廢氣排除系統(tǒng)的制作方法

文檔序號：8201849閱讀：149來源：國知局

專利名稱：廢氣排除系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用來除去設備在操作期間產生的熱廢氣的廢氣排除系統(tǒng)。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術
通信和信息技術設備通常是為安裝到支架上和藏在殼體里面而設計的。設備支架和殼體用來把諸如服務器、CPU、互連網
絡設備和儲存裝置之類的通信和信息技術設備裝在和安排在小的配線拒和設備室中以及大的數(shù)據中心中。設備支架可能是開放的構型并且能^皮裝在支架殼體里面。標準的支架通常包括前懸掛
式軌道，多樣的設備單元(例如，服務器和CPU)被垂直地安裝和疊放到該軌道上，而且通常有大約23英寸乘42英寸的覆蓋面積。標準支架的設備容量與安裝軌道的高度有關。高度是按以支架的 "U，，單位或"U"高度容量表示的1.75英寸的標準增量設定的。支架典型的U高度或數(shù)值是42U。標準支架在任何給定的時間都能#皮多種不同的元器件和來自不同的制造商的元器件稀疏地或密集地填充。
大多數(shù)安裝在支架上的通信和信息技術設備消耗電力而且產生熱量。安裝在支架上的設備產生的熱量能對設備元器件的性
8能、可信度和使用期有負面影響。具體地說，藏在殼體里面的安裝在支架上的設備在操作期間特別易受在殼體的邊界之內產生的積聚熱量和局部過熱的損害。支架產生的熱量的凄t量取決于支架中的設備在操作期間消耗的電功率的數(shù)量。支架的熱量輸出能
從每U單位支架容量的幾瓦變化到每U單位1千瓦以上，取決于
安裝到支架上的元器件的數(shù)目和類型。通信和信息技術設備的使用者在他們的需要變化和有新的需要的時候增添、拆除和重新安排安裝在支架上的元器件。一定數(shù)量的熱量能由給定的支架或殼
體產生，因此，能顯著地從幾十瓦特改變到大約IO千瓦。
安裝在支架上的設備通常通過沿著支架或殼體的正面或空氣入口端吸入空氣、橫穿其元器件吸入空氣、隨后從支架或殼體的后面或排氣端排放空氣來冷卻它本身。因此，提供足夠冷卻的空氣的氣流需求能因安裝在支架上的元器件的數(shù)目和類型以及支架和殼體的構型顯著地改變。通常，信息技術設備的大多數(shù)的
構型和i殳計要求冷卻空氣以每千瓦功l毛大約180立方英尺/分鐘 (cfm)的速度流動，所以吸入10千瓦電功率的支架將需要大約 1，800cfm的氣流速度。
設備室和數(shù)據中心通常配備為安裝在支架上的設備和殼體供應和循環(huán)涼爽空氣的空調或冷卻系統(tǒng)。i午多空調或冷卻系統(tǒng) (例i口，在美國專利申i青7^開us 2001/0029163 Al，申i青序列號 09/784,238中揭示的系統(tǒng))要求設備室或數(shù)據中心有升高的地板構造以利于系統(tǒng)的空調和循環(huán)功能。參照圖l,引用申請的冷卻系統(tǒng)借助閉環(huán)空氣循環(huán)提供涼爽空氣而且包括安排在設備室的底部地^反5上方的升高的地^反2。升高的地^反2和底部地^反5定義空氣冷卻單元14將涼爽空氣遞送到其中的空氣通道6。空氣通道 6被接到設備支架或殼體8的一個部分上而且被配置成通過該通道把涼爽空氣引向藏在殼體8中的i殳備7的前面部分。涼爽空氣橫穿設備7流進通風管8c而且通過通風管8c上升到眾多管道24 之中。廢氣從管道24排放到返回通風管4之中。返回通風管4 4皮接到空氣冷卻單元14上而且被配置成4巴廢氣遞送給空氣冷卻單元14進行冷卻然后再回到設備室。
作為替代，空氣冷卻系統(tǒng)和方法使用開孔的地板磚和地板柵格或排氣口遞送來自安排在設備室升高的地板下面的空氣通道的涼爽空氣。開孔的地板磚和地板柵格或排氣口通常位于設備支架和殼體前面，而且沿著并排安排的H排支架和殼體之間的走廊。
需要升高的地板構造的冷卻系統(tǒng)和方法通常不能有效地滿足安裝在支架上的設備的冷卻要求。具體地說，包括熱廢氣輸出在5千瓦以上和高達10千瓦的大功率設備的支架對于這樣的系統(tǒng)和方法呈現(xiàn)特殊的l兆戰(zhàn)。升高的;也板構造通常提供通氣面積大約為12英寸乘12英寸的開孔地寺反石爭、地才反4冊格或排氣口，而且被配置成遞送大約200cfm到大約500cfm的涼爽空氣。來自通風區(qū)域的空氣流速取決于諸如靜態(tài)風壓和存在其它地板磚之類的因素，以致在實踐中一塊地板石爭通常遞送大約100cfm到大約 200cfm的空氣。所以，吸入高達10千瓦功率而且需要大約 1,800cfm的氣流的大功率設備的支架將至少需要大約3.5到大約 5塊安排在支架邊界周圍的開孔地斧反磚、沖冊格或排氣口以便提供足以滿足其冷卻要求的涼爽空氣。這樣的地板結構在擠滿支架和殼體的設備室中將難以實現(xiàn)，而且如果支架和殼體在排列中是并排安排的是不可能實現(xiàn)的。因此，與升高的地板結構合并的空氣冷卻系統(tǒng)和方法通常^f又僅與被隔開的支架和殼體一起4吏用以便_ 提供足以容納多個開孔地板磚、柵格或通風孔的地板區(qū)域。對于典型的支架間隔，這對能實現(xiàn)的設備密度提出限制。此外，這樣的空氣冷卻系統(tǒng)和方法必須通過開孔地板磚、柵格或排氣口供應冷空氣以滿足有大量的熱廢氣輸出的設備的冷卻要求。
設備室和數(shù)據中心時常為了滿足要求個別的支架和殼體被重新定位和/或更換的新的和/或不同的i殳備需求而^皮重新配置。由于這個原因，升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法是不靈活的，而且通常為了維護纟皮排列的、重新定位的和/或新安裝的設備支架只能以可》見的費用重新配置和/或翻新改造。升高地4反的配置不能輕而易舉地適應^f吏用者為了滿足他們新的或變更的需求通常用來布置設備支架和重新配置設備室和數(shù)據中心的方式。
此外，需要升高的地斧反構造的冷卻系統(tǒng)和方法缺乏在#:作上考慮到在設備室中不同的支架和殼體之間(具體地說，在位于同
一排中的支架和殼體之間)在電功率消方面廣泛的變化的實際的靈活性和i"更攜性。依靠升高地板的空氣通道和開孔地板磚、柵才各或排氣口供應涼爽空氣的冷卻系統(tǒng)和方法不能輕而易舉地改變或把涼爽空氣集中到那些消耗較大數(shù)量的電功率而且有大量熱廢氣輸出的大功率支架。此外，新安裝的設備可能吸取比被更才灸的或現(xiàn)有的i殳備還要多的電功率，因此在正在工作的i殳備室中產生散熱問題區(qū)域。
此外，4奇賴升高地4反構造的冷卻系統(tǒng)和方法實際上不能適應設備室中有散熱問題的特定區(qū)域。例如，這樣的系統(tǒng)和方法在不為重新配置和/或翻新改造空氣系統(tǒng)和/或支架和殼體^f寸出相當大的代價灼熱的和溫暖的廢氣就不能有效;也從i殳備室排出和/或回到空調或冷卻系統(tǒng)的情況下不能解決排氣問題。這樣的排氣問題也能導致灼熱的和溫暖的廢氣再循環(huán)到支架和殼體，乂人而升高i殳備的工作溫度，具體地說，升高耗電量高的設備和/或在設備室中位于有散熱問題的區(qū)域中的設備的工作溫度。類似地，升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法不可能在來自一個支架的灼熱的和溫暖的廢
ii氣被吸進毗鄰的和/或最近的支架引起設備過熱的情況下考慮到局部散熱問題。升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法不能對設備室或數(shù)據中心現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)或現(xiàn)有的設備支架輕易地進行翻新改造。
需要升高地板結構的空氣冷卻系統(tǒng)和方法還降低設備室和數(shù)據中心可用的凈空高度。藏在升高的地板下面的空氣通道里面的電線難以通向。此外，這樣的空氣通道難以清理。開孔地板磚和地柘j冊才各或4非氣口對人員也造成安全隱患。此外，升高地^反的構造在地震期間呈現(xiàn)坍塌的危險。
4^發(fā)明的概述
一般地說，一方面，本發(fā)明提供用來排放來自設備殼體的空氣并且^f吏空氣返回空調才幾的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括與i殳備殼體的后面部分耦合的排氣單元，該排氣單元有至少一個管道將空氣引向排氣單元的頂部。所述系統(tǒng)包括有第一端和第二端的排氣管道，其中第一端是為與排氣單元的頂部耦合而構造和安排的，而且進一步包括至少一個裝在排氣單元或排氣管道里面通過排氣單元和排氣管道把空氣從設備殼體之內抽出的風扇。
本發(fā)明的落實可能包括下述的一個或多個特征。排氣單元形成設備殼體的后門而且是為代替設備殼體的現(xiàn)有后門而構造和安排的。那至少一個風扇包括裝在排氣單元里面的眾多風扇。排氣單元包4舌對應于眾多風扇之中每個風扇的管道，第一個只于應管道具有與第二個對應管道的最小橫截面積近似相等的最小橫截面積。排氣管道是柔性的，而且排氣管道的第二端是為與允許把廢氣引向4立于在天花斧反上方的通風管的一塊蒙頂瓦配對而構造和安排的。所述系統(tǒng)進一步包括設備殼體，其中設備殼體包括內部框架，以允許把設備安裝在由內部框架、頂板、底板、第一側板、第二側板和有許多在其中形成的孔口允許被眾多風扇吸入的空氣通過這些孔口的前門形成的i殳備區(qū)i或中，其中內部框架與頂板、第一側才反和第二側板耦合，提供實質上氣密的密封，以使通過前門上的孔口吸入的空氣實質上全部通過設備區(qū)域進入排氣單元。
本發(fā)明的落實可能進一步包括下述的一個或多個特征。那至少一個風扇^皮配置成以可變的速度操作。控制器與那至少一個風扇耦合而且是為控制風扇的可變速度而構造和安排的?？刂破骰?于裝在設備殼體之中的設備吸取的功率控制可變的速度。此外，控制器根據設備殼體或排氣單元中的空氣溫度控制可變的速度。所述系統(tǒng)進一步包4舌至少一個允許使用者控制那至少一個風扇的可變速度的使用者控制。
此外，所述系統(tǒng)包括多樣的功率輸入電^各和4巴功率輸入電路與那至少一個風扇耦合的電路組件。該電路組件被配置成根據在第一個功率輸入電路的功率損失斷開第一個功率輸入電路與那
