KR20210024976A - 랙의 자동 냉각을 위한 냉각 장치 - Google Patents

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바우두인 하드리엔
프란시스 루이스 바우차르트 그레고리
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Abstract

랙 호스팅 구성 요소 및 팬의 자동 냉각을 위한 냉각 장치는 폐쇄 루프 및 개방 루프를 포함한다. 액체 냉각은 구성 요소의 열 발생 유닛으로부터 액체 대 액체 열 교환기의 1 차 측으로 열을 전달하기 위해 폐쇄 루프에서 사용된다. 팬에 의해 랙으로부터 방출되는 열을 흡수하기 위해 개방형 루프에서 공기-액체 냉각 유닛이 사용된다. 냉각 공급 라인으로부터의 액체는 먼저 액체 대 액체 열 교환기의 2 차 측에 도달하기 전에 공기-대-액체 냉각 유닛에서 어느 정도 가열된다. 1 차 측이 2 차 측보다 더 뜨겁고, 열은 1 차 측으로부터 액체 대 액체 열 교환기의 2 차측으로 전달된다. 액체는 더 높은 온도에서 2 차 측으로부터 핫 복귀 라인으로 배출된다.

Description

랙의 자동 냉각을 위한 냉각 장치{COOLING ARRANGEMENT FOR AUTONOMOUS COOLING OF A RACK}
본 기술은 전자 장비를 위한 냉각 기술에 관한 것이다. 특히, 랙의 자율 냉각을 위한 냉각 장치가 개시된다.
예를 들어 서버, 메모리 뱅크, 컴퓨터 디스크 등과 같은 전자 장비는 일반적으로 장비 랙으로 그룹화된다. 대규모 데이터 센터 및 기타 대규모 컴퓨팅 시설에는 수천 또는 수만 대의 서버를 지지하는 수천 개의 랙이 포함될 수 있다.
백플레인에 장착된 장비를 포함하는 랙은 많은 양의 전력을 소비하고, 상당한 양의 열을 발생시킨다. 이러한 랙에서는 냉각 요구 사항이 중요하다. 프로세서와 같은 일부 전자 장치는 너무 많은 열을 발생시켜, 냉각 부족 시 몇 초 내에 고장날 수 있다.
팬은 일반적으로 랙 장착 장비에 강제 환기 냉각을 제공하기 위해 장비 랙 내에 장착된다. 이 솔루션은 랙 내에서 발생하는 일부 열을 데이터 센터의 일반 환경으로 변위시킬 뿐이다. 공기 대 액체 열 교환기, 라디에이터와 유사한 핀형 튜브 열 교환기는 랙에 장착되어 이러한 변위된 열의 일부를 흡수하고 데이터 센터 외부에 있는 냉각탑과 같은 추가 냉각 장비로 운반할 수 있다. 예를 들어, 도 1은 3 개의 공기 대 액체 열 교환기가 장착된 서버 랙의 매우 개략적인 사시도이다. 서버 랙(10)은 상당한 양의 열을 발생시키는 다수의 서버(도시되지 않음)를 호스팅한다. 다수의 팬(12)(본 발명을 제한하지 않고 6 개의 팬이 도시됨)은 서버 랙(10)의 백플레인(20) 뒤에 장착된 3 개의 공기 대 액체 열 교환기(14) 방향으로 서버 랙(10)으로부터 가열된 공기를 방출한다. 도 1에서, 공기 대 액체 열 교환기(14)는 팬(12)을 가시화하기 위해 투명한 형태로 도시되어 있다. 공기 대 액체 열 교환기(14)는 저온 액체 라인(16)으로부터 저온 액체, 예를 들어 물을 수용하고 가열된 액체를 고온 액체 라인(18)으로 복귀시킨다. 공기 대 액체 열 교환기(14)를 통과한 기류는 데이터 센터의 주변 온도를 적절한 수준으로 유지하도록 다소 냉각된다.
도 2는 단일 흐름 공기 대 액체 열 교환기의 개략도이다. 단일 흐름 열 교환기(100)는 프레임(102) 및 연속 내부 도관(104)을 포함한다. 연속 내부 도관(104)은 일 단부에서 액체 입구(106)에 연결되고, 반대쪽 단부에서 액체 출구(108)에 연결된다. 액체 입구(106)는 예를 들어 물과 같은 저온 액체를 수용하기 위해 저온 액체 라인(16)과 같은 공급 라인에 연결될 수 있다. 액체 출구(108)는 작동 중에 프레임(102)을 통과하는 기류로부터 열을 흡수한 액체를 복귀시키기 위한 고온 액체 라인(18)과 같은 복귀 라인에 연결될 수 있다. 연속 내부 도관(104)은 프레임(102) 내에서 연장되는 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110)을 형성한다.
액체 입구(106)는 제 1 상호 연결된 병렬 섹션(110)에 연결된다. 마지막 하나를 제외하고 각각의 상호 연결된 병렬 섹션(110)은 연속 내부 도관(104)의 일반적으로 U 자형 섹션(112)을 통해 다음 상호 연결된 병렬 섹션(110)에 연결된다. 마지막으로 상호 연결된 병렬 섹션(110)은 액체 출구(108)에 연결된다. 액체 입구(106)에 수용된 액체는 액체 출구(108)에 도달할 때까지 다양한 화살표로 나타낸 방향으로 연속 내부 도관(104) 내에서 흐른다. 공기 대 액체 열 교환기(100)의 프레임(102)을 통해 흐르는 공기로부터의 열은 연속 내부 도관(104)을 통해 흐르는 액체에 의해 적어도 부분적으로 흡수된다.
단일 흐름 열 교환기(100)는 특히 서버 랙(10)의 두께에 비해 얇다. 그 두께를 감안할 때, 단일 흐름 열 교환기(100)는 데이터 센터에서 서버 랙(10)의 전체 공간 점유를 거의 추가하지 않는다. 단일 흐름 열 교환기(100)의 두께가 얇기 때문에, 도어를 개방할 때와 같이, 단일 흐름 열 교환기(100)가 옆으로 이동할 수 있도록 힌지(미도시)를 사용하여 서버 랙(10)에 장착될 수 있으므로, 랙(10)의 백플레인(20)에 있는 구성 요소에 대한 액세스를 제공한다.
프레임(102)은 연속 내부 도관(104)의 일반적으로 U 자형 섹션(112)만이 프레임(102)의 각 측면에서 돌출하기 때문에 단일 흐름 열 교환기(100)의 전체 폭의 대부분을 차지한다. 결과적으로, 단일 흐름 열 교환기(100)는 서버 랙(10)으로부터 배출되는 공기의 흐름에 의해 횡단될 수 있는 넓은 표면을 제공한다.
도 3은 도 2의 단일 흐름 공기 대 액체 열 교환기로부터 배출되는 기류의 층화된 온도 패턴의 시각적 표현이다. 다이어그램(150)은 단일 흐름 열 교환기(100)를 통과하기 전과 후에, 실험 설정에서 측정된 공기 흐름의 온도를 예시한다. 공기는 화살표(152 및 154)의 방향으로 흐른다. 공기 대 액체 열 교환기(100)의 상류에 있는 제 1 구역(156)에서, 기류의 온도는 서버 랙(10)에서 발생하는 열로 인해 높으며, 예를 들어 약 40도(모든 온도는 섭씨)이다. 기류의 온도는 제 1 구역(156) 내에서 실질적으로 균일하다. 저온 액체는 약 25 도의 온도에서 단일 흐름 열 교환기(100)의 바닥(158)에 수용된다. 단일 흐름 열 교환기(100)의 하류 영역(162)에서 흐르는 공기의 하부 층(160)은 약 33도까지 냉각된다. 단일 흐름 열 교환기(100)를 통과하는 액체의 온도는 상호 연결된 다양한 병렬 섹션(110)을 통과할 때 증가하며, 40도 기류에 지속적으로 노출된다. 액체는 단일 흐름 열 교환기(100)의 상부(164)에서 약 28도에 도달한다. 결과적으로, 단일 흐름 열 교환기(100)의 최상부 섹션은 약 36도까지만 냉각되는 상부 층(166)의 공기 흐름을 냉각하는데 덜 효율적이다.
이러한 단일 흐름 열 교환기(100)에서 배출되는 공기의 흐름이 균일하지 않으면 여러 가지 문제가 발생한다.
한 가지 문제는 복수의 서버 랙(10)을 서로 근접하게 배치하는 것이 어려워진다는 것인데, 왜냐하면 제 1 서버 랙(10)으로부터 배출되고 근위에 위치한 제 2 서버 랙(10)의 팬(12)에 의해 흡인되는 공기는 제 2 서버 랙(10)의 효율적인 냉각에 적합하지 않기 때문이다. 이것은 특히 동일한 배향으로 서로 앞에 복수의 서버 랙(12)을 배치하고자 하는 경우에 그러하다.
또 다른 문제는 냉각 효율 모니터링과 관련이 있다. 냉각 실패 시 지체 없이 안전 조치를 적용해야 할 수 있으므로 이러한 모니터링은 중요하다. 데이터 센터에서 온도 센서(미도시)는 서버 랙(10)의 다양한 위치에 배치된다. 이러한 온도 센서가 단일 흐름 열 교환기(100)에 장착될 때, 각 단일 흐름 열 교환기(100)의 표면에 이러한 온도 센서의 배치의 약간의 변화는 냉각 성능의 전반적인 모니터링에 해로운 부정확성을 초래할 수 있다. 예를 들어, 상호 연결된 병렬 섹션(110)이 도 2에 도시된 바와 같이 수평으로 연장될 때, 다양한 단일 흐름 열 교환기(100) 상의 상이한 높이에 온도 센서를 위치시키는 것은 일관되지 않은 측정을 획득하게 할 수 있다.
도 4는 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기의 개략도이다. 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)는 프레임(202), 액체 입구(204) 및 액체 출구(206)를 포함한다. 액체 입구(204)는 제 1 매니폴드(208)에 연결되고, 액체 출구(206)는 제 2 매니폴드(210)에 연결된다. 제 1 및 제 2 매니폴드(208 및 210)는 때때로 집합적으로 "너스(nurse)"라고 언급되는데, 왜냐하면 제 1 매니폴드(208)가 액체 입구(204)에 수용된 저온 액체를 제 1 복수의 평행한 내부 도관(212)에 공급하기 때문이고, 이들 각각은 각각의 U 자형 링크(216)를 통해 제 2 복수의 병렬 내부 도관(214) 중 하나에 연결되고, 병렬 내부 도관(214)은 제 2 매니폴드(210)를 통해 액체 출구(206)에 연결된다. 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 매니폴드(208 및 210)는 프레임(202)의 외부에 위치되고, 서버 랙(10)으로부터의 기류가 실질적으로 차단되는 영역에 위치된다. 제 1 및 제 2 매니폴드(208, 210)는 평행한 내부 도관(212, 214) 각각이 실질적으로 동일한 액체 흐름을 공급 받기 위해 일반적으로 평행한 내부 도관(212, 214)의 직경보다 상당히 큰 직경을 갖는다.
단일 흐름 열 교환기(100)와 비교할 때, 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)는 이를 통해 흐르는 공기의 온도 층화를 유발하는 것이 훨씬 적다. 그러나 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)는 다른 단점을 가져온다.
