專(zhuān)利名稱(chēng)：多度量水平下可操作的管理系統(tǒng)的制作方法
多度量水平下可操作的管理系統(tǒng)
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)涉及2007年4月30日提交的題為“System and Method for ModularComputing(用于模塊化計(jì)算的系統(tǒng)和方法)”的共同受讓和共同待審的美國(guó)專(zhuān)利 申請(qǐng)第11/796，944號(hào)(代理案卷號(hào)200700107)，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用整體結(jié)合于 此。
背景
采用了各種類(lèi)型的冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)冷卻諸如大樓、數(shù)據(jù)中心、電子機(jī)柜和服務(wù)器等的 各種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)中的空間。冷卻機(jī)構(gòu)通常包括基于被預(yù)測(cè)為在該結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的最大熱負(fù)荷 而選擇的空氣調(diào)節(jié)單元。在這點(diǎn)上，常常向結(jié)構(gòu)提供被配置成根據(jù)所預(yù)測(cè)的最大熱負(fù)荷在 基本上最大的水平上工作的單個(gè)高輸出空氣調(diào)節(jié)單元。
在其他實(shí)例中，向結(jié)構(gòu)提供位于結(jié)構(gòu)中的多個(gè)位置處的且被設(shè)計(jì)成向結(jié)構(gòu)中的相 應(yīng)位置提供基本上最大水平的冷卻的多個(gè)高輸出空氣調(diào)節(jié)單元。在這些實(shí)例中，空氣調(diào)節(jié) 單元通常相對(duì)于彼此消耗相同能量且還被配置成根據(jù)所預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)中的最大熱負(fù)荷在基 本上最大的功率水平上工作。
然而，在常規(guī)結(jié)構(gòu)中，熱負(fù)荷水平通常保持在所預(yù)測(cè)的最大水平以下，因此，使空 氣調(diào)節(jié)單元持續(xù)工作在最大水平上常常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的過(guò)度冷卻。這導(dǎo)致了浪費(fèi)的能源和提高 的工作成本。
因此，能夠冷卻結(jié)構(gòu)同時(shí)基本上最小化能源消耗將是有益的。
附圖簡(jiǎn)述
從以下參考附圖的描述中，本發(fā)明的特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)， 其中


圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于管理結(jié)構(gòu)中的冷卻的系統(tǒng)的框圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于冷卻帶有具有至少一個(gè)不同度量水平的多 個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的方法的流程圖3-5分別示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有由多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)組成的冷卻管理系 統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖6示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可被采用來(lái)執(zhí)行系統(tǒng)管理器的各種功能的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)。
發(fā)明詳述
出于簡(jiǎn)明和說(shuō)明的目的，本發(fā)明主要參考其示例性實(shí)施例來(lái)描述。在下面的描述 中，闡述了眾多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的完全理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而 易見(jiàn)的是，無(wú)須對(duì)這些具體細(xì)節(jié)的限制也可以實(shí)踐本發(fā)明。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)描述公知 的方法和結(jié)構(gòu)以免不必要地使本發(fā)明顯得晦澀難懂。
此處公開(kāi)的是一種用于管理具有冷卻液的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，該冷卻液被配置成環(huán)繞該 結(jié)構(gòu)中包含的組件流動(dòng)并從這些組件吸收熱量。該系統(tǒng)包括被配置成從冷卻液排除熱量的 多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)，其中冷卻機(jī)構(gòu)中的至少兩個(gè)具有相對(duì)于彼此不同的能耗水平。從冷卻液中排除的熱量在對(duì)冷卻機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)的整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中是不同的。另外，在將冷卻液 冷卻至所需溫度范圍時(shí)冷卻機(jī)構(gòu)被操縱來(lái)基本上最小化至少一個(gè)度量水平，諸如，消耗的 能量、破壞的有效能量、所涉及的總所有權(quán)成本等。
根據(jù)一示例，當(dāng)需要增加冷卻時(shí)，首先激活具有諸如最低度量水平等的相對(duì)較低 度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)，而最后激活具有諸如最高度量水平等的相對(duì)較高度量水平的冷卻機(jī) 構(gòu)。當(dāng)需要減少冷卻時(shí)，首先激活具有諸如最高度量水平等的相對(duì)較高度量水平的冷卻機(jī) 構(gòu)，最后激活具有諸如最低度量水平等的相對(duì)較低度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)。
此處還公開(kāi)了一種管理使用多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的方法，其中多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)中的 至少兩個(gè)具有相對(duì)于彼此的至少一個(gè)不同的度量水平。在該方法中，多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)可被操 作來(lái)基本上確保滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)的規(guī)定。一個(gè)或多個(gè)SLA可被解釋成定 義例如在計(jì)算設(shè)備的入口處的溫度設(shè)置，其目標(biāo)是驅(qū)使入口處的供應(yīng)空氣溫度盡可能合理 地高的同時(shí)符合一個(gè)或多個(gè)SLA的所解釋的規(guī)定。作為示例，需要較長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間的SLA 與較多地聚焦于能源節(jié)省的SLA相比可使得入口溫度被設(shè)為更低的溫度。
首先參考圖1，示出了根據(jù)一示例的用于管理結(jié)構(gòu)中的冷卻的系統(tǒng)100的框圖。應(yīng) 該理解，對(duì)框圖的下列描述只是可配置該冷卻管理系統(tǒng)100的各種各樣不同的方式中的一 種方式。另外，應(yīng)該理解，冷卻管理系統(tǒng)100可包括附加組件且此處描述的某些組件可被移 除和/或修改而不背離冷卻管理系統(tǒng)100的范圍。
該結(jié)構(gòu)可包括例如相對(duì)較大的結(jié)構(gòu)，諸如單層大樓、多層大樓、房間、數(shù)據(jù)中心等。 該結(jié)構(gòu)還可包括相對(duì)較小的結(jié)構(gòu)，諸如，容納諸如服務(wù)器、存儲(chǔ)器、電源、交換機(jī)等的多個(gè)電 子組件的電子機(jī)柜。該結(jié)構(gòu)還可包括諸如汽車(chē)、火車(chē)、船、飛機(jī)等的交通工具。就任一點(diǎn)而 言，該結(jié)構(gòu)包括冷卻液，該冷卻液可包括被配置成在該結(jié)構(gòu)內(nèi)流動(dòng)或流過(guò)該結(jié)構(gòu)從而冷卻 該結(jié)構(gòu)的內(nèi)部及其容納的組件的液體、氣體或其組合。作為示例，冷卻液可包括用于吸收熱 能并將熱能從一個(gè)位置傳遞至另一位置從而將熱量從該位置驅(qū)散的空氣或其他流體裝置。 合適的結(jié)構(gòu)的示例在稍后的附圖中示出并在以下討論。