至少一個風扇的連接并且把第二個功率輸入電路與那至少一個風扇連接起來?？刂破魇菫楦兄O備殼體后門的打開和當后門被打開的時4美切斷那至少一個風扇而構造和安排的，而且可以是為當后門被打開的時候控制那至少一個風扇以最大的速度操作而構造和安排的?？刂破魇菫闄z測眾多風扇之一出現(xiàn)故障而配置的?？刂破鲀羝みM一步配置成把故障通知給在設備殼體外面的裝置。
另一方面，本發(fā)明提供用來排放來自設備殼體的空氣并且使空氣返回空調才幾的方法，i殳備殼體有前門和后門。所述方法包4舌
通過殼體前門上的孔口接受空氣；向殼體后門抽吸空氣使之橫穿殼體中的設備；向后門頂端的孔口抽吸空氣使之通過排氣管道到天花板通風管；和使空氣通過天花板通風管返回空調機；其中才黃穿設備向殼體頂端的孔口抽吸空氣是使用安裝在殼體后門的或排氣管道中的至少一個風扇完成的。
在第三方面，本發(fā)明提供用來排放來自設備殼體的空氣并且
4吏空氣返回空調才幾的系統(tǒng)，i殳備殼體有前門和后門。所述系統(tǒng)包括有第一端和第二端的排氣管道，第一端是為與設備殼體的頂部
耦合而構造和安排的。該系統(tǒng)進一步包括裝在排氣管道或設備殼體里面通過排氣管道^^空氣抽出設備殼體的裝置。
在第四方面，本發(fā)明提供與容納設備的殼體一起使用的排氣系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括定義槍室的外殼、在外殼頂端的排氣口、和至少一個進氣口。那至少一個進氣口^^皮配置成在搶室和外殼外面的空氣體積之間提供流體交換。外殼被配置成與殼體這樣耦合，以致外殼與在設備從那里排放空氣的設備第一側面的殼體的第一部分相鄰。所述系統(tǒng)包括至少一個安排在艙室里面的風扇，所述風扇與那至少一個進氣口這樣耦合，以致風扇處在與艙室和i殳備進行流體交4奐之中。風扇凈皮配置成通過那至少一個進氣口從i殳備的第一側面這樣抽吸空氣，以致裝在殼體中的設備把空氣吸入在設備的第二側面的殼體的第二部分并且將空氣從設備的第一側面排出。那至少一個風扇4皮進一步配置成迫〗吏吸入的空氣進入外殼提供的排氣管道，排氣管道被配置成按實質上平行于設備的第一側面的取向把風扇排出的空氣從風扇引向排氣口。
在第五方面，本發(fā)明提供一種，其中包括為把設備支撐在殼體中而配置的框架、與框架耦合的風扇、有至少一個帶排氣口的內部管道的門和用來片黃穿設備把空氣吸進那至少一個內部管道然后從排氣口排出的裝置。在第六方面，本發(fā)明提供用來冷卻裝在殼體中的設備的方法，設備被配置和安排在殼體中以便把空氣排放到在設備的第一側面的殼體的第一部分之中。所述方法包括把空氣從在設備的第
二側面的殼體的第二部分抽吸到殼體的第一部分；迫使空氣進入外殼提供的管道；外殼與殼體這樣耦合，以致所述管道和設備的第一側面處在流體交換中；通過所述管道把空氣引向外殼頂端；以及把來自外殼頂端的空氣排放到殼體外面的區(qū)域。
本發(fā)明的各種不同的方面可以才是供下述的一個或多個優(yōu)勢。熱量能從藏在設備支架和/或殼體之中產生熱量的諸如通信和信息技術設備(例如，服務器、CPU、互聯(lián)網絡設備和儲存裝置)之類的設備之中除去。在支架或殼體之內積聚的熱量和局部過熱以及支架或殼體中i殳備的過熱可以通過除去i殳備在操作期間產生和排放的廢氣得以避免。安裝在支架上的設備和/或支架殼體的內部溫度可以受到控制。
廢氣排除系統(tǒng)和方法可以是為除去安裝在支架上的設備產生的廢氣以便高效率地冷卻設備而提供的。所述的系統(tǒng)和方法能 4皮配置和安排成有助于安裝在支架上的i殳備的4喿作，例如，4巴環(huán) 境空氣吸進設備并且使之橫穿設備元器件滿足其冷卻需要和排方文灼熱的和溫暖的廢氣。所述的系統(tǒng)和方法能用風扇單元除去多余的熱量，該風扇單元有一個或多個與容納設備的支架和/或殼體這樣耦合的風扇，以致這些風扇抽吸和除去從i殳備排出的廢氣。該風扇單元能容納吸入的廢氣而且能把吸入的空氣排放到設備外面的區(qū)i或。
通過把廢氣從設備和支架和/或殼體中除去，風扇單元能幫助降低壓力和/或幫助把在設備的排氣口一側的反壓(例如，由氣流阻力引起的反壓)減到最小/降低，這能幫助設備把足以滿足其冷卻需要的環(huán)境空氣吸進殼體。此外，風扇單元能幫助使設備的排
15氣口一側和i殳備的進氣口一側之間的壓力差減到最小/降低從而使設備能夠有效地操作。所以，使用風扇單元的系統(tǒng)和方法能依
靠供應給i殳備室或凄t據中心的溫度在大約60。F到大約70。F范圍內的涼爽的環(huán)境空氣來滿足i殳備冷卻需求。
風扇單元能抽吸從安裝在支架上的設備排出的廢氣而且能容納所述廢氣并且^fe它排》文到支架外面的區(qū)域，例如，與風扇單元連4妄的外部排氣管道或通風管。風扇單元能借此幫助消除廢氣與設備室或數(shù)據中心的環(huán)境空氣的混合或至少將混合程度減到最少/降低。風扇單元能幫助消除不受歡迎的廢氣對設備的再循環(huán) 或至少將這種再循環(huán)減到最少/減少。通過幫助消除廢氣與環(huán)境空氣的混合和廢氣對i殳備的再循環(huán)或至少將它們減到最少/減少，風扇單元能幫助避免從設備的進氣一側吸進設備的環(huán)境空氣的入口溫度的熱梯度或將該熱梯度減到最小/降低。在支架頂部吸進設備的環(huán)境空氣的溫度借此實質上不高于Af氐于在支架底部吸進設備的環(huán)境空氣的溫度。
通過除去和容納廢氣，風扇單元能幫助維持環(huán)境空氣溫度例如在從大約60。F到大約70。F的范圍內，而JU吏安裝在支架上的 i殳備能依靠環(huán)境空氣滿足它的冷卻需求。在這個范圍內冷卻和供應環(huán)境空氣能幫助消除通常與在比4交低的溫度(例如，5 5 。F)供應冷卻空氣相關聯(lián)的冷凝和增濕問題或將這些問題減到最少/減少。此外，在這個范圍內冷卻和供應環(huán)境空氣能幫助消除通常與在比 4交j氐的溫度(例如，55。F)供應冷卻空氣相關聯(lián)的冷凝和增濕問題和成本或將這些問題和成本減到最少/減少。
不需要低溫下的冷卻空氣，使用風扇單元的系統(tǒng)和方法能避免能用來提供溫度比較低(例如，55。F)的冷卻空氣和4巴空氣直接供應到i殳備支架和殼體之中的雙層的或升高的;也板構造。因此，所述的系統(tǒng)和方法能避免與升高蚰4反的冷卻系統(tǒng)和方法的才喿作和維護相關聯(lián)的費用問題。此外，使用風扇單元的系統(tǒng)和方法能
避免重新配置i殳備室和翻新改造升高地才反的冷卻系統(tǒng)和方法可能需要的冷卻設備和支架的費用。
用風扇單元除去安裝在支架上的設備排出的廢氣能提供適應在安裝在支架上的設備消耗的電功率方面廣泛的變化和在所述設備產生的廢氣方面必然的廣泛變化的靈活性。風扇單元能快速而輕易地在個別的設備支架和/或殼體上進行拆裝，以及在外部的排氣管道上拆裝，例如，與風扇單元耦合把廢氣排放到用來除去自設備室或數(shù)據中心的廢氣的吊裝天花板排氣通風管的管道。
控制風扇速度能幫助消除安裝在支架上的設備以比滿足其冷卻需要的流速高或低的流速抽吸環(huán)境空氣的可能性或至少將這種可能性減到最小/減少。因此，安裝在支架上的設備接受太多或太少的用來冷卻的環(huán)境空氣的危險能被消除或至少被減到最低限度/減少。控制風扇速度還能幫助避免廢氣以能超過或勝過空調或冷卻系統(tǒng)的能力的速率返回空調或冷卻系統(tǒng)的危險或至少將這種危險減到最低限度/減少。風扇速度能依照設備功率負荷的實測數(shù)值和/或檢測到的設備內部溫度實施控制和調節(jié)。
此外，控制空氣流動和安裝在支架上的"i殳備的內部溫度能對停電和供電不規(guī)則實施保護以防止熱量積聚和過熱。本發(fā)明各個方面的優(yōu)勢能在對支架和殼體進行最少的翻新改造或不翻新改造的情況下提供給新的或現(xiàn)有的標準尺寸或非標準尺寸的支架或殼體。
本發(fā)明的這些和其它優(yōu)勢以及本發(fā)明本身在〗子細研究下面的附圖、詳細描述和權利要求書之后將得到更全面的理解。附圖簡要i兌明

圖1舉例說明傳統(tǒng)設備室的現(xiàn)有技術的空調冷卻系統(tǒng)，其中包括有空氣通道的雙層的或升高的地才反。
圖2是依照本發(fā)明設備室的排氣系統(tǒng)的一個實施方案的側視圖。
圖2A是與設備殼體耦合的圖2所示排氣系統(tǒng)的一部分風扇單元的側^L圖。
圖3A是能與圖2所示的實施方案一起使用的備選廢氣風扇單元的4非氣口的^^見圖。
圖3B是與排氣管道連^I妄的圖3A所示的風扇單元的排氣口的側-f見圖。
圖4是依照本發(fā)明的另一個實施方案的廢氣風扇單元的側禍L圖。
圖5A是將風扇單元所附著的殼體部份地移開的圖4所示風扇單元的俯3見圖。
圖5B是圖5A所示殼體的后視圖以及圖4和5A所示風扇單元的內部3見圖。
圖6是圖4和圖5A-5B所示風扇單元的多才羊管道和風扇的內部視圖。
圖7是圖6所示風扇和回避故障電路(fail-over circuitry)的反
向透—見圖。
18圖8是圖4所示風扇單元與管道和天花板通風管連接在一起的側S見圖。
圖9A是圖8所示管道的側4見圖。
圖9B是對準天花斧反上眾多孔口的管道的側^L圖。
圖9C是圖9B所示管道對準,人天花4反延伸出來的排風罩的側視圖。
圖10是支架和/或殼體的排列視圖，其中一些支架和/或殼體有圖8所示的風扇單元。
圖11是基于圖4和8所示風扇單元的支架功率負荷的風扇速度控制系統(tǒng)的示意圖。
圖12是基于圖4和8所示風扇單元的設備溫度的風扇速度控制系統(tǒng)的示意圖。
圖13是從設備中排氣的過程。
優(yōu)選實施方案的詳細描述
本發(fā)明的i兌明性實施方案提供存i文和才喿作通信和信息:技術 i殳備的i殳備室和凄欠據中心^吏用的廢氣排除系統(tǒng)和方法。更具體地說，提供一種用來除去在設備操作期間諸如安裝在支架上的服務器、CPU和其它電子設備之類的設備產生的不受歡迎的熱廢氣的廢氣排除系統(tǒng)和方法。所述的廢氣排除系統(tǒng)是為與設備支架和/ 或支架殼體連4矣而構造和安排的。當與設備支架和/或殼體連4妄的時候，所述系統(tǒng)是為通過抽吸和容納從支架排出的廢氣和把廢氣排放到支架和/或殼體外面的區(qū)域除去從支架輸出熱廢氣而安排和配置的。所述系統(tǒng)是為除去支架和/或殼體中的設備排出的廢氣幫助把對進入支架的氣流的阻力減到最小或降低而構造和安排的。將空氣流動阻力減到最小或降低有助于使支架上的設備能夠有效地操作，從而把足以滿足其冷卻需求的空氣抽進支架和把來自設備和支架的廢氣排出。
