KR20140015416A

KR20140015416A - 모듈식 it 랙 냉각 어셈블리들 및 어셈블리 방법들

Info

Publication number: KR20140015416A
Application number: KR1020137025670A
Authority: KR
Inventors: 얼 케이슬링; 존 코스타키스; 제럴드 맥도넬
Original assignee: 이너테크 아이피 엘엘씨
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2014-02-06
Also published as: KR20140023296A; US20150195958A1; AU2011360945A1; SG193259A1; EP2681637A2; CA2827960C; US9839163B2; WO2012118554A1; CA2828694A1; US20170079165A1; AU2011360944A1; CA2827960A1; EP2681978A1; US20120300391A1; JP2014509726A; SG192974A1; WO2012118553A2; JP2014513336A; WO2012118553A3

Abstract

데이터 센터 어셈블리의 적어도 하나의 서버 랙의 적어도 하나의 서버를 냉각하기 위한 모듈식 서버 랙 냉각 구조체는 적어도 제1 지지 부재 및 적어도 제1 열교환기를 포함한다. 제1 열교환기는 제1 지지 부재에 결합하는데, 제1 지지 부재는 제1 열교환기를 적어도 하나의 서버와 열 전달 관계를 가지도록 위치시킨다. 제1 열교환기는 적어도 하나의 서버 랙에 부착하지 않는다. 모듈식 서버 랙 냉각 구조체는 또한 서로 대향하여 열복도 또는 냉복도를 형성하는 적어도 제1 랙 및 적어도 제2 랙을 포함하는 시스템에 적용될 수 있다. 증가된 냉각 역량 요건을 충족시키기 위해서 추가 공간의 필요성 없이 모듈식 데이터 서버 랙 냉각 구조체의 지지 구조체 위에 추가로 열교환기를 장착하는 방법이 제공된다.

Description

모듈식 IT 랙 냉각 어셈블리들 및 어셈블리 방법들{Modular IT rack cooling assemblies and methods for assembling same}

본 명세서 개시 내용은 일반적으로 컴퓨터 또는 정보 기술(IT) 데이터 센터들에 관련된 것이다. 더 상세하게 본 명세서 개시 내용은 IT 데이터 센터들에서 열 교환기들을 장착을 위한 구조체들, 시스템들 그리고 방법들에 대한 것이다.

지난 수년 동안 컴퓨터 장비 제조사들은 서버의 데이터 수집 및 저장 성능(capability)을 확장시켰다. 서버 성능이 확장되어 데이터 센터들에서 서버 랙(rack) 어셈블리 당 전체 전력 소모 및 전체 열 출력이 증가하였다. 또한, 서버 성능이 확장되어 컴퓨터 데이터 수집 및 저장을 위한 전력 및 온도 제어 요구 사항들이 증가하였다. 이에 따라, 새로운 데이터 수집 및 저장 산업은, 컴퓨터 데이터 수집 및 저장과 관련하여 방대하면서도 끊임없는 성장에 대처하기 위해서, 혁신적인 장비, 시스템 및 디자인 전략을 추구하였고 추구하고 있다.

컴퓨터 서버 랙들을 위한 냉각 시스템들은 데이터 센터들에서 계속 증가하는 컴퓨터 서버 열 부하들을 냉각시키기 위한 역량(ability)에 보조를 맞추기 위해서 고군분투하고 있다. 컴퓨터 서버 열 부하(킬로와트(kW)로 측정됨)가 증가하여 더 많은 공간이 데이터 방들 내에서 냉각 인프라스트럭처에 할당될 필요가 있거나 냉각 시스템들이 열 근원지, 예를 들어 컴퓨터 서버 랙들에 연결될 필요가 있다. 최근에, 냉각 시스템들은 냉각이 컴퓨터 서버 랙들에 집중하도록 디자인되었다. 이 냉각 시스템들은 뒷문 열 교환기들 및 랙-탑 냉각기들을 포함한다.

다른 냉각 시스템들은 대부분이 액체 상태인 R-134a(예를 들어 1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 냉매를 사용하나, 몇몇 냉각 시스템 디자인은 탈이온수를 사용한다. 최신의 디자인들은 끊임없이 증가하는 고밀도 데이터 센터들의 냉각 요건들을 충족시키는데 있어서 그 역량이 제한된다. 뒷문 교환기의 출력 역량은 컴퓨터 랙 바깥 경계에 제한되고 과도한 압력 저하 없이 뒷문 교환기에 인가될 수 있는 유체 양(분당 갈론(gpm)으로 측정됨)에 제한된다. 뒷문 교환기들은 컴퓨터 서버 랙들에 대한 대략 12~16kW 까지의 농축된 냉각을 생산할 수 있다. 오버헤드(overhead) 랙 냉각기들(coolers)은 R-134a 냉매 용액을 사용하여 20kW 까지의 냉략 출력을 생성할 수 있다. 이는 냉매의 상태를 변경하기 않는 냉각 시스템 디자인에 근거한 것이다. 따라서, 전체 성능은 컴퓨터 서버 랙들 인클로저(enclosure)의 크기뿐만 아니라 코일들의 물리적 크기에도 제한된다. 이는 대략 41,000 내지 대략 55,000 BTU/hr(대략 12KW 내지 대략 16.1kw)의 랙 어셈블리 당 전체 열 방출에 상당한다.

몇몇 컴퓨터 서버들은 IBM 블루진 서버와 유사하게 35kW보다 많은 출력을 생산할 수 있다. 뒷문 열 교환기들 및 유통되는 비슷한 다른 냉각 제품들은 이 같은 고밀도 컴퓨터 서버들의 냉각 요건을 처리할 수 없다.

현존하는 많은 데이터 센터는 줄 배열(in-row) 냉각 시스템들 및 통합 열복도 및 냉복도 격납기(containment)로 구성되었다. 이 데이터 센터들은, 하지만, 상당한 공간을 허비한다. 또한, 서버들이 서버 랙들에 추가되거나 현존하는 서버들이 더큰 냉각 성능을 요구하는 서버들로 교체될 때 줄 배열 랙 냉각 시스템들의 냉각 성능을 증가시키기가 어렵다. 더욱이, 에너지 소모의 감소를 요구하는 장래의 정부 규제에 대응하기 위해 현존하는 많은 데이터 센터들의 냉각 시스템들을 업그레이드하는 것이 어렵다. 따라서, 데이터 센터 업계는 전체 랙 수준에서뿐만 아니라 서버 수준에 있어서도 저스트-인-타임(just-in-time) 및 모듈 방식 냉각 확장 역량뿐만 아니라 데이터 센터의 새로운 그리고 현존하는 여백을 위한 에너지 효율 모듈 방식 냉각 해법을 추구하고 있다.

일 측면에 따르면, 본 명세서에 개시된 발명은 데이터 센터의 적어도 하나의 랙의 적어도 하나의 서버를 냉각하기 위한 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체를 제공한다. 데이터 센터의 적어도 하나의 랙의 적어도 하나의 서버를 냉각하기 위한 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체는 서로 연결된 적어도 제1 지지 부재 및 적어도 제1 열 교환기를 포함한다. 제1 지지 부재는 제1 열 교환기가 서버와 열 교환 관계에 있도록 위치시키며, 제1 열 교환기는 랙에 부착되지 않는다.

몇몇 실시 예에서, 제1 지지 부재는 빔 부재를 포함하고, 제1 열 교환기는 제1 열 교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며, 제1 열 교환기의 가장자리는 회전가능하게 빔 부재에 결합한다. 몇몇 실시 예에서, 빔 부재는 수평 빔 부재 또는 수직 빔 부재이다.

몇몇 실시 예에서, 제1 지지 부재는 적어도 제1 빔 부재, 제2 빔 부재 및 제3 빔 부재를 포함한다. 제1 빔 부재는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재에 결합하고, 제3 빔 부재는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재에 결합하여 실질적으로 U-형태의 형상을 형성한다. 제1 열 교환기는 제1 열교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며 제1 열교환기의 가장자리는 회전가능하게 제1 빔 부재, 제2 빔 부재 또는 제3 빔 부재에 결합한다.

몇몇 실시 예에서, 제1 열 교환기의 가장자리를 정의하는 크기는 제1 열 교환기의 길이방향 가장자리를 정의하는 실질적으로 길이방향 크기이고, 제1 열 교환기의 길이방향 가장자리는 제1 빔 부재 또는 제3 빔 부재에 결합한다.

몇몇 실시 예에서, 데이터 센터는 적어도 하나의 서버를 지지하기 위한 적어도 제2 랙을 더 포함하며 제1 랙 및 제2 랙은 서로 마주보고 위치하여 제1 랙 및 제2 랙 사이에 열 복도 또는 냉 복도를 형성한다. 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체는 서로 결합한 적어도 제2 지지 부재 및 적어도 제2 열 교환기를 더 포함한다. 제2 지지 부재는 제2 열 교환기가 제2 랙의 서버와 열 교환 관계를 가지도록 제2 열 교환기를 위치시키고, 제2 열 교환기는 제2 랙에 부착되지 않는다. 몇몇 실시 예에서, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체는 서버와 제1 열 교환기 사이에 유체 흐름을 제공하기 위해서 제1 열 교환기에 대해서 구성되고 배치된 적어도 하나의 강제적 유체 흐름 장치를 더 포함한다.

다른 측면에 따르면, 본 명세서에 개시된 발명은 서로 마주하고 위치하여 그 사이에 열복도 또는 냉복도를 형성하고 각각 적어도 하나의 서버를 지지하는 적어도 제1 랙 및 적어도 제2 랙을 포함하는 모듈 방식 데이터 센터 시스템을 제공한다. 모듈 방식 데이터 센터 시스템은 또한 서로 결합한 적어도 제1 지지 부재 및 적어도 제1 열 교환기를 포함하는 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체를 포함한다. 제1 지지 부재는 제1 열 교환기가 제1 랙의 적어도 하나의 서버와 열 교환 관계에 있도록 위치시키며, 제1 열 교환기는 제1 랙에 부착되지 않는다. 모듈 방식 데이터 센서 시스템은 또한 서로 결합한 적어도 제2 지지 부재 및 적어도 제2 열 교환기를 포함한다. 제2 지지 부재는 제2 열 교환기가 제2 랙의 적어도 하나의 서버와 열 교환 관계에 있도록 위치시키며, 제2 열 교환기는 제2 랙에 부착하지 않는다.

몇몇 실시 예에서, 제1 지지 부재는 빔 부재를 포함하고, 제1 열 교환기는 제1 열 교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며, 제1 열 교환기의 가장자리는 제1 지지 부재의 빔 부재에 회전가능하게 결합하고, 제2 지지 부재는 빔 부재를 포함하고 제2 열 교환기는 제2 열 교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며, 제2 열 교환기의 가장자리는 제2 지지 부재의 빔 부재에 회전가능하게 결합한다.

몇몇 실시 예에서, 모듈 방식 데이터 센서 시스템은 서버들 및 열 교환기들 사이에 유체 흐름을 제공하기 위한 적어도 하나의 강제적 유체 흐름 장치를 더 포함한다. 몇몇 실시 예에서, 빔 부재들은 제1 랙 및 제2 랙에 인접하여 배치된 수직 빔 부재이다.

몇몇 실시 예에서, 모듈 방식 데이터 센터 시스템은 서로 결합한 적어도 제3 지지 부재 및 제3 열 교환기를 더 포함한다. 제3 지지 부재는 제3 열 교환기가 제1 랙의 서버 또는 제2 랙의 서버와 열 교환 관계에 있도록 위치시킨다.

몇몇 실시 예에서, 제3 지지 부재는 빔 부재를 포함하고, 제3 열 교환기는 제3 열 교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며, 제3 열 교환기의 가장자리는 회전가능하게 제3 지지 부재의 빔 부재에 결합한다. 몇몇 실시 예에서, 제3 지지 부재는 빔 부재를 포함하고, 제3 열 교환기는 제3 지지 부재의 빔 부재에 결합한다. 몇몇 실시 예에서, 제2 열 교환기는 수직으로, 수평으로, 또는 대각선으로 배치된다.

몇몇 실시 예에서, 모듈 방식 데이터 센터 시스템은 서버들 및 열 교환기들 사이에 유체 흐름을 제공하기 위해서 적어도 하나의 강제적 유체 흐름 장치를 더 포함한다. 몇몇 실시 예에서 적어도 제4 지지 부재 및 제4 열 교환기를 더 포함하고, 제3 열 교환기는 제4 지지 부재에 결합하고, 제4 지지 부재는 강제적 유체 흐름 장치에 인접하게 제4 열 교환기를 위치시키도록 구성된다.

또 다른 측면에 따르면, 본 명세서에 개시된 발명은 적어도 제1 랙에 장착된 적어도 제1 서버 및 적어도 제2 랙에 장착된 적어도 제2 서버를 냉각시키기 위한 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체를 장착하는 방법에 대한 것으로서, 제1 랙 및 제2 랙은 서로 마주하게 배치되어 냉복도 또는 열복도의 적어도 일 부분을 형성한다. 이 방법은 적어도 제1 지지 부재, 제2 지지 부재, 그리고 제3 지지 부재를 포함하는 모듈 방식 지지 구조체의 적어도 일 부분을 열복도 또는 냉복도에 위치시킴을 포함한다. 이 방법은 또한 제1 랙의 제1 서버에 인접하게 위치하도록 적어도 제1 열 교환기를 제1 지지 부재에 결합함을 포함한다. 이 방법은 또한 제2 랙의 제2 서버에 인접하게 위치하도록 적어도 제2 열 교환기를 제2 지지 부재에 결합하고, 열복도 또는 냉복도 내에 위치하도록 적어도 제3 열 교환기를 제3 지지 부재에 결합함을 포함하며, 적어도 제3 서버가 제1 랙 또는 제2 랙에 장착된 이후에 제3 열 교환기를 제3 지지 부재에 결합한다.

여기에 개시된 열 교환기 지지 구조체들, 열 교환기 지지 시스템들 및 장착 방법은 현존하는 데이터 센터 또는 계획된 데이터 센터의 동일한 마루 공간 내에 추가적인 냉각 성능을 제공함으로써 데이터 센터 냉각의 최신 기술을 앞당길 수 있고, 이에 따라 데이터 센터의 냉각 성능 풋프린트(foot print)를 감소하고 단위 면적당 냉각 성능을 증가시킬 수 있다. 여기에 개시된 열 교환기 지지 구조체들, 열 교환기 지지 시스템들 및 장착 방법은 새로운 장착의 일 부분으로서 현존하는 데이터 센터들 또는 계획된 데이터 센터들에 장착될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들이 반드시 크기 조정된 것은 아니며, 본 발명의 원리를 설명할 때 대신에 강조되었다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른, 각각이 적어도 하나의 열 교환기를 지지하는 다수의 모듈 방식 지지 구조체를 포함하는 데이터 센터 어셈블리에서 정보 기술 서버들을 위한 데이터 센터 어셈블리의 투시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, 도 1의 데이터 센터 어셈블리에서 적어도 하나의 열 교환기를 지지하기 위한 모듈 방식 지지 구조체의 정면도이다.
도 3은 도 2의 데이터 센터 어셈블리의 상세 정면도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 서버들 및 서버 랙에 대한 열 교환기들의 위치 관계를 보여준다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른, 도 2에서 4A-4A 절단선에 따른 데이터 센서 어셈블리의 정면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른, 도 2에서 4B-4B 절단선에 따른 데이터 센서 어셈블리의 정면도이다.
도 5a는 도 4에서 5A-5A 화살표 방향에서 보이는 도 1의 데이터 센터 어셈블리의 평면도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 센터의 다수의 모듈 방식 지지 구조체를 도시한다.
도 5b는 도 4에서 5B-5B 화살표 방향에서 보이는 도 1의 데이터 센터 어셈블리의 평면도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 센터의 다수의 모듈 방식 지지 구조체를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 센터 어셈블리의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 센터 어셈블리의 평면도로서, 냉동 열 교환기 스키드들 및 모듈 방식 지지 구조체에 의해 지지되는 열 교환기들 사이의 유체 회로들을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른, "Day One" 저밀도 가동을 위한 적어도 하나의 모듈 방식 지지 구조체 및 이와 연관된 열 교환기를 갖는 도 7의 데이터 센터 어셈블리가 가동할 때의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른, "Day Two" 증가된 밀도 가동을 위한 적어도 하나의 모듈 방식 지지 구조체 및 이와 연관된 열 교환기를 갖는 도 7의 데이터 센터 어셈블리가 가동할 때의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른, "Day Three" 증가된 밀도 가동을 위한 적어도 하나의 모듈 방식 지지 구조체 및 이와 연관된 열 교환기를 갖는 도 7의 데이터 센터 어셈블리가 가동할 때의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른, 고밀도 가동을 위한 적어도 하나의 모듈 방식 지지 구조체 및 이와 연관된 열 교환기를 갖는 도 10의 데이터 센터 어셈블리가 가동할 때의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 고온 습구 온도 적용에서 무냉각 가동(chillerless operation)을 위한 근접 결합 냉각 시스템을 위한 흐름도의 일 실시 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 "A-프레임" 열 교환기 어셈블리를 형성하는 개별 냉각 회로를 포함하는 모듈 방식 데이터 포드(pod)를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 "A-프레임" 열 교환기 어셈블리를 형성하는 개별 냉각 회로를 포함하는 도 13의 데이터 포드의 상측 평면도이다.
도 15는 도 14의 모듈 방식 데이터 센터 포드 어셈블리의 하측 평면도로서, 모듈 방식 데이터 센서 포드 어셈블리의 중앙 복도 아래의 섬프(sump)를 통해 공기를 수직방향으로 흐르게 하는 강제적 흐름 장치들을 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 도 12의 근접-결합 냉각 시스템을 포함하는 데이터 센터 어셈블리를 위한 냉각 장치의 개략적인 흐름도이다.
도 17은 도 14 내지 도 16의 모듈 방식 데이터 포드 어셈블리의 일 부분으로서 도시된 냉각 사이클 스키드들의 확대도이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 센터 어셈블리의 열 복도 위의 빌딩 수납체를 도시하는 데이터 센터 어셈블리의 투시도이다.