如圖1所示，冷卻管理系統(tǒng)100包括系統(tǒng)管理器110，系統(tǒng)管理器110 —般包括 被配置成在冷卻管理系統(tǒng)100中執(zhí)行各種功能的計(jì)算設(shè)備。系統(tǒng)管理器110包括控制器 112，控制器112可包括被配置成執(zhí)行各種處理功能的微處理器、微控制器、專(zhuān)用集成電路 (ASIC)等。另外地或另選地，控制器112可包括在多個(gè)計(jì)算設(shè)備中的任一個(gè)中運(yùn)行的軟件。
系統(tǒng)管理器110可包括計(jì)算設(shè)備而控制器112可包括該計(jì)算設(shè)備的微處理器?？?制器112訪問(wèn)被配置成存儲(chǔ)提供控制器112的功能的軟件或算法的存儲(chǔ)器114。在這點(diǎn)上， 存儲(chǔ)器114可包括，例如，易失性或非易失性存儲(chǔ)器，諸如DRAM、EEPROM、MRAM、閃存、軟盤(pán)、 CD-ROM、DVD-ROM或其他光或磁介質(zhì)等。
存儲(chǔ)器114包括分階段調(diào)節(jié)模塊116，控制器112被配置成在控制多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu) 120a-120n時(shí)調(diào)用或?qū)崿F(xiàn)該分階段調(diào)節(jié)模塊116，其中“η”是大于一的整數(shù)。分階段調(diào)節(jié) 模塊116包括被設(shè)計(jì)成響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)傳感器130a-130n所檢測(cè)的條件來(lái)標(biāo)識(shí)要調(diào)節(jié) 多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的哪一個(gè)的軟件、硬件或其組合，其中“η”是大于一的整數(shù)。 更具體地，分階段調(diào)節(jié)模塊116在被實(shí)現(xiàn)或調(diào)用時(shí)被配置成以分階段方式調(diào)節(jié)冷卻機(jī)構(gòu) 120a-120n，該分階段方式在將傳感器130a-130n所檢測(cè)的諸如溫度、壓力、氣流速率、氣流 速度、汽相或質(zhì)量等的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件基本上維持在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，最小化多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的至少一個(gè)度量水平，如消耗的能量、破壞的有效能量、所涉及 的總所有權(quán)成本等。根據(jù)一示例，分階段調(diào)節(jié)模塊116可基于多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n 各自的至少一個(gè)度量水平來(lái)調(diào)節(jié)這多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的一個(gè)或多個(gè)，如下文 參考圖2更詳細(xì)地描述的。
一個(gè)或多個(gè)預(yù)定范圍可基于一個(gè)或多個(gè)因素來(lái)選擇，這些因素可包括，例如，用于 容納在組件制造商所闡述的或者通過(guò)測(cè)試所確定的結(jié)構(gòu)中的各種組件的安全工作溫度范 圍、濕度范圍、氣流量范圍等。這些因素還可包括在一個(gè)或多個(gè)服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)中闡述的 或者從一個(gè)或多個(gè)服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)中得到的環(huán)境條件設(shè)置。系統(tǒng)管理器110可從輸入源 140接收預(yù)定范圍和/或關(guān)于一個(gè)或多個(gè)SLA的信息。輸入源140可包括用戶(hù)可實(shí)現(xiàn)將數(shù) 據(jù)輸入到系統(tǒng)管理器110的計(jì)算設(shè)備。在這點(diǎn)上，輸入源140可作為外圍設(shè)備直接連接到 系統(tǒng)管理器110或者輸入源140可通過(guò)諸如因特網(wǎng)等的網(wǎng)絡(luò)連接到系統(tǒng)管理器110。
冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的每一個(gè)的至少一個(gè)度量水平也可通過(guò)輸入源140被輸入 到系統(tǒng)管理器Iio中。度量水平可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器114中或其他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，且可在對(duì)冷 卻機(jī)構(gòu)120a-120n的分階段調(diào)節(jié)操作中訪問(wèn)。根據(jù)一示例，冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的一個(gè) 或多個(gè)可包括需要很少或不需要電能來(lái)工作的無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)。另外，冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n 中的一個(gè)或多個(gè)可包括需要電能來(lái)工作的有源冷卻機(jī)構(gòu)。一個(gè)或多個(gè)無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)和一個(gè) 或多個(gè)有源冷卻機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)包括被配置成在諸如蒸發(fā)器部分等的吸熱部分和諸如冷 凝器部分或熱交換器部分等的排熱部分之間移動(dòng)的冷卻介質(zhì)。
“無(wú)源”冷卻機(jī)構(gòu)一般包括需要很少或不需要電能來(lái)使得冷卻介質(zhì)在吸熱收部分 和排熱部分之間移動(dòng)的冷卻機(jī)構(gòu)。換言之，無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)在物理上被配置成包含適當(dāng)?shù)睦?卻介質(zhì)來(lái)使得該冷卻介質(zhì)能夠在相變和重力的影響下流動(dòng)。另外，無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)可包括位 于排熱部分處的、增強(qiáng)從冷卻介質(zhì)的排熱的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇。合適的無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)的一示 例是如圖3-5所示的循環(huán)溫差環(huán)流系統(tǒng)。
“有源”冷卻機(jī)構(gòu)一般可被定義為需要電能來(lái)使得冷卻介質(zhì)流過(guò)其中的冷卻機(jī)構(gòu)。 有源冷卻機(jī)構(gòu)因此可包括，例如，被配置成對(duì)冷卻介質(zhì)授予原動(dòng)力并使得冷卻介質(zhì)在吸熱 和排熱部分之間流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)泵、壓縮機(jī)等。合適的有源冷卻機(jī)構(gòu)的示例包括地耦合 冷卻器循環(huán)、蒸汽壓縮循環(huán)、帶有一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇的冷卻塔等。
根據(jù)一示例，分階段調(diào)節(jié)模塊116可基于從一個(gè)或多個(gè)傳感器130a-130n接收的 數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n。傳感器130a-130n還能夠通過(guò)輸入模塊118與系 統(tǒng)管理器110接口。傳感器130a-130n可位于遍布結(jié)構(gòu)的不同位置處，例如，位于那些需要 溫度控制的位置處。作為特定示例，該結(jié)構(gòu)可包括容納多個(gè)電子機(jī)柜的IT數(shù)據(jù)中心。在該 示例中，多個(gè)傳感器130a-130n可位于部分或全部電子機(jī)柜的入口處，且分階段調(diào)節(jié)模塊 116可使用傳感器130a-130n所收集的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的一個(gè)或多個(gè)以 努力將電子機(jī)柜入口處的溫度基本上維持在預(yù)定溫度范圍內(nèi)。
雖然冷卻管理系統(tǒng)100被描繪為包括三個(gè)或更多冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n，但應(yīng)該理 解，冷卻管理系統(tǒng)100可包括任意合理合適數(shù)量的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n。