廢氣排除系統(tǒng)可以是為4巴熱廢氣排;改到支架和/或殼體位于其中的i殳備室或凄t據中心的環(huán)境空氣中而安排和配置的。作為替代，所述系統(tǒng)可以是為除去灼熱和溫暖的空氣把熱廢氣排放到外部的排氣管道或系統(tǒng)(例如，安排在設備室或數(shù)據中心的吊裝天花板中的排氣通風管)而安排和配置的。在這個意義上，廢氣排除系統(tǒng)可以^皮進一步配置成與為i殳備室或凝:據中心4是供涼爽空氣的空調或冷卻系統(tǒng)協(xié)同操作。所述系統(tǒng)能在操作上與該空調或冷卻系統(tǒng)連接，借此所述系統(tǒng)把灼熱和溫暖的空氣排放到排氣通風管，而且所述排氣通風管凈皮配置成^巴空氣引向所述空調或冷卻系統(tǒng)。所述空調或冷卻系統(tǒng)冷卻廢氣并且為i殳備室或彩:l居中心才是供涼爽空氣。在支架上和/或藏在殼體中的設備能在操作期間把設備室或數(shù)據中心中涼爽的環(huán)境空氣吸到其元器件附近冷卻它自身。其它的實施方案都在本發(fā)明的范圍內。
參照圖2,在一個實施方案中，本發(fā)明提供在有內裝設備支架115的殼體100的i殳備室或數(shù)據中心200中4吏用的排氣系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包4舌與i殳備殼體IOO津禺合的獨立的廢氣風扇單元10、安排在設備室200的吊頂天花板200a中與風扇單元IO耦合的排氣通風管210和借助進氣管道220與通風管210耦合的空氣冷卻系統(tǒng)215。
風扇單元IO是用諸如連接件、螺4丁和/或4交接裝置之類的東西連4妄或安裝到殼體100上的。支架115包括垂直地安排在支架 115里面的安裝軌道上的安裝在支架上的設備，例如，服務器、 CPU和其它電子元器件。風扇單元10優(yōu)選與安裝在支架上的服務器、CPU和其它元器件向支架115外面的區(qū)域排放熱廢氣的一部分殼體100連才妄。
風扇單元10包4舌多個風扇18，每個風扇18都與內部的排氣管道20耦合。管道20被配置和安排成向上延伸到風扇單元10 的頂部32并且止于進入排氣口 16。排氣口 16借助管道225與通風管210耦合。管道225 4巴風扇單元10中的管道20置于與通風管210進4亍流體交4灸之中。管道225的第一末端225a^皮配置成與風扇單元IO的排氣口 16耦合而第二末端225Ht配置成與通風管 210耦合。
管道225的第一末端225a可以優(yōu)選^皮配置和安排成把管道 225可拆裝地*接到定義風扇單元10的排氣口 16的周界上。管道 225的第二末端225b可以優(yōu)選^皮配置和安排成4巴管道225可拆裝地接到天花板200a上。具體地說，第二末端225b可以優(yōu)選被酉己置和安排成可拆裝地與吊裝天花板200的一塊蒙頂瓦230a連接。作為替代，管道225的第二末端225b可以與一塊蒙頂瓦230連接，而且那塊蒙頂瓦230可以是為可拆裝地安裝在用來支撐吊裝天花板200的高架天花板柵格230a之內而配置和按規(guī)定尺寸制作的。那塊可拆裝的蒙頂瓦230允許管道225可拆裝地4妄到通風管210 上，以致管道225和風扇單元10都容易與通風管210連4lr和分離。
管道225可以包括管道225借以離開風扇單元10向上延伸到天花板200a和/或通風管210下面的區(qū)域的其它結構。管道225 的第二末端225b肯g對準天花才反200a、吊頂磚瓦230或通風管210 的某個部分上的一個或多個孔口，以允i午風扇單元10 4巴來自排氣口 16的空氣通過那一個或多個孔口排放到通風管210之中。
21如圖2所示，通風管210 ^皮安排和配置在吊裝天花^反200a 中接受來自風扇單元10的廢氣。通風管210凈皮進一步安排和配置成4巴廢氣引向進氣管道220。進氣管道220 ^皮安排和配置成從通風管210 4矣受廢氣并且4巴廢氣引向空氣冷卻系統(tǒng)215。冷卻系統(tǒng)215 4巴來自進氣管道220的廢氣冷卻到在預期的溫度范圍內的溫度并且迫^f吏涼爽空氣進入設備室200,如圖2中的箭頭250所示。
冷卻系統(tǒng)215包括有為允許來自通風管210的空氣進入單元 215而配置的入口 216的按房間大小配置的空調才幾單元、冷卻來自入口 216的空氣的冷卻組件217(例如，包括一個或多個冷卻盤管)、把來自單元215的涼爽空氣排放到設備室200的排氣組件 218以及與系統(tǒng)215耦合用來收集和除去在才喿作期間產生的冷凝水的冷凝系鄉(xiāng)充219。
另外參照圖2A,所述系統(tǒng)是這樣配置和安排的，以致當風扇單元10纟皮連接和/或安裝到支架115和/或殼體IOO上的時候，用風扇單元10除去廢氣有助于在才喿作期間通過/人設備室200的環(huán)境氣室吸入涼爽空氣滿足冷卻需求使安裝在支架上的設備125 能夠有效地才喿作。涼爽空氣是由空氣冷卻系統(tǒng)215供應紹4殳備室的并且在設備室200中循環(huán)。支架115中的設備125(例如,借助設備125中的風扇)把來自環(huán)境氣室的涼爽空氣通過殼體100提供進氣通風孔118抽吸到殼體100之中。進氣通風孑L 118被安排在殼體100的面板或前門100a上而且被配置成允許空氣流向進氣區(qū)域llla。進氣區(qū)域llla是限定在殼體100的前門100a和支架 115的空氣入口邊115a之間的氣室。設備125中的風扇沿著支架 115的入口邊115a通過進氣通風孔118和進氣區(qū)域llla對巴環(huán)境空氣抽吸到設備125之中，如圖2-2A中的箭頭240所示。設備125 的風扇進一步抽吸空氣通過它的元器件并且通過設備125的排氣口 117把廢氣排出。排氣口 117被安排和配置成把來自支架115 的排氣口一側115a的廢氣排放到排氣區(qū)域lllb。排氣區(qū)域lllb 是用支架115的排氣口一側115a和風扇單元IO限定的氣室。風扇單元10的風扇18^皮安排和配置成4巴來自4非氣區(qū)i或lllb和排氣口 117的廢氣吸入風扇18并且迫使吸入的廢氣進入管道20,如圖2-2A中的箭頭235所示。管道IO是為排放廢氣并且把廢氣引向排氣口 16而配置的。排氣口 16把廢氣排放到殼體IOO外面的區(qū)域。
用風扇18移動來自排氣區(qū)域lllb的廢氣有助于降低排氣區(qū) 域111b中的壓力和/或有助于防止排氣區(qū)域lllb中的反壓或至少將該反壓降低到最低限度。反壓可能是由某種原因引起的，例如，由管道20彎曲之類的構型所造成的對風扇排出的廢氣通過管道 20的流動的阻力引起的。此外，通常位于支架115的背面(例如，毗鄰支架115的排氣口一側115 b)的線束能夠引起對氣流的阻力，這將增加排氣區(qū)域lllb中的壓力。排氣區(qū)域lllb中較低壓力減少設備125中的風扇為了排放支架115的廢氣必須克服的空氣流動阻力。排氣區(qū)域lllb中較低壓力也有助于補償在支架115的入口一側115a的^f氐壓，例如，環(huán)境壓力以下。在進氣通風孑L118和進氣區(qū)域llla的低壓是在設備125中的風扇為克服空氣流動阻力 (例如進氣通風孔118的空氣流動阻力)并借此降^氐進氣通風孔 118和進氣區(qū)域llla中的壓力而才喿作的時j矣引起的。當^f氐壓出現(xiàn) 在進氣區(qū)域llla而高壓出現(xiàn)在排氣區(qū)域lllb的時候，設備125 的風扇不能提供充份的氣流通過設備125。風扇單元10的風扇 18有助于除去來自排氣區(qū)域lllb的廢氣，借此幫助將進氣區(qū)域 llla和排氣區(qū)域lllb之間的壓差減到最小或減少。將壓差減到最小和減少有助于i殳備117的風扇好^f象不存在壓差一才羊有效地才喿作和如圖2-2A中的箭頭240所示吸入足夠的涼爽空氣通過設備125 滿足設備125的冷卻需求。風扇18迫使吸入的空氣進入管道20，而管道20把風扇排出的空氣引向和排放到排氣口 16，如圖2-2A中的箭頭235所示。排氣口 16把廢氣到管道225中，而管道225把廢氣引進通風管 210。通風管210通過進氣管道220把廢氣送回空氣冷卻系統(tǒng)215，如圖2-2A中的箭頭245所示。廢氣凈皮空氣冷卻系統(tǒng)215冷卻到在預期的溫度范圍內的某個溫度，然后被迫進入設備室200的環(huán)境氣室。
參照圖3A-3B，作為替代或作為對風扇單元10的多個風扇 18的補充，一個或多個風扇19可以安排在管道225中。如圖3B 所示，風扇19可以這樣配置和連接到管道225上，以致風扇19 被安排在排氣口 16限定的區(qū)域上。風扇19為從管道20吸入廢氣然后迫使吸入的空氣進入管道225和通風管210(如圖3B中的箭頭235所示)而工作。在替代方案中，風扇19可以安排在管道 225中/人風扇單元10的單一管道20吸入廢氣。
如圖2-2A所示，包括連4妄或安裝到殼體100上的風扇單元 10、天花才反通風管210和空氣冷卻系統(tǒng)IOO的排氣系統(tǒng)依靠支架 115中的設備125(安排在設備元器件中的風扇)把來自環(huán)境氣室的充足的涼爽空氣吸進設備125滿足支架115的冷卻需求。通過容納和移動來自殼體IOO的廢氣和將支架115的進氣邊115a和排氣邊115b之間的壓差減到最小或減少，風扇單元IO幫助減輕氣流阻力的影響和幫助促進設備116有效才喿作的能力，例如，不從低壓區(qū)域抽吸空氣。有效地操作設備125 4巴足夠的涼爽空氣吸進支架115冷卻設備125而且把廢氣充份排出，幫助防止過熱和局部過熱。所以，圖2-2A所示的系統(tǒng)不需要圖1所示的封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)為滿足設備冷卻需求迫使足夠的涼爽空氣直接進入設備殼體8所必需的升高地板5的構造。然而，風扇單元10使支架115中的設備125能夠依靠涼爽的環(huán)境空氣滿足其冷卻需求而
有效地:燥作。