도 5는 도 4의 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기의 개략적인 측면도이다. 도 5에서 서버 랙(10)에서 배출된 공기는 화살표(220) 방향으로 흐른다. 프레임(202)은 제 1 및 제 2 매니폴드(208 및 210)의 존재로 인해 중요한 두께를 갖는다. 이러한 두께는 데이터 센터에서 각각 다수의 서버 랙(10)에 다수의 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)를 장착할 때 문제가 될 수 있다. 동일한 수의 서버 랙(10)이 데이터 센터의 바닥 공간을 더 많이 차지한다. 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기는 많은 가능한 구성의 단순한 예일 뿐이라는 것을 알 수 있다.
다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)의 또 다른 단점은 두께에 기인하는 것으로, 힌지를 사용하여 서버 랙(10)에 편리하게 장착할 수 없다는 점이다. 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)는 백플레인(20)에 대한 접근을 제공하기 위해 서버 랙(10)으로부터 완전히 분리되어야 한다.
다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)의 또 다른 단점은 그 기하학적 구조와 관련된다. 제 1 및 제 2 매니폴드(208 및 210)에 의해 형성된 너스는 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)의 전체 표면의 상당한 부분을 차지하고, 단일 흐름 열 교환기(100)와 비교할 때, 서버 랙(10)에서 배출되는 공기 흐름에 의해 횡단되는 전체 표면의 더 적은 부분을 남긴다.
위에서 언급한 우려 외에도, 다른 우려는 예를 들어 액체 도관의 막힘으로 인한 냉각 장비의 잠재적인 고장과 관련이 있다. 단일 흐름 열 교환기(100) 및 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)는 각각 단일 입구(106 또는 204) 및 단일 출구(108 또는 206)를 가지며, 따라서 이러한 입구 및 출구의 수준에서 막힘이 발생하면 서버 랙(10)에서 배출되는 공기 흐름의 냉각이 완전히 손실될 수 있다.
공기 대 액체 열 교환기 외에도, 서버 랙(10) 내부에 액체 냉각 유닛을 장착하여 각 서버의 프로세서를 직접 냉각할 수 있다. 액체 냉각 유닛의 비 제한적인 예는 구성 요소의 프로세서에 장착된 워터 블록의 평면 개략도인 도 6에 예시되어 있다. 워터 블록(250)은 예를 들어 서버 랙(10) 내에 장착된 구성 요소(254)의 프로세서(252)에서 냉각될 구성 요소에 열적으로 결합되는 액체 냉각 방열판이다. 물(또는 다른 액체)은 구성 요소로부터 열을 흡수하기 위해 워터 블록(250)의 도관을 통해 순환된다. 액체가 워터 블럭(250)에서 흘러나옴에 따라, 흡수된 열도 마찬가지이다. 더 구체적으로, 도시된 워터 블록(250)은 프로세서(252)에 장착된다. 도 6은 일정한 비율로 도시되어 있지 않다; 워터 블록(250) 및 프로세서(252)의 둘레는 유사할 수 있지만, 구성 요소(254)의 도시된 크기를 고려한 상대적 크기는 단지 설명을 위한 것이다.
워터 블럭(250)은 냉각액을 수용하기 위한 여분의 도관(260, 262)에 각각 연결 가능한 2 개의 여분의 액체 입구(256, 258)를 포함한다. 액체는 워터 블록(250)의 표면을 가로지르는 액체의 열 흡수 잠재력을 최대화하기 위해 워터 블록(250) 내에서 지그재그로 형성된 여분의 액체 채널(264 및 266)을 통해 흐른다. 액체 채널(264 및 266)은 고온 액체 출력을 위해 중복 도관(272 및 274)(그들의 단부만이 도시됨)에 각각 연결될 수 있는 2 개의 중복 액체 출구(268 및 270)에서 종료된다. 예시된 예에서, 액체는 약 35도에서 액체 입구(256 및 258)에 수용된다. 액체는 약 40.5 내지 41.5도에서 액체 출구(268 및 270)에서 배출된다.
알려진 솔루션은 공기 대 액체 열 교환기와 액체 냉각 유닛을 비효율적인 방식으로 결합한다. 액체 냉각 유닛은 상당히 높은 유입 액체 온도(예: 50도)에서 효율적으로 작동할 수 있지만, 데이터 센터의 낮은 주변 공기 온도를 예를 들어 35도 미만으로 낮추는 것이 바람직하다. 공기 대 액체 열 교환기에 최대 50도까지 액체를 공급하면 주변 공기 온도를 원하는 수준으로 낮출 수 없다. 훨씬 낮은 입구 온도(예: 35도)에서 액체를 액체 냉각 유닛에 공급하려면 값 비싼 외부 액체 냉각 장비가 필요하다.
워터 블록(250) 내외로 또는 다수의 서버 랙(10)에 설치된 다른 액체 냉각 유닛 내외로 흐르는 액체는 종래에는 대형 펌프에 의해 펌핑되어 외부 장비, 예를 들어 냉각탑으로 향한다. 궁극적으로 단일 펌프에 의해 공급되는 수천 개의 워터 블록(250)을 포함하는 대규모 컴퓨팅 설비에서, 각각의 개별 워터 블록(250)에서 충분한 냉각 흐름을 보장하기 위한 적절한 흐름 제어는 관리할 수 없는 작업일 수 있다. 또한, 대형 펌프, 대형 저장소 및 기타 대형 장비가 있기 때문에 시스템을 확장하기가 어렵다. 대형 펌프 및 기타 대형 장비를 사용하면 냉각 인프라 비용이 크게 증가한다. 냉각 이중화를 제공하고자 하는 경우, 컴퓨팅 시설의 모든 부분에 배치된 이중화 배관 요소의 수와 공간 점유와 마찬가지로 이중화 제공 비용이 급속도로 엄청나게 증가한다.
따라서 각 서버 랙(10)에 대한 자율 냉각 솔루션을 제공하고자하는 요구가 있다. 또한 단일 서버 랙(10) 수준에서 구현된 냉각 이중화를 제공하려는 요구도 있다.
위에서 확인된 최근 개발이 이점을 제공할 수 있지만, 개선이 여전히 바람직하다.
배경 섹션에서 논의된 주제는 단지 배경 섹션에서 언급된 결과로서 종래 기술로 가정되어서는 안 된다. 유사하게, 배경 섹션에서 언급되거나 배경 섹션의 주제와 관련된 문제는 종래 기술에서 이전에 인식된 것으로 가정해서는 안 된다. 배경 섹션의 주제는 단지 다른 접근 방식을 나타낸다.
본 기술의 실시예는 종래 기술과 관련된 단점에 대한 개발자의 인식을 바탕으로 개발되었다.
특히, 이러한 단점은 (1) 냉각 인프라 확장의 어려움; (2) 냉각 인프라 비용 및/또는 (3) 냉각 인프라에 중복성을 제공하는 비용을 포함할 수 있다.
일 양태에서, 본 기술의 다양한 구현은 적어도 하나의 구성 요소와 적어도 하나의 팬을 호스팅하는 랙의 자율 냉각을 위한 냉각 장치를 제공하고,
냉각 장치는:
적어도 하나의 구성 요소의 발열 유닛에 열적으로 결합된 적어도 하나의 액체 냉각 유닛 - 상기 적어도 하나의 액체 냉각 유닛은 상기 발열 유닛으로부터 상기 제 1 액체 채널에서 흐르는 제 1 액체로 열을 전달하도록 구성된 제 1 액체 채널을 포함함 - ,
제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면 - 상기 제 1 일차 측면은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 채널에 유체 연결됨 - ,
제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면과 적어도 하나의 액체 냉각 유닛 사이에 유체 연결된 제 1 펌프 - 상기 제 1 펌프는 제 1 액체가 제 1 폐쇄 루프 내에서 흐르게 하도록 구성됨 - ;를 포함하는 제 1 폐쇄 루프:
적어도 하나의 팬에 의해 랙에서 배출된 가열된 공기가 제 1 공기 대 액체 열 교환기를 통해 흐르도록 랙에 장착된 제 1 공기 대 액체 열 교환기 - 상기 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인으로부터 제 2 액체를 수용하도록 구성됨 - , 및
제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면 - 상기 제 1 이차 측면은 제 1 일차 측면의 온도가 제 1 이차 측면의 온도보다 높을 때 제 1 일차 측면으로부터 제 1 이차 측면으로 열을 전달하기 위해 제 1 일차 측면에 열적으로 결합되고, 제 1 이차 측면은 제 1 공기 대 액체 열 교환기에 유체 연결되고, 제 1 이차 측면은 제 2 액체를 제 1 고온 복귀 라인으로 복귀시키도록 구성됨 - ;을 포함하는 제 1 개방 루프
를 포함한다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 저온 공급 라인은 건식 냉각기의 저온 출구에 연결되도록 구성되고, 제 1 고온 복귀 라인은 건식 냉각기의 고온 입구에 연결되도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 채널은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 입구와 제 1 액체 출구 사이에서 연장되고, 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 출구에 유체 연결된 제 2 액체 입구를 포함하고, 제 1 일차 측면은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 입구에 유체 연결된 제 2 액체 출구를 더 포함하고, 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인으로부터 제 2 액체를 수용하도록 구성된 제 3 액체 입구를 포함하고, 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 제 3 액체 출구를 더 포함하고, 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면은 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 제 3 액체 출구에 유체 연결된 제 4 액체 입구 및 제 2 액체를 제 1 고온 복귀 라인으로 복귀시키기 위한 제 4 액체 출구를 포함한다.
본 기술의 일부 구현에서, 랙의 둘레는 일반적으로 직사각형이고, 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 랙의 제 1 측면에 위치하며, 냉각 장치는 제 1 측면에 수직인 랙의 제 2 측면에 장착되도록 구성된 서브 프레임을 더 포함하고, 서브 프레임은 제 1 액체 대 액체 열 교환기를 수용하도록 구성되고, 제 1 펌프는 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 입구에 연결되고, 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 출구로부터 제 1 펌프로 연장되는 연결부 내의 제 1 밸브, 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 출구로부터 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 입구까지 연장되는 유체 연결부 내의 제 2 밸브, 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 제 3 액체 출구로부터 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 입구로 연장되는 유체 연결부 내의 제 3 밸브, 및 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 출구로부터 제 1 고온 복귀 라인으로 연장되는 유체 연결부 내의 제 4 밸브가 제공된다.
본 기술의 일부 구현에서, 냉각 장치는 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 2 액체 채널 - 상기 제 2 액체 채널은 발열 유닛으로부터 제 2 액체 채널을 흐르는 제 3 액체로 열을 전달하도록 구성됨 - , 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면 - 상기 제 2 일차 측면은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 2 액체 채널에 유체 연결됨 - , 및 상기 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면과 상기 적어도 하나의 액체 냉각 유닛 사이에 유체 연결된 제 2 펌프 - 상기 제 2 펌프는 제 3 액체가 제 2 폐쇄 루프 내에서 흐르게 하도록 구성됨 - 를 포함하는 제 2 폐쇄 루프와, 상기 제 1 공기 대 액체 열 교환기를 통해 흐른 공기가 상기 제 2 공기 대 액체 열 교환기를 통해 흐르도록 상기 랙에 장착된 제 2 공기 대 액체 열 교환기 - 상기 제 2 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인 또는 제 2 저온 공급 라인으로부터 제 4 액체를 수용하도록 구성됨 - , 및 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면 - 상기 제 2 일차 측면의 온도가 제 2 이차 측면의 온도보다 높을 때 제 2 일차 측면에서 제 2 이차 측면으로 열을 전달하기 위해 상기 제 2 이차 측면이 제 2 일차 측면에 열적으로 결합되고, 제 2 이차 측면은 제 2 공기 대 액체 열 교환기에 유체 연결되고, 제 2 이차 측면은 제 4 액체를 제 1 고온 복귀 라인 또는 제 2 고온 복귀 라인으로 복귀하도록 구성됨 - 을 포함하는 제 2 개방 루프를 포함한다.