就任一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，參考以下附圖更詳細(xì)地描述在管理帶有具有至少一個(gè)不同度量水 平的多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)時(shí)系統(tǒng)管理器110的各種操作。另外，在下面的附圖中提供了包 含各種類(lèi)型的冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的具體示例。
首先參考圖2，示出了根據(jù)一示例的用于管理帶有具有至少一個(gè)不同度量水平的 多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的方法200的流程圖。應(yīng)該理解，下文對(duì)方法200的描述只是可 以實(shí)踐本發(fā)明的一示例的各種各樣不同的方式中的一種。方法200表示概括性的說(shuō)明且可 以在不背離方法200的范圍的情況下添加其他步驟或者移除、修改或重新安排現(xiàn)有步驟， 這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見(jiàn)的。
參考圖1中示出的冷卻管理系統(tǒng)100，并因此參考其中引用的元件來(lái)做出對(duì)方法 200的描述。然而，應(yīng)該理解，方法200不限于在冷卻管理系統(tǒng)100中闡述的這些元件。相 反，應(yīng)該理解，方法200可由具有與在冷卻管理系統(tǒng)100中闡述的配置不同的配置的系統(tǒng)來(lái) 實(shí)踐。
一般而言，方法200可包括分階段調(diào)節(jié)模塊116的算法或程序。就此，控制器112 可在執(zhí)行方法200來(lái)操作多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n時(shí)實(shí)現(xiàn)或調(diào)用分階段調(diào)節(jié)模塊116以 便，例如，將結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度基本上維持在預(yù)定范圍之內(nèi)。在一個(gè)示例中，預(yù)定范圍可由一個(gè) 或多個(gè)服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)來(lái)定義或者從一個(gè)或多個(gè)服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)中得到。
作為可以例如在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和/或構(gòu)造階段執(zhí)行的初始步驟，可以標(biāo)識(shí)冷卻機(jī)構(gòu) 120a-120n的至少一個(gè)度量水平。度量水平也可在稍后在結(jié)構(gòu)的工作中標(biāo)識(shí)。根據(jù)一示例， 冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的度量水平一般被定義為冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n在其工作期間消耗的能 量。相應(yīng)的能耗水平可包括冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n在其工作期間消耗的最大能量、標(biāo)稱(chēng)能量、 平均能量等。
根據(jù)另一示例，冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的度量水平一般被定義為冷卻機(jī)構(gòu) 120a-120n中的每一個(gè)的總所有權(quán)成本且可包括，例如，能耗水平、初始設(shè)立成本、維護(hù)成本 等。作為另一示例，冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的度量水平一般被定義為冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的 有效能量損失值，且可包括，例如，在冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的制造期間破壞的有效能量、在 冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的工作期間破壞的有效能量、在冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的移除期間破壞 的有效能量等。
度量水平可以從制造商數(shù)據(jù)和/或從冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的工作期間的測(cè)試中確 定。另外，度量水平可通過(guò)使用輸入源140被輸入到系統(tǒng)管理器110并可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 114 中。
就任一點(diǎn)而言，控制器112 —般被配置成實(shí)現(xiàn)或調(diào)用方法200來(lái)將結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度 維持在最高的可接受水平，從而基本上最小化對(duì)具有較高度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n 的使用。
作為另一初始步驟，在具有多個(gè)區(qū)的結(jié)構(gòu)中或在具有被安排成冷卻結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同 區(qū)域的多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的結(jié)構(gòu)中，可以標(biāo)識(shí)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的影響區(qū)域。影響 區(qū)域一般標(biāo)識(shí)多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的每一個(gè)對(duì)哪個(gè)區(qū)或區(qū)域具有特定的影響水平。 因此，影響區(qū)域可用于確定應(yīng)該調(diào)節(jié)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的哪一個(gè)來(lái)獲得結(jié)構(gòu)中的一個(gè) 或多個(gè)區(qū)或區(qū)域中的所需結(jié)果。該步驟可例如在結(jié)構(gòu)包括單個(gè)區(qū)或區(qū)域的配置中或者在所 有冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n向結(jié)構(gòu)的相同區(qū)或區(qū)域供應(yīng)冷卻的配置中被省略。
作為示例，在諸如具有多個(gè)樓層的大樓等結(jié)構(gòu)中，每一樓層可具有獨(dú)立的冷卻機(jī) 構(gòu)120a-120n。在該示例中，大樓中的特定樓層可被認(rèn)為是在向該特定樓層提供冷卻的一個(gè) 或多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的影響區(qū)域內(nèi)。
在另一示例中，在諸如IT數(shù)據(jù)中心等的結(jié)構(gòu)中，電子機(jī)柜可根據(jù)其中包含的服務(wù) 器所執(zhí)行的工作負(fù)荷的關(guān)鍵程度來(lái)分類(lèi)。在該示例中，被分類(lèi)為較關(guān)鍵的那些電子機(jī)柜，與 被分類(lèi)為次關(guān)鍵的那些電子機(jī)柜相比，可由較多數(shù)量的獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)冷卻。由此，較關(guān)鍵 的電子機(jī)柜可具有較高的冗余水平且因此不易于發(fā)生故障。
間接向不同區(qū)或區(qū)域提供冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n也被認(rèn)為具有影響區(qū)域。例 如，被配置成從直接冷卻結(jié)構(gòu)中的一個(gè)區(qū)的第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中吸取熱量的第一冷卻機(jī) 構(gòu)120a也被認(rèn)為是在冷卻該區(qū)。換言之，該區(qū)被認(rèn)為是在第一冷卻機(jī)構(gòu)120a和第二冷卻 機(jī)構(gòu)120b的影響區(qū)域內(nèi)。根據(jù)其他示例，第一冷卻機(jī)構(gòu)120a可被配置成從多于一個(gè)第二 冷卻機(jī)構(gòu)120b-120n中吸取熱量且因此可包括多個(gè)影響區(qū)域。第二冷卻機(jī)構(gòu)120b-120r!還 可將熱量傳遞至多于一個(gè)第一冷卻機(jī)構(gòu)120a，其中第一冷卻機(jī)構(gòu)120a中的每一個(gè)被配置 成通過(guò)驅(qū)散第二冷卻機(jī)構(gòu)120b-120n中的一個(gè)或多個(gè)所吸收的熱量來(lái)間接驅(qū)散結(jié)構(gòu)中產(chǎn) 生的熱量。