본 출원은 2011년 6월 23일자로 출원된 국제특허출원 번호 PCT/US2011/41710호에 관련되고 2011년 3월 2일 출원된 미국 가출원 번호 61/448,631, 2011년 5월 3일 출원된 미국 가출원 61/482,070의 우선권 및 그 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.

여기에 개시된 열 교환기 지지 구조체들, 열 교환기 지지 시스템들 및 장착 방법의 실시 예들이 도면들을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 도면들에서 동일한 참조번호는 도면의 여러 각도에서의 도에서 동일한 또는 대응하는 요소를 가리킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 각각이 적어도 하나의 열 교환기를 지지하는 모듈 방식 랙 냉각 구조체들의 다수의 지지 구조체를 포함하는 데이터 센터 어셈블리(10)에서 IT 서버들을 위한 모듈 방식 통일 랙 시스템 장착(100)을 도시한다. 더 구체적으로, 데이터 센터 어셈블리(10)는 다수의 IT 서버 랙(1001a, ..., 1001n) 을 포함하며 이들은 서로 인접하여 위치하여 IT 서버 랙들(server racks)의 제1 열(1001')을 형성한다. 인접한 IT 서버 랙들(1002a, ..., 1002n)의 제2 열(1002')이 제1 열의 맞은 편에 형성되어 열복도(hot aisle, 12)가 제1 열(1001') 및 제2 열(1002') 사이에 형성된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 IT 서버 랙들의 제1 열(1001') 및 데이터 센터 설비의 인접한 벽(미도시) 또는 IT 서버 랙들의 인접한 열이 제1 냉복도(hot aisle)를 정의한다는 것을 인식할 것이다. 비슷하게, IT 서버 랙들의 제2 열(1002') 및 데이터 센터 어셈블리(10)의 인접한 벽(미도시) 또는 IT 서버 랙들의 인접한 열이 제2 냉복도(hot aisle)를 정의한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 몇몇 실시 예에서 IT 서버 랙들의 제1 열(1001') 및 IT 서버 랙들의 제2 열(1002')이 그 사이에 냉복도를 형성할 수 있다는 것을 인식할 것이다.

도 1 및 도 2와 함께 도 3을 참조하면, 각 서버 랙 (1001a), ..., (1001n) 및 (1002a), ..., (1002n)은 각각이 하나의 서버를 수용하도록 구성된 다수의 슬롯을 포함한다. 이 기술 분야에 잘 알려져 있다시피, 제1 열(1001')의 제1 서버 랙(1001a)은 다수의 IT 서버(101a₁, ..., 101a_n)를 서버 랙(1001a)의 다른 슬롯에 구비한다. 비슷하게, 제2 열(1002')의 제2 서버 랙(1002a)은 다수의 IT 서버(102a₁, ..., 102a_n)를 서버 랙(1002a)의 다른 슬롯에 구비한다. IT 서버들(101a₁, ..., 101a_n) 각각은 적어도 하나의 전달 경로(103a₁, ..., 103a_n)를 각각 구비하며, 이는 하나 이상의 배기 송풍기 및 포트를 도시된 바와 같이 IT 서버들(101a₁, ..., 101a_n) 각각의 뒤쪽 끝단에, 또는 위에, 아래에 및/또는 측면에 또는 이 분야에서 알려진 다른 열 전달 경로들의 위에, 아래에 및/또는 측면에 구비할 수 있다.

본 명세서 및 도면들 전체를 통해 사용된 것 같이, 몇몇 참조번호에 사용된 문자 "n"은 가변량을 나타낸다. "1001n" 또는 "101a_n"과 같은 참조번호에서의 양 "n"의 사용은 문자 "n"이 사용된 경에 있어서 반드시 양 "n"이 항상 각 경우에 동일하다 것을 의미하지 않는다. 통상의 기술자는 본 발명의 실시 예들의 실제 적용에서 "n"의 값이 다를 수 있고 "n"이 구성요소 또는 항목이 복수 개 또는 다수 개인 것을 기술하는데 적용된 것이라는 것을 인식할 것이다.

IT 서버들(101a₁, ..., 101a_n)과 마찬가지로, IT 서버들(102a₁, ..., 102a_n) 각각은 적어도 하나의 전달 경로(104a₁, ..., 104a_n)를 각각 구비하며, 이는 하나 이상의 배기 송풍기 및 포트를 도시된 바와 같이 IT 서버들(102a₁, ..., 102a_n) 각각의 뒤쪽 끝단에, 또는 위에, 아래에 및/또는 측면에 또는 이 분야에서 알려진 다른 열 전달 경로들의 위에, 아래에 및/또는 측면에 구비할 수 있다.

모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 적어도 제1 지지 부재(201a)를 포함한다. 이 제1 지지 부재(201a)는 예시적으로 수직으로 배치된 빔으로 도시되었으며 이 빔은 앞서 언급한 바와 같이 서버 랙(1001a)의 다른 슬롯에 배치된 IT 서버들(101a₁, ..., 101a_n)의 뒤쪽 끝단에서 서버 랙(1001a)에 인접한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 적어도 하나의 강제적 흐름 냉각 장치(1051a), 예를 들어 모터 구동 송풍기를 지지하도록 구성 및 배치되어 열복도(12)로부터 제1 냉복도로 향하는 강제적 흐름 순환을 제공한다. 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)는 열복도(12) 및 제1 냉복도 사이에 분리 영역을 정의하도록 구성 및 배치된다. 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)는 화살표(17a)로 설명된 바와 같이 흡입측(15a) 및 배출측을 포함하며, 이 화살표는 공기 흐름 방향을 가리킨다. 제1 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)가 IT 서버 랙(1001a)의 위에 수직으로 위치한 것으로 도시되었기 때문에, 분리 영역이 IT 서버 랙(1001a)의 위에 제1 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)의 높이를 따라 정의되며, 따라서 분리 영역이 열복도(12) 및 제1 냉복도 안으로 발전하는 IT 서버 랙들의 제1 열(1001') 위의 부피 공간 사이에 발생한다.

일 실시 예에서(미도시), 제1 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)는 IT 서버 랙(1001a)의 위쪽에 근접하여 열복도(12)를 가로질러 수평으로 위치할 수 있다.

몇몇 실시 예에서, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 적어도 하나의 열 교환기를 포함한다. 제1 열 교환기(1101a)는 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)의 흡입측(15a)에 대해서 구성 및 배치되어 제1 열 교환기(1101a)의 강제적 흐름 냉각을 제공한다.

몇몇 실시 예에서, 제1 열 교환기(1101a)는 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 갖는 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이다. 제1 열 교환기(1101a)는 실질적으로 평탄한 제1 측면(1103a) 및 실질적으로 평탄한 제2 측면(1105a)을 구비한다. 예로 든 도 3의 실시 예에 도시된 바와 같이, 제1 열 교환기(1101a)는 제1 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)의 흡입측(15a)에 인접하여 배치된다. 제1 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)는 열복도(12) 및 제1 냉복도(141) 사이의 분리 영역을 유지하도록 그리고 서버 랙들의 서버에서 나오고 냉각을 위한 제1 열교환기(1101a)의 구불구불한 코일을 가로질러 흐르는 열복도(12)의 뜨거운 공기의 냉각을 가능하게 하도록 구성 및 배치된다.

일 실시 예에서, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 또한, 열복도(12)에서 제2 냉복도(142)로 향하는 강제적 흐름 순환을 제공하기 위해서, 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a), 예를 들어 모터로 구동되는 송풍기를 지지하도록 구성 및 배치된다. 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)는 열복도(12) 및 제2 냉복도(142) 사이에 분리 영역을 정의하도록 구성 및 배치된다. 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)는 화살표(18a)로 도시된 바와 같이 흡입측(16a) 및 배출측을 포함하며, 이 화살표는 공기 흐름 방향을 가리킨다. 제1 강제적 흐름 냉각 장치(1051a)와 마찬가지로, 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)가 IT 서버 랙(1002a)의 위에 수직으로 위치하기 때문에, 열복도(12) 및 제2 냉복도(142) 사이의 분리 영역이 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)의 높이를 따라 정의된다.

일 실시 예에서(미도시), 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)는 IT 서버 랙(1002a)의 위쪽에 근접하여 열복도(12)를 가로질러 수평으로 위치할 수 있다.

몇몇 실시 예에서, 제2 열 교환기(1102a)는 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)의 흡입측(16a)에 대해서 구성 및 배치되어 제2 열 교환기(1102a)의 강제적 흐름 냉각을 제공한다. 일 실시 예에서, 제2 열 교환기(1102a)는 앞서 설명을 한 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 갖는 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이다. 제2 열 교환기(1102a)는 실질적으로 평탄한 제1 측면(1104a) 및 실질적으로 평탄한 제2 측면(1106a)을 구비한다. 예로 든 도 3의 실시 예에 도시된 바와 같이, 제2 열 교환기(1102a)는 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)의 흡입측(16a)에 인접하여 배치된다. 제2 강제적 흐름 냉각 장치(1052a)는 열복도(12) 및 제2 냉복도(142) 사이의 분리 영역을 유지하도록 그리고 서버 랙들의 서버에서 나오고 냉각을 위한 제2 열교환기(1102a)의 구불구불한 코일을 가로질러 흐르는 열복도(12)의 뜨거운 공기의 냉각을 가능하게 하도록 구성 및 배치된다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 지지 부재(201a)는 적어도 제1 빔 부재(beam member, 201a₁), 제2 빔 부재(201a₂) 및 제3 빔 부재(201a₃)를 포함한다. 제1 빔 부재(201a₁)는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재(201a₂)에 결합하고, 제3 빔 부재(201a₃)는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재(201a₂)에 결합하여 실질적으로 U-형 형태를 형성한다.

모듈 방식 서버 랙 냉각 시스템(2001)은 적어도 제2 지지 부재(202a)를 더 포함하며 이는 예시적으로 제1 지지 부재(201a)와 마찬가지로 전술한 바와 같이 서버 랙(1002a)의 다른 슬롯들에 위치하는 다수의 IT 서버(102a₁, ..., 102a_n)의 뒤쪽 끝단에서 서버 랙(1002a)에 인접하게 위치한 수직으로 배향된 빔으로 도시되었다.

도 4b에 도시된 바와 같이 그리고 도 4a를 참조하여 설명한 제1 지지 부재(201a)와 같이, 제2 지지 부재(202a)는 적어도 제1 빔 부재(202a₁), 제2 빔 부재(202a₂), 그리고 제3 빔 부재(202a₃)를 포함한다. 제1 빔 부재(202a₁)는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재(202a₂)에 결합하고, 제3 빔 부재(202a₃)는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재(202a₂)에 결합하여, 실질적으로 U-형 형상을 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 상기 제2 지지 부재(202a)를 포함하여 안정성을 제공하고 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)가 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 장착될 때 실제로 동시에 제1 열 교환기(1101a) 및 제2 열 교환기(1102a)를 삽입할 수 있도록 한다. 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 또한 적어도 제3 지지 부재(203a)를 포함한다. 일 실시 예에서 제3 지지 부재(203a)는 지지 부재(201a)의 상부 끝단(201a') 및 지지 부재(202a)의 상부 끝단(202a')에서 제1 지지 부재(201a)를 제2 지지 부재(202a)에 각각 결합한다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 제3 지지 부재(203a)는 적어도 두 개의 빔 부재 (203a₁, 203a₂)를 포함하며 각 빔 부재는 열복도(12)를 가로질러 신장하여 제1 지지 부재(201a)를 제2 지지 부재(202a)에 결합하고 제1 지지 부재(201a)의 제2 지지 빔(201a₂)을 제2 지지 부재(202a)의 제2 지지 빔(202a2)에 결합한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제3 지지 부재(203a)는 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 삽입한 후에 열복도부터 그리고 열복도로 열을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 열 교환기를 포함한다. 보다 구체적으로, 제3 지지 부재는 열복도(12) 위에서 열복도(12)를 가로질러 실질적으로 수평으로 지지되는 제3 열 교환기(301a)를 포함한다.

제3 열 교환기(301a)는 제1 열 교환기(213a) 및 제2 열 교환기(214a)와 유사한 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이고, 전술한 바와 같이 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 나타낸다. 제3 열 교환기(301a)를 열복도(12) 위에 열보고(12)를 가로질러 위치시킴으로써 냉각 역량 풋프린트의 크기 증가 없이 단위 면적당 냉각 역량을 매우 증가시킬 수 있다. 서버 랙들(1001a, 1002a)에서 IT 서버들로부터 열복도(12)로 수평으로 배출되는 공기는 열복도(12)에서 위로 올라가게 되고 제3 열 교환기(301a)의 구불구불할 코일을 통해서 수직으로 지나간다.

도 9를 참조하여 아래에서 설명되듯이, 특히 유지 작업을 위해 수평 열 교환기(301a) 위의 공간에 접근할 수 있도록, 몇몇 실시 예에서, 수평 열 교환기(301a0는 힌지식 연결체(hinged connection, 303a)를 통해 제2 빔 부재(201a2)에 회전가능하게 연결되어 수평 열 교환기(301a)는 아래로 회전하여 열복도(12)의 상부 안으로 들어갈 수 있게 된다.

일 실시 예에서, 적어도 제1 열 교환기(213a)는 제1 지지 부재(201a)에 결합한다. 일 실시 예에서, 제1열 교환기(203a)는 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 갖는 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이다.

제1 열 교환기(213a)는 실질적으로 평탄한 제1 측면(215a) 및 실질적으로 평탄한 제2 측면(217a)을 구비하며, 냉각을 위해서 뜨거운 공기가 서버 랙들의 서버들로부터 이 측면들을 통과해서 구불구불한 코일들을 가로질러 흐를 수 있다. 그에 따라, 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체를 삽입한 후에 실질적으로 평탄한 제1 측면(215a)을 통해 적어도 서버(101a₁)의 열 전달 경로(103a₁)에 근접하여 제1 열 교환기(213a)를 위치시키도록 제1 지지 부재(201a)가 구성된다. 몇몇 실시 예에서, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001) 및 서버 랙들(1001a, 1002a) 사이에 접촉이 없거나 또는 최소한의 접촉이 있을 수 있다.

서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체를 삽입한 후에, 실질적으로 평탄한 제1 표면(215a)이 적어도 서버(101a₁)의 열 전달 경로(103a₁)에 인터페이스하고 근접하도록 위치한다. 적어도 서버(101a₁)의 열 전달 경로(103a₁)를 통해 배출된 공기 흐름은 따라서 제1 열 교환기(213a)의 실질적으로 평탄한 제1 측면(215a)으로 흐르고 코일들을 가로질러서 실질적으로 평탄한 제2 측면(217a)으로 열복도(12) 안으로 흐른다. 환언하면, 적어도 제1 지지 부재(201a)는 하나 이상의 서버(101a₁, ..., 101a_n)와 열 전단 관계를 가지도록 적어도 제1 열 교환기(213a)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제1 열 교환기(213a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1001a, ..., 1001n)에 부착하지 않는다.

인지될 수 있듯이, 제1 열 교환기(213a)는, 실질적으로 평탄한 표면들(215a, 217a)이 서버 랙(1001a)의 다른 슬롯들에 위치한 다수의 IT 서버(101a₁, ..., 101a_n) 각각의 열 전달 경로(103a₁, ..., 103a_n)와 전체는 아니며 적어도 부분적으로 중첩하도록 하는 구성 및 크기를 가진다.

일 실시 예에서, 제1 열 교환기(213a)는 제1 빔 부재(201a₁)와 실질적으로 인터페이스 하는 가장자리(219a₁), 제2 빔 부재(201a₂)와 실질적으로 인터페이스 하는 가장자리(219a₂), 제3 빔 부재(201a₃)와 실질적으로 인터페이스 하는 가장자리(219a₃)를 정의하는 크기를 가진다. 가장자리들(219a₁, 219a₂, 219a₃) 중 하나는, 빔 부재(201a₁) 및 가장자리(219a₁)를 위해 도시된 힌지(211a₁) (빔 부재(201a₂, 201a₃) 및 가장자리(219a₂, 219a₃)를 위한 힌지는 도시되지 않음)에 의해 대응하는 빔 부재(201a₁, 201a₂, 201a₃)에 회전가능하게 결합한다. 따라서, 제1 열 교환기(213a)는 열복도(12) 내로 회전되어 - 참조번호 213a로 표시된 점선에 의해 도시된 것 같이 - 열복도(12)로부터 IT 서버들(101a₁, ..., 101a_n)로의 접근이 가능해 진다.

인지될 수 있듯이, 가장자리들(219a₁, 219a₃)을 정의하는 크기는 실질적으로 길이방향으로 제1 빔 부재(201a₁) 및 제3 빔 부재(201a₃)의 배향( orientation )과 일치한다. 비슷하게, 가장자리(219a₂)를 정의하는 크기는 실질적으로 측면으로서 제2 빔 부재(201a₂)의 배향(orientation)과 일치한다.