風扇單元10被構造和安排成實質上容納從設備125排出的廢氣。當風扇18吸入廢氣而且管道20將風扇排出的廢氣引向排氣口 16的時^陵，風扇單元10允許一點點或實質上沒有廢氣(例如，允許不足大約百分之十(10%)或僅僅很少的或無實質的空氣體積)乂人殼體100和風扇單元IO之間泄漏到風扇單元IO外面的區(qū)域。
在一個實施方案中，一個或多個#1連4妻或安裝在一個或多個沒有安裝設備的支架115的不用部分的鑲板23幫助避免或至少減少通過支架115的不用部分的氣流。鑲板23有助于按圖2-2A 所示箭頭240和235指出的方向維持氣流。此外，在本發(fā)明的一些實施方案中，在支架115中的框架和殼體100的頂板、底板和側板之間的任何空間都被密封以防止空氣從殼體100和/或風扇單元10纟世漏。
參照圖4，如同前面討i侖過的那樣，風扇單元10包括外殼 12、安排在外殼12中的多個風扇18、由外殼12提供的從每個風扇18延伸到安排在外殼12的頂部32的排氣口 16的內部排氣管道20,和風扇速度控制。風扇單元10進一步包括為風扇單元10 供電的雙重功率輸入電路(未展示)和兩個獨立的保險絲(未展示) 以《更在4f電和供電不失見則期間阻止風扇單元IO才喿作。
夕卜殼12 4皮配置和安排成把風扇單元10連接或安裝到殼體 IOO上，而且優(yōu)選^皮配置成至少是殼體100的門的一部份。如圖 4所示，外殼12#1配置成這沖羊連接或安裝殼體100，以致風扇單元10毗鄰安裝在^皮殼體100包容的支架115上的i殳備125，例如，月良務器、CPU和其它電子元器件。外殼12優(yōu)選與殼體100連4妻，
25面對設備125將從那里排》文廢氣的設備125的側面115a，例如，服務器的排氣面。
另外，參照圖5A-5B，外殼12優(yōu)選沿著外殼12的一個邊用連接件13(例如，一個或多個4交4妄裝置)連接或安裝到殼體100上，以便靠樞軸把外殼12連接或安裝到殼體100上以致風扇單元10 充當殼體IOO的一扇門。較j妄裝置13允許外殼12/人第一邊打開和在相對的4交接裝置13與殼體100連接的第二邊靠樞軸轉動，幫助允許風扇單元10以門一樣的方式打開離開殼體100和提供通向殼體100的內部空間和支架115上的服務器125的通道。毗鄰外殼12的第一邊，外殼12提供連接件15,例如，鎖定裝置，以1更與殼體100或支架115提供的對應的連4妄件15配對，以致當連接件15耦合的時候，連接件15幫助風扇單元10對殼體100 的固定和封閉。
如圖5A所示，毗鄰外殼12的周邊安排空氣密封件22。當風扇單元10被連4妄或安裝到殼體100上的時候，空氣密封件22與殼體100耦合?？諝饷芊饧?2幫助形成實質上氣密的密封，例如，當風扇單元10與殼體耦合而且風扇單元IO才喿作的時候，只允i午不足大約百分之十(10%)或只有4艮少的或無實質的空氣體積從殼體IOO和風扇單元IO之間泄漏到殼體IOO外面的區(qū)域?？?氣密封件22幫助風扇單元10增加和/或優(yōu)化/人支架115的前面 130進入橫穿服務器125到支架115的后面110來回流動的氣流的速度。因此，空氣密封件22幫助增加風扇單元10除去來自服務器125和殼體100內部的灼熱的和溫暖的廢氣和排;改來自外殼 12的空氣的速率。
外殼12優(yōu)選纟皮配置成連4妄和裝配到新的或現(xiàn)有的標準尺寸的設備支架和/或支架殼體上。外殼12優(yōu)選#1這樣配置和安排，以致風扇單元10能在才及少或不翻新改造風扇單元10、支架115或殼體IOO的情況下代替支架115和/或殼體IOO現(xiàn)有的面寺反或門排方文廢氣。此外，外殼12優(yōu)選的配置允許風扇單元IO在需要時
回去，例如，當設備被更換或在支架115和/或殼體100內重新排列和支架115和/或殼體100的熱廢氣輸出變化的時候。所以，夕卜殼12的優(yōu)選配置允許風扇單元10輕易地連4妄或安裝到新安裝的或現(xiàn)有的標準尺寸的支架和/或殼體上。例如，外殼12可以有大約5英寸的深度、大約72英寸的高度和從大約19英寸到大約23 英寸的寬度，以允許將風扇單元10連接或安裝到標準尺寸的支架或支架殼體上。為了使風扇單元10容易連接和裝配到非標準尺寸的支架和/或殼體上，外殼12可以^皮配置和安排成連4矣或安裝到^妄口單元或面板17上。接口面板17可以包括允許將風扇單元10連4妄或安裝到4妄口面澤反17上的尺寸，以致4妻口面4反17將風扇單元10翻新改造成適合非標準尺寸的支架115和/或殼體 100。
參照圖4和圖6，外殼12定義內部艙室14和安排在外殼12 的頂部32的4非氣口 16。當外殼12附著到殼體100上的時〗美，風扇18#1安4非在搶室14中與支架115的背面110相鄰。外殼12 的側板24限定在它上面安排風扇18的孑L口 26，以致風扇18與支架115和殼體100的內部處在流體交換之中。每個孔口 26都是這樣配置的，以致每個風扇18與它的孔口 26耦合或配對并且被安排在各自的內部排氣管道20之中/人而將支架115與內部排氣管道20置于流體交換之中。每個內部排氣管道20都被安排在搶室14中并且被配置成從每個風扇18通過艙室14向上延伸到排氣口 16。
參照圖7，風扇18被配置成促使空氣從風扇18沿徑向向外流動。風扇18被進一步配置成通過孔口 26抽吸和接受空氣。風
27扇18凈皮配置成圍繞著包4舌內部的馬達(未展示)、頂部的固定部分 38和能相對于頂部38旋轉的專:^f氐的旋轉部分40的轂48旋轉。風扇18可以包4#4旦不限于有馬達馬區(qū)動的葉4侖(例如，向后彎曲的葉輪)的風扇或軸流型風扇，例如，康浬狄格州法明頓鎮(zhèn)的EBM 工業(yè)司制造的那些(雖然包括其它制造商制作的風扇在內的許多其它的風扇也是可接受的而且能當作風扇18使用)。
葉片或扇葉44的環(huán)42相對于風扇18的徑向方向形成這樣的角度，以致環(huán)42借助馬達的旋轉將通過孔口 26把空氣吸進與支架115流體連通的風扇18的內部區(qū)域46。風扇18的旋轉迫使吸入的空氣從風扇18的內部區(qū)i或46沿徑向向外進入管道20,如圖4中的箭頭60所示。優(yōu)選的是，環(huán)42是這樣配置的，以致內部區(qū)域46橫跨至少與孔口 26跨越的區(qū)域一樣大的區(qū)域，所以空氣僅僅(或實質上只)通過孔口 26流進風扇18。
風扇18和管道20被配置成幫助從服務器125和殼體100的內部除去灼熱的和溫暖的空氣以幫助控制和維持服務器125和殼體100實質上不變的內部溫度，例如，預期溫度的士2。F。每個管道20都^皮配置成向上引導風扇4非出的空氣，《吏之遠離風扇18向將空氣從外殼12 4非出的排氣口 16流動，如圖4和6中的箭頭60 所示。
管道20作為分開的管道配置和安排在搶室14中，一個管道 20供一個風扇18專用。每個管道20 ^皮配置成具有與搶室14中其它管道20的最小橫截面近似相等的最小橫截面。每個風扇18 和它的管道20是這樣配置和安排的，以致風扇排出的空氣不阻擋或干擾用其它風扇18移動和用其它管道20向上引導的風扇排出的空氣。管道2(M皮這樣進一步配置，以致每個管道20與其它管道20近似相等地阻擋風扇排出的空氣。風扇18和管道20是這才羊配置和安^非的，以致每個風扇18以近似相等的速率4巴空氣移動和排放到它的管道20之內。
每個風扇18都#:配置和安排在外殼12中以使j由吸從大約二十(20)到大約三十個(30)服務器125排出的空氣。典型的支架能安裝最少大約十個(10)服務器到最多大約四十個(40)服務器125。所以，數(shù)對風扇能抽吸來自一些相同的服務器125的廢氣。
風扇18有纟是供足以抽吸廢氣并迫4吏來自外殼12的廢氣適應月良務器125的熱廢氣f敘出的氣流速度的流量，例如，立方英尺每分鐘(cfm)的空氣。例如，每三個風扇18可以有用來排》文支架115 上大約四十個(40)服務器125的廢氣輸出的大約500cfm的流量。在每個服務器125能夠輸出大約8到大約25cfm廢氣的情況下，風扇18能以至少大約320cfm到大約l，OOOcfm的速率吸入和推動來自支架115的廢氣，以幫助適應四十個(40)力良務器125的熱廢氣輸出。在支架115和/或殼體100的其它配置和安排中，或多或少的設備元器件在支架115中而且或多或少的熱廢氣里乂人這些元器件排出，在風扇單元10中包括的風扇18的數(shù)目和容量可以為了適應支架115的不同熱廢氣llT出增加和/或減少。風扇單元10 的配置和安排為了適應支架115的熱廢氣輸出在外殼12中允許有較多的流量低于500cfm的風扇18,以及允許有4交少的流量高于500cfm的風扇18。
風扇18有可變的速度以影響氣流速度。例如，風扇18可以有多個定級速度或實質上連續(xù)可變的速度。風扇18的才喿作速度可以根據在各自的輸入端收到的速度控制信號進行調節(jié)。如同下面進一步詳細描述的那樣，速度控制信號可以提供^合風扇18以便設定和調節(jié)風扇速度，并借此根據支架115中設備的一個或多個#:作變量的4企測結果和/或測量結果或舉例來說4艮據支架115 、殼體100和/或殼體100所在i殳備室的一個或多個環(huán)境條件控制風扇18產生的氣流速度。
排氣口 16被配置成把風扇排出的空氣,人管道20直接排放到殼體100所在的設備室的環(huán)境空氣中。作為替代，參照圖8,排氣口 16可以#1配置成與(例如，懸掛在設備室的天花板上或由殼體100所在設備室的架空吊裝天花板200a4是供的)架空的外部排氣通風管210連接。排氣口 16為了移動來自設備室或至少來自殼體外面周邊區(qū)域的廢氣把風扇排出的空氣排放到通風管210之中。通風管210可以凈皮限定在吊裝天花板200a的上面部分200b 和下面部分200c之間。排氣口 16可以被配置和安排成與天花板 200a連接，并借此與通風管210連接。
另外參照圖9A， 4非氣口 16可以;故進一步配置和安排成與管道225連接。管道225被配置成與天花板200a這樣連接，以致當管道225 #1接到排氣口 16和天花板200a上的時候，排氣口 16、管道225和通風管210處在流體交換之中。管道225的第一末端 225a纟皮配置成與排氣口 16耦合，而第二末端225b纟皮配置成與天花板200a耦合。第一末端225A可以配置成用舉例來說快速裝配型連接件或緊固件把管道225可拆裝地接到排氣口 16上，而第二末端225b可以配置成舉例來說用快速裝配型連接件或緊固件把管道225可拆裝地接到天花板200a上，以致管道225很容易地與4非氣口 16和天花^反200a連4妄和分離。管道225有快速裝配型連接件或緊固件的第一末端225a允許風扇單元10與管道225分離并且以門一樣的方式打開，4吏之遠離殼體100,,人而即使在風扇單元10的操作期間也提供通向殼體100的內部和支架115上的i殳備的通道。