回頭具體參考圖2，在步驟202處，控制器112被配置成定義結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè) 位置處的預(yù)定給定值范圍。顧名思義，預(yù)定給定值范圍可定義一個(gè)或多個(gè)位置處的目標(biāo)范 圍。作為特定示例，預(yù)定給定值范圍可定義IT數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)中容納的電子機(jī)柜的入口處的 目標(biāo)溫度范圍。
根據(jù)一示例，預(yù)定給定值范圍可包括用于電子機(jī)柜中容納的組件的安全工作溫度 范圍。預(yù)定給定值范圍還可包括被標(biāo)識(shí)為為位于結(jié)構(gòu)中的個(gè)體提供舒適的環(huán)境的溫度范 圍。在這些示例中，控制器112可用預(yù)定給定值范圍來(lái)編程。
根據(jù)另一示例，控制器112被配置成基于一個(gè)或多個(gè)服務(wù)級(jí)協(xié)定(SLA)中包含的 規(guī)定來(lái)定義預(yù)定給定值范圍。作為特定示例，一個(gè)或多個(gè)SLA可直接規(guī)定各個(gè)位置要維持 的環(huán)境條件。作為另一示例，包含在一個(gè)或多個(gè)SLA中的條款可被解釋來(lái)確定在各個(gè)工作 負(fù)荷的執(zhí)行期間諸如服務(wù)器、存儲(chǔ)器等的組件被允許遭受的“損壞”級(jí)別。在該示例下，可 以有三個(gè)“損壞”級(jí)別，包括，不允許性能上的改變、允許性能上的改變但可通過(guò)重試來(lái)恢復(fù) 差錯(cuò)、以及允許系統(tǒng)關(guān)閉。
“損壞”級(jí)別中的每一個(gè)可與不同的預(yù)定給定值范圍相關(guān)聯(lián)。例如，“不允許性能上 的改變”可與最低預(yù)定給定值范圍相關(guān)聯(lián)以基本上阻止組件上的故障。另外，“允許系統(tǒng)關(guān) 閉”水平可與最高預(yù)定給定值范圍相關(guān)聯(lián)以基本上最小化與冷卻組件相關(guān)聯(lián)的成本。此外， “性能上的改變”級(jí)別可與落在前兩個(gè)預(yù)定給定值溫度范圍之間的預(yù)定給定值范圍相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)一示例，控制器112可為結(jié)構(gòu)中的不同區(qū)定義不同的預(yù)定給定值范圍。例如， 在第一區(qū)包含被配置成執(zhí)行第一 SLA下的第一工作負(fù)荷的組件而第二區(qū)包含被配置成執(zhí) 行第二 SLA下的第二工作負(fù)荷的組件的情況下，控制器112可定義不同的預(yù)定給定值范圍。
在步驟204處，控制器112可激活冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中具有相對(duì)較低度量水平 的一個(gè)或多個(gè)，如冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中具有最低度量水平的一個(gè)或多個(gè)。根據(jù)冷卻機(jī)構(gòu) 120a-120n中的一個(gè)或多個(gè)包括無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)的一示例，控制器112可使得無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu) 中的一個(gè)或多個(gè)閥打開(kāi)，從而使得其中包含的冷卻介質(zhì)能夠循環(huán)通過(guò)該一個(gè)或多個(gè)無(wú)源冷 卻機(jī)構(gòu)。在冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的一個(gè)或多個(gè)包括有源冷卻機(jī)構(gòu)的一示例中，控制器112 可激活有源冷卻機(jī)構(gòu)中具有較低能耗水平的一個(gè)或多個(gè)。
在該示例中，如果結(jié)構(gòu)中所檢測(cè)的條件保證增長(zhǎng)，則控制器112可增加激活的有源冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的數(shù)量和當(dāng)前的有源冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的工作中的一個(gè)或兩者。 然而，另選地，控制器112可激活全部或近乎全部冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n，并且在結(jié)構(gòu)中所檢 測(cè)的條件允許降低的情況下可按比例減少有源冷卻機(jī)構(gòu)的使用。
在步驟206處，控制器112接收傳感器130a-130n中的一個(gè)或多個(gè)所檢測(cè)的環(huán)境 條件(EC)。在步驟208處，控制器112分析所接收的環(huán)境條件來(lái)判定環(huán)境條件是否在步驟 202處所定義的預(yù)定給定值范圍內(nèi)。
如果分析指示環(huán)境條件在預(yù)定給定值范圍內(nèi)，則控制器112繼續(xù)從一個(gè)或多個(gè)傳 感器130a-130n接收所檢測(cè)的環(huán)境條件數(shù)據(jù)。然而，如果分析指示環(huán)境條件在預(yù)定給定值 范圍之外，則控制器分析環(huán)境條件來(lái)判定環(huán)境條件是否低于預(yù)定給定值范圍，如步驟210 處所指示的。
如果在步驟210處執(zhí)行的分析指示環(huán)境條件低于預(yù)定給定值范圍，則控制器112 減小冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中的一個(gè)或多個(gè)的冷卻輸出。另外地或另選地，在步驟212處控 制器112停用冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n中具有相對(duì)較高度量水平的一個(gè)或多個(gè)。
在步驟212之后，在步驟206處控制器112可繼續(xù)接收傳感器130a-130n所檢測(cè) 的環(huán)境條件。另外，控制器112可重復(fù)步驟208-212來(lái)基本上不斷減小冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n 的度量水平(如果減小可用的話(huà))。
然而，如果在步驟210處執(zhí)行的分析指示環(huán)境條件高于預(yù)定給定值溫度范圍，則 控制器112判定具有相對(duì)較低度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n是否可用，如步驟214處所 指示的。更具體地，在步驟214處，控制器112判定是否存在任何尚未被激活的可用的冷卻 機(jī)構(gòu)120a-120n，或者是否存在任何具有可用容量且具有與已經(jīng)激活的一個(gè)或多個(gè)冷卻機(jī) 構(gòu)120a-120n相比更低度量水平的可用的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n。
如果控制器112判定帶有相對(duì)較低度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)120a可用，則控制器112 調(diào)節(jié)該冷卻機(jī)構(gòu)120a從而增大該冷卻機(jī)構(gòu)120a所提供的冷卻，如步驟216處所指示的?？?制器112可通過(guò)如果在停用狀態(tài)中則激活冷卻機(jī)構(gòu)120a或者通過(guò)增加冷卻機(jī)構(gòu)120a工作 來(lái)調(diào)節(jié)該冷卻機(jī)構(gòu)120a。
然而，如果在步驟214處控制器112判定帶有相對(duì)較低度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)120a 不可用，則控制器調(diào)節(jié)具有相對(duì)較高度量水平的另一冷卻機(jī)構(gòu)120b，如步驟218處所指示 的。同樣，控制器112可通過(guò)如果在停用狀態(tài)中則激活冷卻機(jī)構(gòu)120b或者通過(guò)增加冷卻機(jī) 構(gòu)120b工作來(lái)調(diào)節(jié)該冷卻機(jī)構(gòu)120b。
在步驟216和218之一或兩者之后，控制器112可重復(fù)步驟206-218任何合理合 適的持續(xù)時(shí)間或任何合理合適的迭代次數(shù)來(lái)充分地冷卻冷卻液同時(shí)高效地管理結(jié)構(gòu)。