본 기술의 일부 구현에서, 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 2 액체 채널은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 5 액체 입구와 제 5 액체 출구 사이에서 연장되고, 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 5 액체 출구에 유체 연결된 제 6 액체 입구를 포함하고, 제 2 일차 측면은 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 5 액체 입구에 유체 연결된 제 6 액체 출구를 더 포함하고, 제 2 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인 또는 제 2 저온 공급 라인으로부터 제 4 액체를 수용하도록 구성된 제 7 액체 입구를 포함하고, 제 2 공기 대 액체 열 교환기는 제 7 액체 출구를 더 포함하고, 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면은 제 2 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 제 7 액체 출구에 유체 연결된 제 8 액체 입구, 및 제 2 액체를 제 1 고온 복귀 라인 또는 제 2 고온 복귀 라인으로 복귀시키도록 구성된 제 8 액체 출구를 포함한다.
본 기술의 일부 구현에서, 랙의 둘레는 일반적으로 직사각형이고, 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 랙의 제 1 측면에 위치하며, 냉각 장치는 제 1 측면에 수직인 랙의 제 2 측면에 장착되도록 구성된 서브 프레임을 더 포함하고, 상기 서브 프레임은 제 1 액체 대 액체 열 교환기, 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 입구에 연결된 제 1 펌프, 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 출구로부터 제 1 펌프로 연장되는 연결 내의 제 1 밸브, 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 출구로부터 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 입구까지 연장되는 유체 연결부 내의 제 2 밸브, 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 제 3 액체 출구로부터 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 입구로 연장되는 유체 연결부 내의 제 3 밸브, 및 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 출구로부터 제 1 고온 복귀 라인으로 연장되는 유체 연결부 내의 제 4 밸브를 포함하는 제 1 모듈, 및 제 2 액체 대 액체 열 교환기, 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면의 제 6 액체 입구에 연결된 제 2 펌프, 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 5 액체 출구에서 제 2 펌프로 연장되는 연결 내의 제 5 밸브, 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면의 제 6 액체 출구로부터 적어도 하나의 액체 냉각 유닛의 제 5 액체 입구까지 연장되는 유체 연결부 내의 제 6 밸브, 제 2 공기 대 액체 열 교환기의 제 7 액체 출구로부터 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면의 제 8 액체 입구까지 연장되는 유체 연결부 내의 제 7 밸브, 및 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면의 제 8 액체 출구로부터 제 1 고온 복귀 라인 또는 제 2 고온 복귀 라인으로 연장되는 유체 연결부 내의 제 8 밸브를 포함하는 제 2 모듈을 수용하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 폐쇄 루프와 제 1 개방 루프는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 밸브를 폐쇄하고 제 1 펌프를 차단함으로써 작동이 중단된다. 제 2 폐쇄 루프와 제 2 개방 루프는 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 밸브를 폐쇄하고 제 2 펌프를 차단함으로써 작동이 중단된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 폐쇄 루프 및 제 1 개방 루프는 제 2 폐쇄 루프 및 제 2 폐쇄 루프가 작동이 중단될 때 적어도 하나의 구성 요소의 온도를 안전 온도 임계값 미만으로 유지하기 위한 충분한 냉각을 제공하도록 구성되고, 제 2 폐쇄 루프 및 제 2 개방 루프는 제 1 폐쇄 루프 및 제 1 개방 루프가 작동이 중단될 때 적어도 하나의 구성 요소의 온도를 안전 온도 임계값 미만으로 유지하기 위한 충분한 냉각을 제공하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 액체 대 액체 열 교환기는 판형 열 교환기이다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 2 액체 대 액체 열 교환기는 판형 열 교환기이다.
본 기술의 일부 구현에서, 랙은 복수의 서버 하우징으로 구성되며, 각 서버 하우징은 적어도 하나의 구성 요소를 호스팅하고, 적어도 하나의 팬은 각 서버 하우징에 장착된 적어도 하나의 팬을 포함하고, 제 1 개방 루프는 각 서버 하우징의 적어도 하나의 팬에 의해 배출되는 가열된 공기가 복수의 공기 대 액체 열 교환기 중 대응하는 열 교환기를 통해 흐르도록 랙에 장착된 복수의 공기 대 액체 열 교환기를 포함하고, 복수의 공기 대 액체 열 교환기 각각은 제 1 저온 공급 라인으로부터 액체를 수용하도록 구성되고, 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면은 복수의 공기 대 액체 열 교환기 각각에 유체 연결된다.
본 기술의 일부 구현에서, 적어도 하나의 구성 요소는 랙에 호스팅된 복수의 구성 요소를 포함하고, 복수의 구성 요소 각각은 하나 이상의 발열 유닛을 포함하고, 적어도 하나의 액체 냉각 유닛은 복수의 액체 냉각 유닛을 포함하고, 복수의 액체 냉각 유닛 각각은 복수의 구성 요소 각각의 하나 이상의 발열 유닛 중 대응하는 하나에 열적으로 결합되고, 복수의 액체 냉각 유닛 각각은 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면에 유체 연결되고, 제 1 펌프는 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면과 복수의 액체 냉각 유닛 각각 사이에 유체 연결되고, 제 1 펌프는 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면과 복수의 액체 냉각 유닛 각각 사이에서 액체가 흐르도록 추가로 구성된다.
본 명세서의 맥락에서, 달리 명시적으로 제공되지 않는 한, 전자 장비는 "서버", "전자 장치", "운영 체제", "시스템", "컴퓨터 기반 시스템", "컨트롤러 장치", "모니터링 장치", "제어 장치“ ”및/또는 당면한 관련 작업에 적합한 이들의 조합을 의미할 수 있지만 이에 국한되지는 않다.
본 명세서의 맥락에서, 달리 명시적으로 제공되지 않는 한, "제 1", "제 2", "제 3" 등의 단어는 서로 수정되도록 명사를 구별할 목적으로만 형용사로 사용되었고, 그 명사들 사이의 임의의 특정 관계를 설명할 목적이 아니다.
본 기술의 구현은 각각 상기 언급된 목적 및/또는 양태 중 적어도 하나를 갖지만, 그러나 반드시 그것들을 모두 갖는 것은 아니다. 상기 언급된 목적을 달성하려는 시도로부터 생성된 본 기술의 일부 양태는 이 목적을 만족하지 않을 수 있고 그리고/또는 본 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 다른 목적을 만족시킬 수 있음을 이해해야 한다.
본 기술의 구현의 추가 및/또는 대안적인 특징, 측면 및 이점은 다음의 설명, 첨부 도면 및 첨부된 청구 범위로부터 명백해질 것이다.
본 기술뿐만 아니라 다른 양태들 및 추가 특징들에 대한 더 나은 이해를 위해, 첨부된 도면들과 함께 사용될 다음 설명이 참조된다.
도 1은 3 개의 공기 대 액체 열 교환기가 장착된 서버 랙의 매우 개략적인 사시도이다.
도 2는 단일 흐름 공기 대 액체 열 교환기의 개략도이다.
도 3은 도 2의 단일 흐름 공기 대 액체 열 교환기에서 배출되는 기류의 층화된 온도 패턴을 시각적으로 나타낸 것이다.
도 4는 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기의 개략도이다.
도 5는 도 4의 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기의 개략적인 측면도이다.
도 6은 워터 블록의 평면도 개략도이다.
도 7은 본 기술의 일 실시예에 따라 역 병렬 구성으로 조립된 한 쌍의 공기 대 액체 열 교환기의 매우 개략적인 표현이다.
도 8은 본 기술의 일 실시예에 따른 한 쌍의 폐쇄 루프 및 한 쌍의 개방 루프를 포함하는 자율적이고 중복된 냉각 장치를 갖는 서버 랙의 후면 사시도이다.
도 9는 도 8의 서버 랙의 부분 정면 사시도이다.
도 10은 본 기술의 일 실시예에 따른 도 8 및 도 9의 서버 랙의 측면 입면도이다.
도 11은 액체 냉각 유닛을 포함하는 폐쇄 루프 및 공기 대 액체 열 교환기를 포함하는 개방 루프를 갖는 냉각 장치의 매우 개략적인 예시이다.
도 12는 복수의 워터 블록, 펌프 및 액체 대 액체 열 교환기 사이의 매니폴드 연결의 개략적인 블록도이다.
도 13은 본 기술의 일 실시예에 따른 모듈의 제거를 보여주는 도 8 및 도 9의 서버 랙의 다른 측면도이다.
도 14는 본 기술의 일 실시예에 따른 역 병렬 구성으로 조립된 이중 흐름 기체 액체 열 교환기로부터 배출되는 기류의 균일한 온도 패턴을 시각적으로 나타낸 것이다.
또한, 본 명세서에서 달리 명시되지 않는 한, 도면은 축척이 아님을 주목해야 한다.
본 명세서에 인용된 예 및 조건부 언어는 주로 독자가 본 기술의 원리를 이해하는데 도움이 되며 그 범위를 구체적으로 인용된 예 및 조건으로 제한하지 않는다. 당업자는 본 명세서에 명시적으로 설명되거나 도시되지 않았지만 그럼에도 불구하고 본 기술의 원리를 구현하는 다양한 구성을 고안할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
또한, 이해를 돕기 위해, 다음 설명은 본 기술의 비교적 단순화된 구현을 설명할 수 있다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 본 기술의 다양한 구현은 더 복잡할 수 있다.
일부 경우에, 본 기술에 대한 수정의 유용한 예라고 생각되는 것이 또한 설명될 수 있다. 이는 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 현재 기술의 범위를 정의하거나 경계를 설정하지 않는다. 이러한 수정은 완전한 목록이 아니며, 당업자는 그럼에도 불구하고 본 기술의 범위 내에서 다른 수정을 수행할 수 있다. 더욱이, 수정의 예가 제시되지 않은 경우, 수정이 가능하지 않거나 설명된 것이 본 기술의 해당 요소를 구현하는 유일한 방식이라고 해석되어서는 안 된다.
더욱이, 본 기술의 원리, 측면 및 구현과 그 특정 예를 인용하는 여기의 모든 진술은 현재 알려진 것이든 또는 미래에 개발되는 것이든 그 구조적 및 기능적 등가물을 모두 포함하도록 의도된다.
본 기술의 양태는 적어도 하나의 발열 구성 요소 및 적어도 하나의 팬을 호스팅하는 랙, 예를 들어 서버 랙의 자율 냉각을 위한 냉각 장치를 도입한다. 냉각 장치는 폐쇄 루프와 개방 루프를 포함한다. 폐쇄 루프는 발열 구성 요소에 액체 냉각을 제공한다. 개방 루프는 적어도 하나의 팬에 의해 랙에서 배출되는 공기를 냉각시킨다. 예를 들어 물과 같은 저온 액체는 개방 루프로 공급되고 랙에서 배출되는 공기에 의해 따뜻한 온도가 된다. 그런 다음 따뜻한 액체는 개방 루프와 폐쇄 루프 사이의 교차점에서 열 교환기로 공급된다. 폐쇄 루프의 더 고온 액체는 열 교환기의 폐쇄 루프로부터 개방 루프로의 열 전달에 의해 냉각된다. 온도가 상승한 개방 루프로부터의 액체는 개방 루프로부터 배출된다.