일 실시 예에서, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 적어도 제2 지지 부재(202a)를 더 포함하며, 이는 제1 지지 부재(201a)와 마찬가지로 예시적으로 수직으로 배치된 빔으로 도시되었으며 이 빔은 서버 랙(1002a)의 다른 슬롯에 배치된 IT 서버들(102a₁, ..., 102a_n)의 뒤쪽 끝단에서 서버 랙(1002a)에 인접한다.

제1 지지 부재(201a)와 마찬가지로, 적어도 제2 지지 열 교환기(214a)는 제2지지 부재(202a)에 결합한다. 마찬가지로, 몇몇 실시 예에서, 제2 열 교환기(214a)는 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 갖는 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이다.

제2 열 교환기(214a)는 실질적으로 평탄한 제1 측면(216a) 및 실질적으로 평탄한 제2 측면(218a)을 구비하며 냉각을 위해서 서버 랙들의 서버들에서 온 뜨거운 공기가 이 측면들을 통과해서 구불구불한 코일들을 가로질러 흐를 수 있다. 그에 따라, 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 삽입한 후에 적어도 서버(102a₁)의 열 전달 경로(104a₁)에 근접하여 제1 열 교환기(214a)를 위치시키도록 제2 지지 부재(202a)가 구성된다. 몇몇 실시 예에서, 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001) 및 서버 랙들(1001a, 1002a) 사이에 접촉이 없거나 또는 거의 접촉이 없을 수 수 있다.

서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 삽입한 후에, 실질적으로 평탄한 제1 표면(216a)은 적어도 서버(102a₁)의 열 전달 경로(104a₁)에 인터페이스하고 근접하도록 위치한다. 적어도 서버(102a₁)의 열 전달 경로(104a₁)를 통해 배출된 공기 흐름은 따라서 제2 열 교환기(214a)의 실질적으로 평탄한 제1 측면(216a)으로 흐르고 코일들을 가로질러서 실질적으로 평탄한 제2 측면(218a)으로 열복도(12) 안으로 흐른다. 환언하면, 적어도 제2 지지 부재(202a)는 하나 이상의 서버(102a₁, ..., 102a_n)와 열 전단 관계를 가지도록 적어도 제2 열 교환기(214a)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제2 열 교환기(214a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1002a, ..., 1002n)에 부착하지 않는다.

또한, 인지될 수 있듯이, 제2 열 교환기(214a)는, 실질적으로 평탄한 표면들(216a, 218a)이 서버 랙(1002a)의 다른 슬롯들에 위치한 다수의 IT 서버(102a₁, ..., 102a_n) 각각의 열 전달 경로(104a₁, ..., 104a_n)와 전체는 아니며 적어도 부분적으로 중첩하도록 하는 구성 및 크기를 가진다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는, 제2 열 교환기(214a)가 또한 열복도(12) 안으로 회전되도록 힌지 상에 회전가능하게 장착되어 열복도(12)로부터 IT 서버들(201a₁, ..., 201a_n)에 접근할 수 있다는 것을 알 것이다.

도 4a를 참조하여 설명을 한 제1 지지 부재(201a)에 관련한 것과 비슷하게, 일 실시 예에서 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 지지 부재(202a)는 적어도 제1 빔 부재(202a₁), 제2 빔 부재(202a₂) 및 제3 빔 부재(202a₃)를 포함한다. 제1 빔 부재(202a₁)는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재(202a₂)에 결합하고, 제3 빔 부재(202a₃)는 실질적으로 수직으로 제2 빔 부재(202a₂)에 결합하여 실질적으로 U-형 형태를 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에서, 제1 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는 상기 제2 지지 부재(202a)를 포함하여 안정성을 제공하고 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)가 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 장착될 때 실제로 동시에 제1 열 교환기(213a) 및 제2 열 교환기(214a)를 삽입할 수 있도록 한다. 모듈 방식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는 또한 적어도 제3 지지 부재(203a)를 포함한다. 일 실시 예에서 제3 지지 부재(203a)는 지지 부재(201a)의 상부 끝단(201a') 및 지지 부재(202a)의 상부 끝단(202a')에서 제1 지지 부재(201a)를 제2 지지 부재(202a)에 각각 결합한다.

따라서, 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙들(1001a, 1002a) 사이에 삽인 한 후에, 제1 열교환기(213a)를 적어도 제1 랙(1001a)의 적어도 제1 서버(101a₁)의 적어도 열 전달 경로(103a₁) 근처에 위치시키도록 구성된다. 다시 말해서, 적어도 제3 지지 부재(203a)는, 적어도 제1 열교환기(213a)가 하나 이상의 서버(101a₁, ..., 101a_n)와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제1 열교환기(213a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1001a, ..., 1001n)에 부착하지 않는다.

동시에, 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙들(1001a, 1002a) 사이에 삽인 한 후에, 제2 열교환기(214a)를 적어도 제2 랙(1002a)의 적어도 제1 서버(101a₁)의 적어도 열 전달 경로(104a₁) 근처에 위치시키도록 구성된다. 다시 말해서, 적어도 제2 지지 부재(202a)는, 적어도 제2 열교환기(214a)가 하나 이상의 서버(102a₁, ..., 102a_n)와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제2 열교환기(214a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1002a, ..., 1002n)에 부착하지 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제3 지지 부재(203a)는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙들(1001a, 1002a) 사이에 삽입한 후 열을 복도로부터/복도로 전달하도록 구성된 적어도 하나의 열교환기를 지지한다. 더 구체적으로, 제3 지지 부재는 실질적으로 수평으로 열복도(12)를 가로질러 그리고 위에서 제3 열교환기(301a)를 지지한다.

또, 제3 열교환기(301a)는 (제1 열교환기((213a) 및 제2 열교환기(214a)와 유사하게) 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 갖는 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이다. 열복도(12)를 가로질러 그리고 그 위에 제3 열교환기(301a)를 배치함으로써 냉각 용량 풋프린트의 크기의 증가 없이 단위 면적당 냉각 역량에 있어서 부가적으로 상당한 역량이 가능하다. 본 실시 예에서, 제1 열교환기(213a) 및 제2 열교환기(214a)에서 수평으로 배출된 공기는 열복도(12)에서 상승하도록 강제되고 제3 열교환기(301a)의 구불구불한 코일을 통해 수직으로 통과한다.

일 실시 예에서, 제3 지지 부재(203a)는, 제3 열교환기(301a) 그리고/또는 앞서 제1, 제2 및 제3 열교환기(213a, 214a, 301a)와 관련하여 설명을 한 유형과 유사한 제4 열교환기(401a)를 지지할 수 있다. 제4 열교환기(401a)는 제1 가장자리(411a) 및 반대편의 제2 가장자리(412a)를 정의하는 크기를 가지며, 제3 지지 부재(203a)에 회전가능하게 결합 및 제3 지지 부재(203a)에 의해 지지 되거나 제1 지지부재(201a)의 제2 빔 부재(201a₂)에 회전가능하게 결합 된다. 제4 열교환기(401a)는 따라서 수평에 대한 각도(θ₁) 로 적어도 부분적으로 열복도(12) 위로 신장한다.

일 실시 예에서, 제3 지지 부재(203a)는 제4 열교환기(401a) 및 앞서 제1, 제2 및 제3 열교환기(213a, 214a, 301a)와 관련하여 설명을 한 유형과 유사하고 제4 열교한기(401a)와 대칭적으로 동일한 제5 열교환기(502a)를 지지한다. 제5 열교환기(502a)는 제1 가장자리(511a)를 정의하는 크기를 가지며, 제3 지지 부재(203a)에 회전가능하게 결합 및 제3 지지 부재(203a)에 의해 지지 되거나 제2 지지부재(202a)의 제2 빔 부재(202a₂)에 회전가능하게 결합 된다. 제5 열교환기(501a)는 따라서 수평에 대한 각도(θ₂) 로 적어도 부분적으로 열복도(12) 위로 신장한다.

몇몇 상황에서, 열복도(12)를 통해 열을 데이터 센터 어셈블리(10) 내로 전달하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 공기 흐름 방향을 역으로 하고 주위 온도보다 높은 온도로 유체 매체를 열교환기에 제공하는 것에 의해서, 그 같은 데이터 세터 내로의 열 전달이 달성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 열 제거 역량 요건 또는 원하는 다른 인자들에 따라서 전술한 열교환기들을 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체 위에 장착하는 순서가 다양하게 변경될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 제1 열교환기(213a)와 제2 열교환기(214a)가 먼저 모듈식 지지구조(2001) 위에 장착된 제1 열교환기들인 순서는, 제1 열 교환기(213a) 및 제1 지지 부재(201a)가 실질적으로 평탄한 제1 측면(215a)을 경유하여 적어도 서버(101a₁)의 열교환 경로(103a₁)에 근접하여 제1 열교환기(213a)의 직접적인 인터페이스를 가능하게 하도록 구성되기 때문에 그리고 제2 열 교환기(214a) 및 제1 지지 부재(202a)가 실질적으로 평탄한 제1 측면(216a)을 경유하여 적어도 서버(102a₁)의 열교환 경로(104a₁)에 근접하여 제2 열교환기(214a)의 직접적인 인터페이스를 가능하게 하도록 구성되기 때문에, 적어도 데이터 센터 어셈블리(10)의 초기 가동 중에 열복도(12)의 제거를 가능하게 한다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 제1 열교환기(213a) 및 제2 열교환기(214a)에 의해 이미 냉각된 공기만이 열복도(12)로 지정된 중앙 복도 내로 순환된다.

일 실시 예에서, 도 1 내지 도 5b로부터 이해할 수 있듯이, 본 명세서에 개시된 내용은 또한 다수의 열교환기(213a, ..., 213n; 214a, ..., 214n)의 삽입 및 제거를 가능하게 하는 시스템(50)과 관련된다. 전술한 바와 같이, 데이터 센터 어셈블리(10)는 적어도 두 개의 랙(1001a, ..., 1001n 그리고/또는 1002a, ..., 1002n)을 포함한다. 각 랙은 적어도 하나의 열 전달 경로(103a₁, ..., 103a_n, ..., 103n₁, ..., 103n_n 그리고/또는 104a₁, ..., 104a_n, ..., 104n₁, ..., 104n_n)를 갖는 적어도 하나의 서버(101a1, ..., 101an, ..., 101n1,..., 101nn 그리고/또는 102a₁, ..., 102a_n, ..., 102n₁, ... 102n_n)을 지지한다. 전술한 열교환기를 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체 위에 장착하는 순서는 열 제거 역량 요건 또는 원하는 다른 인자에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

시스템(50)은 열복도(12)로부터 제1 냉복도(141)로 향하는 강제적-흐름 순환을 제공하는 적어도 하나의 강제적-흐름 냉각 장치(1051a), 예를 들어, 모터 구동 송풍기를 지지하기 위해 구성되고 배치된 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체를 포함한다. 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)는 데이터 센터 어셈블리(10)의 제1 냉복도(141)와 열복도(12) 사이의 분리 영역을 정의하도록 구성되고 배치된다. 제1 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)는 흡입측(15a) 및 흐름 방향을 가리키는 화살표(17a)에 의해 표시된 배출측을 포함한다. 제1 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)가 IT 서버 랙(1001a) 위에 수직으로 배치된 것으로 도시되었기 때문에, 분리 영역은 IT 서버 랙(1001a) 위에 제1 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)의 높이를 따라 정의되고, 따라서 분리 영역은 제1 냉복도(141)로 이어지는 IT 서버 랙의 제1 열 위의 체적 공간 사이에 발생한다.

일 실시 예에서(미도시), 제1 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)는 IT 서버 랙(1001a)의 꼭대기에 근접하여 열복도(12)를 수평으로 가로질러 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 모듈식 서러 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는 적어도 하나의 열교환기를 지지하도록 구성 및 배치된다. 제1 열교환기(1101a)는 제1 열교환기(1101a)의 강제적-흐름 냉각을 제공하는 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)의 흡입측(15a)에 대해서 구성 및 배치된다. 몇몇 실시 예에서, 제1 열교환기(1101a)는 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 갖는 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이다.

제1 열교환기(1101a)는 실질적으로 평탄한 제1 측면(1103a) 및 실질적으로 평탄한 제2 측면(1105a)을 구비한다. 도 3의 실시 예로 도시된 바와 같이, 제1 열교환기(1101a)는 제1 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)의 흡입측(15a)에 인접하여 배치된다. 제1 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)는 열복도(12) 및 제1 냉복도(141) 사이의 분리 영역을 유지하고 그리고 서버 랙들의 서버들로부터 내뿜어지고 냉각을 위해 제1 열교환기(1101a)의 구불구불한 코일을 가로질러 흐르는 열복도(12)의 뜨거운 공기의 냉각을 가능하게 하도록 구성되고 배치된다.

일 실시 예에서, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는 열복도(12)로부터 제2 냉복도(142)로 향하는 강제적-흐름 순환을 제공하는 적어도 하나의 강제적-흐름 냉각 장치(1052a), 예를 들어, 모터 구동 송풍기를 지지하도록 구성되고 배치된다. 제2 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)는 제2 냉복도(142)와 열복도(12) 사이의 분리 영역을 정의하도록 구성되고 배치된다.

제2 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)는 흡입측(16a) 및 흐름 방향을 가리키는 화살표(18a)에 의해 표시된 배출측을 포함한다. 제1 강제적-흐름 냉각 장치(1051a)와 마찬가지로, 제2 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)가 IT 서버 랙(1002a) 위에 수직으로 배치된 것으로 도시되었기 때문에, 분리 영역은 제2 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)의 높이를 따라 정의된다. 일 실시 예에서(미도시), 제2 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)는 IT 서버 랙(1002a)의 꼭대기에 근접하여 열복도(12)를 수평으로 가로질러 배치될 수 있다.

제2 열교환기(1102a)는 제1 열교환기(1102a)의 강제적-흐름 냉각을 제공하는 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)의 흡입측(16a)에 대해서 구성 및 배치된다. 몇몇 실시 예에서, 제2 열교환기(1102a)는 미합중국, 일리노이즈, 먼델라인의 MBA 제조 및 공급 회사에 의해 제조되는 모델 SX-2 Serpentine Coil 열 교환기 또는 이와 유사한 것 같이 실질적으로 두 개의 큰 평탄한 측면을 형성하는 얇은 직사각형 형상을 갖는 구불구불한 코일 마이크로채널 디자인이다.

제2 열교환기(1102a)는 실질적으로 평탄한 제1 측면(1104a) 및 실질적으로 평탄한 제2 측면(1106a)을 구비한다. 도 3의 실시 예로 도시된 바와 같이, 제2 열교환기(1102a)는 제2 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)의 흡입측(16a)에 인접하여 배치된다. 제2 강제적-흐름 냉각 장치(1052a)는 열복도(12) 및 제2 냉복도(1412 사이의 분리 영역을 유지하고 그리고 서버 랙들의 서버들로부터 내뿜어지고 냉각을 위해 제2 열교환기(1102a)의 구불구불한 코일을 가로질러 흐르는 열복도(12)의 뜨거운 공기의 냉각을 가능하게 하도록 구성되고 배치된다.

시스템(50)은 또한 적어도 제1 열교환기(213a)를 지지하기 위한 제1 지지 부재(201a)를 포함하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체를 포함한다. 제1 열교환기(213a)는 제1 지지 부재(201a)에 결합한다. 전술한 바와 같이, 제1 지지 부재(201a)는, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 삽입한 후에, 제1 랙(1001a)의 하나 이상의 서버(101a₁, ..., 101a_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(103a₁, ..., 103a_n) 근처에 제1 열교환기(213a)를 위치시키도록 구성된다.

환언하면, 적어도 제1 지지 부재(201a)는 하나 이상의 서버(101a₁, ..., 101a_n)와 열 전달 관계를 갖도록 적어도 제1 열교환기(213a)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제1 열교환기(213a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1001a, ..., 1001n)에 부착하지 않는다.

시스템(50)은 또한 전술한 바와 같이 적어도 하나의 열교환기를 지지하기 위한 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체와 동일한 또는 실질적으로 동일한 제2 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체를 포함한다. 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)와 마찬가지로, 제2 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체는 적어도 제1 열교환기(213b)를 지지하기 위한 제1 지지 부재(201b)를 포함한다.

전술한 바와 비슷한 방식으로, 제2 지지 부재(201b)는, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 삽입한 후에, 제2 랙(1001b)의 하나 이상의 서버(101b₁, ..., 101b_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(103b₁, ..., 103b_n) 근처에 제1 열교환기(213b)를 위치시키도록 구성된다.

환언하면, 적어도 제1 지지 부재(201b)는 하나 이상의 서버(101b₁, ..., 101b_n)와 열 전달 관계를 갖도록 적어도 제1 열교환기(213b)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제1 열교환기(213b)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1001a, ..., 1001n)에 부착하지 않는다.

일 실시 예에서, 시스템(50)은 또한 적어도 제2 열교환기(214a)를 지지하기 위한 적어도 제2 지지 부재(202a)를 더 포함하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체를 포함한다. 제2 지지 부재(202a)는, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 삽입한 후에, 적어도 제3 랙(1002a)의 하나 이상의 서버(102a₁, ..., 102a_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(104a₁, ..., 104a_n) 근처에 제2 열교환기(214a)를 위치시키도록 구성된다. 환언하면, 적어도 제2 지지 부재(202a)는 하나 이상의 서버(102a₁, ..., 102a_n)와 열 전달 관계를 갖도록 적어도 제2 열교환기(214a)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제2 열교환기(214a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1002a, ..., 1002n)에 부착하지 않는다.