在方法200的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，當(dāng)傳感器130a-130n所檢測(cè)的并在步驟206處所接 收的環(huán)境條件中的一個(gè)或多個(gè)高于預(yù)定給定值范圍時(shí)，控制器112例如通過(guò)在調(diào)節(jié)具有 相對(duì)較高度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n之前調(diào)節(jié)具有相對(duì)較低度量水平的冷卻機(jī)構(gòu) 120a-120n來(lái)設(shè)法降低供應(yīng)到傳感器130a-130n的位置的冷卻液的溫度。同樣，當(dāng)傳感器 130a-130n所檢測(cè)的并在步驟206處所接收的環(huán)境條件中的一個(gè)或多個(gè)低于預(yù)定給定值范 圍時(shí)，控制器112例如通過(guò)在調(diào)節(jié)具有相對(duì)較低度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n之前調(diào)節(jié) 具有最高度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n來(lái)設(shè)法提高供應(yīng)到傳感器130a-130n的位置的冷 卻液的溫度。就此，例如，可基本上最小化冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n在將結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度維持在預(yù)定給定值溫度范圍內(nèi)的時(shí)候所消耗的能量。
方法200中闡述的部分或全部操作可作為至少一個(gè)實(shí)用程序、程序或子程序來(lái)包 含在任何所需計(jì)算機(jī)可訪問(wèn)介質(zhì)中。另外，方法200中的部分或全部步驟可按活動(dòng)的和不 活動(dòng)的各種各樣的形式存在的由計(jì)算機(jī)程序來(lái)具體化。例如，該計(jì)算機(jī)程序可作為由源代 碼、目標(biāo)代碼、可執(zhí)行代碼或其他格式的程序指令組成的軟件程序而存在。以上的任一個(gè)可 被包含在包括存儲(chǔ)設(shè)備和壓縮或未壓縮形式的信號(hào)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。
示例性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備包括常規(guī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁 盤(pán)或光盤(pán)或磁帶。無(wú)論是否使用載波來(lái)調(diào)制，示例性計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)是主存或運(yùn)行計(jì)算機(jī) 程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可被配置來(lái)訪問(wèn)的信號(hào)，包括通過(guò)因特網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)下載的信號(hào)。前述 的具體示例包括在CD ROM上對(duì)程序的分發(fā)或經(jīng)由因特網(wǎng)的下載。在某種意義上，因特網(wǎng)本 身作為一抽象實(shí)體是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。一般而言對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是如此。因此，應(yīng)該理 解，能夠執(zhí)行上述功能的任何電子設(shè)備可執(zhí)行以上枚舉的這些功能。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3-5，示出了根據(jù)三個(gè)示例的具有由多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n組成的 冷卻管理系統(tǒng)100的各種結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖300、400和500。應(yīng)該理解，圖300、400和500 可包括附加組件且此處描述的某些組件可被移除和/或修改而不背離冷卻管理系統(tǒng)100的 范圍。另外，應(yīng)該理解，冷卻管理系統(tǒng)100可在具有除在圖300、400和500中描繪的那些配 置之外的配置的結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。此外，應(yīng)該理解，冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n的示例可應(yīng)用于較小規(guī) 模的結(jié)構(gòu)，諸如，大樓內(nèi)的房間、房間內(nèi)的區(qū)、電子機(jī)柜等。
一般而言，圖300、400和500描繪了冷卻管理系統(tǒng)100的示例。就此，圖300、400和 500描繪了在圖1的冷卻管理系統(tǒng)100中描繪的系統(tǒng)管理器110、多個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120n、 以及多個(gè)傳感器130a-130n。
首先參考圖3，圖300示出諸如IT數(shù)據(jù)中心連同冷卻管理系統(tǒng)100 —起等的結(jié)構(gòu) 302，在這種情況下是大樓。結(jié)構(gòu)302被描繪為包括抬高的地板304和降低的天花板306。 抬高的地板304和降低的天花板306包括換氣片308來(lái)使得諸如空氣或其他合適的物質(zhì)等 的冷卻液能夠在結(jié)構(gòu)302中環(huán)繞流動(dòng)。位于抬高的地板304上的是發(fā)熱組件310，諸如容納 多個(gè)服務(wù)器、電源、存儲(chǔ)器等的電子機(jī)架。同樣位于抬高的地板304上的是吸熱組件312，諸 如蒸發(fā)器或其中發(fā)生熱傳遞的其他裝置。吸熱組件312被描繪為包括被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生穿過(guò)發(fā) 熱組件310和吸熱組件312的氣流的一對(duì)風(fēng)扇314。
圖3-5中描繪的實(shí)線箭頭一般指示相對(duì)較低溫度下的冷卻液或冷卻介質(zhì)，而虛線 箭頭一般指示已被加熱的冷卻液或冷卻介質(zhì)。如圖所示，當(dāng)冷卻液流過(guò)發(fā)熱組件310時(shí)可 變?yōu)橐鸭訜岬?，而?dāng)其流過(guò)吸熱組件312時(shí)可變?yōu)橐牙鋮s的。冷卻液因此可貫穿結(jié)構(gòu)302 在已冷卻的和已加熱的狀態(tài)之間循環(huán)以從發(fā)熱組件310排除熱量。
排熱組件312包括諸如制冷劑、冷卻水、減壓的水等的冷卻介質(zhì)流過(guò)其中的多個(gè) 管道(未示出)。來(lái)自冷卻液的熱量通過(guò)傳導(dǎo)被傳遞到包含在管道內(nèi)的冷卻介質(zhì)，而熱傳遞 通過(guò)附連到管道的散熱片(未示出)來(lái)增強(qiáng)。
雖然未明確地示出，但排熱組件312包括承載兩個(gè)獨(dú)立冷卻介質(zhì)的兩組獨(dú)立的管 道。管道彼此分開(kāi)以阻止一個(gè)管道中的冷卻介質(zhì)與另一管道中的冷卻介質(zhì)混合。另外，兩 組管道都可被配置成在排熱組件312的較大區(qū)域上延伸，從而使得每一個(gè)管道中的冷卻介 質(zhì)具有其上從冷卻液中傳遞熱量的較大區(qū)域。
第一組管道形成第一冷卻機(jī)構(gòu)120a的一部分并連接到第一冷卻機(jī)構(gòu)120a的管道 320a和320b。管道320a和320b也連接到冷凝器322并與第一組管道和冷凝器322形成 閉環(huán)。被配置成基于其溫度經(jīng)歷相變的冷卻介質(zhì)被包含在形成第一冷卻機(jī)構(gòu)120a的閉環(huán) 中。冷卻介質(zhì)可包括，例如，被配置成在相對(duì)較低溫度下改變相位的減壓的水、冷卻劑等。
第一冷卻機(jī)構(gòu)120a —般通過(guò)使冷卻介質(zhì)循環(huán)通過(guò)閉環(huán)中的汽_液循環(huán)來(lái)工作。 更具體地，冷卻介質(zhì)主要是第一組管道內(nèi)的液體，并在熱量從包含在結(jié)構(gòu)302中的冷卻液 被吸收時(shí)汽化，從而冷卻冷卻液。汽化的冷卻介質(zhì)向上流過(guò)管道320a并在冷凝器322中聚 集。包含在汽化的冷卻介質(zhì)中的某些熱量通過(guò)冷凝器322被驅(qū)散，而汽化的冷卻介質(zhì)冷凝 成液體324。從冷卻介質(zhì)的排熱可通過(guò)風(fēng)扇326的工作來(lái)增強(qiáng)。就任一點(diǎn)而言，液體冷卻介 質(zhì)通過(guò)管道320b被傳遞回到蒸發(fā)器312并重復(fù)汽-液循環(huán)來(lái)不斷冷卻冷卻液。
第一冷卻機(jī)構(gòu)120a被認(rèn)為是“無(wú)源”冷卻機(jī)構(gòu)，因?yàn)椴恍枰娔軄?lái)使冷卻介質(zhì)流 過(guò)閉環(huán)。