이러한 기본 사항을 갖추어 본 기술의 다양한 구현을 설명하기 위해 몇 가지 비 제한적인 예를 고려할 것이다.
도 7은 본 기술의 일 실시예에 따라 역 병렬 구성으로 조립된 한 쌍의 공기 대 액체 열 교환기의 매우 개략적인 표현이다. 전자 장비 및 적어도 하나의 팬을 호스팅하는 랙, 예를 들어 팬(12)을 갖는 서버 랙(10)에 장착될 수 있는 냉각 장치(300)는 적어도 한 쌍의 공기 대 액체 열 교환기, 예를 들어 제한 없이, 도 2의 설명에 소개된 한 쌍의 단일 흐름 열 교환기(100)를 포함한다. 계속해서 도 7을 참조하면, 또한 도 1 및 도 2를 고려할 때, 공기 대 액체 열 교환기(100A)가 점선으로 표시되고, 다른 공기 대 액체 열 교환기(100B)는 실선으로 도시되어 있다. 도 7에서, 공기 대 액체 열 교환기(100A 및 100B)는 서로 오프셋되어 장착되는 것으로 도시되어 있다; 이 예시는 공기 대 액체 열 교환기(100A 및 100B)의 다양한 부분을 가시적으로 나타내기 위한 것이다. 실제 적용에서, 공기 대 액체 열 교환기(100A 및 100B)는 그들 사이에 식별 가능한 오프셋이 없도록 정렬될 수 있다.
공기 대 액체 열 교환기(100A)는 적어도 하나의 팬(12)에 의해 서버 랙(10)에서 배출되는 가열된 공기가 공기 대 액체 열 교환기(100A)를 통해 흐르도록 서버 랙(10)에 장착된다. 공기 대 액체 열 교환기(100A)는 프레임(102A), 저온 공급 라인으로부터 액체를 수용하기 위해 프레임(102A)에 장착된 액체 입구(106A), 액체를 고온 복귀 라인으로 복귀시키기 위해 프레임(102A)에 장착된 액체 출구(108A), 및 연속 내부 도관(104A)을 포함한다. 연속 내부 도관(104A)은 프레임(102A) 내에서 연장되는 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A)(일부만 도시됨)을 형성한다. 저온 공급 라인 및 고온 복귀 라인의 예는 이후 도면에 나와 있다.
연속 내부 도관(104A)은 액체 입구(106A)를 액체 출구(108A)에 연결한다. 보다 상세하게는, 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 중 하나가 액체 입구(106A)에 연결된다. 그 후, 마지막 하나를 제외한 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 각각은 연속 내부 도관(104A)의 복수의 U 자형 섹션(112A) 중 하나를 통해 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 중 다음 섹션에 연결된다. 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 중 마지막 섹션은 액체 출구(108A)에 연결된다.
공기 대 액체 열 교환기(100B)는 공기 대 액체 열 교환기(100A)를 통해 흐른 공기가 공기 대 액체 열 교환기(100B)를 통해 흐르도록 공기 대 액체 열 교환기(100A)에 장착된다. 공기 대 액체 열 교환기(100B)는 프레임(102B), 프레임(102B)에 장착되고 동일한 저온 공급 라인 또는 다른 저온 공급 라인으로부터 액체를 수용하도록 구성된 액체 입구(106B), 프레임(102B)에 장착되고 동일한 고온 복귀 라인 또는 다른 고온 복귀 라인으로 액체를 복귀시키도록 구성된 액체 출구(108B), 및 프레임(102B) 내에서 연장되는 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B)(일부만 도시됨)을 형성하는 연속 내부 도관(104B)을 포함한다.
연속 내부 도관(104B)은 액체 입구(106B)를 액체 출구(108B)에 연결한다. 더 상세하게는, 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 중 하나가 액체 입구(106B)에 연결된다. 그 다음, 마지막 하나를 제외한 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 각각은 연속 내부 도관(104B)의 복수의 U 자형 섹션(112B) 중 하나를 통해 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 중 다음 섹션에 연결된다. 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 중 마지막 하나는 액체 출구(108B)에 연결된다. 공기 대 액체 열 교환기(100A, 100B)는 액체가 각각의 액체 병렬 섹션(110A, 110B)에서 반대 방향으로 흐른다는 의미에서 역 병렬 구성으로 조립된다.
도 7은 액체 입구(106A) 및 액체 출구(108A)가 프레임(102A)의 반대쪽에 연결되고, 연속 내부 도관(104A)은 짝수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A)을 형성하는 반면 연속 내부 도관(104B)은 짝수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B)을 형성하는 특정 구성을 보여준다. 마찬가지로, 액체 입구(106B)와 액체 출구(108B)는 프레임(102B)의 대향하는 측면에 연결된다. 도시된 바와 같이, 상호 연결된 병렬 섹션(110A 및 110B)은 수평으로 연장된다. 이것은 가능한 많은 구성 중 하나 일뿐이다. 예를 들어, 상호 연결된 병렬 섹션(110A 및 110B)은 수직으로 연장될 수 있다. 일부 다른 구성은 아래에서 설명한다.
공기 대 액체 열 교환기(100A, 100B)는 프레임(102A)이 프레임(102B)과 평행하고 인접하도록 서버 랙(10)에 장착된다. 액체 입구(106A)에 가장 가까운 연속 내부 도관(104A)의 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 중 하나는 액체 출구(108B)에 가장 가까운 연속 내부 도관(104B)의 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 중 하나에 근접한다. 달리 언급하면, 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 중에서, 액체 입구(106A)에 가장 가까운 하나의 상호 연결된 병렬 섹션(110A)은 또한 액체 출구(108B)에 가장 가까운 하나의 상호 연결된 병렬 섹션(110B)에 가장 가까운 하나의 상호 연결된 병렬 섹션(110A)이다.
액체 입구(106A)에 가장 가까운 연속 내부 도관(104A)의 상호 연결된 복수의 병렬 섹션(110A) 중 하나 및 액체 출구(108B)에 가장 가까운 연속 내부 도관(104B)의 상호 연결된 다수의 병렬 섹션(110B) 중 하나는 서버 랙(10)에서 배출되는 공기 흐름의 일반적인 방향에서 볼 때 서로 직접 마주보고 있다. 대안적으로, 이들 병렬 섹션(110A 또는 110B) 중 하나는 다른 섹션보다 약간 더 높거나 낮게 위치될 수 있다. 액체 출구(108B)에 가장 가까운 연속 내부 도관(104B)의 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 중 근접한 하나에 대해 액체 입구(106A)에 가장 가까운 연속 내부 도관(104A)의 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 중 하나를 정확하게 배치하는 것은 공기 대 액체 열 교환기(100A 및 100B)의 구성 및 제조 공차에 의존할 수 있다. 냉각 장치(300) 내의 병렬 섹션(110A 및 110B)의 배치에 대한 사소한 변화는 냉각 성능에 중대한 영향을 미칠 것으로 예상되지 않는다.
이러한 구성 중 하나가 주어지면, 서버 랙(10)으로부터 배출된 기류의 최상층은 최상부 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 주위의 공기 대 액체 열 교환기(100A) 내에서 흐르고, 여기서 연속 내부 도관(104A)을 통해 흐르는 액체는 액체 입구(106A)에 가장 가깝고 가장 차갑다. 기류의 최상층은 그 다음 최상부 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 주위의 공기 대 액체 열 교환기(100B) 내에서 흐르고, 여기서 연속 내부 도관(104B)을 통해 흐르는 액체는 액체 출구(108B)에 가장 가깝고 가장 따뜻하다. 반대로, 서버 랙(10)으로부터 배출된 기류의 최하부 층은 최하부 상호 연결된 병렬 섹션(110A) 주위의 공기 대 액체 열 교환기(100A) 내에서 흐르고, 여기서 연속 내부 도관(104A)을 통해 흐르는 액체가 가장 따뜻하고 액체 출구(108A)에 가장 가깝다. 기류의 최하부 층은 그 다음 최하부 상호 연결된 병렬 섹션(110B) 주위에서 공기 대 액체 열 교환기(100B) 내에서 흐르고, 여기서 연속 내부 도관(104B)을 통해 흐르는 액체는 액체 입구(106B)에 가장 가깝고 가장 차갑다. 냉각 장치(300)의 바닥에 액체 입구(106A) 및 액체 출구(108B)를 위치시키고, 또한 냉각 장치(300)의 상부에 액체 출구(108A) 및 액체 입구(106B)를 위치시킴으로써 동등한 결과가 얻어질 수 있다. 상호 연결된 병렬 섹션(110A 및 110B)이 수직으로 연장되도록 냉각 장치(300)를 회전시키는 것도 고려된다.
이 효과는 기류의 모든 층에 퍼지고, 이들 층의 각각은 최상층으로부터 최하층으로의 분포를 따라 공기 대 액체 열 교환기(100A)로부터 점차적으로 더 적은 냉각을 받고, 동일한 분포를 따라 공기 대 액체 열 교환기(100B)로부터 점차적으로 더 많은 냉각을 받는다.
도 8은 본 기술의 일 실시예에 따른 한 쌍의 폐쇄 루프 및 한 쌍의 개방 루프를 포함하는 자율적이고 중복된 냉각 장치를 갖는 서버 랙의 후면 사시도이다. 도 9는 도 8의 서버 랙의 부분 정면 투시도이다. 도 10은 본 기술의 일 실시예에 따른 도 8 및 도 9의 서버 랙의 측면 입면도이다. 도 11은 액체 냉각 유닛을 포함하는 폐쇄 루프 및 공기 대 액체 열 교환기를 포함하는 개방 루프를 갖는 냉각 장치의 매우 개략적인 예시이다. 서버 랙(500)은 각각 적어도 하나의 팬(12)(도 1)을 포함하는 복수의 서버 하우징(502)(3 개가 도시됨)을 갖는다. 각각의 서버 하우징(502)은 서버 하우징(502)의 각 스테이지(498)에서 서버 랙(500)의 전면을 통해 장착된 복수의 구성 요소(254), 예를 들어 서버, 네트워크 스위치, 배전 유닛 및 기타 전기 또는 전자 장치를 호스팅할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(252) 또는 그래픽 프로세서 유닛, 랜덤 액세스 메모리 장치, 하드 디스크 드라이브와 같은 다른 발열 유닛이 각 구성 요소(254)에 장착될 수 있다. 워터 블럭(250) 또는 히트 파이프와 같은 다른 냉각 장치가 각 발열 장치에 장착될 수 있다. 냉각 장치(350)가 랙(500)에 장착된다. 냉각 장치(350)는 랙(500)을 위한 자율 냉각을 제공한다. 데이터 센터에서, 복수의 냉각 장치(350)는 복수의 대응하는 랙(500)에 대해 독립적으로 냉각을 제공할 수 있다.
도시된 바와 같은 냉각 장치(350)는 두 개의 대응하는 개방 루프(540A 및 540B)에 작동 가능하게 유체 연결된 두 개의 폐쇄 루프(510A 및 510B)를 포함한다. 도 8, 도 9 및 도 10의 비 제한적인 실시예에서, 랙(500)은 일반적으로 직사각형 둘레를 갖는다. 개방 루프(540A 및 540B)의 대부분의 구성 요소는 랙(500)의 후면에 장착된다. 폐쇄 루프(510A 및 510B)의 대부분의 구성 요소는 후면에 수직인 랙의 측면에 장착된 서브 프레임(504)에 장착된다.