일 실시 예에서, 데이터 센터 어셈블리(10)는 열 전단 경로들(104b₁,..., 104b_n)을 각각 갖는 서버들(102b₁, ..., 102b_n)를 지지하기 위한 적어도 제4 랙(1002b)을 포함한다. 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체는 적어도 제2 지지 부재(202b)를 더 포함한다. 전술한 방법과 비슷하게, 제2 열교환기(214b)는 제2 지지 부재(202b)에 결합한다.

제2 지지 부재(202b)는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 삽입한 후에, 적어도 제4 랙(1002b)의 하나 이상의 서버(102b₁, ..., 102b_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(104b₁, ..., 104b_n) 근처에 제2 열교환기(214b)를 위치시키도록 구성된다. 환언하면, 적어도 제2 지지 부재(202b)는 하나 이상의 서버(102b₁, ..., 102b_n)와 열 전달 관계를 갖도록 적어도 제2 열교환기(214b)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제2 열교환기(214b)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1002a, ..., 1002n)에 부착하지 않는다.

몇몇 실시 예에서, 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는 볼트 또는 브레이스(brace) 같이 이 기술 분야에서 잘 알려진 메커니즘을 사용하여 제2 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체 및 이어지는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(200n)의 지지 구조체들에 결합한다.

또한, 전술한 방법과 마찬가지로, 제1 서버 랙 냉각 구조체(2001)는 적어도 제3 지지 부재 예를 들어 지지 부재(203a)를 더 포함한다. 제3 지지 부재(203a)는 지지 부재들(201a, 202a)의 각 상부 끝단들(201a', 202a')에서 적어도 제1 지지 부재(201a)를 제2 지지 부재(202a)에 결합한다. 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)의 지지 구조체는 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002b) 사이에 삽입한 후에, 적어도 제1 열교환기(213a)를 제1 랙(1001a)의 하나 이상의 서버(101a₁, ..., 101a_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(103a₁, ..., 103a_n) 근처에 위치시키도록 그리고 적어도 제2 열교환기(214a)를 제2 랙(1002a)의 하나 이상의 서버(102a₁, ..., 102a_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(104a₁, ..., 104a_n) 근처에 위치시키도록 구성된다.

환언하면, 적어도 제3 지지 부재(203a)는 하나 이상의 서버(101a₁, ..., 101a_n)와 열 전달 관계를 갖도록 적어도 제1 열교환기(213a)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제1 열교환기(213a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1001a, ..., 1001n)에 부착하지 않는다. 또한, 적어도 제3 지지 부재(203b)는 적어도 제2 열교환기(214b)가 하나 이상의 서버(102a₁, ..., 102a_n)와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제2 열교환기(214a)는 IT 서버 랙(1002a, ..., 1002n)에 부착하지 않는다.

전술한 방식과 비슷한 방식으로, 일 실시 예에서, 적어도 제3 지지 부재(203a)는, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 삽입한 후에, 열복도(12)로 또는 열복도(12)로부터 열 전달을 하도록 구성된다. 열교환기(301a)는 제3 지지 부재(203a)에 열교환기(301a)가 회전가능하게 결합하는 가장자리를 예를 들어 가장자리의 적어도 일 부분을 정의하는 크기를 가진다.

통상의 지식을 가진 자는, 일 실시 예에서 제1 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체가 제2 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체의 제1 지지 부재(201b)를 제2 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체의 제2 지지 부재(202b)에 결합하는 적어도 제3 지지 구조체를 더 포함하는 것을 이해할 것이다. 제2 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)의 지지 구조체는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2002)를 서버 랙(1001a) 및 서버 랙(1002a) 사이에 삽입한 후에, 적어도 제1 열교환기(213b)를 제1 랙(1001b)의 하나 이상의 서버(101b₁, ..., 101b_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(103b₁, ..., 103b_n) 근처에 위치시키도록 그리고 적어도 제2 열교환기(214b)를 제2 랙(1002b)의 하나 이상의 서버(102b₁, ..., 102b_n)의 하나 이상의 열 전달 경로(104b₁, ..., 104b_n) 근처에 위치시키도록 구성된다.

환언하면, 적어도 제2 지지 부재(202a)는 하나 이상의 서버(102a₁, ..., 102a_n)와 열 전달 관계를 갖도록 적어도 제2 열교환기(214a)를 위치시키도록 구성된다. 또한, 적어도 제2 열교환기(214a)는 하나 이상의 IT 서버 랙(1002a, ..., 1002n)에 부착하지 않는다.

통상의 지식을 가진 자는 시스템(50)이 다양한 실시 예에서 열교환기들(213a, 214a, 301a, 401a, 502a)과 유사한 열교환기를 전술한 조합들에서 포함할 수 있고, 제2 및 그 다음의 모듈식 서버 랙 냉각 구조체들(2002, 2003, ..., 200n)에 포함될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 통상의 지식을 가진 자는 또한 다음의 모듈식 서버 랙 냉각 구조체들(2003, ..., 200n)이 전술한 바와 같은 동일한 방식으로 구성될 수 있고 서버 및 서버 랙 개수 그리고 그 냉각(또는 가열) 요건들에 의존하여 필요에 따라 모듈식 방식으로 서로 연결될 수 있음을 인식할 것이다.

도 6은 모듈식 지지 구조체 위에 장착되는 제3, 제4 및 제5 열교환기(301a, 401a 및 502a)의 다양한 실시 예를 도시하는데, 열교환기들은 각 서버 랙(1101a, ..., 1001n 및 1002a, .., 102n) 그리고/또는 각 서버(101a₁, ..., 101a_n 그리고/또는 102a₁, ..., 102a_n, 102n₁, ..., 102n_n)의 폭(W_R)을 능가하는 폭 치수(W_M)를 갖도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제3, 제4 및 제5 열교환기는 각 서버 랙의 폭 치수(W_R)의 2배인 폭 치수(W_M)를 갖는다. 따라서, 제3 열교환기들은 참조번호 301ab, 301cd, ..., 301(n-1)(n)으로 지정되고, 제4 열교환기들은 참조번호 401ab, 401cd, ..., 401(n-1)(n)으로 지정되고, 제5 열교환기들은 참조번호 501ab, 501cd, ..., 501(n-1)(n)으로 지정된다. 강제적-흐름 냉각 장치들(1051a ~ 1051n, 1052a ~ 1052n)은 원래 참조번호를 유지하는데, 왜냐하면 단지 하나의 장치가 개별 랙(1001a ~ 1001n, 1002a ` 1002n) 각각에 전담되기 때문이다. 제1 열교환기들(1101a 및 1101b)은 참조번호 1101ab로 지정되고, 열교환기들(1101c 및 1101d)은 참조번호 1101cd로 지정되고, 열교환기들(1101n-1 및 1101n)은 참조번호 1101(n-1)n으로 지정된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 그리고 이 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 각 열교환기는 이하에서 설명될 그리고 도 7 내지 도 11에서 더 상세히 도시된 유연한 연결체들에 의해서 결합된 냉각 유체 연결체, 예를 들어 수동 도관(piping conduit)을 구비한다. 도 4a, 도 5a, 도 6 및 도 7에 예시적으로 그리고 도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 열(1002')과 관련된 열교환기들이 제2 냉각 사이클 스키드(cycle skid)(3002)와 유체적으로 연결되는(유체 통신하는) 한편 제1 열(1001')과 관련된 열교환기들이 제1 냉각 사이클 스키드(cycle skid)(3001)와 유체적으로 연결된다. 일 실시 예에서, 제1 및 제2 냉각 사이클 스키드(3001, 3002)는 각각, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되는 2011년 5월 3일자로 출원된 전술한 미국 가출원 번호 61/482,070호에 서술된 것 같은 냉각 사이클을 포함한다. 이 기술분야에서 알려진 다른 냉각 사이클들 또한 열교환기들에 유체적으로 연결되는 제1 및 제2 냉각 사이클 스키드(3001, 3002)에 적용될 수 있다. 제1 및 제2 냉각 사이클 스키드(3001, 3002)에 적용되는 것 같은 근접 결합(close-couple) 냉각 시스템이 도 12를 참조하여 아래에서 설명된다.

모듈식 지지 구조체들의 연결과 관련하여 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 명세서에 개시된 내용은 데이터 센터에서 다수의 열교환기를, 예를 들어, 데이터 센터 어셈블리(10)에서 열교환기들(213a, 214a, 301a, 401a 그리고/또는 502a)을 지지하기 위한 모듈식 지지 구조체를 장착하는 방법에 관련된다. 데이터 센터 어셈블리(10)는 각각이 전술한 적어도 하나의 열 전달 경로를 갖는 다수의 서버를 지지하기 위한 다수의 랙(1001a, ..., 1001n 그리고 1002a, ..., 1002n)을 포함한다. 장착 방법은: 적어도 두 개의 열교환기 예를 들어 적어도 열교환기들(213a 및 214a 그리고/또는 213b 및 214b 그리고/또는 213n 그리고 또는 214n)을 포함하는 모듈식 지지 구조체 예를 들어 모듈식 지지 구조체(2001 또는 2002, ..., 또는 200n)를 제공하는 단계, 그리고 각 제1 랙들 예를 들어 랙들(1001a, ..., 1001n) 및 각 제2 랙들 예를 들어 랙들(1002a, ..., 1002n)의 하나 이상의 각 서버들, 예를 들어 서버들(101a₁, .., 101a_n 및 102a₁, .., 102a_n 그리고/또는 101b₁, ..., 101b_n 그리고 102b₁, .., 102b_n ..., 그리고/또는 101n₁, ..., 101n_n 그리고 102n₁, ... 102n_n)의 다수의 서버의 적어도 두 개의 각 열 전달 경로 예를 들어 하나 이상의 열 전달 경로(103a₁, ..., 103a_n 그리고 104a₁, ..., 104a_n 그리고/또는 103b₁, ..., 103b_n 그리고 104b₁, ..., 104b_n, ..., 그리고/또는 103n₁, ..., 103n_n 그리고 104n₁, ..., 104n_n)을 제공하면서, 각 모듈식 지지 구조체 예를 들어 모듈식 지지 구조체들(2001, ..., 200n) 및 다수의 랙 예를 들어랙들(1001a, ..., 1001n 그리고 1002a, ..., 1002n) 사이에 접촉이 없이 그리고 각 모듈식 지지 구조체 예를 들어 모듈식 지지 구조체들(2001, ..., 200n) 및 다수의 서버 예를 들어 서버들(101a₁, ..., 101a_n 및 102a₁, ..., 102a_n 그리고/또는 101b₁, ..., 101b_n 그리고 102b₁, ..., 102b_n ..., 그리고/또는 101n₁, ... 101n_n 그리고 102n₁, ...,102n_n) 사이의 접촉이 없이, 이 모듈식 지지 구조체 예를 들어 모듈식 지지 구조체(2001 또는 2002, ..., 또는 200n)를 적어도 두 개의 열교환기(213a 및 214a 그리고/또는 213b 및 214b, ..., 그리고/또는 213n 및 214n)와 직접 인터페이스 하도록 장착하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 있어서, 이 방법은 또한 제3, 제4 및 제5 열교환기(301a, ..., 301n, 401a, ..., 401n, 502a, ..., 502n)를 전술한 방법으로 모듈식 서버 랙 냉각 구조체들(2001, 200n)의 대응하는 지지 구조체에 장착하는 단계를 포함한다.

대안으로, 몇몇 실시 예에서, 본 명세서에 개시된 내용은 적어도 제1 서버 랙에 장착된 제1 서버 및 적어도 제2 랙에 장착된 적어도 제2 서버 - 예를 들어 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001, 2002, ..., 200n)에 장착됨 -를 냉각하기 위한 모듈식 서버 랙 냉각 구조체를 장착하는 방법에 관련된다. 적어도 제1 랙(1001a, ..., 1001n) 및 적어도 제2 랙(1002a, ..., 1002n)은 서로 반대편에(마주하게) 위치하여 열복도(12) 또는 냉복도를 형성한다. 이 방법은 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001, 2002, ..., 200n)의 적어도 일 부분을 열복도(12) 또는 냉복도에 위치시키는 것을 포함한다. 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001, 2002, 200n)는 적어도 제1 지지 부재(201a, ..., 201n), 제2 지지 부재(202a, ..., 202n) 및 제3 지지 부재(203a, ..., 203n)를 포함하고, 적어도 제1 열교환기, 예를 들어 적어도 제1 열교환기(213a, ..., 213n)가 적어도 제1 랙(1001a)의 적어도 제1 서버(101a₁,..., 101a_n)에 인접하게 위치하도록, 열교환기(213a, ..., 213n)를 적어도 제1 지지 부재(201a, ..., 201n)에 결합하고; 적어도 제2 열교환기, 예를 들어 적어도 제2 열교환기(214a, ..., 214n)가 적어도 제2 랙(1002a)의 적어도 제2 서버(102a₁,..., 102a_n)에 인접하게 위치하도록, 열교환기(214a, ..., 214n)를 적어도 제2 지지 부재(202a, ..., 202n)에 결합하고; 적어도 제3 서버(101b₁, ..., 101b_n 또는 102b₁, ..., 102b_n)가 적어도 제1 랙(1001a) 또는 적어도 제2 랙(1002a)에 장착된 후에, 적어도 제3 열교환기 예를 들어 열교환기들(301a, ..., 301n)을 적어도 제3 지지 부재(203a, ..., 203n)에 결합한다.

도 7 내지 도 11은 전술한 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001, ..., 200n)와 관련된 열교환기들에 대한 가동 개략도로서, 필요에 따라 증가한 열 부하를 수용하기 위해 모듈식 지지 구조체들에 추가되는 다양한 열교환기의 단계식 장착을 보여준다.

더 구체적으로, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 센터 어셈블리(10')의 가동상 개략적인 평면도로서, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체들에 의해 지지되는 열교환기들 및 냉각 열교환 스키드들 사이의 유체 회로들을 도시한다. 데이터 센터 어셈블리(10')는, 도 1, 도 4a 및 도 4b와 비교해서 도 7에서는 단일 순환 배기 송풍기(1051a, 1051b, ..., 1051n 및 1052a, 1052b, ..., 1052n)가 각각 제1 열(1001')의 각 랙(1001'a, 1001'b, ..., 1001'n) 및 제2 열(1002')의 각 랙(1002'a, 1002'b, ..., 1002'n)과 관련되고, 도 1, 도 4a 및 도 4b와 구별되게 모듈식 서버 랙 냉각 구조체들(2001, 2002, ..., 200n)의 대응하는 지지 구조체들 상의 각 랙 위에 탑재되는 것을 제외하고는, 데이터 센터 어셈블리(10)와 실질적으로 동일하다. 각 배기 송풍기(1051a, 1051b, ..., 1051n 및 1052a, 1052b, ..., 1052n)는 대응하는 주 배기 열교환기(1101a, 1101b, ..., 1101n 및 1102a, 1102b, ..., 1102n) 근처에 위치하여 각 대응하는 랙 위의 각 열교환기를 가로질러 공기가 흐르도록 한다. 주 배기 열교환기들(1101a, 1101b, ..., 1101n 및 1102a, 1102b, ..., 1102n)은 얇은 직사각형 형상이고, 랙들의 상부면에 대하여 실질적으로 수직으로 직교하게 장착된다.

주 배기 열교환기들(1101a, 1101b, ..., 1101n)은 제1 주 냉각 회로(1111)를 통해 제1 냉각 사이클 스키드(3001)에 유체적으로 연결되고, 주 배기 열교환기들(102a, 1102b, ..., 1102n)은 제2 주 냉각 회로(1112)를 통해 제2 냉각 사이클 스키드(3002)에 유체적으로 연결된다.

일 실시 예에서, 제3 지지 부재(230a)는 열복도(12) 위에서 그리고 가로질러 실질적으로 수평적으로 지지되는 제3 열교환기(301a)를 포함한다. 이 실시 예에서, 열복도(12)로 제1 및 제2 열교환기(213a, 214a)로부터 수평적으로 배출된 공기는 열복도(12)에서 강제적으로 위로 향하게 되고 제3 열교환기(301a)의 구불구불한 코일들을 수직으로 통과한다.

도 3에 도시되고 도 3, 제4 열교환기(401a)를 참조하여 설명하고 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 추가적인 다수의 실질적으로 얇고 직사각형 형상의 열교환기들(401b, ..., 401n)이 열복도(12) 위에서 그리고 랙들의 제1 열(1001')을 가로질러(straddle) 각 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001, 2002, 200n) 위에 위치한다. 따라서, 도 3을 참조하여 설명을 한 방식과 유사한 방식으로, 제4 열교환기(401a, ..., 401n)는 수평에 대해서 각도(θ₁) 로 적어도 부분적으로 열복도(12) 위로 신장한다.

비슷하게, 도 3에 도시되고 도 3, 제5 열교환기(501a)를 참조하여 설명하고 그리고 도 7에 도시된 바와 같이 추가적인 다수의 실질적으로 얇고 직사각형 형상의 열교환기들(501b, ..., 501n)이 열복도(12) 위에서 그리고 랙들의 제2 열(1002')을 가로질러 각 모듈식 서버 랙 냉각 구조체(2001, 2002, 200n) 위에 위치한다. 따라서, 도 3을 참조하여 설명을 한 방식과 유사한 방식으로, 제5 열교환기(501a, ..., 501n)는 수평에 대해서 각도(θ₂) 로 적어도 부분적으로 열복도(12) 위로 신장한다.