此外，管道225的第二末端225b可以纟皮這樣進一步配置和安以致管道225 #:可拆裝地《接到吊裝天花^反200a的一塊蒙頂瓦
30230上。這塊蒙頂瓦230能纟皮配置和按規(guī)定尺寸制作成可拆裝地安裝在支撐吊裝天花才反200a的架空天花纟反才各子里面。蒙頂瓦230 允許管道225可拆裝地接到通風管210上。為了接上或斷開管道 225對通風管210的連4妄，蒙頂瓦230可以安裝到天花4反格子230a 中或從那里移開。蒙頂瓦230對天花玲反格子230a的可拆裝連接和因此風扇單元IO對通風管210可拆裝連4矣允i午風扇單元10在不拆開管道225與風扇單元10的連"l妄的情況下輕易地，接上和斷開對通風管210的連接。風扇單元10能在設備室中與和它連接的殼體IOO—起重新排列，不需要把風扇單元IO與殼體100拆開。為了把風扇單元IO和殼體100 —起拆除，只要4巴那塊蒙頂瓦230 從天花板格子230a中移開即可。此外，風扇單元IO能在同一個或不同的i殳備室中通過4巴蒙頂瓦230插在天花斧反格子230a中安裝到另一個殼體上。
管道225的第一末端225A可以被配置和安排成在管道225 與排氣口 16連4妄的時4美容納并與一個或多個密去于墊226(例如，O 型密封圈)緊密配合，以幫助實現(xiàn)管道225和二排氣口 16之間的氣密密封。作為替代或附加，定義排氣口 16周界的邊緣可以被配置和安排成在管道225和排氣口 16連接的時候容納并與一個或多個密去于墊226緊密配合。類似地，管道225的第二末端225b 可以#1配置和安^非成容納并與一個或多個密封墊227(例如，O型密封圈)緊密配合，以幫助實現(xiàn)管道225的第二末端225b和通風管210、天花板200a或與管道225連接的蒙頂瓦230a之間的氣密密封。作為替代或補充，通風管210、天花板200a或蒙頂瓦230 之一也可以包4舌用配置和安對非成容納并與一個或多個密封墊227 緊密配合的邊緣限定的孔口，以實現(xiàn)管道225和通風管210之間的氣密密封。作為替代，參照圖9B,管道225可以;故配置和安排成在管道 225與排氣口 16耦合的時候向上離開排氣口 16向天花板200a延伸，以致管道225的第二末端225b在天花4反200a或通風管210 下面，而排氣口 16向天花板200a或通風管210排放風扇排出的空氣，如圖9B中的箭頭235所示。管道225的第二末端225b可以是這樣安排的，以致第二末端225b限定的區(qū)域實質上對準在天花板200a中定義的一個或多個孔口 201，例如，天花板排氣口或才冊格，或在其它的實施方案中，對準在蒙頂瓦230或通風管210 的底部中定義的一個或多個孔口。管道225和第二末端225b借助這樣的安排提供排氣口 16和通風管210之間的流體交換和引導 ,人排氣口 16排出的風扇排出的空氣通過管道225和孔口 201進入通風管210。
參照圖9C，在天花板200a包括一個或多個孔口 201的情況下，排風罩202可以接到天花板200a上包圍孔口 201。排風罩202 可以;帔安排和配置成幫助^接受和引導從排氣口 16排出的空氣4吏之通過孔口 201進入通風管210。排風罩202可以這樣進一步配置，以致它離開天花才反200a向下延伸并且定義隨著它乂人天花4反 200a向下延伸逐漸增加的直徑或寬度。排風罩202不局限于某種特定的形狀或構型而且可以包括與圖9 C所示不同的其它構型，以有助于允許4非風罩202捕獲和疏導/人排氣口 16排出的體積充分的廢氣幫助避免廢氣在管道225和孔口 201之間積聚。排風罩 202允許風扇單元10在不經由管道225與天花板200a連4妻的情況下把廢氣排;故到通風管210之中并借此幫助促成風扇單元10 的便攜性。天花才反200a和管道225的第二末端225b之間的距離 Dl可以包括〗旦不限于/人大約1英寸到大約24英寸的距離，例如，取決于風扇單元10的工作條件和設備室的配置。在管道225不與天花板200a或通風管210連接的其它的實施方案中，管道225可以把廢氣直接地向上排放到殼體100和風扇單元10上方的環(huán)境空氣中。對于天花4反4交高(例如，15到20英尺高)的i殳備室，灼熱的和溫暖的廢氣在從管道225排;改到環(huán)境空氣中的時候由于它的浮力將保持在殼體100和風扇單元10上方。在才喿作中與空調或冷卻系統(tǒng)(例如，4巴涼爽空氣才是供給設備室和/或建筑物其它區(qū)域的舒適空調系統(tǒng))耦合的空調回返口能使風扇單元10排;改的廢氣返回到空調系統(tǒng)進行冷卻。在這個意義上，圖2所示的空氣冷卻系統(tǒng)215可能不是必不可少的。
管道225是用對于允許管道225輕快地與通風管210連接和斷開適當?shù)牟牧现瞥傻?。適當?shù)牟牧蠎撌呛茌p的，以便于一個操作員拆裝管道225與排氣口 16和通風管210、天花板200a或蒙頂瓦230的連^妄。此外，適當?shù)牟男g牛應該有柔韌性，以有助于促成管道225的連接和斷開，尤其是在排氣口 16和通風管210、天花板200a或蒙頂瓦230實質上沒有對準的時候，或在排氣口 16和通風管210之間的3巨離實質上在不同的與風扇單元IO連接的支架和/或殼體之間改變的時候。適當?shù)牟慕蚺０╚旦不限于加固金屬箔、力n固塑料、塑料、金屬以及它們的組合。
在管道225不與天花板200a或通風管210連4妄的其它的實施方案中，如上所述，管道225可以用適合提供剛性的材料制成，以致管道225能引導廢氣實質上向上離開風扇單元10和殼體 100。適當?shù)牟牟?包括^旦不限于金屬(例如，鋁或不銹鋼)、塑料層壓制品、塑料和它們的組合。
如上所述，管道225能經由通風管210與4妻受并冷卻風扇排出的空氣空調或冷卻系統(tǒng)215連接，如圖2所示。用通風管210 遞送給空氣冷卻系統(tǒng)215的風扇排出的空氣的溫度由于在風扇排出的空氣和組成空氣冷卻系統(tǒng)215的冷卻組件的一個或多個冷卻
33元件(例如，冷卻盤管)之間存在溫差能有效地幫助提高或最大化
空氣冷卻系統(tǒng)215的效率。
參照圖10，風扇單元10是為在設備需要改變或新設備需要出現(xiàn)的時候提供滿足設備冷卻需求的靈活性而配置的。風扇單元 10可以在需要時安裝到某個特定的支架或殼體上以滿足支架上 i殳備的特定冷卻需求。具體地i兌，風扇單元10是為容易快速地* 與支架或殼體(具體地"i兌，存在散熱問題的和/或功率負荷比較高并因此熱廢氣llr出比4交高的支架或殼體)連4妄和斷開而構造和安排的。因此，風扇單元10被配置成在不重新配置設備室200和實質上不翁3新文造風扇單元10和外部4非氣系統(tǒng)(例如，由吊裝天花豐反200a纟是供的^喿作上與風扇單元10連4秦的架空天花纟反_排氣通風管210)的情況下提供與設備室200內局部散熱問題有關的靈活性。如圖IO所示，風扇單元10能有選擇地連接或安裝到具有與毗鄰的和靠近的支架和殼體不同的冷卻需求的支架和殼體上，借此經濟有效地冷卻安裝在支架上的設備和除去來自設備的熱廢
此外，風扇單元10#皮配置成{更于攜帶和容易拆裝的，例如，只需要一個才乘作員就能4巴風扇單元10從支架或殼體拆下來和4巴風扇單元10連4妄或安裝到另一個支架或殼體上。如上所述，管道225被配置成可拆裝地使風扇單元10與通風管210或天花板 200a分離以便^吏風扇單元10能夠移到不同的支架或殼體上，或者使與風扇單元10連接的殼體100能夠搬到設備室200中不同的位置或不同的設備室。作為替代，管道225能通過把與管道225 連接的蒙頂瓦230從天花板柵格230a上拆下來與天花板200a分離從而要么使風扇單元10能夠移到不同的殼體上要么使與風扇單元IO連接的殼體100能夠移到不同的位置。一個或多個外殼12、排氣管道20和風扇18優(yōu)選用適合與在它的操作期間產生熱量的設備一起使用而且適合與特定的空氣 (例如，循環(huán)流動和/或從設備流出的空氣)一起使用的材料構成的。適當?shù)牟臎_+包括〃f旦不限于金屬(例如，鋼和鋁)、塑并+(例如，聚乙烯和聚丙烯材料)、塑膠樹脂和這樣的材料的組合。
參照圖7，為了給風扇18供電，外殼12可以包4舌有兩個功率口 102、 104的雙重功率輸入電路以提供電冗余度。兩個功率口 102、 104經由回避古文障電路112(用虛線表示)與三個開關106、 108和110(用虛線表示)連接?；乇芄收想奮各112把每個開關106、 108和110與風扇18之一耦合?；乇芄收想奮各112和開關106、 108、 110可以安4非在外殼12中。
功率口 102、 104配置成容納電源線連4妄器，例如，標準的三插頭連接器，或其它適合供應功率的連接器?；乇芄收想娐?12 配置成在正常才莫態(tài)中把端口 102、104之一4妄到三個開關106、 108 和110上。用來開關風扇18的起動/停止按鈕121、 122和123 能與風扇開關106、 108和IIO相關聯(lián)。掀動按鈕121、 122和123 引起風扇開關106、 108和110閉合，借此4吏回避故障電路112 與風扇18耦合以便當風扇單元IO增加電力消耗的時候提供電功率。+>開按4丑121、 122和123引起風扇開關106、 108和110斷開與風扇18l禹合的電路112。
電i 各112^皮進一步配置成4企測電源故障并且在備用電源之間切換。電3各112可以:故配置成4全測來自端口 102的電源故障并且在響應中4吏端口 104(例3口，與備用電源連4妄的)與開關106、 108 和110耦合以便給端口 104供電。諸如LED顯示器之類的指示器 (未展示)能指出電源古文障和為風扇單元IO供電的端口 102、 104 的才企測結果。此外，電3各112纟皮進一步配置成才是供兩個獨立的風扇18的保險絲，以致如果風扇18之一出現(xiàn)古丈障，那么只有其它的風扇 18將4妄受才喿作功率。電路112還才是供風扇18的獨立的熱^f呆護。如果任何風扇18的繞組太熱，那么電i 各112將關掉那個風扇18。諸如LED顯示器之類的指示器能顯示已被關掉的風扇18。
