合されている。
【０２４８】
図１７Ｂを参照すると、第２の流体／電気回路１７０５２の第１の端部８２０ａは、ここでは第１の端部８２０ａ２として表されており、第２の端部８２０ｂ’は、ここでは８２０ｂ２として表されている。第２の流体／電気回路１７０５２の第１の端部８２０ａ２は、ここでは第１の流体／電気回路１７０５１の第２の端部８２０ｂ１に結合されており、それにより、第２の流体／電気回路１７０５２を中央冷却装置１４３０’に結合し、共有の流体／電気回路鎖１７０５を形成している。
【０２４９】
モジュール型データポッド８０および１８０の第１の複数体８００−１に関する図１７Ａに関して上に記載した同じ方法で、モジュール型データポッド８０および１８０の第３の複数体８００−３の流体／電気回路部８２０は、第１の端部８２０ａおよび第２の端部８２０ｂ’を有する第３の流体／電気回路１７０７１を形成するように互いに直列に結合されている。
【０２５０】
図１７Ｂを参照すると、第３の流体／電気回路１７０７１の第１の端部８２０ａは、ここでは第１の端部８２０ａ３として表されており、第２の端部８２０ｂ’は、ここでは８２０ｂ３として表されている。第１の端部８２０ａ３は、中央流体／電気回路１４３０に結合されており、それにより、第３の流体／電気回路１７０７１を中央冷却装置１４３０’に結合している。
【０２５１】
ここでも、モジュール型データポッド８０および１８０の第１の複数体８００−１に関する図１７Ａに関して上に記載した同じ方法で、モジュール型データポッド８０および１８０の第４の複数体８００−４の流体／電気回路部８２０は、第１の端部８２０ａおよび第２の端部８２０ｂ’を有する第４の流体／電気回路１７０７２を形成するように互いに直列に結合されている。
【０２５２】
図１７Ｂを参照すると、第４の流体／電気回路１７０７２の第１の端部８２０ａは、ここでは第１の端部８２０ａ４として表されており、第２の端部８２０ｂ’は、ここでは８２０ｂ４として表されている。第４の流体／電気回路１７０７２の第１の端部８２０ａ４は、ここでは第３の流体／電気回路１７０７１の第２の端部８２０ｂ３に結合されており、それにより、第４の流体／電気回路１７０７２を中央冷却装置１４３０’に結合し、共有の流体／電気回路鎖１７０７を形成している。図１７および図１７Ｂに示すように、流体／電気回路鎖１７０７は、暫定的な終端点１７１１を有しいてもよい。
【０２５３】
さらなるモジュール型データポッド機能に対する要求が増加した際には、共有の流体／電気回路鎖１７０７を、図１７に破線で示すさらなる複数のモジュール型データポッドの設置によって延長してもよい。
【０２５４】
同様に、モジュール型データポッド８０および１８０の第１の複数体８００−１に関する図１７Ａに関して上に記載したように、モジュール型データポッド８０および１８０の第５の複数体８００−５の流体／電気回路部８２０は、第１の端部８２０ａおよび第２の端部８２０ｂ’を有する第５の流体／電気回路１７０９１を形成するように互いに直列に結合されている。
【０２５５】
図１７Ｂを参照すると、第５の流体／電気回路１７０９１の第１の端部８２０ａは、ここでは第１の端部８２０ａ５として表されており、第２の端部８２０ｂ’は、ここでは８２０ｂ５として表されている。第１の端部８２０ａ５は、中央流体／電気回路１４３０に結合されており、それにより第５の流体／電気回路１７０９１を中央冷却装置１４３０’に結合し、流体／電気回路鎖１７０９を形成している。流体／電気回路鎖１７０７に関する上の記載と同様に、図１７および図１７Ｂに示すように、流体／電気回路鎖１７０９は、暫定的な終端点１７１３を有していてもよい。さらなるモジュール型データポッド機能に対する要求が増加した際には、図１７に破線で示すさらなる複数のモジュール型データポッドの設置により、流体／電気回路鎖１７０９を延長してもよい。
【０２５６】
あるいは、当業者には理解されるように、モジュール型データポッド８０および１８０の第３の複数体８００−３および第３の流体／電気回路１７０７１を、中央流体／電気回路１４３０に結合された第２の複数のモジュール型データポッド８０および１８０として設置してもよく、それにより、ここでは第２の流体／電気回路１７０７１を中央冷却装置１４３０’に結合し、暫定的な終端点１７１１と同様の暫定的な終端点１７１１’を有する流体／電気回路鎖１７０７を形成する。第１の流体／電気回路１７０５１は、ここでは暫定的な終端点１７０３を有する。
【０２５７】
次いで、同様に、モジュール型データポッド８０および１８０の第５の複数体８００−５および第５の流体／電気回路１７０９１を、中央流体／電気回路１４３０に結合された第３の複数のモジュール型データポッド８０および１８０として設置してもよく、それにより第３の流体／電気回路１７０９１を中央冷却装置１４３０’に結合し、暫定的な終端点１７１３を有する流体／電気回路鎖１７０９を形成する。
【０２５８】
図１８は、本開示のいくつかの実施形態に係るモジュール型データポッド８０および１８０のための輸送システム１８０１を示す、図１のデータポッドファームまたはモジュール型データセンタ１４００およびモジュール型データポッドハチの巣体１４１０の概略平面図である。
【０２５９】