第二組管道形成第二冷卻機(jī)構(gòu)120b的一部分并連接到第二冷卻機(jī)構(gòu)120b的管道 330a和330b。管道330a和330b也連接到累積器332、熱交換器3；34和泵336。第二冷卻 機(jī)構(gòu)120b也形成具有被配置成流過(guò)該循環(huán)的冷卻介質(zhì)的閉環(huán)。冷卻介質(zhì)一般包括在蒸發(fā) 器312處從冷卻液吸收熱量的液體。已加熱的冷卻介質(zhì)向下流過(guò)管道330a，該管道可埋藏 在地340中直到具有與圍繞結(jié)構(gòu)302的環(huán)境空氣溫度相比更低溫度的深度處。
當(dāng)冷卻介質(zhì)流過(guò)管道330時(shí)，來(lái)自冷卻介質(zhì)的熱量被驅(qū)散到地中，從而冷卻冷卻 介質(zhì)，如實(shí)線箭頭和虛線箭頭所指示的。已冷卻的冷卻介質(zhì)在通過(guò)管道330b被重新放入第 二組管道中之前在累積器332中聚集。泵336對(duì)冷卻介質(zhì)施加壓力從而使得冷卻介質(zhì)流過(guò) 閉環(huán)。就此，第二冷卻機(jī)構(gòu)120b被認(rèn)為是“有源”冷卻機(jī)構(gòu)，因?yàn)樾枰娔軄?lái)使冷卻介質(zhì)流 過(guò)閉環(huán)。
包含在第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中的冷卻介質(zhì)可通過(guò)在熱交換器334處的熱傳遞來(lái)進(jìn) 一步冷卻。更具體地，在熱交換器334處，來(lái)自包含在第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中的冷卻介質(zhì)的 熱量被傳遞至包含在第三冷卻機(jī)構(gòu)120c的冷卻介質(zhì)，從而進(jìn)一步冷卻包含在第二冷卻機(jī) 構(gòu)120b中的冷卻介質(zhì)。然而，如果控制器112判定從管道330a直接供應(yīng)的包含在累積器 332中的冷卻介質(zhì)的溫度足夠冷，則控制器112可以不激活第三冷卻機(jī)構(gòu)340或者可以將第 三冷卻機(jī)構(gòu)340維持在相對(duì)較低功率狀態(tài)。
第三冷卻機(jī)構(gòu)120c —般包括蒸汽壓縮類(lèi)冷卻機(jī)構(gòu)，包括蒸發(fā)器(熱交換器334)、 壓縮機(jī)340、冷凝器342和膨脹閥344。冷凝器342還包括用于增加從包含在將第三冷卻機(jī) 構(gòu)120c的組件連接在一起的循環(huán)350中的冷卻介質(zhì)的排熱的風(fēng)扇346。第三冷卻機(jī)構(gòu)120c 也被認(rèn)為是“有源”冷卻機(jī)構(gòu)，因?yàn)樾枰娔軄?lái)為冷卻介質(zhì)提供原動(dòng)力以流過(guò)循環(huán)350。
第二冷卻機(jī)構(gòu)120b和第三冷卻機(jī)構(gòu)120c具有比第一冷卻機(jī)構(gòu)120a相對(duì)更高的 能耗水平。另外，第三冷卻機(jī)構(gòu)120c可具有比第二冷卻機(jī)構(gòu)120b的能耗水平相對(duì)更高的 能耗水平。然而，控制器112可通過(guò)基本上限制第三冷卻機(jī)構(gòu)120c的激活和增加的工作直 到需要附加冷卻來(lái)基本上最小化能耗。
在工作中，系統(tǒng)管理器110可調(diào)節(jié)泵332和壓縮機(jī)340之一或兩者來(lái)改變包含在 第二和第三冷卻機(jī)構(gòu)120b和120c中的冷卻介質(zhì)的溫度，從而改變包含在結(jié)構(gòu)302中的冷 卻液的溫度。根據(jù)方法200，當(dāng)?shù)谝焕鋮s機(jī)構(gòu)120a能夠例如將冷卻液的溫度維持在預(yù)定給定值范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)管理器110可將第二和第三冷卻機(jī)構(gòu)120b和120c維持在不活動(dòng)狀態(tài) 或較低功率狀態(tài)。另外，當(dāng)?shù)谝焕鋮s機(jī)構(gòu)120a不能夠充分地冷卻冷卻液時(shí)，系統(tǒng)管理器110 可調(diào)節(jié)第二冷卻機(jī)構(gòu)120b。當(dāng)?shù)谝焕鋮s機(jī)構(gòu)120a和第二冷卻機(jī)構(gòu)120b不能夠充分地冷卻 冷卻液時(shí)，系統(tǒng)管理器110還可調(diào)節(jié)第三冷卻機(jī)構(gòu)120c。由此，系統(tǒng)管理器110，或更具體 地，控制器112，被配置成按分階段方式來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻機(jī)構(gòu)120a-120c，該分階段方式基本上 最小化在冷卻結(jié)構(gòu)302中的冷卻液時(shí)所消耗的能量、總所有權(quán)成本、冷卻機(jī)構(gòu)120a-120c的 有效能量損失等。
雖然排熱組件312已經(jīng)被描述為包含用于第一冷卻機(jī)構(gòu)120a和第二冷卻機(jī)構(gòu) 120b的兩組管道，但應(yīng)該理解，第一冷卻機(jī)構(gòu)120a和第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中的每一個(gè)可包括 獨(dú)立的排熱組件312而不背離此處描述的冷卻管理系統(tǒng)100的范圍。
另外，雖然第二冷卻機(jī)構(gòu)120b已經(jīng)被描述為包含延伸到地340中的管道330a，但 管道330a可取決于結(jié)構(gòu)302的地理位置而延伸至相對(duì)更低溫度的位置。作為示例，在諸如 水、空氣、冰等材料可用且具有足夠低的溫度來(lái)充分冷卻包含在第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中的冷 卻介質(zhì)的情況下，管道330a可延伸到這些材料中。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，圖400示出根據(jù)另一示例的帶有不同冷卻管理系統(tǒng)100的圖3中描 繪的結(jié)構(gòu)302。冷卻管理系統(tǒng)100包括圖3中描繪的相同的第一冷卻機(jī)構(gòu)120a。然而，圖4 中描繪的冷卻管理系統(tǒng)100與圖3的區(qū)別在于移除了第三冷卻機(jī)構(gòu)120c且第二冷卻機(jī)構(gòu) 120b包括冷卻塔402。冷卻塔402包括被配置成使得環(huán)境氣流流過(guò)冷卻塔從而冷卻第二冷 卻機(jī)構(gòu)120b中的冷卻介質(zhì)的風(fēng)扇404。
在該示例中，包含在第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中的冷卻介質(zhì)最初由與地340的溫差來(lái) 冷卻。當(dāng)?shù)匮h(huán)330a不能夠充分地冷卻冷卻介質(zhì)時(shí)，系統(tǒng)管理器110，或更具體地，控制器 112，調(diào)節(jié)風(fēng)扇404來(lái)進(jìn)一步冷卻冷卻介質(zhì)。另選地，當(dāng)?shù)匮h(huán)330a部分或第一冷卻機(jī)構(gòu) 120a能夠充分地冷卻冷卻液時(shí)，控制器112減少風(fēng)扇404工作。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，圖500示出根據(jù)一示例的帶有不同冷卻管理系統(tǒng)100的圖3中描繪 的結(jié)構(gòu)302。冷卻管理系統(tǒng)100包括第一冷卻機(jī)構(gòu)120a和第二冷卻機(jī)構(gòu)120b。第一冷卻 機(jī)構(gòu)120a包括需要很少或不需要電能來(lái)工作的無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)。
在圖500中，蒸發(fā)器312包括連接到第二冷卻機(jī)構(gòu)120b的管道330a和330b的單 組管道。同樣，管道330a被描繪為在地340之上且位于熱交換器502內(nèi)。熱交換器被示為 包括用于接收第一冷卻機(jī)構(gòu)120a的冷卻介質(zhì)的隔室504。
在工作時(shí)，來(lái)自包含在第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中的冷卻介質(zhì)的熱量被傳遞至包含在 第一冷卻機(jī)構(gòu)中的冷卻介質(zhì)，這使得隔室504中的冷卻介質(zhì)蒸發(fā)。汽化的冷卻介質(zhì)被冷卻 并冷凝到冷凝器322中，并返回至熱交換器502，如上文參考圖3所討論的。
第二冷卻機(jī)構(gòu)120b中的已冷卻的冷卻介質(zhì)被返回至蒸發(fā)器312來(lái)重復(fù)對(duì)包含在 結(jié)構(gòu)302中的冷卻液的冷卻循環(huán)。
在該示例中，系統(tǒng)管理器，或更具體地，控制器112，調(diào)節(jié)第二冷卻機(jī)構(gòu)120b的泵 336來(lái)改變冷卻液的溫度。