開關106、 108和110和相應的4安4丑121、 122和123能用來選擇風扇18之中哪個風扇或所有的三個風扇將會在給風扇單元 IO供電時才喿作。換壓按4丑將^f吏相應的開關106、 108和110起作用/失去作用。
按鈕121、 122和123或分開的選擇器能為選4奪每個風扇18 或所有三個風扇18的速度i殳定準備條件。
參照圖11,風扇單元10進一步包括根據支架115上的設備吸取的電功率或支架115的功率負荷控制風扇速度的風扇速度控制系統(tǒng)300。安裝在支架上的i殳備125吸取的電功率或支架115 的功率負荷與支架115中的設備元器件的熱輸出有關并因此與這些元器件在操作期間產生的熱廢氣有關。所以，風扇速度控制系統(tǒng)300以支架115的功率負荷為基礎幫助控制流向i殳備125的氣流速度和幫助防止風扇18以冷卻設備所需要的速率大或小的速率抽吸廢氣。
風扇單元10的^f吏用者可能知道和/或能憑經-驗確定能隨安裝在支架115中的元器件的類型和^t目改變的支架115的功率負荷。因此，使用者能估算支架115的熱輸出和氣流速度要求和風扇速度以4是供足以把熱廢氣,人支架115和風扇單元10中除去的氣流速度。風扇速度控制系統(tǒng)300可以配置成允許風扇單元10 的使用者手工操作設定和調節(jié)每個風扇18的速度。系統(tǒng)300可以包括速度選擇器310、 312和314,其中每個速度選擇者310、312和314都通過回避故障電路112與其相應的風扇18耦合。速度選擇器310、 312和314凈皮配置成允許4吏用者手工才喿作選擇每個風扇或所有三個風扇18的速度i殳定。
ot匕外， <控制系統(tǒng)300可以配置成在風扇單元10才喿作之前和操作期間通過自動控制提供風扇速度的選擇和/或調節(jié)。控制系統(tǒng) 300可以包4舌一個或多個測量支架115的功率負荷的測量裝置 305和遠程可編程控制器325(例如，PC型計算才幾或可編程的微處理器)，以提供自動的風扇速度選擇和調節(jié)。一個或多個測量裝置305(例如，電流傳感器或電壓傳感器)可以安排在支架115中和/或裝在殼體IOO之內，而且在操作中與控制器325耦合。傳感器305在風扇單元10的操作期間按給定的時間測量支架115上的設備125攝取的電流以提供支架功率負荷的實測值和/或個別元器件或元器件群體纟聶取的電流的實測值。傳感器305可以配置成把^表支架功率負荷的一個或多個實測^L的一個或多個信號發(fā)送給控制器325?？刂破?25可以配置成接收來自傳感器305 的一個或多個信號?？刂破?25可以用包括支架功率負荷的數(shù)值和相關的氣力t速度(cfm)凄tf直的標準或風扇單元10的一個或多個操作變量的數(shù)值編程，以適應設備的熱輸出?？刂破?25能根據從傳感器305收到一個或多個速度控制信號4巴一個或多個信號發(fā) 送給回避古丈障電路112的速度選擇器310、 312和314和/或每個風扇18的信號輸入端330,以便設定和調節(jié)風扇速度?？刂破?325可以為獨立于其它風扇18個別i殳定和/或調節(jié)每個風扇18的速度或同時設定和/或調節(jié)所有的三個風扇18的速度而進一步編程。
在本發(fā)明的實施方案中，控制器325可以裝在支架115中或裝在殼體100中，或可以位于離風扇單元10 4艮遠的地方或在設備室或數(shù)據中心之外。
37在一個實施方案中，風扇速度控制和調節(jié)是通過引起給風扇
18的輸入功率信號有效地遺漏電壓線周期(voltage line cycles)降低供應給風扇18的功率進行控制的。在這種控制方案之下，當風扇18以低速操作的時候，風扇18的重復加速能引起電流的涌入，這能依次引起熱量在支架115能積聚和不受歡迎的電源負荷特性。在一個實施方案中，提供串聯(lián)電容器，以減少電流的涌入。
控制系統(tǒng)300可以包括安排在風扇單元10中和/或安排在為顯示諸如支架115的功率負荷的實測值、每個風扇18的速度和/ 或每個風扇18的纟喿作狀態(tài)(例如，"開"/ "關")之類的信息而配置的控制器325中的諸如LED顯示器之類的指示器?？刂破?25 可以進一步為把輸出信號提供給LED顯示而編程，以便指出所述
4各息。
控制系統(tǒng)300可以進一步包括安排在風扇單元10中而且在才乘作中與風扇單元10的某個部分(例如，為幫助把風扇單元10 耦合并安全地緊固到殼體IOO上而配置的鎖定裝置15)耦合的傳感器335。傳感器335是為4企測風扇單元10的"開""關"狀態(tài) 而配置的，例如，"開"表示風扇單元10未與殼體IOO耦合并且提供進出支架115的通道)；"關"表示風扇單元IO凈皮固定到殼體100上。傳感器335 4全測風扇單元10的狀態(tài)并JU巴表現(xiàn)風扇單元10的狀態(tài)的一個或多個信號傳送給控制器325?？刂破?25 可以為4妄收來自傳感器335的信號并且4艮據風扇單元10的狀態(tài) 把一個或多個速度控制信號發(fā)送給風扇18調節(jié)風扇速度而進一步編程。例如，傳感器335能檢測到風扇單元10的狀態(tài)是"開" 并且發(fā)送一個或多個信號給控制器325指出風扇單元處于"開，，的狀態(tài)。響應4妄收指出風扇單元10的"開"狀態(tài)的一個或多個信號，控制器325能作出反應，把一個或多個速度信號發(fā)送給風扇18的一個或多個4言號輸入端33(H吏一個或多個風扇18的速度增加到最大4直或全流量(cfm)。在這種情況下，一個或多個風扇 18增加其速度以全流量操作幫助抽吸來自支架115的局部的灼熱的和溫暖的廢氣并且?guī)椭?吏局部的灼熱的和溫暖的廢氣進入管道20。反之，例如，當風扇單元10處于"開"狀態(tài)的時候，控制器325能把一個或多個速度控制信號發(fā)送給一個或多個信號輸入端330降4氐一個或多個風扇18的速度或4亭止它們的才喿作。風扇18的減速或4f止4喿作有助于阻止涼爽空氣排方文到風扇單元 10和天花々反通風管210之中。
此外，控制器325能響應接收傳感器330發(fā)送的指出"關" 狀態(tài)的一個或多個信號把一個或多個速度信號的信號發(fā)送給風扇18的一個或多個llT入端330， 4吏一個或多個風扇18開始或重新開始以所述風扇18先前的操作速度或以新的速度操作?？刂?器325可以為指出(例如，經由LED顯示)風扇單元10的狀態(tài)而進
一步編程o
如圖11所示，為了指出和提供關于風扇18的操作的反饋，一個或多個壓力傳感器307可以:帔安排在風扇單元10中才僉測風扇排出的氣流的出現(xiàn)和/或改變。為了檢測從風扇18排出并且通過管道20^皮引向排氣口 16的空氣的壓力，一個或多個壓力傳感器307可以安排在與每個風扇18配對的每個管道20中。在管道 20中風扇排出的氣流的壓力變化可能是相應的風扇18在需要時不運轉或不工作的指示。壓力傳感器307可以;陂進一步配置成把一個或多個信號發(fā)送給，例如，控制器325。控制器325可以被進一步配置成4妄收一個或多個4言號并且指出(例如，經由LED顯示) 所述信號才是供的信息，例如，在相應的管道20中4全測到的風扇排;改空氣的壓力。此外，或作為替代，壓力傳感器307能一個或多個信號發(fā)送給安排在風扇單元10和/或回避故障電路中的指示
39器(例如，LED顯示器)，以指出在相應的管道20中風扇排氣壓力的改變。
如圖ll所示，風扇單元10可以進一步包4舌煙霧4企測系統(tǒng)，該煙霧檢測系統(tǒng)包括在操作中與控制器325連4妄的一個或多個煙霧檢測傳感器306。煙霧檢測傳感器306被安排在風扇單元10 中，例如，在風扇18排出廢氣的路徑中，而且是為檢測從設備 125排出的廢氣中存在煙霧而配置的。在才全測到煙霧之時，傳感器306把一個或多個指出廢氣中出現(xiàn)煙霧的信號傳送給控制器 325?？刂破?25可以為接收來自煙霧傳感器306的信號并且響應那一個或多個指出煙霧出現(xiàn)的信號把一個或多個速度控制信號傳送給回避故障電路112的速度選擇器310、 312和314分別《吏風扇開關106、 108和110起作用/失去作用4f止一個或多個風扇18的搮:作而進一步編禾呈。此外，或作為替4戈，一個或多個速度控制信號可以傳送給每個風扇18的信號輸入端330以停止一個或多個風扇18的才喿作。此外，控制器325可以#1進一步配置成在收到來自煙霧才企測傳感器306的一個或多個信號之時提供關于一個或多個風扇18的煙霧和/或狀態(tài)(例如，"開"/ "關")的檢測結果的指示，例如，安排在控制器325和/或風扇單元10中的音響警纟艮和/或LED顯示。
參照圖12，風扇單元10可以進一步包括溫度系統(tǒng)以才企測服務器125和殼體100內部的溫度。溫度系統(tǒng)包括多個傳感器34。每個傳感器34可以安排在外殼12之內以^r測吸入的和/或風扇排出的空氣的溫度。例如，一個或多個傳感器34可以位于靠近一個或多個孔口 26的位置以4企測吸入空氣的溫度。一個或多個傳感器34可以位于靠近一個或多個風扇18的一個或多個管道20 之中以檢測風扇排;改空氣的溫度。溫度系統(tǒng)可以進一步包4舌控制器50?？刂破?0可以是為幫助維持"良務器125周圍的空氣的溫度實質上保持不變而配置的。控制器50(例如，PC-型計算才幾或可編程的孩i處理器)可以在才喿作中與每個傳感器34耦合以便根據傳感器34檢測到的溫度控制風扇18的操作速度?？刂破?0和前面討論過的控制器325可以用位于殼體之內或與殼體分開的一個控制器來實現(xiàn)。傳感器34可以被配置成在檢測吸入的和/或風扇排出的空氣的溫度之時把信號發(fā)送給控制器50。控制器50能接收來自傳感器34的信號并且確定一個或多個檢測到的溫度是否脫離服務器125和/或殼體100 的內部溫度的預期范圍。如果一個或多個4企測到的溫度不在預期的溫度范圍之內，控制器50能把適當?shù)乃俣瓤刂菩盘柊l(fā)送給適當?shù)娘L扇18以提高或降低風扇速度并借此增大或減小風扇18產生的氣-危。