図１８に示すように、モジュール型データポッド８０および１８０のデータ筐体８５は、クレーン１８０５を用いてモジュール型データポッド鎖１２４から除去され、かつ別の位置への輸送のためにドロップベッドトラクタトレーラ１８１０上に置かれるように設計されていてもよい。クレーン１８０５は、モジュール型データポッド８５のデータ筐体８５を、モジュール型データポッド鎖１２４内の最初の位置１８２１からドロップベッドトラクタトレーラ１８１０上の中間位置１８２３を経て、データポッドファームまたはモジュール型データセンタ１４００から離して輸送するための準備としてドロップベッドトラクタトレーラ１８１０上の最終位置１８２５まで移動させるものとして図示されている。モジュール型データポッド８０および１８０のデータ筐体８５の大きさは、より小型のトラックおよび鉄道平台上に適合するように縮小してもよい。この縮小設計により、本モジュール型データポッドが処理できる総出力電力を減少させる。屋内もしくは屋外環境または用途では、上記輸送システムは、オーバーヘッドガントリー、クレーンおよびレールを備えていてもよい。吊具のために十分な頭上空間が利用可能でない場合、データポッドの鎖間の通路の幅を増加させることができる。これにより、データポッドを容易に除去または配備することができるようにフォークリフトまたは他の等級レベルの吊物装置が通路にアクセスすることができる。
【０２６０】
図１９は、あるデータポッド８０または１８０が位置１９０１、１９０２、１９０３、１９０４、１９０５および１９０６においてハチの巣体１４１０から除去され、かつ除去されたデータポッド８０または１８０を新しいコンピュータシステムまたはサーバと共に再び積み重ねることができるように現場外に輸送された、図１のデータポッドファームまたはモジュール型データセンタ１４００およびモジュール型データポッドハチの巣体１４１０を示す。パイプおよび電気チェースチャンバを備えた補助筐体および流体／電気回路部は、動作したままの隣接するデータポッドを支持するためにパイプおよび電気システムインフラをそのままにしながらデータポッド外被または筐体を除去できるように、所定の位置に留まっている。従って、モジュール型データポッドハチの巣体のこの設計により、残りのデータポッドの動作に影響を与えることなくモジュール型データポッドを追加、除去、修正および改良することができる。
【０２６１】
この設計により、データポッドを新しいコンピュータシステムと再び積み重ねるか、そうでなければ修理する現場または現場外の離れた領域にデータポッドを除去することができるため、時間およびお金が節約される。次いで、再び積み重ねたデータポッドを、同じか異なるデータポッドファーム内に再配備してもよい。データポッドを遠く離れた領域で配備する場合、データポッドを再び積み重ねるか、そうでなければ修理するために技術者および機器を遠く離れた場所に送る必要がないため、この設計により特に時間およびお金が節約される。データポッドを再び積み重ねるか、修理することができる離れた場所に、データポッドを簡単に輸送することができる。
【０２６２】
図２０は、大規模データポッドファーム２００２の概略平面図である。図示のように、隣接するデータポッドファームまたはモジュール型データセンタ１４００および１４００’およびそれぞれのデータポッドハチの巣体１４１０および１４１０’は、鏡像パターンで配置することができる。ハチの巣体の鏡像配置により、ハチの巣体同士の一体化が可能となる。ハチの巣体は、経時的に段階的に配備することができる。各新しいハチの巣体を、それに隣接する鏡像ハチの巣体に対してあらゆる方向に接続することができる。このハチの巣体の群により、ハチの巣体群構造における冗長性が可能となる。
【０２６３】
図示のように、大規模データポッドファームは、隣接するハチの巣体を点検するために使用することができるアクセスロード２００５を備える。図２０に示すように、移動式クレーンおよび／またはトラクタトレーラまたは他の輸送車は、複数のモジュール型データポッドファーム１４００および１４００’を取り囲むアクセスロード２００５を通ってモジュール型データポッドファーム内のモジュール型データポッド８０にアクセスしてもよい。
【０２６４】
データポッドファームの全体設計には、典型的なデータセンタよりも３〜４倍小さな空間に大きなデータポッドファームを配備可能にするために、データポッド形状およびハチの巣体パターンの効率的な使用が組み込まれている。このモジュール型手法は、他のコンテナ化されたモジュール型設計に対して全体にわたるその空間の使用の点ではるかに効率的である。本データポッド自体は、輸送用コンテナの形態のデータポッドなどの典型的な矩形もしくは正方形のモジュール型データポッドよりも非常に密に詰め込むことができる。本開示の実施形態に係るデータポッドは、小さな設置面積の中に同様に組み込まれているモジュール型ポンプ室および電気機器棟から給電することができる。
【０２６５】
図１〜図２０に関する上の記載に関連して、図２１Ａおよび図２１Ｂは、第１の流体、例えば、液体冷媒Ｒ１３４ａまたは同様の冷媒を用いて、電子機器、例えば、図３に図示し、かつそれ関して記載されているサーバ５５１１ａ．．．５１１ｎおよび５３３ａ．．．５３３ｎを冷却する方法４５００の一実施形態を示す。上記方法は、工程４５０１から開始する。工程４５０２では、第１の流体から例えば図６に関して記載したように大気で冷却した第２の流体への伝熱を可能にし、かつ第１の流体のフリークーリングが第１の流体を冷却するのに不十分な程度に第２の流体を機械的に冷却することにより、第１の流体のフリークーリングを行う。第２の流体の機械的冷却は、第２の流体の温度の関数である。
【０２６６】
工程４５０６では、第２の流体を冷却した後、第２の流体を用いて、第２の流体から第３の流体への伝熱を可能にすることにより第１の流体のフリークーリングを行う。工程４５０８では、図６の第３の回路４３００内の過冷却圧縮機４３１０をにより第３の流体を圧縮する。工程４５１０では、第２の流体を用いて第１の流体のフリークーリングを行った後に、調整凝縮器１２００ｂにより、圧縮された第３の流体から第２の流体への伝熱を可能にすることにより、圧縮された第３の流体を凝縮する。より詳細には、圧縮された第３の流体を調整凝縮器１２００ｂにより凝縮する。