냉각 장치(350)는 중복성을 위해 2 개의 폐쇄 루프(510A 및 510B)와 2 개의 개방 루프(540A 및 540B)를 포함한다. 하나의 폐쇄 루프(510A 또는 510B) 및 하나의 대응 개방 루프(540A 또는 540B)를 포함하는 각 쌍은 다른 폐쇄 루프와 다른 개방 루프가 작동이 중단될 때 랙(500)에 호스팅된 모든 구성 요소(254)를 안전한 온도 임계값 미만으로 유지하기에 충분한 냉각 용량을 제공할 수 있고, 랙(500)에 완전하고 전체적인 냉각 이중화를 제공한다. 하나의 폐쇄 루프와 하나의 개방 루프만을 포함하거나 또는 두 개의 폐쇄 루프와 하나의 개방 루프만을 포함하거나 또는 하나의 폐쇄 루프와 두 개의 개방 루프를 포함하는 냉각 장치가 또한 중복성이 덜 중요한 출원에서도 고려된다.
두 개의 폐쇄 루프(510A, 510B)는 실질적으로 동일하므로 먼저 폐쇄 루프(510A)에 대해 설명한다. 폐쇄 루프(510A)는 발열 유닛에 열적으로 결합된 하나 이상의 액체 냉각 유닛(예: 워터 블록 250), 예를 들어 랙(500)에 장착된 하나 이상의 구성 요소(254)의 프로세서(252), 예를 들어 서버를 포함한다. 각각의 워터 블록(250)은 액체, 예를 들어 물이 흐를 수 있는 액체 채널(264)을 포함한다. 프로세서(262)에 의해 생성된 열은 액체 채널(264)을 흐르는 액체로 전달된다. 폐쇄 루프(510A)는 액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A)을 포함한다. 일 실시예에서, 액체 대 액체 열 교환기(514A)는 판형 열 교환기이다. 일차 측면(512A)은 적어도 워터 블록(250)의 액체 채널(264)에 유체 연결된다. 펌프(516A)는 적어도 하나의 워터 블록(250)과 액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A) 사이에 유체 연결된다. 펌프(516A)는 폐쇄 루프(510A) 내에서 순환하는 액체의 흐름을 유지한다. 하나의 랙(500)을 제공하기 위해 서브 프레임(504)의 레벨에 펌프(516A)를 위치시키면 워터 블록(250)에서 냉각 액체의 유량을 쉽게 관리할 수 있다.
좀 더 자세히 살펴보면, 액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A)은 펌프(516A)를 통해 워터 블록(250)의 액체 출구(268)에 유체 연결된 액체 입구(518A), 및 워터 블록(250)의 액체 입구(260)에 유체 연결된 액체 출구(520A)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 액체 채널(264)은 워터 블록(250)의 액체 입구(260)와 액체 출구(268) 사이에서 연장된다. 밸브(522A)는 워터 블록(250)의 액체 출구(268)로부터 펌프(516A)로 연장되는 연결부 내에 제공된다. 다른 밸브(524A)는 일차 측면(512A)의 액체 출구(520A)로부터 워터 블록(250)의 액체 입구(260)로 연장되는 연결부 내에 제공된다. 밸브(522A 및 524A)는 예를 들어 유지 보수 목적으로 폐쇄 루프(510A)를 사용하지 않기를 원할 때 폐쇄될 수 있다. 펌프(516A)는 밸브(522A 및 524A)가 폐쇄될 때 꺼져야 한다.
액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A)은 각각 대응하는 프로세서(252) 또는 다른 발열 유닛에 열적으로 결합된 복수의 워터 블록(250)에 연결될 수 있다. 도 12는 복수의 워터 블록, 펌프 및 액체 대 액체 열 교환기 사이의 매니폴드 연결의 개략적인 블록 다이어그램이다. 폐쇄 루프(510A) 내에서, 매니폴드(526A)는 복수의 워터 블록(250)의 액체 출구(268)에 연결 가능한 복수의 포트(530A) 및 펌프(516A)를 통해 워터 블록(250)으로부터 액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A)으로 고온 액체를 전달하기 위해 밸브(522A)에 연결 가능한 하나의 포트(532A)를 갖는 다중 포트 입구(528A)를 포함한다. 매니폴드(526A)는 또한 밸브(524A)를 통해 액체 대 액체 열 교환기(514A)에 의해 냉각된 액체를 수용하기 위한 포트(536A)를 갖는 다중 포트 출구(534A)를 포함한다. 다중 포트 출구(534A)는 또한 이 액체를 워터 블록(250)의 액체 입구(260)로 전달하기 위한 복수의 포트(538A)를 포함한다.
폐쇄 루프(510B)는 폐쇄 루프(510A)와 동일하게 구성되며 동일하거나 동등한 구성 요소를 포함한다. 폐쇄 루프(510B) 내에서, 각각의 액체 대 액체 열 교환기(514B)의 각각의 일차 측면, 예를 들어 다른 판형 열 교환기는 액체 입구(258) 및 각 워터 블록(250)의 액체 출구(270)에 유체 연결되고, 각각의 펌프(516B)는 각각의 워터 블록(250)의 액체 채널(266)에서 액체의 흐름을 보장한다. 폐쇄 루프(510B) 내에서, 각각의 액체 대 액체 열 교환기(514B)는 전술한 바와 같이 액체 입구 및 액체 출구를 포함한다. 폐쇄 루프(510B)는 또한 폐쇄 루프(510A)에 존재하는 각각의 매니폴드를 포함한다. 폐쇄 루프(510A)에 존재하는 것과 유사한 각각의 밸브(522B 및 524B)는 폐쇄 루프(510B)의 작동을 중단시키기를 원할 때 폐쇄될 수 있다.
도시된 바와 같은 제 1 및 제 2 개방 루프(540A, 540B)는 각각 제 1 및 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A 및 300B)를 포함한다. 이러한 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A 및 300B)는 도 7의 구성에 사용된 단일 흐름 열 교환기(100)와 비교할 때 크기가 적당히 증가하고, 특히 두께가 증가함을 나타낸다. 그러나 이들은 냉각 효율을 크게 증가시키면서 도 4의 다중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(200)보다 훨씬 더 얇게 유지된다. 도 8은 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A 및 300B)를 나타내지만, 냉각 장치(350)의 일부로서 서버 랙(500) 상에 제 1 및 제 2 단일 흐름 열 교환기(100A 및 100B)를 장착하는 것도 고려된다.
각 서버 하우징(502) 내에 포함된 팬(12)은 서버 하우징(502)에 장착된 장비에 강제 공기 냉각을 제공하고, 대응하는 쌍의 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A 및 300B)를 향하는 공기 흐름을 생성한다. 제 1 및 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B) 각각은 해당 서버 하우징(502)에서 배출되는 공기의 온도를 최대 정격 공기 온도 미만으로 낮추도록 구성될 수 있어, 제 1 및 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A 및 300B) 중 다른 하나가 유지 보수를 위해 또는 장비 고장으로 인해 작동이 중단된 경우, 장착되어 있는 해당 서버 하우징(502)의 안전한 작동 온도를 유지한다. 강제 공기 냉각의 중복은 각각의 서버 하우징(502)에 적어도 2 개의 팬(12)을 제공함으로써 얻어질 수 있으며, 적어도 2 개의 팬(12)은 2 개의 별개의 전원으로부터 전력을 수용한다.
도 10은 또한 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)가 제 1 프레임(302A)의 측면에 장착된 한 쌍의 힌지(506)를 사용하여 서버 랙(500)에 장착될 수 있으며, 힌지(506)는 랙(10)에 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)를 피벗 방식으로 장착하도록 구성된다는 것을 도시하고 있다. 선택적으로, 추가 힌지가 도시된 바와 같이 2 개의 힌지(506) 사이에 설치될 수 있다. 도 10의 특정 구성은 힌지(506)가 액체 입구(306A, 306B) 및 액체 출구(308A, 308B)가 또한 위치하는 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)의 동일한 측면에 위치한다는 것을 보여준다. 이러한 구성은 힌지(506)를 중심으로 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)의 선회를 용이하게 한다. 힌지(506)를 사용하여 랙에 도 7의 냉각 장치(300)를 장착하는 것도 고려된다. 주목할 만한 것은, 일부 구현에서, 각 서버 하우징에 설치된 팬(12)은 힌지(506)와 동일한 측면 또는 반대 측면에 위치될 수 있는 추가 힌지(미도시)를 사용하여 서버 랙(500)에 물리적으로 연결된 팬 플레이트(미도시)에 장착될 수 있다. 팬 플레이트의 힌지와 힌지(506)가 같은 측면에 있고 공통 피벗 축을 공유할 때, 팬 플레이트 및 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)는 독립적으로 또는 단일 블록으로 회전하도록 구성될 수 있다. 힌지(506)를 사용하여 랙(500)에 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)를 장착하면 유지 보수 목적으로 팬(12)에 접근할 수 있다. 이러한 방식으로, 팬 플레이트를 회전시키는 것은 랙(500) 내의 네트워크 연결 장치, 하드 디스크 드라이브, 전기 연결 및 유압 연결에 대한 액세스를 제공하는데 유용할 수 있다.
또한, 도 10에는 이중 흐름 제 2 공기 대 액체 열 교환기(300B)의 외부면(326B)에 장착된 온도 센서(508)가 도시되어 있다. 온도 센서(508)는 제 1 및 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)를 통해 흐른 공기의 온도를 측정하여 원격 모니터링 장치(미도시)로 전달할 수 있다. 서버 랙(500)은 원격 모니터링 장치에 다양한 온도, 액체 흐름 및 압력 측정을 제공하기 위한 복수의 추가 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 온도 센서(508) 및 이들 추가 센서는 측정 값을 원격 모니터링 장치로 전달하기 위해 공통 통신 링크(도시되지 않음)를 공유한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)를 통해 흐른 공기의 온도가 실질적으로 균질하다는 점을 감안할 때, 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300B)의 외부면(326B) 상의 온도 센서(508)의 위치는 수평 및/또는 수직으로 변할 수 있다. 냉각 장치(300)의 제 2 공기 대 액체 열 교환기(100B)의 외부면에 온도 센서(508)를 장착하는 것도 고려된다.
도 8 및 도 10에서, 액체 입구(306A)와 액체 출구(308A)는 프레임(302A)의 동일한 측면에 연결되고, 액체 입구(306B)와 액체 출구(308B)는 프레임(302B)의 동일한 측면에 연결된다. 추가로, 액체 입구(306A 및 306B)는 냉각 장치(350)의 동일한 측면에 위치한다. 액체 입구(306A 및 306B)가 냉각 장치(350)의 대향 측면에 위치되는 대안적인 구성이 또한 고려된다.
도 10에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 특정 비 제한적인 구성에서, 제 1 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A)는 제 1 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(미도시)을 형성하는 제 1 연속 내부 도관(304A), 및 제 3 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(미도시)을 형성하는 제 3 연속 내부 도관(314A)을 포함한다. 제 1 및 제 3 복수의 상호 연결된 병렬 섹션은 제 1 프레임(302A) 내에서 연장된다. 제 1 및 제 3 연속 내부 도관(304A 및 314A)은 제 1 액체 입구(306A)를 제 1 액체 출구(308A)에 연결한다. 마찬가지로, 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300B)는 제 2 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(도시되지 않음)을 형성하는 제 2 연속 내부 도관(304B), 및 제 4 복수의 상호 연결된 병렬 섹션(도시되지 않음)을 형성하는 제 4 연속 내부 도관(314B)을 포함하고, 제 2 및 제 4 복수의 상호 연결된 병렬 섹션은 제 2 프레임(302B) 내에서 연장된다. 제 2 및 제 4 연속 내부 도관(304B 및 314B)은 제 2 액체 입구(306B)를 제 2 액체 출구(308B)에 연결한다.