例如，如果一個或多個4企測到的溫度高于預期的溫度范圍，那么控制器50能提高適當?shù)娘L扇18的速度，并且優(yōu)選至少提高與升高的溫度相對應的風扇18的速度，以增大乂人支架130的前面130進入穿過月良務器125然后從力良務器排氣口 120進入風扇18 和管道20的內部區(qū)域46的氣流。增大的氣流增加從服務器125 和殼體100除去灼熱的和溫暖的廢氣的速率并且降^f氐內部溫度。作為替代，如果一個或多個4全測到的溫度在預期的溫度范圍以下，控制器50能降低適當?shù)娘L扇18的速度以減小氣流并因此提高服務器125和殼體100的內部溫度。
控制器50可以為通過控制風扇18以大體相同的速度或不同的速度才喿作控制和維持氣流而編程。每個風扇18的速度可以與一個或多個檢測到的吸入的和/或風扇排出的空氣的溫度有關。改變風扇18的速度有助于除去和避免力艮務器125和殼體100中的過熱點?？梢酝ㄟ^在操作中把溫度系統(tǒng)與遠程控制系統(tǒng)54連接起來的4妄口 52對溫度系統(tǒng)進4亍遠程編禾呈和才喿作。遠程控制系統(tǒng)54可以是為監(jiān)測和控制月良務器125和殼體IOO的多種內部和外部的環(huán)境條件而編禾呈的。
參照圖2-2A、 5A-5B、 7和ll,廢氣風扇單元10的組裝和布置是比較簡單的，能快速地完成，而且使用于^^理或更換零部件的拆卸變得容易。風扇18用螺釘緊固到外殼12的壁24上。已安裝好風扇18的外殼12至少只t準殼體100的一部分周邊以4吏外殼12與殼體100耦合。夕卜殼12優(yōu)選用連接件13(例如，一個或多個鉸接裝置)連接到殼體IOO上，以致風扇單元IO充當殼體100的門。4t接裝置13允許風扇單元10乂人第一邊打開并且以安排4交接裝置的另一邊為軸轉動，以便幫助允許風扇單元10以門一樣的方式打開遠離殼體IOO并JU是供進出殼體100內部的通道。風扇單元10的第一邊可以包括緊固件15(例如，鎖定裝置)，以侵_通過與支架115和/或殼體IO(H是供的對應的緊固件15的配對或耦合幫助風扇單元IO對殼體100固定和封閉。夕卜殼12優(yōu)選與殼體100上可4妄近支架115的背面110的側面連4lr。電源線^皮沖妻到功率口 102、 104上，優(yōu)選把AC電源(例如，墻上的插座或不間斷電源的輸出口)接到端口 102上，把電池接到端口 104上。傳感器305能在操作中與控制器325連接。如上所述，外殼12的排氣口 16可以^昔助與管道225的連插^皮*接到通風管210上，并借jt匕才妻到空調或冷丟P系統(tǒng)上。
在運行時，參照圖13，同時進一步參照圖2-2A、 4、 7和11，使用廢氣風扇單元10排放來自設備125(例如，服務器)和殼體100的空氣的禾呈序400包括所示的階4爻。然而，該禾呈序400只是可仿效的程序而不是限制。程序400可以改變，例如，有增力。的、取消的或重新安排的階段。在階^殳402， 4吏用者通過手工i殳定每個風扇18的預期速度或通過在控制器325中選擇或4建入預期的風扇速度選擇每個扇18應該以明卩種速度操作。給風扇單元lO供電以i"更排放來自設備125和殼體100的空氣。
在階萃殳404,風扇的葉片環(huán)42禱:轉，借此通過環(huán)42抽吸空氣。風扇18的作用是把來自設備125的排氣口 117和來自排氣區(qū)域lllb的廢氣抽吸到風扇18的內部區(qū)域46。風扇18迫使吸入的廢氣借助扇葉或葉片44從內部區(qū)域46進入風扇單元10的管道20。風扇18的抽吸作用幫助降低排氣區(qū)域lllb的壓力，借此減少支架115的入口邊115a和排氣邊115b之間的壓差，以及幫助促成設備125有效操作的能力，例如，通過通風孔118把充足的涼爽空氣吸入i更備125以幫助維持i殳備125的內部溫度在預期的溫度范圍之內。
在階段406，風扇18把風扇排出的空氣推過內部排氣管道20，同時管道20引導風扇排出的空氣實質上直4妄向上離開風扇18到排氣口 16。排氣口 16把風扇排出的空氣排放到外殼12和殼體IOO外面的區(qū)域(例如，容納殼體100的房間的環(huán)境氣室)或通風管210(例如安排在吊裝天花板200a中的通風管)，以使空氣回到在才喿作中與通風管210耦合的空氣冷卻系統(tǒng)215。
在階段408，一個或多個傳感器305檢測支架115中設備125才聶取的電功率。這一個或多個功率負荷實測^直確定一個或多個風扇18的速度是否要增加和/或減少，例如，借助控制器50接收那一個或多個功率負荷實測-f直并確定為了適應實測的熱廢氣ilr出風扇18提供的氣流速度究竟應該增加還是減少。
在階^殳410，一個或多個適當?shù)娘L扇18的速度增力口和/或減少，例如，借助控制器50把關于支架115的一個或多個功率負荷實測值的適當?shù)乃俣瓤刂菩盘柊l(fā)送給適當?shù)娘L扇18的相應的
43輸入端J昔此增加和/或減少來自H務器125和殼體100的氣流速度。
至此已提供本發(fā)明的各種不同的優(yōu)勢和/或利益。當與殼體100和/或支架115連4妄的時4'美，依照本發(fā)明的風扇單元10幫助安裝在支架上的設備125(例如，服務器)使之能夠有效地操作把充足的環(huán)境空氣吸進支架115，例如，借助i殳備125中的風扇將設備125冷卻到預期的溫度范圍之內。通過除去和容納設備125排出的廢氣，風扇單元IO有助于允許設備125有效地操作。設備125從設備室200吸入充足的環(huán)境空氣來滿足它的冷卻需求，并借此避免為降^氐它的纟喿作溫度在j氐溫(例如55。F)下冷卻空氣的需要。
如圖1所示,把冷卻空氣直接供應給支架8來滿足設備7的冷卻需求的現(xiàn)有才支術的冷卻系統(tǒng)和方法通常依靠封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)和方法來冷卻和4巴冷空氣直4妄i也供應到支架8之中。這才羊的系統(tǒng)和方法通常4吏用雙層的或升高的地才反構造維持比專交低的冷卻空氣溫度并且把冷卻空氣直接供應到支架8之中。所以，為了稀釋回到空氣冷卻單元14(以i"更冷卻和再循環(huán)到支架8)的灼熱的和溫暖的廢氣和有效地降低設備7的操作溫度，冷卻空氣的溫度必須足夠〗氐，例如，55。F。
與升高的地板系統(tǒng)一起4吏用的空氣冷卻單元和在55。F的j氐溫下提供冷卻空氣的方法有比較高的能量需求而且在操作和維護方面可能費用很高。此外，冷卻空氣在大約55。F的溫度下可能產生不受欠迎的歲文應。例如，4夸空氣冷卻到55。F的系統(tǒng)和方法供應水分含量低的冷空氣，而為了提供適合在設備室和數(shù)據中心使用的有足夠的濕度的空氣通常需要增加濕度。將空氣冷卻到55°F的系統(tǒng)和方法通?？赡墚a生必須從i殳備室和凄t據中心除去的體積比4交大的冷凝水，因此，增加i殳備l喿作和維護費用。升高地才反的系統(tǒng)和方法通常實際上是不靈活的，不能滿足在設備室內安裝新設備和改變設備的需要，而且可能需要重新配置i殳備室和/或重新安排和/或更換支架和/或殼體。
反之，依照本發(fā)明的風扇單元IO和能將風扇單元IO整合到其中的排氣系統(tǒng)如同前面參照圖2-2A描述的那樣幫助使設備125能夠使用環(huán)境空氣來滿足它的冷卻需求。風扇單元10和排氣系統(tǒng)幫助i殳備125有效地，搡作抽吸充足的環(huán)境空氣(例如，在大約60。F和大約70。F之間，優(yōu)選在大約60。F和大約65。F之間變動)來滿足它的冷4卩需求。
通過除去和容納設備125排出的廢氣，風扇單元10幫助使i殳備125能夠在才喿作期間有效地4喿作冷卻它自己，例如，通過/人設備室200的環(huán)境氣室中抽吸足夠數(shù)量的空氣。如同前面參照圖2-2A描述的那樣，風扇單元IO在支架115的入口邊115a幫助i殳備125(例如，設備125中的風扇)克服對通過支架155的氣流的阻力。風扇單元IO在支架115的排氣邊115b幫助消除反壓或至少將該反壓減到最小/減少，以便幫助設備125中的風扇排出廢氣。此外，通過除去廢氣并借此降低支架115的排氣邊115b的壓力，風扇單元IO能幫助消除因氣流阻力在支架115的入口邊115a和排氣邊115b之間形成的壓差或至少將該壓差減到最小/減少。于是設備125中的風扇在操作期間能有效地操作，把充足的空氣抽吸到設備125之中冷卻設備125,不需要克服氣流阻力。借此，風扇單元10通過佳j殳備125能夠為冷卻而有效地才喿作幫助避免在殼體100和支架114內出現(xiàn)熱量積聚和過熱點。
此外，通過除去和容納廢氣，風扇單元10幫助耳又消對在《氐溫(例如55。F)下冷卻空氣、降低設備125的4喿作溫度和稀釋通風管210排出的廢氣的需要。然而，設備125的冷卻需求能用環(huán)境空氣來滿足。取消對在比較低的溫度(例如，55。F)下冷卻空氣的需要，風扇單元10能與它整合的排氣系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)215(如圖2-2A所示)能被配置成冷卻空氣并把空氣供應給溫度在大約60。F和大約70。F之間的i殳備室200。冷卻系統(tǒng)215最終在才喿作期間極少產生或不產生冷凝7jC。當冷卻系統(tǒng)215在大約65。F供應空氣的時候，空氣有適合在設備室200中使用的足夠的濕度，而且不需要力口濕。
風扇單元10還幫助避免灼熱的和溫暖的廢氣與設備室200的環(huán)境空氣混合或至少將這種混合減到最少/減少。風扇單元10也幫助避免不受歡迎的廢氣向殼體IOO的進氣通風孔118和/或向支架115的入口邊115a的再循環(huán)或至少爿夸這種不受5!欠迎的再循環(huán)減到最少/減少。風扇單元10能進一步幫助將吸進支架115的環(huán)境空氣的入口溫度的溫度梯度減到最小/減少，以致吸進支架115的頂部的空氣和吸進支架115的底部的空氣有實質上相4以的入口溫度。
此外，通過除去和排方丈來自設備125和/或i殳備室200的廢氣，風扇單元IO升高(例如，經由吊裝天花斧反通風管210)回到冷卻系統(tǒng)215的廢氣的溫度。返回空氣較高的溫度幫助提高空氣冷卻系統(tǒng)215的工作-文率并且?guī)椭鷾p少對循環(huán)到殼體IOO位于其中的房間的空氣增濕的需要。同樣，供應給空氣冷卻系統(tǒng)216的空氣的溫度可能比較高。補給空氣和返回空氣的較高的溫度有助于改善和4是高空調系統(tǒng)215的效率，借此幫助維持^f氐才喿作費用。