【０２６７】
工程４５１２では、凝縮された第３の流体の圧力を、例えば熱膨張弁４３１１を通して低下させて、第３の流体の温度を低下させる。工程４５１４では、大気の湿球温度を検出する。工程４５１６では、例えば過冷却圧縮機４３１０により第３の流体を圧縮する速度を、検出された湿球温度の関数として変化させて、第２の流体の温度を変化させる。
【０２６８】
工程４５１８では、フリークーリングを行った第１の流体を、流体受容器、例えば流体受容器４１２８に受容する。工程４５２０では、流体受容器４１２８に含まれる第１の流体の液面を、例えば液面制御装置４１２７により検出する。
【０２６９】
工程４５２２では、流体受容器４１２８内の検出された液面が第１の所定のレベル未満に低下した場合、第１の流体を機械的に冷却して、第１の流体を凝縮する。第１の流体の機械的冷却を、過冷却圧縮機４４１０を介して流体回路４４００により行い、第４の流体を、冷媒液受容器４１２８の過冷却器コイル４１２９を通して過冷却凝縮器１３００ａ内に流してもよい。工程４５２４では、液体受容器４１２８内の検出された液面が第１の所定の液面よりも高い第２の所定の液面に達した場合、例えば過冷却圧縮機４４１０の動作を終了させることにより機械的冷却を停止させる。
【０２７０】
工程４５２６では、流体受容器４１２８内の第１の流体から第４の流体への伝熱を可能にすることにより、流体受容器４１２８内の第１の流体を冷却する。工程４５２８では、第４の流体を例えば過冷却圧縮機４４１０により圧縮する。工程４５３０では、圧縮された第４の流体から大気で冷却した第２の流体への伝熱を可能にすることにより、圧縮された第４の流体を圧縮する。工程４５３２では、例えば、第４の流体を過冷却凝縮器１３００ａから熱膨張弁４４２０に排出し、そこで第４の流体を膨張させて、凝縮された第４の流体の圧力を低下させ、過冷却器コイル４１２９に戻して第４の流体の温度を低下させる。
【０２７１】
第１の流体、第３の流体および第４の流体は、Ｒ１３４Ａなどの冷媒を含有していてもよく、第２の流体は、水、例えば、復水、冷水またはグリコール溶液を含有している。
【０２７２】
方法４５００は、第１の冷却回路４１００内のフリークーリングを行った第１の流体の温度を検出し、かつ例えば、主凝縮器１３００から排出する際に第１の流体の温度を検出する温度センサ４１２６を介してフリークーリングを行った第１の流体の温度の関数として、第２の冷却回路４２００内の第２の流体の流量を調整する工程も含んでもよい。温度センサ４１２６の値は、主凝縮器１３００の温度を反映している。方法４５００は、工程４５３４で終了する。
【０２７３】
図２２Ａ〜図２２Ｃは、本開示の一実施形態に係るデータセンタを形成するためにモジュール型データポッドを配備する方法４６００を示す。より詳細には、図１、図１７、図１７Ａおよび図１７Ｂに関連して、方法４６００は、工程４６０１から開始する。工程４６０２では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えばモジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第１の複数体８００−１を直列に結合して、第１の端部８２０ａ１および第２の端部８２０ｂ１を有する第１の流体／電気回路１７０５１を形成する。工程４６０４では、第１の流体／電気回路１７０５１の第１の端部８２０ａ１を、中央流体／電気回路１４３０に結合する。工程４６０６では、中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂを、中央流体／電気回路１４３０に結合し、それにより第１の流体／電気回路１７０５１を、複数のモジュール型データポッド８０および１８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成されている中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。
【０２７４】
第１の流体／電気回路１７０５１は、例えば図７に示すように、少なくとも１つの流体供給ラインおよび少なくとも１つの流体戻りライン、例えば、流体供給ヘッダ２１５１ａ、２１５２ａおよび２１５１ｂ、２１５２ｂをそれぞれ備える。図７に関して先に記載したように、流体供給ヘッダ２１５１ａ、２１５２ａおよび流体戻りヘッダは、逆戻り構成で構成されていてもよい。
【０２７５】
図２２Ａ〜図２２Ｂを再度参照すると、工程４６０８では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えばモジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第２の複数体８００−２を直列に結合して、第１の端部８２０ａ２および第２の端部８２０ｂ２を有する第２の流体／電気回路１７０５２を形成する。
【０２７６】
図２２Ａの工程４６１０では、第２の流体／電気回路１７０５２の第１の端部８２０ａ２を、第１の流体／電気回路１７０５１の第１の端部８２０ｂ１に結合し、それにより第２の流体／電気回路１７０５２を中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。
【０２７７】