圖6示出根據(jù)一實(shí)施例的可被采用來(lái)執(zhí)行以上描述的系統(tǒng)管理器110的各功能的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600。在這一方面，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600可用作用于執(zhí)行上文參考系統(tǒng)管理器110所 描述的一個(gè)或多個(gè)功能的平臺(tái)。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600包括可用于執(zhí)行在方法200中描述的部分或全部步驟的處理器 602。來(lái)自處理器602的命令和數(shù)據(jù)通過(guò)通信總線604進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600還包括 諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等的主存儲(chǔ)器606和二級(jí)存儲(chǔ)器608，其中用于例如系統(tǒng)管理 器110的程序代碼可在運(yùn)行時(shí)期間執(zhí)行。二級(jí)存儲(chǔ)器608包括，例如，可以存儲(chǔ)用于管理結(jié) 構(gòu)的程序代碼的副本的、表示軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、緊致盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等的一個(gè)或多個(gè)硬盤(pán) 610和/或可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器612。
可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器610按公知的方式對(duì)可移動(dòng)存儲(chǔ)單元614進(jìn)行讀和/或?qū)?。?戶(hù)輸入和輸出設(shè)備可包括鍵盤(pán)616、鼠標(biāo)618和顯示器620。顯示適配器622可與通信總線 604和顯示器620接口，且可從處理器602接收顯示數(shù)據(jù)并將該顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于顯示器 620的顯示命令。另外，處理器602可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器擬4通過(guò)例如因特網(wǎng)、LAN等的網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行通信。
可以添加或替換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600中的其他已知的電子組件對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員而言將是顯而易見(jiàn)的。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600可包括在數(shù)據(jù)中心中的機(jī)架中使用的系 統(tǒng)板或刀片、常規(guī)的“白盒”服務(wù)器或計(jì)算設(shè)備等。同樣，圖6中的組件中的一個(gè)或多個(gè)可 以是可選的(例如，用戶(hù)輸入設(shè)備、二級(jí)存儲(chǔ)器等)。
此處描述并示出的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其某些變型。此處使用的術(shù)語(yǔ)、描述 和附圖僅作為說(shuō)明而闡述且不旨在限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的精神和范 圍內(nèi)的許多變型及其等效方案是可能的，且本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)定義， 其中所有術(shù)語(yǔ)意味著其最寬泛合理的意義除非另外指定。
權(quán)利要求
1.一種用于管理具有冷卻液的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，所述冷卻液被配置成環(huán)繞所述結(jié)構(gòu)中包含 的組件流動(dòng)并從中吸收熱量，所述系統(tǒng)包括被配置成從冷卻液吸收熱量的多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的至少兩 個(gè)具有相對(duì)于彼此的至少一個(gè)不同的度量水平；以及被配置成按分階段方式來(lái)實(shí)現(xiàn)所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)以從所述冷卻液排除熱量從而 管理所述結(jié)構(gòu)的控制器，其中所述分階段方式包括首先實(shí)現(xiàn)具有至少一個(gè)相對(duì)較低度量水 平的冷卻機(jī)構(gòu)，最后實(shí)現(xiàn)具有至少一個(gè)相對(duì)較高度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)包括吸 熱組件和被配置成流過(guò)所述吸熱組件的冷卻介質(zhì)，且其中所述吸熱組件被配置成便于從所 述冷卻液到所述冷卻介質(zhì)的相對(duì)高效的熱傳遞。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)包括 具有較低能耗水平的無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)，且所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)包括具有較高 能耗水平的有源冷卻機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)包括循環(huán)溫差環(huán)流系統(tǒng)， 所述循環(huán)溫差環(huán)流系統(tǒng)具有在水平方向上位于與所述循環(huán)溫差環(huán)流系統(tǒng)的蒸發(fā)器相比較 高位置處的冷凝器，其中所述循環(huán)溫差環(huán)流系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)被配置成通過(guò)所述冷卻介質(zhì)中 的相變來(lái)在所述蒸發(fā)器和所述冷凝器之間流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述有源冷卻機(jī)構(gòu)包括地耦合循環(huán)和冷卻 器裝置中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述有源冷卻機(jī)構(gòu)包括具有被配置成從包 含在所述有源冷卻機(jī)構(gòu)中的冷卻介質(zhì)排除附加熱量的冷卻塔的地耦合循環(huán)。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的至少兩個(gè)共享 共同的蒸發(fā)器，其中所述共同的蒸發(fā)器包括多個(gè)管道組來(lái)維持所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的 至少兩個(gè)的冷卻介質(zhì)的分離。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括被配置成檢測(cè)所述結(jié)構(gòu)中一位置處的冷卻液的環(huán)境條件的傳感器；以及其中所述控制器還被配置成按分階段方式實(shí)現(xiàn)所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)將所檢測(cè)的 環(huán)境條件基本上維持在預(yù)定范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括大樓且所述組件包括電子設(shè) 備，且其中所述傳感器被配置成檢測(cè)電子設(shè)備的一位置處的溫度。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)包括具有被配置成 從所述冷卻液排除熱量的第一冷卻介質(zhì)的第一有源冷卻機(jī)構(gòu)和具有第二冷卻介質(zhì)的第二 有源冷卻機(jī)構(gòu)，其中所述第二冷卻介質(zhì)被配置成從所述第一冷卻介質(zhì)排除熱量，且其中所 述控制器還被配置成調(diào)節(jié)所述第二有源冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)從所述第一冷卻介質(zhì)和所述冷卻 液的排熱。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)被分成多個(gè)區(qū)，且其中所述多個(gè) 區(qū)中的每一個(gè)被配置成由多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)冷卻，其中所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的至少 兩個(gè)具有相對(duì)于彼此不同的能耗水平。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)不同的度量水平包括所述冷卻機(jī)構(gòu)的能耗水平、總所有權(quán)成本和有效能量損失中的至少一個(gè)。