도시된 바와 같이, 제 1 복수의 상호 연결된 병렬 섹션의 제 1 부분은 제 1 프레임(302A) 내의 제 1 평면(316A)에 위치되고, 제 1 복수의 상호 연결된 병렬 섹션의 제 2 부분은 제 1 프레임(302A) 내의 제 2 평면(318A)에 위치되며, 제 2 평면(318A)은 제 1 평면(316A)에 평행하다. 반대로, 제 3 복수의 상호 연결된 병렬 섹션의 제 1 부분은 제 1 프레임(302A) 내의 제 2 평면(318A)에 위치되고, 제 3 복수의 상호 연결된 병렬 섹션의 제 2 부분은 제 1 프레임(302A) 내의 제 1 평면(316A)에 위치된다. 제 3 연속 내부 도관(314A) 및 제 1 연속 내부 도관(304A)은 모두 교차점(324A)에서 제 1 평면(316A)과 제 2 평면(318A) 사이에서 변경된다. 제 1 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A)의 변형예는 하나 이상의 교차점(324A)을 포함할 수 있고, 대안적으로 그러한 교차점을 갖지 않을 수 있다.
마찬가지로, 제 2 복수의 상호 연결된 병렬 섹션의 제 1 부분은 제 2 프레임(302B) 내의 제 3 평면(316B)에 위치되고, 제 2 복수의 상호 연결된 병렬 부분의 제 2 부분은 제 2 프레임(302B) 내의 제 4 평면(318B)에 위치하며, 제 4 평면(318B)은 제 3 평면(316B)에 평행하다. 반대로, 제 4 복수의 상호 연결된 병렬 섹션의 제 1 부분은 제 2 프레임(302B) 내의 제 4 평면(318B)에 위치되고, 제 4 복수의 상호 연결된 병렬 섹션의 제 2 부분은 제 2 프레임(302B) 내의 제 3 평면(316B)에 위치된다. 제 4 연속 내부 도관(314B) 및 제 2 연속 내부 도관(304B)은 모두 교차점(324B)에서 제 3 평면(316B)과 제 4 평면(318B) 사이에서 변경된다. 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300B)의 변형예는 하나 이상의 교차점(324B)을 포함할 수 있고, 대안적으로 그러한 교차점을 갖지 않을 수 있다. 냉각 장치(350)의 제 1 및 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B)는 서로 다른 개수의 교차점(324A 또는 324B)을 가질 수 있다.
개방 루프(540A)에서, 공기 대 액체 열 교환기(300A)는 팬(12)에 의해 랙(500)으로부터 배출되는 공기의 온도를 감소시키기 위해 외부 소스로부터의 저온 액체와 함께 저온 공급 라인(320A)을 통해 공급된다. 개방 루프(540B) 내의 공기 대 액체 열 교환기(300B)는 저온 공급 라인(320A) 또는 다른 저온 공급 라인(미도시)에 의해 공급된다. 액체 출구(308A 및 308B)에서 유출되는 액체의 온도는 서버 랙(500)에서 배출된 공기로부터의 열 전달에 의해 적당히 증가한다; 설명을 위해, 개방 루프(540A 및 540B)에서 흘러나오는 액체는 '따뜻한' 액체로 특성화될 수 있다. 반면, 워터 블럭(250)에서 유출되는 액체는 상당히 높은 온도를 갖는다. 그 결과, 개방 루프(540A 및 540B)의 출력부에 있는 따뜻한 액체는 폐쇄 루프(510A 및 510B)에 냉각을 제공하기 위해 사용된다. 이를 위해, 폐쇄 루프(510A 및 510B)는 개방 루프(540A 및 540B)에 각각 열적으로 연결된다.
도 10에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 공기 대 액체 열 교환기(300A)의 액체 입구(306A)는 제 1 저온 공급 라인(320A)에 연결되고, 공기 대 액체 열 교환기(300A)의 액체 출구(308A)는 제 1 따뜻한 액체 라인(322A)에 연결된다. 도시되지는 않았지만, 공기 대 액체 열 교환기(300B)의 액체 입구(306B)는 제 1 저온 공급 라인(320A) 또는 다른 저온 공급 라인(미도시)에 연결될 수 있다. 공기 대 액체 열 교환기(300B)의 액체 출구(308B)는 제 1 따뜻한 액체 라인(322A)과 유사한 제 2 따뜻한 액체 라인(도시되지 않음)에 연결된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 따뜻한 액체 라인은 각각 액체 출구(308A 및 308B)로부터 액체 대 액체 열 교환기(514A 및 514B)의 이차 측면으로 따뜻한 액체를 전달한다. 제 1 따뜻한 액체 라인(322A)은 밸브(570A)를 통해 액체 대 액체 열 교환기(514A)의 이차 측면(544A)의 액체 입구(542A)에 유체 연결된다.
액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A) 및 이차 측면(544A)은 제 1 일차 측면(512A)의 온도가 이차 측면(544A)의 온도보다 높을 때 일차 측면(512A)에서 이차 측면(544A)으로 열을 전달하기 위해 열적으로 결합된다. 작동 시, 일차 측면(512A)은 하나 이상의 워터 블록(250)으로부터 고온 액체를 수용하고 그 온도는 이차 측면(544A)에 수용된 따뜻한 액체의 온도보다 상당히 높다. 따라서, 액체 대 액체 열 교환기(514A)는 열을 일차 측면(512A)에서 이차 측면(544A)으로 전달한다. 이차 측면(544A)의 액체 입구(542A)에 수용된 따뜻한 액체는 액체 출구(546A)를 통해 이차 측면(544A)으로부터 배출되기 전에 가열된다. 가열된 액체는 밸브(572A)를 통해 액체 출구(546A)로부터 흐르고, 고온 복귀 라인(550A)을 통해 개방 루프(540A)를 떠난다. 개방 루프(540A)는 밸브(570A 및 572A)를 폐쇄함으로써 작동이 중단될 수 있다. 개방 루프(540B)는 동일한 방식으로 구성된다; 이는 밸브(570B 및 572B)를 폐쇄하여 작동이 중단될 수도 있다. 주목할 수 있는 것은, 공기 대 액체 열 교환기(300A)는 공기 대 액체 열 교환기(100A)로 대체될 수 있고; 이는 공기 대 액체 열 교환기(100B)로 대체될 수 있는 공기 대 액체 열 교환기(300B)에 대해서도 마찬가지이다. 예를 들어 제한 없이, 개방 루프(540A)에서, 물은 30도에서 저온 공급 라인(320A)에 수용될 수 있다. 물은 제 1 따뜻한 액체 라인(322A)에서 34.5 도의 온도로 이중 흐름 기체 액체 열 교환기(300A)에 의해 가열된다. 동일한 예에서, 물은 액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A)에 의해 40도에서 워터 블록(250)에 공급되고, 물은 일차 측면(512A)으로 복귀할 때 50 도의 온도에 도달한다. 액체 대 액체 열 교환기(514A)의 일차 측면(512A)에서 이차 측면(544A)으로의 열 교환은 폐쇄 루프(510A)의 물이 일차 측면(512A)의 액체 입구(518A)에서 전술한 40 도의 온도에 도달하게 하는 동안 개방 루프(540A)의 물이 고온 복귀 라인(550A)에서 45 도의 온도에 도달하도록 한다. 추운 기후에서는, 고온 복귀 라인(550A)을 흐르는 액체의 고온이 열 회수 목적으로 고려될 수 있음을 알 수 있다.
도 11에는 도시되지 않았지만, 중복성 및/또는 폐쇄 루프(510A) 내에서 순환하는 액체의 흐름을 증가시키기 위해 2 개의 별개의 펌프가 직렬로 장착될 수 있다. 마찬가지로, 2 개의 액체 대 액체 열 교환기가 장착되어, 그 일차 측면이 폐쇄 루프(510A) 내에서 직렬 또는 병렬로 연결되고, 이차 측면이 개방 루프(540A) 내에서 직렬 또는 병렬로 연결되도록 할 수 있다. 2 개의 액체 대 액체 열 교환기의 사용은 폐쇄 루프(510A) 내의 워터 블록(250)으로부터 더 많은 열 에너지를 추출할 수 있게 한다.
또한, 도 11에 도시되지 않지만, 폐쇄 루프(510B)와 개방 루프(540B)는 폐쇄 루프(510A) 및 개방 루프(540A)의 논의에서 표현된 것과 유사한 방식으로 연결된다. 폐쇄 루프(510B)와 개방 루프(540B)의 접합부에서 액체 대 액체 열 교환기(514B)의 이차 측면 액체 출구로부터 흐르는 가열된 액체는 고온 복귀 라인(550A) 또는 다른 고온 복귀 라인을 통해 냉각 장치를 떠날 수 있다. 도 8 내지 도 11의 상기 설명은 개방 루프(510A)가 폐쇄 루프(510A)에만 연결되고 개방 루프(540B)가 폐쇄 루프(510B)에만 연결된다는 것을 나타내지만, 다른 구성도 고려된다는 것을 알 수 있다. 예를 들어 제한 없이, 공기 대 액체 열 교환기(300A 및 300B)의 액체 출구(308A 및 308B)는 모두 액체 대 액체 열 교환기(514A 및 514B)의 양쪽 이차 측면을 공급하는 공통의 동일한 따뜻한 액체 라인(322A)에 연결될 수 있다. 별개의 개수의 개방 루프 및 별개의 개수의 폐쇄 루프를 갖는 구성도 고려된다; 일 실시예에서, 개방 루프의 개수는 폐쇄 루프의 개수와 다를 수 있다.
도 8, 도 9 및 도 10의 비 제한적인 구성에서, 액체 대 액체 열 교환기, 폐쇄 루프에 포함된 펌프 및 밸브, 공기 대 액체 열 교환기와 액체 대 액체 열 교환기 사이의 유체 연결 밸브는 모두 서브 프레임(504) 내에 위치된다. 도 13은 본 기술의 일 실시예에 따른 모듈의 제거를 보여주는 도 8 및 도 9의 서버 랙의 다른 측면 입면도이다. 서브 프레임(504)에 포함된 구성 요소는 2 개의 모듈(552A 및 552B)로 그룹화될 수 있다. 모듈(552A)은 액체 대 액체 열 교환기(514A), 펌프(516A), 밸브(522A, 524A, 570A 및 572A) 및 이러한 다양한 구성 요소를 연결하는 튜브를 포함한다. 모듈(552B)은 액체 대 액체 열 교환기(514B), 펌프(516B), 밸브(522B, 524B, 570B 및 572B) 및 이러한 다양한 구성 요소를 연결하는 튜브를 포함한다. 모듈(552A 또는 552B) 중 하나에 포함된 모든 밸브가 폐쇄되고 해당 펌프(516A 또는 516B)가 꺼지면, 그 모듈(552A 또는 552B)은 도 13에 도시된 바와 같이 유지 보수 목적으로 서브 프레임(504)에서 제거될 수 있다. 주목할 만한 것은, 일부 실시예에서, 밸브(522A, 524A, 570A 및 572A)(각각 522B, 524B, 570B 및 572B)는 모듈(552A)(각각 552B)을 넘어 튜빙 연결부의 고정된 부분이고, 이 경우, 모듈(552A)(각각 552B)은 서브 프레임(504)에서 제거되기 전에 액체에서 배출되어야 한다.