工程４６１２では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えばモジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第３の複数体８００−３を直列に結合して、第１の端部８２０ａ３および第２の端部８２０ｂ３を有する第３の流体／電気回路１７０７１を形成する。
【０２７８】
工程４６１４では、第３の流体／電気回路１７０７１の第１の端部８２０ａ３を中央流体／電気回路１４３０に結合し、それにより第３の流体／電気回路１７０７１を、複数のモジュール型データポッド８０および１８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成されている中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。
【０２７９】
工程４６１６では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えばモジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第４の複数体８００−４を直列に結合して、第１の端部８２０ａ４および第２の端部８２０ｂ４を有する第４の流体／電気回路１７０７２を形成する。
【０２８０】
工程４６１８では、第４の流体／電気回路１７０７２の第１の端部８２０ａ４を、第３の流体／電気回路１７０７１の第２の端部８２０ｂ３に結合し、それにより第４の流体／電気回路１７０７２を、複数のモジュール型データポッド８０および１８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成されている中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。
【０２８１】
工程４６２０では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えば、モジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第５の複数体８００−５を直列に結合して、第１の端部８２０ａ５および第２の端部８２０ｂ５を有する第５の流体／電気回路１７０９１を形成する。
【０２８２】
工程４６２２では、第５の流体／電気回路１７０９１の第１の端部８２０ａ５を、中央流体／電気回路１４３０に結合し、それにより第５の流体／電気回路１７０９１を、複数のモジュール型データポッド８０および１８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成されている中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。
【０２８３】
中央冷却装置は、図１４、図１５および図１７に示す第１の中央冷却装置、例えば冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂである。冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂのうちの１つが第２の複数のモジュール型データポッド８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすことができない場合、方法４６００は、第２の中央冷却装置ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂを中央流体／電気回路に結合する工程を含む。
【０２８４】
複数のモジュール型データポッド８０の各モジュール型データポッドは、データ筐体、例えば図２Ｄのモジュール型データポッド８０のデータ筐体１０８と、それぞれの共有の流体／電気回路部８２０を含む補助筐体、例えば図２Ｄの補助筐体８１８とを備える。共有の流体／電気回路部８２０は、互いに結合して流体／電気回路鎖１７０５、１７０７または１７０９を画定し、線形経路、例えば、図１７の鎖１２２、１２４、１２６を形成する。方法４６００は、図１７に示すように、データ筐体８５を、共有の流体／電気回路１７０５、１７０７または１７０９の交互面にある補助筐体８１８に結合する工程をさらに含む。本方法は、工程４６２４で終了する。
【０２８５】
図２２Ｄ〜図２２Ｅは、本開示の一実施形態に係るデータセンタを形成するためにモジュール型データポッドを配備する方法４６００の他の実施形態を示す。より詳細には、図１、図１７、図１７Ａおよび図１７Ｂに関連して、方法４６００’は、工程４６０１’から開始する。工程４６０２’では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えば、モジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第１の複数体８００−１を直列に結合して、第１の端部８２０ａ１および第２の端部８２０ｂ１を有する第１の流体／電気回路１７０５１を形成する。工程４６０４’では、第１の流体／電気回路１７０５１の第１の端部８２０ａ１を、中央流体／電気回路１４３０に結合する。工程４６０６’では、中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂを、中央流体／電気回路１４３０に結合し、それにより第１の流体／電気回路１７０５１を、複数のモジュール型データポッド８０および１８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成されている中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。
【０２８６】