13.一種用于管理具有冷卻液的結(jié)構(gòu)的方法，所述冷卻液被配置成環(huán)繞所述結(jié)構(gòu)中包 含的組件流動(dòng)并從中吸收熱量，所述結(jié)構(gòu)帶有具有不同度量水平的多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)，所 述方法包括接收在所述結(jié)構(gòu)的一位置處所檢測(cè)的環(huán)境條件；判定所述環(huán)境條件是否低于預(yù)定給定值范圍；以及響應(yīng)于所述環(huán)境條件超過(guò)所述預(yù)定給定值范圍，通過(guò)首先調(diào)節(jié)具有相對(duì)較低度量水平 的冷卻機(jī)構(gòu)且最后調(diào)節(jié)具有相對(duì)較高度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)，以分階段方式來(lái)調(diào)節(jié)所述多個(gè) 獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)在管理所述結(jié)構(gòu)時(shí)充分地冷卻所述冷卻液。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述環(huán)境條件包括溫度，其中所述預(yù)定給 定值范圍包括預(yù)定給定值溫度，且其中以分階段方式調(diào)節(jié)所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)還包括響應(yīng)于溫度超過(guò)所述預(yù)定給定值溫度，首先調(diào)節(jié)具有第一能耗水平的第一冷卻機(jī)構(gòu)；判定調(diào)節(jié)所述第一冷卻機(jī)構(gòu)是否導(dǎo)致所述溫度降低至所述預(yù)定給定值溫度范圍內(nèi)；以及響應(yīng)于所述溫度保持在所述預(yù)定給定值溫度范圍以上，調(diào)節(jié)具有比所述第一能耗水平 高的第二能耗水平的第二冷卻機(jī)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)于對(duì)環(huán)境條件低于所述預(yù)定給定值范圍的判定，進(jìn)行以下兩者的至少一個(gè)減小 來(lái)自所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中具有相對(duì)較高度量水平的至少一個(gè)的冷卻輸出，和停用所述 多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中具有相對(duì)較高度量水平的至少一個(gè)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)包括無(wú)源冷卻機(jī) 構(gòu)和至少一個(gè)有源冷卻機(jī)構(gòu)，且其中響應(yīng)于所述環(huán)境條件超過(guò)所述預(yù)定給定值溫度范圍來(lái) 以分階段方式調(diào)節(jié)所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)還包括在調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)有源冷卻機(jī)構(gòu)之前 激活所述無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)包括無(wú)源冷卻機(jī) 構(gòu)和至少一個(gè)有源冷卻機(jī)構(gòu)，所述方法還包括響應(yīng)于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件落在低于所述預(yù)定給定值范圍，在分階段方式調(diào)節(jié)所 述無(wú)源冷卻機(jī)構(gòu)之前調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)有源冷卻機(jī)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)包括具有被配置 成從所述冷卻液排除熱量的第一冷卻介質(zhì)的第一有源冷卻機(jī)構(gòu)和具有第二冷卻介質(zhì)的第 二有源冷卻機(jī)構(gòu)，其中所述第二冷卻介質(zhì)被配置成從所述第一冷卻介質(zhì)排除熱量，所述方 法還包括判定所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件是否高于第二預(yù)定給定值范圍；以及響應(yīng)于所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件超過(guò)所述第二預(yù)定給定值范圍，調(diào)節(jié)所述第二有源冷 卻機(jī)構(gòu)來(lái)增加從所述第一冷卻介質(zhì)的排熱。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括從定義所述結(jié)構(gòu)要被操作的各種方式的一個(gè)或多個(gè)服務(wù)級(jí)協(xié)定所闡述的規(guī)定中定義 所述預(yù)定給定值范圍。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)被分成多個(gè)區(qū)，且其中所述多個(gè)區(qū)中的每一個(gè)被配置成由多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)冷卻，其中所述多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的至少 兩個(gè)具有相對(duì)于彼此不同的能耗水平，所述方法還包括獨(dú)立于彼此地調(diào)節(jié)所述區(qū)中的至少兩個(gè)中的多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)。
21. 一種其上嵌入有一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè) 計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)一種用于冷卻具有冷卻液的結(jié)構(gòu)的方法，所述冷卻液被配置成環(huán)繞所述結(jié) 構(gòu)中包含的組件流動(dòng)并從中吸收熱量，所述結(jié)構(gòu)帶有具有至少一個(gè)不同度量水平的多個(gè)獨(dú) 立冷卻機(jī)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序包括一組指令用于 接收在所述結(jié)構(gòu)的一位置處所檢測(cè)的環(huán)境條件； 判定所述環(huán)境條件是否低于預(yù)定給定值范圍；以及響應(yīng)于所述環(huán)境條件超過(guò)所述預(yù)定給定值范圍，通過(guò)首先調(diào)節(jié)具有相對(duì)較低度量水平 的冷卻機(jī)構(gòu)且最后調(diào)節(jié)具有相對(duì)較高度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)，以分階段方式來(lái)調(diào)節(jié)所述多個(gè) 獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)以在管理所述結(jié)構(gòu)時(shí)充分地冷卻所述冷卻液。
全文摘要
一種用于管理具有冷卻液的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)包括被配置成從冷卻液吸收熱量的多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)，該冷卻液被配置成環(huán)繞該結(jié)構(gòu)中包含的組件流動(dòng)并從中吸收熱量。多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)中的至少兩個(gè)具有相對(duì)于彼此的至少一個(gè)不同的度量水平。該系統(tǒng)還包括被配置成按分階段方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)從冷卻液中排除熱量的控制器。分階段方式包括首先實(shí)現(xiàn)具有至少一個(gè)相對(duì)較低度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)，最后實(shí)現(xiàn)具有至少一個(gè)相對(duì)較高度量水平的冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)冷卻該結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F24F11/053GK102037288SQ200880129470
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者A·J·沙阿, A·貝特爾摩, C·E·巴什, C·帕特爾, R·K·沙爾瑪 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)