風扇單元10除去和排ii來自殼體100和/或i殳備室200的廢氣的速度控制(例如借助風扇速度)能以支架115中的設備125的功率負荷為基礎。因為設備125的功率負荷與設備125的熱輸出有關，所以改變風扇18的風扇纟喿作速度有助于幫助防止風扇18以與幫助i殳備125冷卻它自己所需要的速度相比更高或更〗氐的速度操作。因此，控制風扇速度有助于避免將通過支架115的氣流增加/減少到不受歡迎的速度?？刂骑L扇速度還能幫助消除把負擔
-改在冷卻系統(tǒng)215上并且超過它處理大量返回空氣的能力以致冷卻系統(tǒng)215的效率降低的危險或至少將這種危險減到最小/減少。此外，在經由與吊裝天花才反200a的連^妄或與蒙頂瓦230的連4妄4巴風扇單元IO接到通風管210上的情況下，控制風扇速度和借此控制空氣通過管道225排放的速率有助于避免在風扇單元10操作期間天花4反200a的某些部分或蒙頂瓦230移位。
如上所述，溫度控制對于藏在一兩個支架和/或支架殼體里的通信和信息技術設備可能是適當?shù)?。在這種情況下，風扇單元10
能與把涼爽空氣提供給殼體100位于其中的設備室和其它位置區(qū) i或的舒適空調才幾或系統(tǒng)連4妄。當空調4幾的溫度i殳定^皮改變或調節(jié) 的時候，例如，在周末為了舒適減少對涼爽空氣的需要的時候，風扇單元10能通過提高和/或降低風扇18的速度改變或調節(jié)進入殼體100的氣流速度響應已被改變或調節(jié)的溫度設定，借此適應溫度i殳定的改變或調節(jié)。
其它的實施方案在斥又利要求書的范圍和^"神之內。例如，其它的風扇凄t目(例如，仫 f又一個風扇或三個以上風扇)可以用于風扇單元10。單一電源能與風扇單元IO津馬合。風扇單元IO可以被配置成與4壬何類型和/或尺寸的容納和/或支撐i殳備的支架或殼體一起使用。
因此已經描述了本發(fā)明的至少一個說明性實施方案，各種不同的變更方案、^修改方案和改進方案對于熟悉這項技術的人將很容易發(fā)生。這樣的變更方案、修改方案和改進方案傾向于在本發(fā) 明的范圍和精神之內。因此，前面的描述<又<義是作為例子，不傾向于作為限制。本發(fā)明的限制是用權利要求書及其等價文件限定的。
4權利要求
1.一種用來裝設備的殼體，其中包括位于殼體內部的框架，該框架被配置以把設備支撐在殼體之中；與框架可移動連接的門，門具有靠近殼體內部定位的第一面板和與第一面板間隔以限定內部區(qū)域的第二面板、第一內部管道和第二內部管道，第一和第二內部管道的每一個都被配置在門的內部區(qū)域內部并終止在排氣口，該排氣口位于門的頂端和底端中的其中一個之上；以及位于門的內部區(qū)域內并與第一內部管道流體連通的第一風扇和位于門的內部區(qū)域內并與第二內部管道流體連通的第二風扇，第一和第二風扇抽吸空氣越過設備進入到各自的第一和第二內部管道并經過排氣口排出。
2. 根據權利要求l的殼體，其中第一和第二風扇凈皮定位在各自的內部管道內部并與各自的內部管道相連接，這樣一來第一和第二內部管道的內部區(qū)域和在殼體的內部封裝的i殳備流體連通。
3. 根據權利要求2的殼體，其中第一和第二風扇被配置成以可變的速度或恒定的速度操作。
4. 根據權利要求2的殼體，進一步包括多個功率輸入電路和將功率*餘入電路與第一和第二風扇電耦合的電路組件，其中電路組件:故配置成將功率llr入電路的第一個與第一風扇斷開并將功率l餘入電^各的第二個與第二風扇連4妄以響應在第一功率單元上的功率的損失。
5. 根據權利要求2的殼體，其中第一和第二風扇被可操作地耦合到控制器上，控制器被配置成調整第一和第二風扇的速度以響應在至少一個風扇中的空氣溫度和在至少一個內部管道中的空氣溫度中的至少一個。
6. 根據權利要求2的殼體，其中第一和第二風扇被可操作地與控制器耦合，控制器被配置以基于裝在殼體中的設備所消耗的功率數(shù)量來調節(jié)至少一個風扇的速度。
7. 根據權利要求2的殼體，其中與第一風扇相對應的第一內部管道和與第二風扇相對應的第二內部管道的每一個都^皮配置并凈皮安排成在門的內部區(qū)域中是分開的且封裝的管道，以致第一內部管道和第二內部管道近似相等地阻擋風扇排出的空氣。
8. 才艮才居4又利要求2的殼體，其中與第一風扇相對應的第一內部管道包括與第二風扇相對應的第二內部管道的最小橫截面近似相等的最小橫截面。
9. 根據權利要求2的殼體，其中第一個風扇抽吸空氣并迫使吸入的空氣以一定的速度進入第一內部管道，其中所述的速度與第二風扇抽吸空氣并使吸入的空氣進入到第二內部管道的速度近似相等。
10. 根據權利要求2的殼體，進一步包括用來檢測至少一個風扇中的空氣溫度和至少一個內部管道中的空氣溫度兩者中至少一個的裝置。
11. 根據權利要求2的殼體，其中第一和第二風扇的至少一個風扇#:進一步布置在限定在門的后面板中的第一口中，其中所述的門是與殼體的第一側面相對布置的，其中門被連接到殼體上，至少一個風扇被配置用以從殼體的內部中抽吸空氣進入到其內部并進一步凈皮配置以將乂人其內部吸入的空氣排i文到第一和第二內部管道的至少一個內部管道中。
12. 4艮據纟又利要求ii的殼體，其中殼體的第一側面包括殼體的排氣側面。
13. 根據權利要求2的殼體，其中第一和第二風扇中的至少一個風扇被布置以將空氣排放到第一和第二內部管道中的至少一個內部管道中。
14. 根據權利要求13的殼體，其中門包括與殼體相對布置的后面板，其中門被連接到殼體上，后面板限定了被配置以安置那至少一個風扇的口，以至那至少一個風扇^皮布置以/人殼體的內部抽吸空氣并將吸入的空氣排方文到至少一個內部管道中。
15. 根據權利要求2的殼體，進一步包括與殼體面對而布置的門的后面板，其中門被連接到殼體上，門限定了被配置并被布置以與第一和第二風扇的至少一個相津馬合的口，以至那至少一個風扇安置在所述的口內，并#:布置以將空氣從殼體的內部抽吸到它的內部中并將吸入的空氣從它的內部排放到第一和第二內部管道的至少一個管道中。
16. 根據權利要求7的殼體，進一步包括與殼體面對而布置的門的后面板，其中門被連接到殼體上，并限定了被配置以安置第一風扇和第二風扇的每一個的口。
17. —種用于容納設備的殼體，包括在殼體內布置的框架，該框架^皮配置以將i殳備支撐在殼體的內部；與殼體連4妄的門，該門具有前面4反和后面才反，該后面4反面對殼體，其中門被連接到殼體上；多個內部管道，該管道被配置在門的內部并被限定在前面澤反和后面^反之間，所述的多個內部管道的每一個都終止于 4非氣口，前面4反限定了多個內部管道的每一個的至少一個壁；布置在門的內部之內的多個風扇，多個風扇的每一個都被連接到多個內部管道的各自的內部管道上；以及在與殼體的內部相對的后面才反中限定的多個口，多個口中的每一個都#:布置并凈皮配置以安置多個風扇的各自的風扇，以至每一個風扇都提供了在殼體的內部和多個內部管道之間的Wu體連通，其中多個風扇被布置并被配置以從殼體的內部抽吸空氣并經過排氣口排》文吸入的空氣。
18. 根據權利要求17的殼體，其中排氣口被配置在門的頂端，并且進一步^皮配置并^皮布置以與外部空氣高壓室相連，該外部空氣高壓室#:建造并#皮安排以將排出的空氣遞送到外部空氣調節(jié)器中。
19. 根據權利求l的殼體，其中第一風扇與殼體的頂端和底端中的一個相靠近，以及第二風扇與殼體的頂端和底端的另一個相靠近。
20. 根據權利要求17的殼體，其中多個風扇的第一風扇靠近殼體的頂端和底端的一個，多個風扇的第二個靠近殼體的頂端和底端的另一個。
21. —種用來裝設備的殼體，包括布置在殼體內部中的才匡架，該框架凈皮配置用以在殼體中支撐設備；與殼體可移動連接的門，該門具有靠近殼體的內部布置的第一面才反以及與第一面4反隔開以限定內部區(qū)i^的第二面 4反、第一內部管道和第二內部管道，第一面才反限定第一內部管道和第二內部管道的至少一個壁，第一和第二內部管道的每一個都-波配置在門的內部區(qū)i或中并終止在^f立于門的頂端和底端中的一個上的排氣口；以及布置在靠近殼體的頂端的門的內部區(qū)域中并與第一內部管道流體連通的第一風扇，以及在靠近殼體的底端的內部區(qū) 域中布置并與第二內部管道流體連通的第二風扇，第一和第二風扇抽吸空氣越過設備進入到各自的第一和第二內部管道并經過排氣口排出。
22. —種用來裝i殳備的殼體，包括布置在殼體內的框架，該沖匡架^皮配置用以在殼體的內部內支撐設備；與殼體連4妄的門，該門具有前面才反和后面斧反，后面才反與殼體面對，其中門^皮連^t妄到殼體上；多個內部管道，所述的多個內部管道^皮配置在門的內部內并^皮限定在前面板和后面板之間，多個內部管道的每一個都終止于排氣口，前面^反限定了多個內部管道的每一個的至少一個壁；多個布置在門的內部的風扇，多個風扇的每一個都浮皮連接到多個內部管道中各自的內部管道上，其中多個風扇的第一風扇都靠近殼體的頂端^皮布置，以及多個風扇的第二風扇都靠近殼體的底端被布置；以及在面只于殼體的內部的后面4反中限定的多個口，多個口中的每一個口都^皮布置并^皮配置以安置多個風扇中各自的風扇，以至每一個風扇都提供殼體的內部與多個內部管道之間的流體連通，其中多個風扇被布置并被配置以從殼體的內部抽吸空氣并將吸入的空氣經過排氣口排;改。
全文摘要
這項發(fā)明提供一種與容納設備支架或殼體一起使用的廢氣排除系統(tǒng)和方法。這種系統(tǒng)和方法是為了除去設備在操作期間排出的廢氣借此除去來自設備的熱量而配置的。在一個方面，該系統(tǒng)包括優(yōu)選為充當設備支架或殼體的后門和提供進出支架或殼體內部的通道而配置的風扇單元。風扇單元提供與為抽吸和除去從安裝在支架上的設備排出的廢氣而安排的內部排氣管耦合的多樣的風扇。風扇單元被進一步配置成把廢氣排放到支架或殼體的外部區(qū)域，例如外部排氣管或通風管。除去從安裝在支架上的設備排出的灼熱的和溫暖的廢氣使設備有效地操作，吸入足以滿足它的冷卻需求的數(shù)量的冷卻空氣。風扇單元具有可攜帶而且對支架或殼體易于拆裝的構造，從而在搬運需要排氣的設備時提供靈活性。
文檔編號H05K7/20GK101641006SQ20091016160
公開日2010年2月3日申請日期2003年11月24日優(yōu)先權日2002年11月25日
發(fā)明者尼爾·羅斯莫森, 羅林·R·約翰遜申請人:美國能量變換公司

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