第１の流体／電気回路１７０５１は、例えば図７に示すように、少なくとも１つの流体供給ラインおよび少なくとも１つの流体戻りライン、例えば、流体供給ヘッダ２１５１ａ、２１５２ａおよび２１５１ｂ、２１５２ｂをそれぞれ備える。図７に関して先に記載したように、流体供給ヘッダ２１５１ａ、２１５２ａおよび流体戻りヘッダは、逆戻り構成で構成されていてもよい。
【０２８７】
工程４６０８’では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えば、モジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第２の複数体８００−３を直列に結合して、第１の端部８２０ａ３および第２の端部８２０ｂ３を有する第２の流体／電気回路１７０７１を形成する。
【０２８８】
工程４６１０’では、第２の流体／電気回路１７０７１の第１の端部８２０ａ３を、中央流体／電気回路１４３０に結合し、それにより第２の流体／電気回路１７０７１を、複数のモジュール型データポッド８０および１８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成されている中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。
【０２８９】
工程４６１２’では、それぞれの複数のモジュール型データポッド、例えば、モジュール型データポッド８０および１８０の流体／電気回路部８２０の第３の複数体８００−５を直列に結合して、第１の端部８２０ａ５および第２の端部８２０ｂ５を有する第３の流体／電気回路１７０９１を形成する。
【０２９０】
工程４６１４’では、第３の流体／電気回路１７０９１の第１の端部８２０ａ５を、中央流体／電気回路１４３０に結合し、それにより第３の流体／電気回路１７０９１を、複数のモジュール型データポッド８０および１８０の冷却要求の少なくとも一部を満たすように構成されている中央冷却装置、例えば、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡまたはＣＴ−２Ｂに結合する。最終的に、方法４６００’は、工程４６１６’で終了する。
【０２９１】
本開示のモジュール型データポッドは、標準的な快適な冷却温度（例えば、ポッドへの入口において華氏７５度を超える）よりも高い冷却温度を使用するように設計されていてもよい。上記ポッドは、冷水（例えば、脱イオン水）、冷媒、冷水と冷媒のハイブリッドまたは冷気を使用して、冷却温度を典型的な快適な冷却温度よりも高いレベルに維持することができる。冷却空気（または他の冷却流体）の温度を、凝縮から保護するためのモジュール型データポッド外被内において、安全に露点温度を超える温度に維持してもよい。
【０２９２】
本モジュール型データポッドは、１つ以上の加湿器およびモジュール型データポッドの内部空気の湿度を所望のレベルに維持するための関連する制御装置を備えていてもよい。１つ以上の加湿器は、水管理システム（例えば、漏れ制御）をモジュール型データポッドに関連する他のシステムから分離するために、隣接するポンプチャンバ内に収容されていてもよい。また、上記ポッドは、加湿器または水もしくは蒸気を使用する他の方法の組み合わせを用いて、内部空気の湿度を制御してもよい。
【０２９３】
複数のモジュール型データポッドを備えたデータセンタは、典型的な現場組み立て式データセンタよりも少ない基礎インフラを用いて配備することができる。これにより、初期の配備段階で高いデータ負荷を有することが意図されていない現場に対して最初にかかる費用が節約される。本システムはスケーラブルであり、初期の配備に必要なインフラが非常に少ない。
【０２９４】
電気、機械およびＩＴインフラシステム上の構成要素の大部分を、プレハブの支持構造に組み込むことができ、これにより、現場にデータポッドシステムを配備するのに要する時間およびお金が著しく削減される。
【０２９５】
本冷却システムおよびモジュール型データポッドの設計により、意図したデータセンタ計画のティア特有の必要性に適合させるための柔軟性が得られる。倉庫用ハチの巣体およびファーム用ハチの巣体などの大型の配備システムは、経時的にその必要性が生じた場合に、本システムがティア機能を拡張することができる拡張可能な特徴を有するように設計されている。本システムのティア性能を経時的に増加させる方法を、ハチの巣体の共有という。基本的なシステム設計は、弁構成要素と、本システムに隣接するハチの巣体内の冷却源から供給することができる緊急制御戦略とを備える。このハチの巣体の連結特徴により、モジュール型データポッドに必要に応じて追加の冷却源から供給することができる。
【０２９６】
冷却システム１０によって提供される冷却プロセス（サイクル）により、大気条件（湿球温度）とＩＴラック冷却部への流入空気温度とのアプローチ温度において精密交差が可能となる。上記サイクルは、環境条件が許せば、環境条件（低湿球温度）を利用してラック冷却負荷を完全に処理するように設計されている。上記システムは、湿球温度におけるスパイクに関わらず冷却負荷を処理することができる過冷却プロセスのバックアップシステムも備える。これは、冷却媒体（Ｒ１３４ａ）または他の冷媒の比熱特性を最適化することにより達成される。
【０２９７】
冷却システム１０によって提供される間接的な冷却サイクルは、ＤＸもしくはチラー能力のいずれかのために通常必要な大きさよりも約１５％も小さい大きさにすることができる過冷却システムを利用して、ＩＴラック入口温度を維持することができる。
【０２９８】