다양한 실시예는 향상된 냉각 신뢰성을 위해 추가적인 중복 구성 요소를 포함하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비 제한적인 실시예에서, 모듈(552A)(각각 552B)의 액체 대 액체 열 교환기(514A)(각각 514B)는 직렬 또는 병렬 구성으로 유체 연결된 2 개의 액체 대 액체 열 교환기(514A)(resp. 514B)로 대체될 수 있다. 동일하거나 다른 실시예에서 모듈(552A)(각각 552B)의 펌프(516A)(각각 516B)는 직렬로 유체 연결된 한 쌍의 두 개의 펌프(516A)(각각 516B)로 대체될 수 있다. 한 쌍의 펌프는 중복성을 위해 별개의 독립적인 전원에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 쌍의 펌프는 다른 펌프가 꺼져있는 동안 작동할 수 있다. 동일하거나 다른 실시예에서, 각 밸브(522A, 524A, 570A 및 572A)(각각 522B, 524B, 570B 및 572B)는 보안 목적을 위해 직렬로 연결된 한 쌍의 밸브로 대체될 수 있고, 각 쌍의 제 1 밸브는 모듈(552A)(각각 552B)에 속하고, 한 쌍의 제 2 밸브는 제 1 밸브를 넘어 배관에 부착되어 있다. 동일하거나 다른 실시예에서, 모듈(552A 및 552B)은 모듈(552A 및 552B) 외부에 위치된 T- 파이프 요소에 의해 동일한 폐쇄 루프(510A) 및 동일한 개방 루프(540A)에 연결될 수 있다. 이러한 실시예에서, 2 개의 모듈(552A 및 552B)은 폐쇄 루프(510A) 및 개방 루프(540A)에 대해 병렬로 유체 연결될 수 있다. 마지막으로, 동일하거나 다른 실시예에서, 동일한 액체가 폐쇄 루프(510A 및 510B) 및 개방 루프(540A 및 540B), 예를 들어 물에 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 폐쇄 루프(510A)(각각 510B)는 초기에 모듈(552A)(각각 552B)에 설치된 압력 조절기(미도시)를 사용하여 액체로 채워지고, 폐쇄 루프(510A)(각각 510B)와 개방 루프(540A)(각각 540B) 사이에 연결될 수 있다. 따라서 개방 루프(540A 및 540B)는 필요할 때 폐쇄 루프(510A 및 510B)에 대한 액체 공급원이 될 수 있다. 유사한 방식으로, 압력 릴리프 밸브(미도시)가 모듈(552A)(각각 552B)에 설치되고, 폐쇄 루프(510A)(각각 510B)와 개방 루프(540A)(각각 540B) 사이에 연결될 수 있다. 폐쇄 루프(510A)(각각 510B)에 과도한 압력이 있는 경우, 액체는 개방 루프(540A)(각각 540B)로 배출될 수 있다. 모듈(552A 및 552B)에 다른 배관 요소가 존재할 수 있다는 점에 유의할 수 있다. 다른 도면에는 표시되지 않았지만 필터는 다양한 배관에 배치될 수 있다. 체크 밸브는 펌프(516A 및 516B) 뒤에 배치될 수 있고, 팽창 탱크는 폐쇄 루프(510A 및 510B)에서 압력의 변화를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
1 개 또는 2 개의 펌핑 서브 스테이션(미도시)의 1 개 또는 2 개의 외부 펌프는 저온 공급 라인 또는 라인(320A 및 320B)을 통해 냉각 장치(350)로 전달되는 냉각 액체의 연속적인 흐름을 제공하고, 고온 복귀 라인(들)을 통해 냉각 장치(350)로부터 가열된 액체를 회수한다. 외부 펌프는 냉각 장치(350)와 저온 출구 및 데이터 센터 외부에 위치한 추가 냉각 장비, 예를 들어 건식 냉각기(미도시)의 고온 입구 사이의 액체의 연속적인 흐름을 보장한다.
도 14는 본 기술의 일 실시예에 따라 역 병렬 구성으로 조립된 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기로부터 배출되는 기류의 균일한 온도 패턴의 시각적 표현이다. 다이어그램(400)은 냉각 장치(350)를 통과하기 전과 후에 시뮬레이션 환경에서 결정된 공기 흐름의 온도를 도시한다. 공기는 화살표(402, 404) 방향으로 흐른다. 냉각 장치(350)의 상류에 있는 제 1 구역(406)에서, 기류의 온도는 예를 들어 약 40 도인 서버 랙(10)의 열 발생으로 인해 높다. 기류의 온도는 제 1 구역(406) 내에서 실질적으로 균일하다. 저온 물은 약 25 도의 온도에서 제 1 이중 흐름 기체 액체 열 교환기(300A)의 상부에 수용된다. 제 1 이중 흐름 기체 액체 열 교환기(300A)의 하류로 흐르는 공기의 상부 층(410)은 약 30도까지 냉각된다. 제 1 이중 흐름 기체 액체 열 교환기(300A)를 통과하는 물의 온도는 상호 연결된 다양한 병렬 섹션(110A)을 통과함에 따라 상승하며 40도 기류에 지속적으로 노출된다. 물은 제 1 이중 흐름 기체 액체 열 교환기(300A)의 바닥에서 약 33도에 도달한다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A, 300B) 사이의 공기 흐름은 층화되고, 이질적인 온도 프로파일을 가지며, 여기서 제 1 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300A)의 하류로 흐르는 공기의 하부 층(412)은 약 37도까지만 냉각된다.
동일한 기류가 즉시 제 2 이중 기류 기체 액체 열 교환기(300B)에 도달한다. 저온 물은 또한 약 25 도의 온도에서 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300B)의 바닥에 수용된다. 이중 흐름 제 1 공기 대 액체 열 교환기(300A)를 통해 흐를 때 약 37도까지 제한된 정도로 냉각된 기류의 하부 층(412)은 이중 흐름 제 2 공기 대 액체 열 교환기(300B)로부터 최대 냉각을 받고 약 30 도의 온도에 도달한다. 제 1 이중 류 기체 액체 열 교환기(300A)를 통과할 때 약 30도까지 더 많이 냉각된 기류의 상부 층(410)은 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300B)로부터 적당한 수준의 냉각을 받아 약 29 도의 온도에 도달한다. 그 결과, 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300B)를 통과한 동일한 기류는 실질적으로 균일한 온도 프로파일을 가지며, 구역(408)에서 냉각 장치(350)로부터 배출되는 기류의 모든 층은 약 30 도의 실질적으로 균일한 온도에 있다. 물은 또한 제 2 이중 흐름 공기 대 액체 열 교환기(300B)의 상단에서 약 29도에 도달한다.
다시 도 3을 참조하면, 다이어그램(150)은 단일 흐름 열 교환기(100)를 사용할 때 얻은 결과를 예시한다. 대조적으로, 다이어그램(400)은 한 쌍의 이중 흐름 열 교환기(300A, 300B)를 사용할 때 얻어진 결과를 예시한다. 이러한 결과는 서로 다른 열 교환기의 각 냉각 용량으로 인해 직접 비교할 수 없다. 그러나, 도 3 및 도 14에 표시된 수치 절대 온도 값을 직접 비교할 수는 없지만, 기류 온도 패턴의 차이는 현저한다: 도 3은 온도 패턴의 중요한 계층화를 보여주고, 도 14는 냉각 장치(350)로부터 배출되는 기류의 모든 층에서 온도의 균일성과 균질성을 보여준다. 역 병렬 방식으로 장착된 한 쌍의 단일 흐름 열 교환기를 사용하면 기류 온도가 더 낮아지지만, 그럼에도 불구하고 결과 기류의 모든 층에서 온도의 균질성을 제공한다. 반대로, 단일 이중 흐름 열 교환기를 사용하면 결과 공기 흐름의 계층화되고 이질적인 온도 프로파일이 생성된다.
요약하면, 도 8 내지 도 12의 다양한 도면에 표시된 냉각 구성은 랙(500)의 공기 대 액체 열 교환기(100A 및 100B 또는 300A 및 300B)를 동일한 랙(500)에 장착된 액체 대 액체 열 교환기(514A 및 514B)의 이차 측면에 직렬로 유체 연결한다. 이러한 구성은 공기 대 액체 열 교환기에 대한 전용 펌핑 서브 스테이션, 추가 외부 냉각 장비(예: 건식 냉각기)를 포함하고, 랙 내부의 액체 냉각을 위한 전용 펌핑 서브 스테이션과 대형 액체 대 액체 열 교환기를 더 포함하여 더 큰 구성 요소에 의해 복수의 랙의 냉각 요구가 제공되는 보다 전통적인 냉각 장치와 비교할 수 있다.
물이 냉각 액체로 사용되는 현재의 냉각 구성을 사용하여 실험이 이루어졌다. 이러한 실험을 통해 데이터 센터 내의 여러 배관 라인이 50 % 감소한 것으로 나타났다. 도 11의 예에서 볼 수 있는 바와 같이, 저온 공급 라인(320A)과 고온 복귀 라인(550A) 사이의 온도 차이는 약 15도이고, 이는 기존 구성을 사용하여 얻은 약 5 도의 일반적인 차이와 비교하여 훨씬 더 나은 열 전달 성능을 나타낸다. 저온 공급 라인(320A)과 고온 복귀 라인(550A) 사이의 온도 구배 증가를 감안할 때, 랙(500)을 냉각하는데 필요한 물의 흐름이 감소되어 저온 공급 라인(320A) 및 고온 복귀 라인(550A)의 공칭 직경이 4 인치에서 2.5 인치로 감소되었다. 고온 복귀 라인(550A)에서 복귀 물을 받아 저온 공급 라인(320A)을 통해 저온 물을 복귀시키는 외부 냉각 장치로 사용되는 건식 냉각기의 열효율은 33 % 이상 증가하였으며, 증발 냉각을 추가하지 않고 이러한 건식 냉각기를 작동할 수 있었다. 총 펌핑 스테이션 개수는 25 % 감소했다. 기존 구성을 사용할 때와 동일한 냉각 용량을 제공하는데 필요한 자본 비용은 기존의 PVC(Polyvinyl chloride) 배관이 신뢰성 향상을 위해 스테인리스강 및 구리 배관으로 대체 되었음에도 불구하고 25 % 감소했다. 다양한 펌프 및 팬을 구동하는데 필요한 전력 측면에서 운영 비용이 50 % 이상 절감되었다.
본 기술은 다양한 랙이 공냉 및 수냉 능력의 뚜렷한 비율을 갖는 데이터 센터 및 기타 컴퓨팅 시설에서의 구현에 적합하다. 많은 구현에서 궁극적인 냉각 장비 고장의 영향은 단일 랙으로 제한되고, 많은 구성 요소의 중복성에 의해 제한된다.
위에서 설명된 구현이 특정 순서로 수행되는 특정 단계를 참조하여 설명 및 표시되었지만, 이러한 단계들은 본 기술의 가르침에서 벗어나지 않고 결합, 세분화 또는 재정렬될 수 있음을 이해할 것이다. 단계 중 적어도 일부는 병렬 또는 직렬로 실행될 수 있다. 따라서 단계의 순서 및 그룹화는 본 기술의 제한이 아니다.