각도(θ₁) 및 각도(θ₂)는 일반적으로 같고 도 3에 도시된 바와 같이 그리고 이하에서 더 상세히 설명되는 도 11에서 보이는 바와 같이, 제4 열교환기들(401a, 401b, ..., 401n) 그리고 제5 열교환기들(502a, 502b, ..., 502n)은, 각 제4 열교환기(401a, 401b, ..., 401n)의 제2 가장자리(412a, 412b, ..., 412n)와 각 제5 열교환기(502a, 502b, ..., 502n)의 제2 가장자리(512a, 512b, ..., 512n)가 도 3에 도시된 바와 같이 직접 접촉하거나 도 11에 도시된 바와 같이 가까이 근접할 때, "A-프레임" 형상을 형성한다.

제4 열교환기들(401a, 401b, ..., 401n)은 제1 "A-프레임" 냉각 회로(1131)를 통해 제1 냉각 사이클 스키드(3001)에 유체적으로 연결되고 제5 열교환기들(502a, 502b, ..., 502n)은 제2 "A-프레임" 냉각 회로(1132)를 통해 제2 냉각 사이클 스키드(3002)에 유체적으로 연결된다.

도 8은 "Day One" 저밀도 가동을 위한 적어도 하나의 모듈식 지지 구조체 및 관련된 열교환기들을 갖는 데이터 센터 어셈블리(10')의 가동 또는 장착에 대한 개략적인 단면도이다. 더 구체적으로 데이터 센터 어셈블리(10')는 제1 냉복도(141)를 데이터 센터(미도시)의 외부 구조 벽들 및 IT 서버 랙들의 제1 열(1001') 사이에 형성하고, 제2 냉복도(142)를 데이터 센터(미도시)의 외부 구조 벽들 및 IT 서버 랙들의 제2 열(1002') 사이에 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 열(1001')에서 서버 랙들의 서버들 및 제2 열(1002')에서 서버 랙들의 서버들은 각각 열을 공통의 열복도(12)로 전달한다.

도 8에서, 모듈식 서버 랙 냉각 구조체들(2001, 2002, ..., 200n)은 관련된 열교환기들을 서버들의 열 전달 경로들에 근접하게 두면서 열복도(12) 내에 배치된다. 따라서, 데이터 센터 어셈블리(10')의 가동 중에, 서버들의 열의 하나 또는 둘에서 열이 발생한다. 열은 서버 열 전달 경로를 통과해서 열복도(12) 내로 먼저 관련된 수직으로 장착된, 모듈식 서버 랙 구조들(2001, 2002, ..., 200n)의 열교환기들(213a, 213b, ..., 213n 그리고 214a, 214b, ..., 214n)을 통과한다.

하지만, 저밀도 가동 모드 또는 도 8에 도시된 저밀도 단계식 장착(phased installatoin)에서는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체들(2001, 2002, 200n)의 열교환기들(213a, 213b, ..., 213n 그리고 214a, 214b, ..., 214n)을위한 순환 냉각 회로들(도 10 아래에 보임)은 장착되지 않거나 가동하지 않거나 이 둘 모두이다. 여기에 정의되 "밀도"는 단위 체적당 체적 열 부하 예를 들어 KW/m³ 을 가리킨다.

고온 서버 배출 공기 A1 및 A2는 열복도(12)로 들어가고 거기서 수직으로 위쪽으로 순환하고 주 배기 열교환기들(1101a, 1101b, ..., 1101n) 및 그 대응하는 배기 송풍기들(1051a, 1051b, ..., 1051n)을 통해서 그리고 주 배기 열교환기들(1102a, 1102b, ..., 1102n) 및 그 대응하는 배기 송풍기들(1052a, 1052b, ..., 1052n)을 통해서 다시 대응하는 냉복도들(141, 142)로 돌아와서 냉각 공기 공급들(A3, A4)로서 서버들로 흐른다.

도 7을 참조하여 설명한 것 같이, 주 배기 열교환기들(1101a, 1101b, ..., 1101n)은 제1 주 냉각 회로(1111)를 통해 제1 냉각 사이클 스키드(3001)에 유체적으로 연결되고, 주 배기 열교환기들(1102a, 1102b, ..., 1102n)은 제2 주 냉각 회로(1112)를 통해 제2 냉각 사이클 스키드(3002)에 유체적으로 연결된다. 제1 및 제2 주 냉각 회로(1111, 1112)는 각각 필요에 따라 데이터 센터 어셈블리(10')로부터 열 부하를 제거하기 위해 완전 가동 또는 부분 가동을 한다. 도 7을 참조하여 설명을 한 나머지 열교환기들을 위한 냉각 회로들은 단위 체적당 열 부하가 낮아 가동하지 않는다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 "Day Two" 증가된 밀도 가동을 위한, 도 8에 도시된 데이터 센터 어셈블리(10')의 가동 또는 장착에 대한 개략적인 단면도이다. 도 9에 도시된 증가된 밀도 가동과 도 8을 참조하여 설명을 한 저밀도 가동의 차이점은 도 9에서는 형성된 수평 열교환기들(301a, 301b, ..., 301n)을 위한 냉각 회로(1121)가 또한 장착되고 필요에 따라 데이터 센터 어셈블리(10')로부터의 열을 더 제거하기 위해 완전 가동 또는 부분 가동한다는 것이다.

앞서 설명을 한 바와 같이, 수평 열교환기(301a) 위의 공간에 접근 가능하도록, 특히 유지를 위해 접근 가능하도록, 일 실시 예에서, 수평 열교환기(301a)는, 수평 열교환기(301a)가 수평 아래로의 각도(φ)와 같이, 열복도(12)의 상부 내를 향해 아래로 역으로 회전될 수 있도록, 힌지 연결(303a)을 통해 제2 빔 부재(201a₂)에 회전가능하게 결합한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 "Day Three" 증가된 밀도 가동을 위한, 도 9에 도시된 데이터 센터 어셈블리(10')의 가동 또는 장착 개략 단면도이다. 도 10에 도시된 "Day Three" 증가된 밀도 가동과 도 9를 참조하여 설명을 한 "Day Two" 증가된 밀도 가동의 차이점은, 도 10에서는 제1 열교환기들(213a, 213b, ..., 213n)을 위한 제1 냉각 회로(1141) 및 제2 열교환기들(214a, 214b, ..., 214n)을 위한 제2 냉각 회로(1142)가 필요에 따라 데이터 센터 어셈블리(10')로부터의 열을 더 제거하기 위해 장착되고 도 3 내지 도 6을 참조하여 앞서 설명을 한 것 같이 하나 이상의 서버의 하나 이상의 열 전달 경로 근처에 위치한다는 것이다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고밀도 가동을 위한, 도 10에 도시된 데이터 센터 어셈블리(10')의 가동 또는 장착 개략 단면도이다. 도 11에 도시된 고밀도 가동과 도 10을 참조하여 설명을 한 "Day Three" 증가된 밀도 가동의 차이점은 도 11에서는 도 3 및 도 7을 참조하여 설명을 한 것 같이, 각각 "A-프레임" 제4 열교환기들(401a, 401b, .., 401n) 및 제5 열교환기들(502a, 502b, ..., 502n)을 위한 제1 및 제2 냉각 회로(1131, 1132)가 필요에 따라 데이터 센터 어셈블리(10')로부터의 열을 더 제거하기 위해서 장착되고 완전 가동 또는 부분 가동되는 것이다. 도 11의 예시적인 실시 예에 도시된 것 같이, 각 제4 열교환기들(401a, 401b, .., 401n)의 제2 가장자리들(412a, 412b, ..., 412n) 및 각 제5 열교환기들(502a, 502b, .., 502n)의 제2 가장자리들(512a, 512b, ..., 512n)은 도 11에 도시된 바와 같이 간격(G) 만큼 떨어져서 서로 가깝게 근접한다. 제4 "A-프레임" 열교환기들(401a, 401b, .., 401n)은 따라서 수평에 대해서 각도(θ₁) 로 적어도 부분적으로 열복도(12) 위로 신장한다. 비슷하게, 제5 "A-프레임" 열교환기들(502a, 502b, .., 502n)은 수평에 대해서 각도(θ₁) 로 적어도 부분적으로 열복도(12) 위로 신장한다.

도 12는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명을 한 IT 데이터 어셈블리들(10, 10') 같은 IT 데이터 센터의 전자 장비를 냉각하도록 고안된 근접 결합 냉각 시스템(4000)의 일 실시 예의 흐름 다이어그램을 도시한다. 이 시스템(4000)은 네 개의 독립적인 그러나 협동하는 유체 회로(4100, 4200, 4300, 4400)를 포함한다.

제1 회로(4100)는 IT 데이터 센터의 전자 장비와 인터페이스하고 제1 유체를 통해 전자 장비를 냉각한다. 제1 유체는 액체 냉매 R134a 또는 비슷한 냉매를 포함할 수 있다. 제1 회로(4100)는 전자 장비와 열교류(thermal communication) 하고 전자 장비로부터 열을 빼앗아 제1 유체로 전달하는 적어도 하나의 증발기 코일(도 12에는 도시 되어 있지 않지만 도 16의 증발기 코일 및 그와 관련한 설명 참조)을 포함한다. 제1 유체가 적어도 하나의 증발기 코일의 입구로부터 출구로 흐를 때, 열은 전자 장비로부터 제1 유체로 전달된다. 일 실시 예에서, 제1 유체는 대략 23℃의 온도로 적어도 하나의 증발기 코일로 들어간다. 열 전달 또는 열 교환 중에, 제1 유체는 액체 상태에서 적어도 부분적으로 증기 상태로 변한다.

제1 회로(4100)는 적어도 하나의 증발기 코일의 입구 및 출구에 각각 연결된 유체 공급 경로(4100a) 및 유체 귀환 경로(4100b)를 포함한다. 유체 공급 경로(4100a)는 제1 유체를 액체 상태로 적어도 하나의 증발기 코일로 전달하고, 유체 귀환 경로(4100b)는 적어도 하나의 증발기 코일의 출구로부터 부분적 증기 상태인 제1 유체를 받는다. 제1 회로(4100)는 제1 유체를 유체 공급 경로(4100a)를 통해 보내는 냉매 펌프(4120)를 포함한다. 제1 회로(4100)는 또한 액체 냉매 펌프(4120)의 용량(capacity) 및 포터 속도를 조절하는 가변 주파수 구동기(4125)를 포함한다.

제1 회로(4100)는 유체 귀환 경로(4100b)로부터 제1 유체를 받는 주 응축기(1300)를 포함한다. 주 응축기(1300)는 자신을 지나가는 제1 유체를 냉각하는 냉매-물 열교환기이고 적어도 부분적인 증기 상태의 제1 유체를 응축하여 액체 상태로 변환한다. 일 실시 예에서, 제1 유체를 완전히 응축하고 냉각하기 위해서, 주 응축기(1300)는 미리 설정된 대략 23℃ 또는 그보다 낮은 응축 온도로 유지된다.

또한, 제1 회로(4100)는 (1) 제1 유체를 주 응축기(1300)에서 냉매 액체 수용기(4128)로 나르는 유체 경로(4100c), 그리고 (2) 제1 유체를 냉매 액체 수용기(4128)로부터 액체 냉매 펌프(4120)로 나르는 유체 경로(4100d)를 더 포함할 수 있다.

냉매 액체 수용기(4128)는 제1 유체의 온도를 검출 및 조절하도록 구성된다. 특히, 냉매 액체 수용기(4128)는 제1 회로(4100)를 제4 회로(4400)에 열적으로 결합함으로써 제1 유체의 온도를 감소시키도록 구성된다. 몇몇 실시 예에서, 냉매 액체 수용기(4128)는 제1 유체를 22.2℃ 내지 23.3℃ 사이의 미리 결정된 온도로 유지한다.

냉매 액체 수용기(4128)는 또한 자신이 저장한 제1 유체의 액체 수준을 검출 및 조절하도록 구성된 구성성분들(예를 들어 검출기 및 제어기)을 포함할 수 있다. 냉매 액체 수용기(4128)의 액체 수준이 낮으면 액체 냉매 펌프(4120)에서 공동현상을 야기할 수 있다. 이 같은 문제를 피하기 위해서, 냉매 액체 수용기(4128)는 수용기(4128)의 액체 수준을 검출하고 검출된 수준이 낮을 경우 경고를 하는 액체 수준 제어기(4127)를 포함할 수 있다. 또한, 냉매 액체 수용기(4128)는 냉각 시스템(4000)이 휴지 또는 대기 모드일 때 제1 회로(4100)에서 제1 유체를 제어할 수 있다.

제1 회로(4100)는 또한 주 응축기(1300)의 출구에서 유체 경로(4100c) 상에 위치한 온도 센서(4126)를 포함한다. 온도 센서(4126)는 제1 유체가 주 응축기(1300)를 탈출할 때의 제1 유체의 온도를 검출한다. 온도 센서(4126)가 가리키는 온도가 주 응축기(1300)의 온도를 반영한다.

제2 회로(4200)는 주 응축기(1300a)에서 제1 회로(4100)와 인터페이스하고 여기서 제2 회로(4200)는 제1 회로(4100)와 열교환을 수행한다. 구체적으로, 제2 회로(4200)는 그것을 통해 흐르는 제2 유체를 갖는다. 제2 유체는 주 응축기(1300a)에서 제1 회로(4100)의 제1 유체로부터의 열을 제거한다. 일 실시 예에서, 주 응축기(1300a)를 탈출하자마자 제2 유체는 대략 22.8℃의 온도를 갖는다.

제2 회로(4200)는 제2 유체를 냉각 타워, 유체 냉각기, 또는 드라이 냉각기(도 12에는 도시되지 않음)로부터 유체를 제2 회로로 나르는 유체 경로(4200a)를 포함한다. 유체 경로(4200a)는 제2 유체를 주 응축기(1300)로 전달하는 유체 경로(4200d)와 유체적으로 연결된다. 제2 회로(4200)는 제2 유체를 주 응축기(1300)로부터 받는 유체 경로(4200h)를 더 포함한다. 유체 경로(4200h)는 제2 유체를 다시 냉각 타워, 유체 냉각기 또는 드라이 냉각기로 전달하는 유체 경로(4200m)로 제2 유체를 나르는 유체 경로(4200e)에 유체적으로 연결된다.

몇몇 실시 예에서, 제2 회로(4200)는 자신을 통과하는 제2 유체의 흐름을 촉진하기 위한 펌프를 포함한다. 일 실시 예에서, 제1 유체는 대략 1192리터/분의 유량으로 조절된다. 펌프는 다음의 형태들 중 임의의 것이 될 수 있다: 중앙 펌프 및 냉각 타워, 드라인 냉각기, 유체 응축기 또는 다른 냉각(chilled), 우물 물 회로, 또는 다른 냉수 회로.

더 나아가서, 제2 회로(4200)는 주 응축기(1300)로 들어가기 전에 제2 유체의 온도를 모니터하는 혼합된 물 온도 센서(4220)를 포함할 수 있다. 제2 회로(4200)는 또한 물 조절 밸브(4214)를 더 포함할 수 있는데, 이는 제1 회로(4100)의 온도 센서(4126)와 동작상 통신한다. 물 조절 밸브(4214)는 온도 센서(4126)가 가리키는 온도에 비례해서 제2 유체의 유량을 조절하도록 구성된다.

예를 들어, 주 응축기(1300)의 온도를 미리 결정된 응축 온도(예를 들어 23.3℃)로 또는 그보다 낮게 유기하기 위해서, 물 조절 밸브(4214)는 온도 센서(4126)에 의해 측정되는 주 응축기의 온도에 기초하여 제2 유체의 유량을 조정한다. 예를 들어, 온도 센서(4126)가 주 응축기(1300)의 미리 결정된 응축 온도(예를 들어 23.3℃)보다 상당히 높은 온도를 가리키면, 물 조절 밸브(4214)는 제2 회로(4200)를 통해 흐르는 제2 유체의 유량을 상당히 증가시키고 이에 따라 주 응축기(1300)의 온도를 급격히 감소시킨다. 하지만, 온도 센서(4126)가 주 응축기(1300)의 미리 결정된 응축 온도(예를 들어 23.3℃)보다 약간 높은 온도를 가리키면, 물 조절 밸브(4214)는 제2 회로(4200)를 통해 흐르는 제2 유체의 유량을 약간 증가시킨다.

몇몇 실시 예에서, 주 응축기(1300)의 온도를 미리 결정된 응축 온도(예를 들어 23.3℃)로 또는 그보다 낮게 유기하기 위해서, 제2 유체는 대략 18.9℃의 역치 온도 또는 그보다 낮게 유지될 수 있다.

제2 유체를 역치 온도(예를 들어 18.9℃) 또는 그보다 낮게 유지하기 위해서, 제2 회로(4200)는 제2 유체를 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉각 모드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 회로(4200)는 단순한 외기 냉각 모드를 포함할 수 있는 데 이 모드에서 제2 회로(4200)는 냉각 타워, 유체 냉각기, 또는 드라이 냉각기(도 12에 도시되지 않음)를 통해 제2 유체를 냉각하기 위해서 대기에 의존한다. 동작에 있어서, 주 응축기(1300)에서 열이 제1 유체로부터 제2 유체로 전달된 후에, 대기로의 방열을 위해서( reject heat ) 제2 유체는 유체 통로들(4200h, 4200e)을 흘러 냉각 타워, 유체 냉각기 또는 드라이 냉각기(도 12에 미도시함)로 진행한다. 냉각된 제2 유체는 이어서 유체 통로들(4200a, 4200d)로 흘러 제1 유체를 냉각하기 위해서 주 응축기(1300)로 돌아간다. 제2 유체가 이상의 사이클을 끊임없이 반복한다는 것을 예측할 수 있다.