本モジュール型データポッドは、データポッドハチの巣体またはデータポッド鎖に追加またはそれらから除去されるように設計されている。特に、各モジュール型データポッドは、モジュール型データポッドをハチの巣体に追加することができるシステム構成要素を備えるように設計されている。モジュール型データポッド鎖上の既存のモジュール型データポッド、新しいモジュール型データポッドおよび将来のモジュール型データポッド間にリンクを形成するために、上記ＨＶＡＣ管および電気導管が各モジュール型データポッド内に含まれている。
【０２９９】
各モジュール型データポッドのパイプチェースは、二重逆戻りパイプ回路を備える。これらの回路は、各新しいモジュール型データポッドがモジュール型データポッド鎖上に配備される際に、本システムの逆戻り機能を持続させることを目的としている。この特徴により、運転停止や高価な水システムバランシング問題を引き起こすことなく、ポッドの追加または除去が可能となる。あるいは、モジュール型ポッドは、直接供給主管（逆戻り主管に対して）または単一の非冗長主管を備えていてもよい。これらのポッドは、自己バランシング、信頼性および冗長性問題があまり重要でないティア１型の施設上で使用することができる。
【０３００】
各流体またはパイプ回路には、パイプ回路を配備し、パイプ回路を特定地域向けの動作流体で充填し、かつパイプ回路を作動させるために必要な弁および付属物が取り付けられている。本システムには、逆戻り回路を持続または延長することができる厳しいプロセスが組み込まれていてもよい。本プロセスは、充填工程、排気工程、およびモジュール型データポッドをモジュール型データポッドの本システムに導入する前に回路を流体静力学的に試験する工程を含む。このプロセスは、パイプ回路が輸送時または配備中に絶対に損なわれないように、工場で行われる流体静力学的もしくは空気圧的適合試験を二重に行う。これにより、隣接するモジュール型データポッドの動作に影響を与えたり、高価な意図していない運転停止を引き起こしたりすることなく、モジュール型データポッドをデータポッドシステムに継ぎ目なく追加することができる。
【０３０１】
各ポッド鎖上の端部ユニットは、２つの逆戻り回路のそれぞれの上に迂回Ｔ字型構成を備える。これにより、データポッド鎖上に前からあるデータポッドの運転を停止することなく、将来のポッドのデータポッド鎖への拡張を可能にする。
【０３０２】
データポッドハチの巣体内の各データポッド鎖は、例えば、モジュール型データポッドの下部に位置する一体化されているが完全に取り外し可能な二重パイプ、電気およびＩＴシステムインフラを含むように設計されている。この機械／電気チェース部は、主データポッド外被から分離されるように設計されている。後部すなわち補助筐体は、データ外被または筐体を除去することができるように主ポッドアセンブリから取り外し可能である。本モジュール型データポッドは、コンピュータサーバを再び積み重ねるかモジュール型データポッドの機械、電気もしくは制御システムを維持またはアップグレードするために、現場外位置に定期的に除去してもよい。パイプおよび導管は、パイプおよび導管のモジュール型データポッドアセンブリからの取り外しを容易にし、かつそこへの再取り付けを容易にするための取り付け機構（例えば、フランジまたは離脱ボルトあるいはワイヤリングハーネスプラグ）を備えていてもよい。パイプおよび導管チェースは、チェースとモジュール型データポッド外被との間に水密シールを得るための壁、膜およびシーラントを含んでいてもよい。
【０３０３】
モジュール型データポッド８０を屋外環境に設置する場合、各モジュール型データポッド８０のパイプ回路は、ヒートトレース、断熱および断熱保護を含んでいてもよい。各モジュール型データポッドは、アラームおよびステータス情報を提供し得るＢＭＳと共に完全に組み込まれているそれ自体のヒートトレースパネルを有していてもよい。
【０３０４】
各ポッドは、各コイル列の下に漏水格納槽を備えていてもよい。上記槽は、ＢＭＳに接続された漏れ検出器を備えていてもよい。ＢＭＳは、漏れまたは他の異常状態（例えば、本モジュール型データセンタ外被内の高湿度）が検出された場合に、アラームを作動するか、そうでなければオペレータに通知することができる。
【０３０５】
各ポッドには、本モジュール型データセンタ外被、ポンプ、熱交換器チャンバ、および取り外し可能なパイプ／電気チャンバ内の戦略点に配備することができる漏れ検出センサが取り付けられていてもよい。漏れ検出システムは、アラームおよびステータス情報を提供することができるＢＭＳと完全に一体化されていてもよい。
【０３０６】
本モジュール型データポッドは、完全に冗長な４０ｋＷサーバラックなどの高密度サーバ機器を処理するように設計されている。本モジュール型データポッド設計は、サーバ技術における進歩の結果としてのサーバ機器の１立方フィート当たりの電力出力の増加に対応するように拡張可能である。本モジュール型データポッド設計の拡張には、熱交換器およびポンプ機器の再取り付けならびにサーバラックへの配電が必要となり得る。本モジュール型データポッド設計を拡張するためになされるあらゆる修正の程度は、電力出力の増加量に依存し得る。
【０３０７】
本モジュール型データポッド冷却主管は、鋼管、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）管、ステンレス鋼管、銅管、ガラス繊維管、鉄筋コンクリート管（ＲＣＰ）、または他の種類の管であってもよい。管の種類、ゲージ、強度および厚さは、特定のデータポッドシステムの要求によって決まる。
【０３０８】
本モジュール型データポッドは、大量生産されたものであっても所与の仕様に応じるように個々にカスタムメイドされたものであってもよい。
【０３０９】