여기에 언급된 모든 기술적 효과가 본 기술의 모든 실시예에서 구현될 필요는 없음을 분명히 이해해야 한다.
본 기술의 전술한 구현에 대한 수정 및 개선은 당업자에게 명백할 수 있다. 전술한 설명은 제한적이기 보다는 예시적인 것으로 의도된다. 따라서, 본 기술의 범위는 첨부된 청구 범위의 범위에 의해서만 제한되도록 의도된다.

Claims (12)

  1. 복수의 구성 요소와 적어도 하나의 팬(fan)을 호스팅하는(hosting) 랙(rack)의 자율 냉각을 위한 냉각 장치에 있어서,
    상기 냉각 장치는:
    상기 복수의 구성 요소의 복수의 발열 유닛에 열적으로 결합된 복수의 액체 냉각 유닛 - 상기 복수의 발열 유닛 각각은 상기 복수의 구성 요소 중 하나에 대응하고, 상기 복수의 액체 냉각 유닛 각각은 복수의 발열 유닛 중 하나에 열적으로 결합되고, 상기 복수의 발열 유닛 중 대응하는 하나로부터 대응하는 제 1 액체 채널에서 흐르는 제 1 액체로 열을 전달하도록 구성된 제 1 액체 채널을 포함함 - ,
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면 - 상기 제 1 일차 측면은 상기 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 채널에 유체 연결됨 - , 및
    상기 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면과 상기 복수의 액체 냉각 유닛 각각 사이에 유체 연결되는 제 1 펌프 - 상기 제 1 펌프는 제 1 액체가 제 1 폐쇄 루프 내에서 흐르게 하도록 구성됨 - ;를 포함하는 제 1 폐쇄 루프;
    상기 적어도 하나의 팬에 의해 랙에서 배출된 가열된 공기가 제 1 공기 대 액체 열 교환기를 통해 흐르도록 상기 랙에 장착된 제 1 공기 대 액체 열 교환기 - 상기 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인으로부터 제 2 액체를 수용하도록 구성됨 - , 및
    상기 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면 - 상기 제 1 이차 측면은 상기 제 1 일차 측면의 온도가 제 1 이차 측면의 온도보다 높을 때 제 1 일차 측면으로부터 제 1 이차 측면으로 열을 전달하기 위해 제 1 일차 측면에 열적으로 결합되고, 상기 제 1 이차 측면은 상기 제 1 공기 대 액체 열 교환기에 유체 연결되고, 상기 제 1 이차 측면은 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 출구로부터 제 2 액체를 수용하고 제 2 액체를 제 1 고온 복귀 라인으로 복귀시키도록 구성됨 - ;을 포함하는 제 1 개방 루프
    를 포함하는, 냉각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 저온 공급 라인은 건식 냉각기의 저온 출구에 연결되도록 구성되고, 제 1 고온 복귀 라인은 건식 냉각기의 고온 입구에 연결되도록 구성되는, 냉각 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 채널은 복수의 액체 냉각 유닛 중 대응하는 액체 냉각 유닛의 제 1 액체 입구와 제 1 액체 출구 사이에서 연장되고;
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면은 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 출구에 유체 연결된 제 2 액체 입구를 포함하고, 제 1 일차 측면은 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 입구에 유체 연결된 제 2 액체 출구를 더 포함하고;
    제 1 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인으로부터 제 2 액체를 수용하도록 구성된 제 3 액체 입구를 포함하고, 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 제 3 액체 출구를 더 포함하고;
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면은 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 제 3 액체 출구에 유체 연결된 제 4 액체 입구 및 제 2 액체를 제 1 고온 복귀 라인으로 복귀시키도록 구성된 제 4 액체 출구를 포함하는, 냉각 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    랙의 둘레는 일반적으로 직사각형이고, 상기 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 랙의 제 1 측면에 위치되며, 냉각 장치는 제 1 측면에 수직인 랙의 제 2 측면에 장착되도록 구성된 서브 프레임을 더 포함하고,
    상기 서브 프레임은:
    제 1 액체 대 액체 열 교환기;
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 입구에 연결된 제 1 펌프;
    복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 출구로부터 제 1 펌프로 연장되는 연결부 내의 제 1 밸브;
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 출구로부터 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 입구로 연장되는 유체 연결부 내의 제 2 밸브;
    상기 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 제 3 액체 출구로부터 상기 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 입구로 연장되는 유체 연결부 내의 제 3 밸브; 및
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 출구로부터 제 1 고온 복귀 라인으로 연장되는 유체 연결부 내의 제 4 밸브
    를 수용하도록 구성되는, 냉각 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 액체 냉각 유닛의 복수의 제 2 액체 채널 - 상기 복수의 제 2 액체 채널 각각은 복수의 액체 냉각 유닛 중 하나에 포함되고, 발열 유닛으로부터 복수의 액체 냉각 유닛 중 대응하는 액체 냉각 유닛의 제 2 액체 채널을 흐르는 제 3 액체로 열을 전달하도록 구성됨 - ;
    제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면 - 상기 제 2 일차는 복수의 액체 냉각 유닛의 복수의 제 2 액체 채널 각각에 유체 연결됨 - ; 및
    상기 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면과 상기 복수의 액체 냉각 유닛 각각 사이에 유체 연결된 제 2 펌프 - 상기 제 2 펌프는 제 3 액체가 제 2 폐쇄 루프 내에서 흐르게 하도록 구성됨 - ;를 포함하는 제 2 폐쇄 루프:
    상기 제 1 공기 액체 열 교환기를 통해 흐른 공기가 상기 제 2 공기 대 액체 열 교환기를 통해 흐르도록 상기 랙에 장착된 제 2 공기 대 액체 열 교환기 - 상기 제 2 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인 또는 제 2 저온 공급 라인으로부터 제 4 액체를 수용하도록 구성됨 - , 및
    제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면 - 상기 제 2 일차 측면의 온도가 제 2 이차 측면의 온도보다 높을 때 상기 제 2 이차 측면은 제 2 일차 측면으로부터 제 2 이차 측면으로 열을 전달하기 위해 상기 제 2 일차 측면에 열적으로 결합되고, 상기 제 2 이차 측면은 제 2 공기 대 액체 열 교환기에 유체 연결되고, 상기 제 2 이차 측면은 제 4 액체를 제 1 고온 복귀 라인 또는 제 2 고온 복귀 라인으로 복귀하도록 구성됨 - ;을 포함하는 제 2 개방 루프:
    를 포함하는, 냉각 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    복수의 액체 냉각 유닛 각각의 복수의 제 2 액체 채널 각각은 복수의 액체 냉각 유닛 중 대응하는 액체 냉각 유닛의 제 5 액체 입구와 제 5 액체 출구 사이에서 연장되고;
    제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면은 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 5 액체 출구에 유체 연결된 제 6 액체 입구를 포함하고, 제 2 일차 측면은 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 5 액체 입구에 유체 연결된 제 6 액체 출구를 더 포함하며;
    제 2 공기 대 액체 열 교환기는 제 1 저온 공급 라인 또는 제 2 저온 공급 라인으로부터 제 4 액체를 수용하도록 구성된 제 7 액체 입구를 포함하고, 제 2 공기 대 액체 열 교환기는 제 7 액체 출구를 더 포함하고;
    제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면은 제 2 공기 대 액체 열 교환기의 제 7 액체 출구에 유체 연결된 제 8 액체 입구 및 제 2 액체를 제 1 고온 복귀 라인 또는 제 2 고온 복귀 라인으로 복귀시키도록 구성된 제 8 액체 출구를 포함하는, 냉각 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 랙은 일반적으로 직사각형인 둘레를 가지며, 제 1 공기 대 액체 열 교환기는 랙의 제 1 측면에 위치되고, 냉각 장치는 제 1 측면에 수직인 랙의 제 2 측면에 장착되도록 구성된 서브 프레임을 더 포함하고,
    상기 서브 프레임은:
    제 1 액체 대 액체 열 교환기;
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 입구에 연결된 제 1 펌프;
    복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 출구로부터 제 1 펌프로 연장되는 연결부 내의 제 1 밸브;
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 일차 측면의 제 2 액체 출구로부터 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 1 액체 입구로 연장되는 유체 연결부 내의 제 2 밸브;
    상기 제 1 공기 대 액체 열 교환기의 제 3 액체 출구로부터 상기 제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 입구로 연장되는 유체 연결부 내의 제 3 밸브; 및
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면의 제 4 액체 출구로부터 제 1 고온 복귀 라인으로 연장되는 유체 연결부 내의 제 4 밸브;를 포함하는 제 1 모듈: 및
    제 2 액체 대 액체 열 교환기;
    제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면의 제 6 액체 입구에 연결된 제 2 펌프;
    복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 5 액체 출구로부터 제 2 펌프로 연장되는 연결부 내의 제 5 밸브;
    제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 일차 측면의 제 6 액체 출구로부터 복수의 액체 냉각 유닛 각각의 제 5 액체 입구까지 연장되는 유체 연결부 내의 제 6 밸브;
    제 2 공기 대 액체 열 교환기의 제 7 액체 출구로부터 제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면의 제 8 액체 입구까지 연장되는 유체 연결부 내의 제 7 밸브; 및
    제 2 액체 대 액체 열 교환기의 제 2 이차 측면의 제 8 액체 출구로부터 제 1 고온 복귀 라인 또는 제 2 고온 복귀 라인으로 연장되는 유체 연결부 내의 제 8 밸브;를 포함하는 제 2 모듈
    을 수용하도록 구성되는, 냉각 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 폐쇄 루프 및 상기 제 1 개방 루프는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 밸브를 폐쇄하고 제 1 펌프를 차단함으로써 작동이 중단되고;
    상기 제 2 폐쇄 루프 및 상기 제 2 개방 루프는 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 밸브를 폐쇄하고 제 2 펌프를 차단함으로써 작동이 중단되는, 냉각 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    제 1 폐쇄 루프 및 제 1 개방 루프는 제 2 폐쇄 루프 및 제 2 개방 루프가 작동이 중단될 때 적어도 하나의 구성 요소의 온도를 안전 온도 임계값 미만으로 유지하기에 충분한 냉각을 제공하도록 구성되고;
    제 2 폐쇄 루프 및 제 2 개방 루프는 제 1 폐쇄 루프 및 제 1 개방 루프가 작동이 중단될 때 복수의 구성 요소의 온도를 안전 온도 임계값 미만으로 유지하기에 충분한 냉각을 제공하도록 구성되는, 냉각 장치.
  10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 액체 대 액체 열 교환기는 판형 열 교환기인, 냉각 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 액체 대 액체 열 교환기는 판형 열 교환기인, 냉각 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 랙은 복수의 서버 하우징을 포함하고, 각각의 서버 하우징은 적어도 하나의 구성 요소를 호스팅하고;
    상기 적어도 하나의 팬은 각각의 서버 하우징에 장착된 적어도 하나의 팬을 포함하고;
    상기 제 1 개방 루프는 랙에 장착된 복수의 공기 대 액체 열 교환기를 포함하여, 각 서버 하우징의 적어도 하나의 팬에 의해 배출되는 가열된 공기가 복수의 공기 대 액체 열 교환기 중 대응하는 열 교환기를 통해 흐르고;
    복수의 공기 대 액체 열 교환기 각각은 제 1 저온 공급 라인으로부터 액체를 수용하도록 구성되고;
    제 1 액체 대 액체 열 교환기의 제 1 이차 측면은 복수의 공기 대 액체 열 교환기 각각에 유체 연결되는, 냉각 장치.
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