일 실시 예에서, 단순한 외기 냉각 모드는 IT 데이터 센터의 습구 온도가 17.2℃보다 낮을 때에만 제2 유체를 역치 온도(예를 들어 18.9℃) 또는 그보다 낮게 유지한다. 습구 온도가 17.2℃보다 높으면 제2 유체는 그 역치 온도를 초과할 것이다.

더 나아가서, 제2 회로(4200)는 기계적으로 압축된 냉각 모드를 포함할 수 있는데, 이 모드에서 제3 회로(4300)는 기계적 압축 사이클들을 통해서 제2 회로(4200)를 냉각한다. 제3 유체는 제3 회로(4300)를 통해 흐른다. 제3 유체는 R134a 같은 액체 냉매 또는 임의의 다른 적절한 냉매를 포함할 수 있다.

제3 회로(4300)는 제2 유체가 주 응축기(1300)에 도달하기 전에 제2 유체를 서브-냉각하는 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)를 포함한다. 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)는 냉매-물 열교환기로서 제2 유체의 적어도 일부분을 냉각 또는 조정(trim)한다. 제3 회로(4300)는 또한 조정 응축기(1200b)를 포함할 수 있는데, 이는 제3 유체의 열(제3 유체가 대기 서브-냉각기 교환기(1200a)에서 제2 유체로부터 흡수한 열)을 제2 유체로 돌려주는 냉매-물 열교환기이다. 제3 회로(4300)는 더 나아가서 제3 유체를 압축하는 서브-냉각기 압축기(4310)를 포함할 수 있다.

제3 회로(4300)는 압축을 위해서 제3 유체를 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)로부터 서브-냉각기 압축기(4310)로 나르는 유체 경로(4300a) 및 압축된 제3 유체를 조정 응축기(1200b)로 나르는 유체 경로(4300b)를 포함한다. 또한, 제3 회로(4300)는 제3 유체를 조정 응축기(1200b)로부터 계측기 또는 열성 팽창 밸브(4311)로 나르는 유체 경로(4300c)를 포함하는데, 열성 팽창 밸브(4311)는 제3 유체를 팽창시켜 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)로 돌려보낸다. 제3 회로(4300)가 활성화되어 있는 한, 제3 유체가 제3 회로(4300)를 통해 끊임없이 흐른다는 것을 예상할 수 있다.

몇몇 실시 예에서, 제3 회로(4300)는 제2 유체가 그 역치 온도(예를 들어 18.9℃)를 넘어설 때에만 활성화되는데, 이는 습구 온도가 17.2℃를 넘어설 때 일어날 수 있다. 제3 회로(4300)의 냉각 역량은 아래 표 1에 정리된 바와 같이 17.2℃를 초과하는 습구 온도에 직접 비례하여 조절될 수 있다.

습구 온도	제3 회로(4300)의 냉각 용량
63 wb(17.2℃)	0 kW
64 wb(17.8℃)	45.7kW
65 wb(18.3℃)	91.4kW
66 wb(18.9℃)	137.2kW
67 wb(19.4℃)	182.9kW
68 wb(20℃)	228.6kW
69 wb(20.6℃)	274.3kW
70 wb(21.1℃)	320kW

제3 회로(4300)는 한 번에 1℃씩 제2 유체의 온도를 조정 및 냉각함으로써 제2 유체의 온도를 면밀히 제어한다. 예를 들어, 제2 유체 온도가 그 역치 온도를 1℃ 넘어서게 되면, 제3 회로(4300)는 1℃ 만큼 제2 유체의 온도를 감소시킨다.

일 실시 예에서, 효율성을 위해서, 제2 회로(4200)는, 제2 유체가 주 응축기(1300)로 들어가기 전에, 제2 유체의 소량이 제3 유체와 열교환 하도록 한다. 구체적으로 제2 회로(4200)는 주 응축기(1300)의 입구 전에, 유체 경로(4200d) 상에 분할 티(splitter tee, 4210)를 포함한다. 분할 티(4210)는 제2 유체의 일 부분을 예를 들어 대략 제2 유체의 1/3을, 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)의 입구로 돌린다. 몇몇 실시 예에서, 이 같은 제2 유체의 일 부분은 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)의 입구에서 22.2℃의 온도를 가진다.

제2 회로(4200)는 분할 티(4210)로부터 상향흐름(upstream)에서 유체 경로(4200d) 상에 또 다른 분할 티(4211)를 포함할 수 있다. 분할 티(4210) 및 분할 티(4211) 사이의 유체 경로(4200d) 상에 배치된 흐름 균형 또는 흐름 제어 밸브(4200g)와 함께, 분할 티(4211)는 제2 유체의 일 부분이 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)의 출구에서 유체 경로(4200d)로 되돌아 가는 것을 허용한다. 분할 티(4211)에서, 제2 유체의 일 부분, 예를 들어 대략 제2 유체의 1/3은, 제2 유체의 나머지 부분, 예를 들어 제2 유체의 2/3와 다시 합쳐진다. 혼합된 제2 유체는 이어서 주 응축기(1300)로 향한다. 혼합된 제2 유체가 주 응축기(1300)를 들어가기 전에 대략 18.9℃의 온도를 가진다는 것을 예상할 수 있다.

다른 방법으로, 흐름 제어 또는 흐름 균형 밸브(4200g)의 열린 정도 또는 퍼센트에 따라, 흐름 제어 또는 흐름 균형 밸브(4200g)는 주 응축기(1300)로부터 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)로 완전하게 또는 부분적으로 흐름을 분기할 수 있고 또는 완전히 주 응축기(1300)를 통해서 유체 경로(4200d)에서 흐르게 할 수 있다.

또한, 효율성을 위해서, 제2 회로(4200)는 제2 유체가 주 응축기(1300)로부터 탈출한 후에, 제2 유체의 단지 미량이 제3 유체와 열교환 하도록 할 수 있다. 구체적으로, 제2 회로(4200)는 주 응축기(1300)의 출구에서, 유체 경로(4200h) 상에 분할 티(4212)를 포함한다. 제3 유체로부터의 열을 되돌려받기 위해서( reclaim ) 분할 티(4212)는 제2 유체의 일 부분을 예를 들어 대략 제2 유체의 1/3을, 유체 경로(4200i)를 경유하여 조정 응축기(1200b)로 돌린다. 몇몇 실시 예에서, 이 같은 제2 유체의 대략 1/3은 조정 응축기(1200b)의 출구에서 대략 27.4℃의 온도를 가진다.

제2 회로(4200)는 분할 티(4212)로부터 하향흐름(downtream)에서 유체 경로(4200h) 상에 또 다른 분할 티(4213)를 포함할 수 있다. 분할 티(4212) 및 분할 티(4213) 사이의 유체 경로(4200e) 상에 배치된 흐름 균형 또는 흐름 제어 밸브(4200k)와 함께, 분할 티(4213)는 제2 유체의 일 부분, 예를 들어 조정 응축기(1200b)로부터 탈출한 제2 유체의 대략 1/3이 제2 유체의 나머지 부분과 합쳐지는 것을 허용한다. 분할 티(4213)에서, 제2 유체의 일 부분, 예를 들어 대략 제2 유체의 1/3은, 제2 유체의 나머지 부분, 예를 들어 제2 유체의 2/3와 다시 합쳐진다. 몇몇 실시 예에서, 혼합된 제2 유체는 분할 티(4213)에서 대략 26.4℃의 온도를 가진다. 혼합된 제2 유체는 함께 유체 경로들(4200e, 4200m)을 흘러 제2 회로(4200)의 출구로 향한다.

다른 방법으로, 흐름 균형화 또는 흐름 제어 밸브(4200k)의 열린 정도 또는 퍼센트에 따라, 흐름 균형화 또는 흐름 제어 밸브(4200k)는 주 응축기(1300)로부터 조정 응축기(1200b)로 완전하게 또는 부분적으로 흐름을 분기할 수 있고 또는 완전히 주 응축기(1300)를 통해서 유체 경로(4200h)에서 흐르게 할 수 있다.

몇몇 실시 예에서, 제3 회로(4300)는 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a) 또는 조정 응축기(1200b)를 포함하지 않을 수 있다. 오히려 제3 회로(4300)는 IT 데이터 센터 전체를 냉각하도록 구성된 조정 칠러(trim chiller)를 포함한다.

일 실시 예에서, 제2 회로(4200)는 배타적으로 단지 하나의 냉각 모드를, 전술한 바와 같은 간단한 외기 냉각(free cooling) 모드 또는 기계적으로 압축된 냉각 모드 중 하나를 구비할 수 있다.

또 다른 실시 예에서, 제2 회로(4200)는 서로 교대하는 두 냉각 모드 모두를 구비할 수 있다. 예를 들어 습구 온도가 역치 온도 예를 들어 17.2℃ 또는 그보다 낮을 때 제2 회로(4200)는 단순 냉각 모드로 전환하고, 습구 온도가 이 역치 온도를 초과할 때 제2 회로(4200)는 기계적으로 압축된 냉각 모드로 전환한다.

다른 실시 예들에서, 두 냉각 모드는 서로 협동하고, 제2 회로(4200)는 동시에 두 냉각 모드로 작동할 수 있다. 이 같은 실시 예들에서, 간단한 외기 냉각 모드가 습구 온도에 상관없이 유지되도록 간단한 외기 냉각 모드는 항상 활성화된 상태이다. 반면, 기계적으로 압축된 냉각 모드, 예를 들어 제3회로(4300)는 습구 온도가 역치 온도 예를 들어 17.2℃보다 높을 때와 같이 간단한 외기 냉각 모드 혼자서 제2 유체를 역치 온도 예를 들어 18.9℃ 또는 그 밑으로 유지할 수 없을 때에만 활성화된다. 이 같은 실시 예들에서, 습구 온도가 그 역치 온도이거나 또는 그 밑일 때, 제2 회로(4200)는 냉각을 위해 오로지 대기에 의존한다. 일단 습구 온도가 그 역치 온도를 넘어서면, 제3 회로(4300)는 활성화되고 역치 온도를 초과하는 습구 온도에 비례하여 냉각 역량을 발생하도록 제어된다. 제3 회로(4300)는 사용자 개입 없이 자동적으로 턴 온 및 턴 오프 될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 예를 들어, 대기의 서브-냉각기 교환기(1200a)는 습구 온도가 그 역치 온도와 교차함에 따라 자동적으로 활성화 또는 비활성화된다.

통계적으로, 냉각 시스템(4000)은 작동 시간의 대략 95% 동안 간단한 외기 냉각 모드로 배타적으로 작동한다. 기계적으로 압축된 냉각 모드는 작동 시간의 대략 5% 동안 턴 온 된다. 습구 온도가 대략 18.3℃인 지리학적 지역에서, 냉각 시스템(4000)은 실재적으로 1년 내내 배타적으로 간단한 외기 냉각 모드를 운영할 것이고 작동 시간의 0.04% 미만 동안 기계적으로 압축된 냉각 모드를 턴 온 한다. 만약 지역이 대략 20.6℃의 습구 온도를 나타낸다면, 기계적으로 압축된 냉각 모드는 작동 시간의 대략 3% 동안 활성화 된다. 모든 시나리오에서, 종래 기술에서와 같은 전통적인, 거대한, 특대의 냉각 전기 인프라스트럭처는 그 작동 시간의 대략 40~60% 동안 기계적으로 압축된 사이클에 의존할 것이고 따라서 본 발명의 냉각 시스템(4000)에 비해서 훨씬 높은 작동 비용을 유발할 것이다.

제2 회로(4200) 뿐만 아니라, 제4 회로(4400) 또한 제1 회로(4100)와 열교환을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제4 회로(4400)는 냉매 액체 수용기(4128)에서 제1 회로(4100)와 인터페이스 하며 여기서 제4 회로(4400)는 자신을 통해 흐르는 제4 유체를 통해서 제1 유체를 응축 및 냉각한다. 냉매 액체 수용기(4128)는 서브-냉각기 코일(4129)을 포함하는데, 이는 제1 회로(4100) 및 제4 회로(4400) 모두에 열적으로 연결된 증발기이다.

제4 회로(4400)는 제4 유체를 압축하는 서브-냉각기 압축기(4410) 및 열을 제4 회로(4400)에서 제2 회로(4200)로 전달하는 서브-냉각기 응축기(1300a)를 포함한다. 서브-냉각기 압축기(4410) 및 서브-냉각기 응축기(1300a) 모두는 냉매 액체 수용기(4128)의 서브-냉각기 코일(4129)에 유체적으로 연결된다.

제4 회로(4400)는 압축을 위해서 제4 유체를 서브-냉각기 코일(4129)에서 서브-냉각기 압축기(4410)의 흡입측으로 나르는 유체 경로(4400a), 압축된 제4 유체를 서브-냉각기 압축기(4410)에서 서브-냉각기 응축기(1300a)로 나르는 유체 경로(4400b), 그리고 제4 유체를 서브-냉각기 응축기(1300a)에서 열팽창 밸브(4420)로 나르는 유체 경로(4400c)를 포함하는데, 열팽창 밸브(4420)는 제4 유체를 팽창하고 팽창된 제4 유체를 서브-냉각기 코일(4129)에 제공한다.

몇몇 실시 예에서, 제4 회로(4400)는 냉매 액체 수용기(4128)에 의해 검출된 상태들에 기반하여 자동으로 턴 온 및 턴 오프 된다. 예를 들어, 제4 회로(4400)는 냉매 액체 수용기(4128)에 의해 검출된 액체 수준이 미리 정해진 역치 아래로 떨어지면 활성화 된다. 구체적으로, 제4 회로(4400)는 액체 수준이 낮은 것이 검출되면 액체 수준 제어기(4127)에 의해서 발생한 경고 신호에 응답하여 활성화 될 수 있고, 검출된 액체 수준이 미리 정해진 역치에 도달하면 비활성화 될 수 있다. 더 나아가서, 제4 회로(4400)는 냉매 액체 수용기(4128)에 의해 검출되는 것 같이 제1 유체의 온도에 기초하여서도 제어될 수 있다. 예를 들어, 제4 회로(4400)는 온도가 미리 정해진 역치를 넘어설 때 활성화되고 온도가 미리 정해진 역치 또는 그 아래로 떨어질 때 비활성화 될 수 있다.

제2 회로(4200)는 서브-냉각기 응축기(1300a)에서 제4 회로(4400)로부터 열을 제거한다. 몇몇 실시 예에서, 제2 회로(4200)는 유체 경로(4200d) 상에 분할 티(4205)를 포함한다. 이 분할 티(4205)는 제2 유체의 미량 예를 들어 대략 19리터/분의 제2 유체를 서브-냉각기 응축기(1300a)의 입구로 돌리는 분할 경로(4200b)를 포함하고, 여기서 제2 유체의 미량은 제4 회로(4400)에서 열을 추출한다. 나머지 돌려지지 않은 제2 유체는 유체 경로(4200d)를 따라 주 응축기(1300)로 흘러 제1 회로(4100)로부터 열을 제거한다.

제2 회로(4200)는 또한 또 다른 분할 티(4215)를 유체 경로(4200c) 상에 포함할 수 있다. 이 분할 티(4215)는 서브-냉각기 응축기(1300a)의 출구로부터 귀환한 제2 유체의 미량을 유체 경로(4200e)로 날라 제2 회로(4200)의 출구를 향해 흐르는 제2 유체의 나머지 부분에 합쳐지게 하는 분할 가지(4200c)를 포함한다. 일 실시 예에서, 제4 회로(4400)가 활성화 되었을 때, 즉 서브-냉각기 응축기(1300a)가 턴 온 되었을 때 분할 티(4125)에서 제2 유체의 온도는 대략 26.4℃이고, 제4 회로(4400)가 비활성화 되었을 때 즉 서브-냉각기 응축기(1300a)가 턴 오프 되었을 때 제2 유체의 온도는 대략 26.7℃이다.

근접 결합 냉각 시스템(4000)은 모듈식 데이터 포드(도 13 내지 도 17 및 이하의 설명 참조)의 보조 인클로저(enclosure) 안에 장착될 수 있고, 높은 습구 온도 적용에서 모듈식 데이터 포드의 데이터 인클로저 내에 칠러리스 냉각(chillerless cooling)을 제공할 수 있다.

근접 결합 냉각 시스템(4000)의 작동은 다음과 같이 요약될 수 있다. 외기 냉각 모드에서, 액체 수용기(4128) 및 액채 냉매 펌프(4120)를 포함하는 제1 냉각 회로(4100) 및 주 응축기(1300)를 포함하는 제2 냉각 회로(4200)는 전술한 바와 같은 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')로부터의 열을 유체 공급 경로(4100a) 및 유체 귀환 경로(4100b)를 경유하여 전달하도록 동작하고 저온 공급 경로(4200a)를 경유하여 그리고 주 냉각 코일 냉각수 귀환 연결체(4200m)를 경유하여 환경으로 방열 을 위해서 동작한다.