モジュール型データポッドおよびモジュール型ポンプ／電気機器の構築および配備を必要とする本モジュール型手法は、データセンタを構築するのに対費用効果の高い方法である。例えば、本モジュール型手法は、現場の労務費およびリスクを著しく減少させるが、それは、現場の労務は、モジュール型データポッドおよびモジュール型ポンプ／電気機器を設置および配備するためにのみ必要となるからである。
【０３１０】
本開示に係るモジュール型データポッドを倉庫または同様の施設に設置することにより、エネルギー費も削減することができる。これは、各モジュール型データポッド外被内の空間が、調整を必要とする倉庫内の唯一の空間であるからである。各モジュール型データポッドの外側の倉庫空間は、最小の換気のみを必要とする。本モジュール型データポッドがそれらの小さな物理的設置面積によって空間を節約するように設計されているため、これは顕著である。従って、倉庫または同様の施設をより小さくすることができる。
【０３１１】
典型的なデータセンタは、データセンタの床全体に広げられたサーバラックアセンブリによって画定されたホットアイルおよびコールドアイル内の空気を処理するために、最小の設置面積のみを必要とする。例えば、１０，０００平方フィートのデータセンタは、約２００〜２２０個のサーバラックを収容することができる。各ラックは、平均して６〜１２ｋＷを生成する能力を有し得る。ラックの中には、より高い出力、例えば、１６〜２４ｋＷを生成できるものもある。対照的に、本開示のいくつかの実施形態に係るモジュール型データポッドは、比較的小さいな物理的設置面積で４０ｋＷ超を消費する８つのサーバラックを冷却するのに十分に高い除熱レベルを達成することができる。
【０３１２】
本モジュール型データポッドの実施形態におけるサーバラックの密な円形構成により、モジュール型データポッド内の比較的小さな空間を冷却するのに必要なエネルギーがより少なくなるため、エネルギー費が削減される。また、サーバラックおよびアイルコンテインメントの密な構成により、本モジュール型データポッドは、空気流パターン制御のためにより小さなファン馬力を必要とする。
【０３１３】
本モジュール型データポッドは、冷却塔、流体冷却器、チラー、地熱システムまたは既存の建物もしくはプラント水システムから流体を得るモジュール型ポンプ輸送ポッドから供給することができる。
【０３１４】
サーバラックの円形構成と共に、本モジュール型データポッド容器の幾何学的形状により、空間の効率的な使用が得られ、熱気パターン制御のために自然なホットアイル／コールドアイルコンテインメントおよび自然な「煙突効果」が生成される。
【０３１５】
全ての包括的なモジュール型設計のさらなる利点により、「共同」型データ倉庫およびデータスイートにおける配備のためにより高い機密性および区画化が可能となる。モジュール型ボックスにより、共同倉庫内のおいて他のＩＴサーバラックからの隔離を行う。セキュリティのために、上記ボックスは、鍵をかけ、容易に監視することができる。
【０３１６】
本モジュール型データポッド内のサーバラックの密な円形構成により、相互に関係するサーバおよびＩＴ機器、例えば、親／子サーバ、マスタ／スレーブサーバおよび冗長サーバの非常により密なグループ化が容易となる。この密な構成により、ＩＴ相互依存構成要素間のファイバおよびケーブル経路をより短くすることができる。
【０３１７】
実際のモジュール型データポッドのハチの巣体への密な充填により、通常のデータ床増築で必要となるケーブルおよびファイバ経路をより短くすることができる。ハチの巣構造は、配備において相互依存ＩＴシステムを効率的にグループ化することができるように意図的にパターン化することができる。これらの相互依存的グループ化により、ケーブルおよびファイバ長さを減少させてもよい。これらの減少により、労務および材料費だけでなく、データケーブルランが短くなることにより運用費も削減される。
【０３１８】
本モジュール型データポッドは、限界のＩＴ負荷、ＩＴステータス、冷却および電力システム性能のリアルタイム監視を行うことができるリアルタイムデータ監視サーバを備えていてもよい。本モジュール型データポッドは、外部タッチパッドシステムステータスおよび監視ディスプレイパネルも備えていてもよい。
【０３１９】
本モジュール型データポッドは、低いラック密度用途のために物理的大きさを縮小することもできる。より小さな用途は、より小型のモジュール型データポッドにおいてより有益な五角形、六角形または他の多角形状を利用することができる。
【０３２０】
本モジュール型データポッド設計の実施形態は、個々またはシステムとして見た場合に、現場組立ての典型的なデータセンタに勝る費用利点が得られる。モジュール型データポッドの部分的もしくは全システム配備の費用は、現場組み立ての、すなわち現場構築されるデータセンタよりも少なくとも３０％少なくすることができる。
【０３２１】
モジュール型データポッドの配備では、構築のために現場で必要な工数がはるかに少ない。これにより、データセンタ計画、特に遠く離れた位置におけるデータセンタ計画のための全日程が著しく短縮される。
【０３２２】
パイプ、ＩＴファイバ導管および電気チェース格納領域は、主データポッドアセンブリから完全に取り外し可能である。上記チェースには、水システム輸送ラインを実際のＩＴデータポッド外被から分離する漏れ検出および漏れ制御手段を取り付けることができる。データ領域および冷却水の「混合空間」使用は全く存在しない。本モジュール型データポッドは、冷媒ループまたは脱イオン水適用のいずれか一方を含み得る。外部冷却水（水適用が使用される場合には脱イオン非導電水以外）が実際のデータポッド外被に進入することはない。
【０３２３】