환경 조건이 배타적인 자유냉각 모드에 의존하는 것을 배제할 때, 예를 들어 습구 온도가 미리 정한 습구 온도 한계 또는 그 한계를 초과할 때 또는 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10') 내에서 발생한 열 부하의 증가가 있을 때, 근접 결합 냉각 시스템(4000)은 점진적(incremental) 기계-보조 냉각 작동 모드 상태로 된다. 점진적 기계 보조 냉각 모드에서, 이전에 설명을 한 외기 냉각 모드와 같이 제1 냉각 회로(4100) 및 제2 냉각 회로(4200)는 계속 작동을 하지만, 조정 응축기(1200b), 서브-냉각기 교환기(1200a) 및 서브-냉각기 압축기(4310)를 포함하는 제3 냉각 회로(4300)는, 제1, 제2 및 제3 냉각 회로(4100, 4200, 4300)의 냉각 역량이 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')로부터의 열 부하의 변화 그리고/또는 습구 온도에 근거한 환경 상태의 변화에 따라 점진적으로 조절되도록 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')의 점진적인 추가 냉각을 허용하도록 작동한다.

점진적인 기계-보조 냉각 모드의 대안 실시 예에서, 이전에 설명을 한 외기 냉각 모드와 같이, 제1 냉각 회로(4100) 및 제2 냉각 회로(4200)는 계속해서 작동 상태를 유지하는 반면, 서브-냉각기 응축기(1300a) 및 서브-냉각기 압축기(4410)를 포함하는 제4 냉각 회로(4400)는, 제1, 제2 및 제4 냉각 회로(4100, 4200, 4400)의 냉각 역량이 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')로부터의 열 부하의 증가 또는 감소 그리고/또는 습구 온도에 근거한 환경 상태의 변화에 따라 점진적으로 조절되도록 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')의 점진적인 추가 냉각을 허용하도록 작동한다.

환경 조건 그리고/또는 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')로부터의 열 부하가 점진적인 기계 보조 모드의 하나와 함께 배타적인 외기 냉각 모드에 의존하는 것을 배제할 때, 근접 결합 냉각 시스템(4000)은 보충적인 점진적 기계-보조 냉각 작동 모드 상태로 된다. 보충적 점진적 기계 보조 냉각 모드에서, 이전에 점진적 기계 보조 모드와 관련하여 설명한 바와 같이 제1 냉각 회로(4100), 제2 냉각 회로(4200) 및 제3 냉각 회로(4300)는 계속 작동을 하지만, 제4 냉각 회로(4400)는, 제1, 제2, 제3 및 제4 냉각 회로(4100, 4200, 4300,4400)의 냉각 역량이 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')로부터의 열 부하의 변화 그리고/또는 습구 온도에 근거한 환경 상태의 변화에 따라 점진적으로 조절되도록 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')의 점진적인 추가 냉각을 허용하도록 작동한다.

냉각 시스템(4000)은 냉각수 시스템, 칠러 플랜트, 또는 직접 팽창 냉각 시스템 같은 종래 냉각 시스템에 비해서 상당한 이점을 많이 가진다. 첫째, 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 기계 보조 냉각 인프라스트럭처를 덜 요구한다. 냉각 시스템(4000)은 단지 필요할 때에만 기계 보조 냉각을 증가한다. 구체적으로, 냉각 시스템(4000)은 두 개의 기본 회로 즉, 제1 회로(4100) 및 제2 회로(4200)를 구비하는데, 이들은 계속해서 작동하고, 두 개의 백업 회로, 즉, 제3 회로(4300) 및 제4 회로(4400)는 단지 필요할 때에만 작동한다. 구체적으로, 제3 회로(4300)는 습구 온도가 역치 온도 이상일 때에만 활성화되고 제4 회로(4400)는 제1 유체 수준이 낮거나 또는 제1 유체 온도가 소정 역치 이상일 때에만 활성화된다. 두 백업 회로가 필요할 때에만 작동하기 때문에 예를 들어 작동 시간의 10~20% 동안만 작동하기 때문에, 냉각 시스템(4000)은 전체적으로 종래 냉각 시스템에 비해서 기계 보조 냉각 인프라스트럭처에 덜 의존한다.

둘째, 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 실패할 가능성이 낮다. 구체적으로 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에서 흔하게 발생하는 완전한 시스템 전환 과정을 완전히 피할 수 있다. 완전한 시스템 전환 과정은 한 시스템은 차단하고 다른 시스템은 시작하게 함으로써 두 시스템 간의 스위치를 야기하는데, 이는 전형적으로 종래 냉각 시스템이 외기 냉각 및 기계 보조 냉각 사이에서 스위치 할 때 발생한다. 완전한 시스템 전환 과정은 위험하고 실패를 야기하기 쉽다. 냉각 시스템(4000)은 반면에 완전 시스템 전환 과정을 피한다. 냉각 시스템(4000)에서, 기본 회로들 및 백업 회로들은 독립적으로 작동하나 서로 협동한다. 기본 회로들(4100, 4200)은 백업 회로들(4300, 4400)의 상태와 무관하게 계속해서 작동한다. 백업 회로들(4300, 4400)은 필요할 때에만 턴 온 된다. 따라서 냉각 시스템(4000)은 완전한 시스템 전환에서 실패를 피하고 종래 냉각 시스템에 비해서 더 안전한 접근 방안이다.

셋째, 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 고온 습구 온도에 대해서 더 높은 내성을 갖는다. 종래 냉각 시스템은 일반적으로 습구 온도가 10℃ 보다 높을 때 아주 높은 작동 비용을 나타낸다. 예를 들어, 종래 냉각 시스템이 외기 냉각 모드에서 견딜 수 있는 최대 습구 온도는 대략 10℃이다. 습구 온도가 10℃를 초과하면 종래 냉각 시스템은 충분한 냉각을 IT 데이터 센터에 제공하기 위해서는 외기 냉각 시스템에서 기계 보조 냉각 시스템으로 전환하여야 한다. 10℃보다 높은 매 0.5도마다 기계 냉각 시스템은 추가로 320.6kW라는 추가 냉각 역량을 생성해야 하며, 이 같이 종래 냉각 시스템이 그 같은 추가 냉각 역량을 생성하기 위해서는 충분한 전력이 공급되어야 한다.

반면, 본 발명의 냉각 시스템(4000)은 고온 습구 온도에 대해 더 높은 내성을 갖는다. 몇몇 실시 예에서, 냉각 시스템(4000)이 외기 냉각 모드에서 견딜 수 있는 최대 습구 온도는 17.2℃로서 이는 종래 냉각 시스템에 비해서 월등히 높은 것이다. 일단 습구 온도가 17.2℃를 초과하면, 냉각 시스템(4000)은 기계 보조 냉각 모드로 전환한다. 17.2℃를 초과하는 매 0.5도에 대해서, 기계 보조 냉각 모드는 45.7kW의 추가 냉각 역량을 생성하며, 이는 종래 냉각 시스템에 비해서 훨씬 낮은 전력을 소모한다. 고온 습구 온도에 대해서 높은 내성을 가지기 때문에, 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 고밀도 IT 데이터 센터 예를 들어 40kW/랙 에 보다 적합하다.

넷째, 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 더 에너지 효율적이다. 냉각 시스템(4000)은 대기에 의존하는 간단한 외기 냉각 모드가 IT 데이터 센터 냉각을 돕도록 함으로써 에너지 절약을 최대화할 수 있다. 간단한 외기 냉각 모드에서, 냉각 시스템(4000)은 제한된 전력을 소모하고, 예를 들어 이는 종래 시스템에 요구되는 전력에 비해 15% 낮다. 더 나아가서, 냉각 시스템(4000)은 IT 데이터 센터의 부하 함수로서 전력 소모를 동적으로 조절한다. 부하가 증가함에 따라, 냉각 시스템(4000)은 두 개의 기본 회로에서 유량 증가를 야기하기 위해서 전력 소모 레벨을 증가하고 그리고/또는 두 개의 백업 회로 중 하나를 활성화시키는데, 이는 부하 증가를 보상하는 더 많은 냉각 역량을 생성한다. 반대로, 부하가 감소함에 따라, 냉각 시스템(4000)은 그 전력 소모를 줄이는데, 이는 그 냉각 역량의 출력을 감소시킨다.

다섯째, 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 IT 데이터 센터의 크기와 관련하여 규모가변성이 좋고 더 쉽게 구축가능하다. 예를 들어, 냉각 시스템(4000)은 IT 데이터 센터의 특정의, 표적 위치들에 모듈식으로 구축될 수 있으나, 종래 냉각 시스템은 IT 데이터 센터의 전체 규모를 감당하는 전체로서 구축되어야 한다. 모듈성으로 인해서, 냉각 시스템(4000)은 IT 데이터 센터에서 특정 위치들을 표적으로 하고 냉각이 필요없는 위치를 피할 수 있다. 또한, 그 모듈성으로 인해서 냉각 시스템(4000)은 이미 존재하는 냉각 시스템에 그리고 신설된 냉각 시스템에 구출될 수 있는데, 이는 종래 냉각 시스템에서는 불가능한 것이다. 더 나아가서, IT 데이터 센터에 구축되는 냉각 시스템(4000)의 수는 동적 변화 예를 들어 IT 센터의 축소 또는 성장에 따라 가변될 수 있다.

마지막으로, 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 전체 비용이 낮다. 예를 들어, 냉각 시스템(4000)은 상대적으로 낮은 초기 자본 및 유지를 요구한다. 더 나아가서, 그 에너지 효율성으로 인해, 냉각 시스템(4000)은 작동 비용이 낮다. 결과적으로 냉각 시스템(4000)은 종래 냉각 시스템에 비해서 더 비용 효율적이다. 고온 습구 온도에 대한 내성이 높을 뿐만 아니라 전체 비용이 낮기 때문에, 냉각 시스템(4000)은 고밀도 IT 데이터 센터 예를 들어 40kW/랙 을 위한 최적의 냉각 선택이다.

따라서, 우회 제어 밸브들, 온도 및 압력 센서들, 그리고 리시버 안전성 및 압력 조정기들을 활용하여 근접 시스템(close system) 및 흐름 내성을 향상시키는 제어 전략이 적용될 수 있다. 이 제어 전략은 실시간으로 실행될 수 있고 모든 구성 요소의 동적 제어와 상관관계가 있다. 이 제어 전략은 랙 서버들 및 컴퓨터 부하의 실시간 개별적 부하에 기반한 근접 결합 냉각을 더 촉진하기 위해서 IT 서버들로부터의 피드백을 포함할 수 있다.

전용 근접 결합 냉각 시스템(예를 들어 525)의 이점들 중 하나는 모듈식 데이터 포드들에 포함된 다른 서버들에 의해 생성되는 다른 열 부하를 처리할 수 있다는 것이다. 그 결과, 전용 근접 결합 냉각 시스템들은 효율적으로 작동할 수 있다. 반대로, 데이터 센터 및 데이터 포드 모듈들을 위한 종래 냉각 시스템은 전형적으로 특정 컴퓨터를 위한 최악의 상태를 위해 디자인되고 작동된다. 또한, 종래 냉각 시스템은 최대 열 부하를 갖는 데이터 모듈에 따라 모든 데이터 포드 모듈을 냉각한다.

도 13 내지 도 17은 "A-프레임" 냉각 회로(2601)를 포함하는 모듈식 데이터 포드(80")를 도시한다. 일 실시 예에서, "A-프레임" 냉각 회로(2601)는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명을 한 것 같은 제1 냉각 사이클 스키드(3001)로부터 제공되는 냉매를 간직한다. 도 13 내지 도 15에 도시된 모듈식 데이터 포드(80")의 구체적 적용에서, "A-프레임" 냉각 회로(2601)는 "A-프레임" 열교환기 어셈블리(3400)를 구비하는데, 이는 도 13에 도시된 것 같은 공기 순환기 지지 구조체(816) 및 도 14에 도시된 것 같은 다수의 냉각 코일(3401a-c, 3502a-c)로 형성된다.

도 13을 참조하면, 공기 순환기 지지 구조체(816)는 아래에서 설명된 방향으로 공기 순환을 유도하도록 구성되고 배치된 공기 순환기들(816a, 816b, 816c)을 포함한다. 냉복도(8002')의 찬 공기는 서버 랙(803a' 또는 807c)의 정상으로부터 아래로 흘러 서버 랙의 바닥으로 향한다. 공기가 서버 랙 예를 들어 서버 랙(803a')의 서버 예를 들어 서버(813a')를 통과해 흐른 후에, 공기는 열교환기(3214a)를 가로질러 지나고 이어서 서버 랙 예를 들어 서버 랙(803a') 및 외부 벽 부재(1083') 사이에 위치한 열복도(9001')로 들어간다. 이어서, 공기는 1회 순환 사이클을 완성하기 위해서 위쪽으로 순환하여 제3 체적(volume, 8003')으로 들어간다. 공기는 이어서 전술한 바와 같은 동일한 순서로 "A-프레임" 열교환기 어셈블리(3400)를 통과해 재순환 한다.

모듈식 데이터 포드(80")는, 도 16 및 도 17을 참조하여 아래에서 설명되듯이, 제1 유체 회로(2071)의 일부인 유체 공급 경로들(2701a, 2702a) 및 제2 유체 공급 회로(2702)의 일부인 유체 귀환 경로들(2702a, 2702b)을 포함하는 지지 구조체(8000') 위에서 지지된다.

모듈식 데이터 포드(80")는 또한 서버 랙들, 예를 들어 서버 랙들(803a', 807c') 위에 예를 들어 장착되는 케이블 트레이(cable trays, 340)를 포함한다. 일 실시 예에서, 모듈식 데이터 포드(80")는 전용 전력 공급원, 예를 들어 데이터 포드 인클로저(108")의 하부 끝단(811')에 위치하는 하나 이상의 배터리(832)를 포함한다.

외부 벽 부재들(1083', 1087')은 데이터 인클로저(108")의 상부 끝단에 개구(812')를 정의한다. 데이터 포드 덮개 부재(812)는 개구(812')를 실질적으로 덮도록 구성되고 배치된다.

도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 "U" 형상으로 배열된 다수의 서버 랙에 의해 정의되는 공간 위에 냉복도 내에 배치된 서버 랙 냉각 구조체를 갖는 모듈식 데이터 센터 포드(80")의 상부 평면도이다. 더 구체적으로, 모듈식 팔각형 데이터 포드(80")는 다각형 형태에서 적어도 한 가장자리(88')를 따라 서로 인접하여 결합한 8개의 외부 벽 부재(1081', 1082', 1083', 1084', 1085', 1086', 1087', 1088')를 포함하는 데이터 인클로저(108")를 포함한다.

인접한 외부 벽 부재들(1088', 1081', 1082')은 모듈식 데이터 포드(80')의 제1 끝단(88a')을 형성하고, 인접한 외부 벽 부재들(1084', 1085', 1086')은 모듈식 데이터 포드(80')의 제2 끝단(88b')을 형성한다.

가늘고 긴 외부 벽 부재(1083')는 서버 랙들(803a'-c')을 포함하고 제2 끝단(88b')은 두 개의 서버 랙(804', 806')을 포함한다. 가늘고 긴 외부 벽 부재(1087')는 서버 랙들(807a'-c')을 포함한다.

서버 랙들은도 14에 도시된 것 같이 "U" 형태로 배열될 수 있고 또는 양수인이 본 출원 양수인과 동일인인 키슬링(Keisling) 등에 의한 2011년 6월 23일 자로 출원된 PCT/US2011/41710 "SPACE-EFFICIENT COOLING SYSTEM"에 기술된 것 같은 다은 모양으로 배열될 수 있으며 동 출원의 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.

모듈식 데이터 포드(80")는 또한 서버 랙들(803a', 803b', 803c') 위에 각각 장착된 제1 열교환기들(3101a-c)을 포함한다. 모듈식 데이터 포드(80")는 또한 서버 랙들(807c', 807b', 807a', 806') 위에 각각 장착된 제2 열교환기들(3102a-d)을 포함한다.

모듈식 데이터 포드(80")는 또한 외부 벽 부재들(1081'-1088')의 하나에 인접한 보조 인클로저(818')를 포함하는데, 보조 인클로저(818')는 예를 들어 외부 벽 부재(1081')에 인접한 것으로 도시되어 있다. 비슷하게, 보조 인클로저(818')는 도 17을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명되는 고온 습구 적용에서 칠러리스 작동을 위한 하나 이상의 근접-결합 전용 냉각 시스템들(2601, 2602)을 포함한다.

도 15는 도 14의 모듈식 데이터 센터 포드(80")의 하부 평면도로서 모듈식 데이터 센터 포드 어셈블리의 중앙 복도 아래에서 섬프(sump)를 통해 공기를 수직으로 보내는 강제적 흐름 냉각 장치들을 보여준다. 더 구체적으로, 공기 순환기들(816a, 816b)은 모듈식 데이터 센터 포드(80")의 중앙 복도(850) 아래에 배치되고 공기 흐름이 수직으로 위쪽으로 섬프(852) 통과하도록 구성된다. 케이블 트레이(340)는 서버 랙들(803a'-c', 804', 806', 807a'-c') 위에서 "U"형태 구성을 나타낸다.

일 실시 예에서, 도 17 및 도 17에 도시된 바와 같이, 모듈식 데이터 센터 포드(80")는 두 개의 "A-프레임" 냉각 회로(2601, 2602)를 포함할 수 있다. 명확화를 위해서, 홀수 참조번호는 제1 냉각 회로(2601)에 포함된 구성요소를 가리키고, 짝수 참조번호는 제2 냉각 회로(2602)에 포함된 구성요소를 가리킨다. 냉각 회로들(2601,2602)의 장착 및 작동은 동시에 일어날 필요가 없다.

두 냉각 회로(2601, 2602)는 제1 냉각 사이클 스키드(3001) 및 제2 냉각 사이클 스키드(3002)로부터 각각 냉매를 받는다.

도 17에 도시된 바와 같이, 각 냉각 회로(2601, 2602)는 제1 유체 회로(2701, 2702)를 포함한다. 제1 유체 회로들(2701, 2702)은 R134a 또는 비슷한 냉매를 사용하는 증발기 회로이고, 일 실시 예에서 데이터 센터 어셈블리(10 또는 10')의 다양한 열교환기들과 열 유체 통신을 한다.

도 16을 참조하면, 제1 유체 회로들(2701, 2702) 유체 또는 냉매를 열교환기로 또는 열교환기들 예를 들어 열교환기들(3101a-n)로부터 나름으로서 열교환기들과 유체 통신을 하는, 유체 공급 경로(2701a, 2702a) 및 유체 귀환 경로(2701b, 2702b)를 각각 포함한다. 열교환기들, 예를 들어 열교환기들(3101a-n)은 근접 결합 냉각을 부하 점에 제공하기 위해서 IT 데이터 센터의 IT 서버들 또는 IT 랙들에 근접하여 배치된다.

제1 유체 공급 경로(2701a)는 냉각제 또는 냉각 유체를 서브 가지들(2703a-n)을 경유해서 제1 열교환기들(3101a-n)에 나르고 서브 가지들(2704a-n)을 경유하여 제2 열교환기들(3102a-n)에 나르는 제1 가지 경로(2701a1)를 포함한다. 제1유체 귀환 경로(2701b)는 냉매를 서브 가지들(2705a-n)을 경유해서 제1 열교환기들(3101a-n)로부터 제1 냉각 회로(2601)로 나르고 서브 가지들(2706a-n)을 경유하여 제2 열교환기들(3102a-n)로부터 나른다.

일 실시 예에서, 제1 유체 공급 경로(2701a)는 서브 가지들(2775a-n)을 경유하여 냉매를 제4 열교환기들(3401a-n)로 이어서 제5 열교환기들(3502a-n)로 나르는 제2 가지 경로(2701a2)를 포함한다. 냉각제는 서브 가지들(2776a-n)을 경유하여 제5 열교환기들(3502a-n)로부터 탈출하여 가지 경로(2701b2)를 경유하여 제1 유체 귀환 경로(2701b)로 들어간다. 냉각제는 제4 및 제5 열교환기들로부터 열을 제거하고 결과적으로 가열된 유체로 전환된다.

제2 유체 경로들(2702a-b)이 열교환기들(3301a-n, 3213a-n, 3214a-n)을 냉각시키기 위해서 제1 유체 경로들(2710a-b)과 비슷한 구조 및 기능을 가진다는 것을 예상할 수 있다. 열교환기들(3301a-n)은 도 16에는 도시되지 않았으나, 일 실시 예에서, 공기 순환기들(816a, 816b, 816c)의 위에 또는 아래에서 평행한 "A-프레임"의 베이스에서 수평으로 장착될 수 있다.

냉각제가 각 열교환기를 떠남에 따라, 냉각제는 열교환기들로부터 열을 흡수하여 가열된 유체가 되고, 이는 이어서 냉각을 위해서 도 12에 도시된 주 응축기(1300)의 입구로 전달된다.

도 17에 도시된 바와 같이, 제1 냉각 회로(2601)는 도 12의 냉각 시스템(4000)과 유사한 냉각 시스템을 포함한다. 제1 냉각 회로(2601)의 제1 유체 공급 경로(2701a) 및 제1 유체 귀환 경로(2701b)는 각각 냉각 시스템들(4001, 4002)의 제1 회로(4100)의 제1 공급 경로(4100a) 및 제2 귀환 경로(4100b)에 연결되는데 이들은 도 14 내지 도 16에 도시되고 이를 참조하여 설명을 한 모듈식 데이터 포드(80") 및 데이터 어셈블리들(10, 10')에 대해서 도 1 및 도 6 내지 도 11에 도시되고 앞서 설명한 것 같은 서버 랙들의 제1 열(1001') 및 제2 열(1002')과 유체 통신을 한다. 작동에 있어서, 제1 유체 귀환 경로(2701b)는 가열된 유체를 제1 귀환 경로(4100b)로 나르고, 이는 가열된 유체를 주 응축기(1300)로 나르며 여기서 가열된 유체는 냉각 및 응축된다. 가열된 유체의 냉각 목적으로, 주 응축기(1300)는 제2 회로(4200) 및 제3 회로(4300)의 도움을 받을 수 있다.

유체가 주 응축기(1300)에서 탈출한 후에, 유체는 냉매 액체 수용기(4128)로 흐르고, 여기서 액체 수준 및 유체 온도가 측정된다. 액체 수준이 낮거나 온도가 높으면 서브 냉각기 압축기(4410) 및 서브 냉각기 응축기(1300a)가 활성화되어 액체 수준을 증가시키고 그리고/또는 유체 온도를 감소시킨다. 유체가 냉매 액체 수용기(4128)에서 나온 후에, 유체는 액체 냉매 펌프(4120)로 흐르는데, 이 펌프(4120)는 이제는 냉각제가 되는 유체를 유체 공급 경로(4100a)로 보내고, 이 경로(4100a)는 냉각제 유체를 제1 유체 공급 경로(2701a)로 전달한다. 냉각제는 이어서 열교환기들 예를 들어 열교환기들(3101a-n)을 냉각하기 위해 재사용된다.

도 12를 참조하여 설명을 한 냉각 시스템(4000)의 설명의 이점을 알기 때문에, 통상의 지식을 가진 자는 냉각 시스템들(4001, 4002)이 냉각 시스템(4000)의 단순한 형태라는 것을 인식할 것이다.

초고밀도 적용들(예를 들어 25kW/랙 초과)을 위해서, 이중 코일(직렬 연결됨) 회로가 사용될 수 있다. 부 코일(예를 들어 마이크로 채널)은 가장 차가운 냉매 액체를 먼저 받는다. 이 코일은 (IT 랙들에 바로 인접한) 주 코일에 대한 입구 온도보다 낮은 입구 공기 온도를 받을 수 있다(예를 들어 대략 6.2℃(주 코일에 대한 입구 온도보다 낮은 6.2℃). 마이크로 채널을 떠나는 액체 및 부분 증기는 이어서 단순한 구불구불한 단일 열 증발기 코일로 들어간다. 이 구불구불한 코일은 IT 랙에 가장 가깝다. 따라서, 구불구불한 코일은 가장 뜨거운 공기(예를 들어 대략 46.6℃)를 받는다. 나머지 액체는 구불구불한 코일에서 증발되고 이에 따라 증발 원리의 잠열의 방열 이점을 완전히 이용할 수 있다. 코일들 이전에 어떠한 열 팽창 밸브들 또는 다른 압력계측기들도 없다. 이 같은 이중 코일 회로는 양수인이 본 출원인의 양수인과 동일인인 2011년 7월 13일자 출원된 국제출원 PCT/US2011/043893에 서술되어 있고 동 출원 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.

도 18은 열복도 인클로저(1400)를 도시하는 본 발명에 따른 데이터 센터 어셈블리의 일 실시 예의 투시도이다. 열복도 인클로저(1400)는 공기가 흐르는 도관을 형성하는 지붕(1402) 및 보호덮개(shroud, 1404)를 포함한다. 열복도 인클로저(1400)는 또한 다수의 강제적 흐름 냉각 장치(1501a, ..., 1501n 그리고 1502a, ..., 1502n)을 포함하는데, 이들은 열복도를 통해서 공기를 위로 끌어올려 열복도 인클로저(1400) 밖의 대기로 배출한다. 열복도 인클로저(1400)는 또한 접근문(1406)을 끝단 벽(1408)에 구비하는데, 이 접근문(1406)을 통해서 사람이 열복도에 접근할 수 있고 데이터 센터 어셈블리의 유지 또는 업그레이드를 할 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시 예들이 도면에 도시되었지만, 본 발명이 거기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 가능한 넓은 범위로 해석되어야 하고 또한 명세서도 그와 같이 해석되어야 한다. 따라서 전술한 본 발명에 대한 설명은 한정적인 것으로 해석되어서는 안 되고 단지 특정 실시 예의 예시적 설명인 것으로 해석되어야 한다. 통상의 지식을 가진 자는 여기에 첨부된 특허청구범위의 청구항의 범위 및 사상 내에서 다른 변형들을 인식할 것이다.

Claims

데이터 센터의 적어도 하나의 랙에서 적어도 하나의 서버를 냉각하기 위한 모듈식 서버 랙 냉각 구조체로서, 상기 모듈식 서버 랙 냉각 구조체는:
적어도 제1 지지 부재; 그리고,
상기 적어도 제1 지지 부재에 결합한 적어도 제1 열교환기를 포함하고,
상기 적어도 제1 지지 부재는 상기 적어도 제1 열교환기를 상기 적어도 하나의 서버와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키고,
상기 적어도 제1 열교환기는 상기 적어도 하나의 랙에 부착하지 않는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제1항에 있어서,
상기 적어도 제1 지지 부재는 빔 부재를 포함하고,
상기 적어도 제1 열교환기는 상기 적어도 제1 열교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며,
상기 적어도 제1 열교환기의 상기 가장자리는 상기 빔 부재에 회전가능하게 결합하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제2항에 있어서,
상기 빔 부재는 수평 빔 부재 또는 수직 빔 부재인 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제1항에 있어서,
상기 적어도 제1 지지 부재는 적어도 제1, 제2, 그리고 제3 빔 부재를 포함하고, 상기 제1 빔 부재는 실질적으로 직각으로 상기 제2 빔 부재에 결합하고, 상기 제3 빔 부재는 실질적으로 직각으로 상기 제2 빔 부재에 결합하여 U 형상을 형성하고,
상기 적어도 제1 열교환기는 상기 적어도 제1 열교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며,
상기 적어도 제1 열교환기의 상기 가장자리는 상기 제1 빔 부재, 상기 제2 빔 부재, 또는 상기 제3 빔 부재에 회전가능하게 결합하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제4항에 있어서,
상기 적어도 제1 열교환기의 상기 가장자리를 정의하는 상기 크기는 상기 적어도 제1 열교환기의 길이방향 가장자리를 정의하는 실질적으로 길이방향 치수를 가지며, 상기 적어도 제1 열교환기의 상기 길이방향 크기는 상기 제1 빔 부재 또는 상기 제3 빔 부재에 회전가능하게 결합하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제5항에 있어서,
적어도 제2 지지 부재 및 적어도 제2 열교환기를 더 포함하고,
상기 적어도 제2 지지 부재는 빔 부재를 포함하고,
상기 적어도 제2 열교환기는 상기 적어도 제2 지지 부재의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며,
상기 적어도 제2 열교환기의 상기 가장자리는 상기 적어도 제2 지지 부재의 상기 빔 부재에 회전가능하게 결합하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제6항에 있어서,
상기 적어도 제2 열교환기는 수직으로, 수평으로 또는 대각선으로 배치되는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제5항에 있어서,
상기 적어도 제2 지지 부재는 빔 부재를 포함하고,
상기 적어도 제2 열교환기는 상기 적어도 제2 지지 부재의 상기 빔 주재에 결합하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제1항에 있어서,
상기 데이터 센터는 적어도 하나의 서버를 지지하기 위한 적어도 제2 랙을 더 포함하고,
상기 적어도 제1 랙 및 상기 적어도 제2 랙은 서로 마주하게 배치되어 그 사이에 열복도 또는 냉복도를 형성하고,
상기 모듈식 서버 랙 냉각 구조체는:
적어도 제2 지지 부재; 그리고,
상기 적어도 제2 지지 부재에 결합한 적어도 제2 열교환기를 더 포함하고,
상기 적어도 제2 지지 부재는 상기 적어도 제2 열교환기를 상기 적어도 하나의 서버와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키고,
상기 적어도 제2 열교환기는 상기 적어도 제2 랙에 부착하지 않는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 서버 및 상기 적어도 제1 열교환기 사이에 유체 흐름을 제공하기 위해서 상기 적어도 제1 열교환기에 대해서 구성되고 배치된 적어도 하나의 강제적 유체 흐름 장치를 더 포함하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체.
모듈식 데이터 센터 시스템으로서,
상기 모듈식 데이터 센터 시스템은:
서로 마주하게 배치되어 그 사이에 열복도 또는 냉복도를 형성하며 각각 적어도 하나의 서버를 지지하는 적어도 제1 랙 및 적어도 제2 랙;
적어도 제1 지지 부재;
상기 적어도 제1 지지 부재에 결합한 적어도 제1 열교환기;
적어도 제2 지지 부재; 그리고
상기 적어도 제2 지지 부재에 결합한 적어도 제2 열교환기를 포함하고,
상기 적어도 제1 지지 부재는 상기 적어도 제1 열교환기를 상기 적어도 제1 랙의 상기 적어도 하나의 서버와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키고, 상기 적어도 제1 열교환기는 상기 적어도 제1 랙에 부착하지 않고,
상기 적어도 제2 지지 부재는 상기 적어도 제2 열교환기를 상기 적어도 제2 랙의 상기 적어도 하나의 서버와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키고, 상기 적어도 제2 열교환기는 상기 적어도 제2 랙에 부착하지 않는 모듈식 데이터 센터 시스템.
제11항에 있어서,
상기 적어도 제1 지지 부재는 빔 부재를 포함하고,
상기 적어도 제1 열교환기는 상기 적어도 제1 열교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며,
상기 적어도 제1 열교환기의 상기 가장자리는 상기 적어도 제1 지지 부재의 상기 빔 부재에 회전가능하게 결합하고,
상기 적어도 제2 지지 부재는 빔 부재를 포함하고,
상기 적어도 제2 열교환기는 상기 적어도 제2 열교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며,
상기 적어도 제2 열교환기의 상기 가장자리는 상기 적어도 제2 지지 부재의 상기 빔 부재에 회전가능하게 결합하는 모듈식 데이터 센터 시스템.
제12항에 있어서,
상기 서버들 및 상기 열교환기들 사이에 유체 흐름을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 강제적 유체 흐름 장치를 더 포함하는 모듈식 데이터 센터 시스템.
제12항에 있어서,
상기 적어도 제1 지지 부재의 상기 빔 부재 및 상기 적어도 제2 지지 부재의 상기 빔 부재는 상기 적어도 제1 랙 및 상기 적어도 제2 랙에 인접하여 배치된 수직 빔인 모듈식 데이터 센터 시스템.
제12항에 있어서,
적어도 제3 지지 부재; 그리고
상기 적어도 제3 지지 부재에 결합한 적어도 제3 열교환기를 더 포함하고,
상기 적어도 제3 지지 부재는 상기 적어도 제3 열교환기를 상기 적어도 제1 랙의 상기 적어도 하나의 서버 또는 상기 적어도 제2 랙의 상기 적어도 하나의 서버와 열 전달 관계를 가지도록 위치시키는 모듈식 데이터 센터 시스템.
제15항에 있어서,
상기 적어도 제3 지지 부재는 빔 부재를 포함하고,
상기 적어도 제3 열교환기는 상기 적어도 제3 열교환기의 가장자리를 정의하는 크기를 가지며,
상기 적어도 제3 열교환기의 상기 가장자리는 상기 적어도 제3 지지 부재의 상기 빔 부재에 회전가능하게 결합하는 모듈식 데이터 센터 시스템.
제15항에 있어서,
상기 적어도 제3 지지 부재는 빔 부재를 포함하고,
상기 적어도 제3 열교환기는 상기 적어도 제3 지지 부재의 상기 빔 부재에 결합하는 모듈식 데이터 센터 시스템.
제17항에 있어서,
상기 적어도 제2 열교환기는 수직으로, 수평으로 또는 대각선으로 배치되는 모듈식 데이터 센터 시스템.
제15항에 있어서,
상기 서버들 및 상기 열교환기들 사이에 유체 흐름을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 강제적 유체 흐름 장치;
적어도 제4 지지 부재; 그리고,
상기 적어도 제4 지지 부재에 결합하는 적어도 제4 열교환기를 더 포함하고,
상기 적어도 제4 지지 부재는 상기 적어도 제4 열교환기를 상기 적어도 하나의 강제적 유체 흐름 장치에 인접하게 위치시키도록 구성되는 모듈식 데이터 센터 시스템.
적어도 제1 랙에 장착된 적어도 제1 서버 및 적어도 제2 랙에 장착된 적어도 제2 서버를 냉각시키기 위한 모듈식 서버 랙 냉각 구조체를 장착하는 방법으로서,
상기 적어도 제1 랙 및 상기 적어도 제2 랙은 서로 마주하게 배치되어 냉복도 또는 열복도의 적어도 일 부분을 형성하고,
상기 장착 방법은:
적어도 제1 지지 부재, 제2 지지 부재, 그리고 제3 지지 부재를 포함하는 모듈식 지지 구조체의 적어도 일 부분을 열복도 또는 냉복도에 위치시키고;
상기 적어도 제1 랙의 적어도 제1 서버에 인접하여 위치하도록 적어도 제1 열 교환기를 상기 적어도 제1 지지 부재에 결합하고;
상기 적어도 제2 랙의 적어도 제2 서버에 인접하여 위치하도록 적어도 제2 열 교환기를 상기 적어도 제2 지지 부재에 결합하고; 그리고,
상기 열복도 또는 상기 냉복도 내에 위치하도록 적어도 제3 열 교환기를 상기 적어도 제3 지지 부재에 결합함을 포함하며,
적어도 제3 서버가 상기 적어도 제1 랙 또는 상기 적어도 제2 랙에 장착된 이후에 상기 적어도 제3 열 교환기를 상기 적어도 제3 지지 부재에 결합하는 모듈식 서버 랙 냉각 구조체를 장착하는 방법.