本モジュール型データポッドは、高効率を達成するための革新的な制御戦略を使用する冷却システムに結合させることができる。本冷却システムは、データセンタ電力使用基準に対して極めて高い効率でそれを動作させることができる革新的な制御戦略を使用することができる。本システムは、有益な湿球条件を有する領域またはゾーンのために１．１ＰＵＥレベルでそれを動作させることができる制御戦略を使用してもよい。
【０３２４】
好ましくない湿球条件に曝される環境では、本冷却システムは、湿球条件がもはやシステム負荷を大気条件によって処理することができない時点まで悪化した場合に、本水冷式冷却システムを支援するためのチラーを備えることができる。
【０３２５】
データポッドは、低もしくは中電圧で、家庭を通る導管、ケーブル−バスダクトまたは標準的なバスダクトを介して給電してもよい。電気インフラは、各ポッド内に構築するか、あるいはそれまたは隣接するポッドをポッド鎖に追加またはそこから除去する場合に拡張可能かつ適合可能となる能力を有していてもよい。
【０３２６】
各モジュール型データポッドは、例えば大型配備用途のために、それ自体の無停電電源装置（ＵＰＳ）またはＵＰＳ主システムに接続する能力を備えていてもよい。本ポッドは、回転型もしくは静止型ＵＰＳなどの二重冗長ＵＰＳで給電してもよい。また、当該ポッドは、変圧器および充電器を受容するように構成されていてもよい。変圧器、ＵＰＳ、１つ以上のバッテリおよび分電盤は、実際のデータポッド外被の外側にあるコンパートメントに収容されていてもよい。
【０３２７】
上記のように、当該ポッドの基部には、緊急電力用の１つ以上のバックアップバッテリを取り付けることができる。当該ポッドには、電気バス内のプラグに類似した内部リング型電気バスキャリアも取り付けることができる。各ポッドは、１つ以上のバッテリを再充電することができる充電器を有することができる。１つ以上のバックアップバッテリは、他のエネルギーまたは自然エネルギー供給部から充電してもよい。各コンピュータラックのための電力およびデータパッチプラグ点を組み込むために、ラック間の間隙を使用してもよい。
【０３２８】
主バス給電部とモジュール型データポッド外被との間のポッド電気的接続部は、取り外し可能であってもよく、ポッド外被の除去および再配備を可能にするために、ポッドを主バス給電部から分離できるようにしてもよい。各モジュール型データポッドには、ＤＣダイオード減結合機能が組み込まれていてもよい。
【０３２９】
当該ポッドは、色分けされた光（例えば、ＬＥＤまたは光ファイバ光）で外側を照明する能力を有する。光の色および強度は、動作負荷の種類および密度によって決まってもよい。
【０３３０】
本ポッド電気システムは、所与のデータセンタ計画、例えば、ティア１〜４のための具体的なティア要求に応じて適合可能性にし得る。
【０３３１】
バッテリ回路は、特定の計画にとって必要になった場合に、隣接するポッドバッテリのバックアップ性能を含めるように修正することができる。
【０３３２】
当該ポッドは、カスタムメイドの取り外し可能なコンピュータラックを特徴としてもよい。上記コンピュータラックは、小型および大型サーバ支持負荷の両方を処理可能にするために適合可能であるように設計されていてもよい。また、上記コンピュータラックは、上方流動パターンであるコンピュータラック（例えば、サーバラック）の背部における熱気パターンを提供するようにサーバを傾けることができる特徴も有する。上記コンピュータラックは、後ろおよび横から吹く空気流パターンを有するサーバを処理することもできる。
【０３３３】
本モジュール型データポッドは、冷却システムを運転、監視および制御するために水およびイギリス熱単位（ＢＴＵ）メータを備えていてもよい。本モジュール型データポッドは、制御システムと、モジュール型データポッドおよび関連するシステムを制御、監視および最適化するために必要な全ての制御盤および構成要素を備えていてもよい。
【０３３４】
本モジュール型データポッドは、スマートグリッドシステムに接続することができるようにしてもよく、負荷制限ならびに他のポッドおよび現場外データ収集場所への情報処理の入出力先変更のために、クラウドコンピューティング技術を使用してもよい。
【０３３５】
本モジュール型データポッドは、密封しても密封しなくてもよい。密封されたポッドは、ポッド内に真空を生成するか、あるいは伝熱を増加させ、かつ火事を抑制するようにポッド内の空気の組成を変更する（例えば、酸素の除去）機器を備えるかそれに結合されていてもよい。
【０３３６】
本開示のいくつかの実施形態について図面に示し、かつ／または本明細書に記載してきたが、本開示は、これらの実施形態に限定されるものではない。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。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、以下の特許請求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】
2014509726.tif 000004
【図２Ａ】
2014509726.tif 000005
【図２Ｂ】
2014509726.tif 000006
【図２Ｃ】
2014509726.tif 000007
【図２Ｄ】
2014509726.tif 000008
【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【国際調査報告】
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