JP5748849B2 - 設置面積を取らない高密度モジュラーデータセンターおよびエネルギー効率の優れた冷却システム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、前記仮出願全体の内容は、参照することにより本書に含まれる、「SPACE-SAVING HIGH DENSITY MODULAR DATA PODS AND ENERGY-EFFICIENT
COOLING SYSTEM」と題する２０１１年６月２３日に出願された米国仮特許出願第６１／３５７，８５１号、「CLOSE-COUPLED COOLING SYSTEMS AND METHODS FOR CHILLERLESS OPERATION IN
HIGH WET BULB TEMPERATURE APPLICATIONS」と題する２０１０年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／４１４，２７９号、「MODULAR IT RACK COOLING ASSEMBLIES AND METHODS FOR ASSEMBLING SAME」と題する２０１１年３月２日に出願された米国仮出願第６１／４４８，６３１号、および「SYSTEMS AND METHODS FOR CLOSE-COUPLED COOLING OF IT EQUIPMENT」と題する２０１１年５月３日に出願された米国仮特許出願第６１／４８２，０７０号の利益を主張する。

本開示は、概して計算データセンターに関する。より詳細には、本開示は、設置面積を取らない高密度モジュラーデータポッドシステム、およびモジュラーデータポッドシステム用のエネルギー効率の優れた冷却システムに関する。

従来、大型のデータセンターは、その動作温度を維持するために、冷水システム、チラー設備、および直接膨張冷却システムを含む大型の特大の冷却電気インフラに依存している。高額な当初の資本金、運営費、および管理費を含む、この大型の特大の冷却電気インフラにまつわる多くの問題がある。たとえば、従来のチラー設備は、１
MWの電力消費容量を有する大型データセンターをサポートするために、約２８０トンのチラー容量を要する。さらに、従来のチラー設備は、データセンター内部のいくつかの選択された領域とは対照的に、通常、データセンター全体を冷却するように設計されている。その結果、従来のチラー設備は、冷却する必要がない領域に対して多大な量のエネルギーを費やしている。さらに、従来のチラー設備を実装するために使用される設計制約の１つは、データセンター全体の電力消費容量である。その理由から、データセンターが負荷変動のために独自の電力消費容量で運転しない場合、従来のチラー設備の効率は大幅に低下する。

現在、市場には、大型データセンターの選択された領域を削減された費用で処理できるようにする、従来の大型の特大冷却電気インフラに比較するとよりモジュール方式の設計手法を有するいくつかの冷却システムが存在している。たとえば、空冷式の「フリークーリング」システム（直列空冷システムとも呼ばれる）は、周囲空気を媒質として使用して、大型データセンターのサーバラックまたはサーバラックのコンテナを冷却する。しかしながら、空冷式「フリークーリング」システムの欠点の１つは、システムが冷たい乾燥した気候でのみ動作し、それによってその使用を世界の限られた地理的地域に制限している点である。

断熱支援システムは、従来の大型の特大冷却電気インフラに対抗する別の冷却システムである。断熱支援システムは、断熱水に支援された冷却システムであり、空冷式の「フリークーリング」システムよりも到達する地理的範囲がより拡大されている。ただし、断熱支援システムは一定の冷却公差限界を有し、たとえばＩＴラックあたり４０
ｋＷのＩＴラック負荷を有するデータセンター等の高密度データセンターに十分な冷却を提供することができない。

本開示のモジュラーデータポッドシステムおよび関連冷却システムの実施形態は、たとえば（１）データセンターを構築し、配備し、運用するためのキロワット（ｋＷ）あたりのより低価格、（２）現場組立て構造よりも速い配備、（３）データセンターがサーバ技術の新しい技術進展に遅れずについていくことを可能にするためのより容易な再度積重ねおよび再配備、（４）拡張性（５）最高の電力使用効率（ＰＥＵ）を獲得するための非常に高効率のシステムとの互換性、（６）より高密度の機能（つまりより大きな平方フィートあたりキロワット）を可能にするその空間要件における設置面積節約および効率、（７）スケーラビリティ、（８）機械的冷却の効率性、（９）単一配備、大型屋内倉庫保管、またはデータセンターファーム等の大型屋外用途のための多目的特性、（１０）ホットアイルおよびコールドアイルの封じ込めでのエネルギー効率、（１１）異なるタイプの冷却システムのその使用の柔軟性、および（１２）冗長性についてデータセンター層の要件を満たすように修正される能力を含む、従来のデータセンターおよびその冷却システムに優る大幅な改善を提供する。

一態様では、本開示は、モジュラーデータセンターを特色とする。一態様では、モジュラーデータセンターは、一次冷却装置および複数のモジュラーデータポッドを有する第１の冷却回路を含む。各モジュラーデータポッドは、複数のサーバ、第１の冷却回路に結合される熱交換部材、および熱交換部材に結合される第２の冷却回路を含む。第２の冷却回路は、複数のサーバを冷却するように構成される。第２の冷却回路は、第２の冷却回路を通って流れる流体を冷却するように構成された二次冷却装置を含む。

別の態様では、本開示は、モジュラーデータポッドを特徴とする。モジュラーデータポッドは、複数のサーバ、少なくとも１つの熱交換部材、および第２の冷却回路を含む。その少なくとも１つの熱交換部材は、フリークーリング装置を含む第１の冷却回路に結合するように構成される。第２の冷却回路は、熱交換器部材に結合される。さらに、第２の冷却回路は、複数のサーバと熱連通している。第２の冷却回路は、機械冷却装置を含む。

別の実施形態では、モジュラーデータセンターは、中央冷却装置および複数のモジュラーデータポッドを含む。各モジュラーデータポッドは、複数のサーバ、中央冷却システムに結合される熱交換アセンブリ、および熱交換アセンブリに結合される分散冷却システムを含む。熱交換アセンブリは、複数のサーバを冷却するように構成される。

別の実施形態では、モジュラーデータポッドは、エンクロージャ、エンクロージャ内部に配列される複数のコンピュータラックを含む。エンクロージャは、それぞれの壁部材の少なくとも１つの端縁に沿って互いに接触して結合される壁部材を含む。壁部材は、多角形の形状で形成される。また、エンクロージャは、データポッドカバリング部材も含む。複数のコンピュータラックは、壁部材の内面とコンピュータラックの第１の側面との間に形成される第１の容積を形成する。複数のラックは、壁部材の内面とコンピュータラックの第２の側面との間に形成される第２の容積も形成する。モジュラーデータポッドは、第２の容積を封じ込めるように構成されるコンピュータラックカバリング部材をさらに含む。コンピュータラックカバリング部材およびデータポッドカバリング部材は、第３の容積を形成する。第３の容積は、第１の容積を第２の容積に結合する。 モジュラーデータポッドは、第１の容積、第２の容積、および第３の容積を通して空気を連続的に循環するように構成される空気循環装置も含んでよい。

別の実施形態では、モジュラーデータセンターは、中央流体電気回路、モジュラーデータポッドのチェーン、および中央冷却装置を含む。モジュラーデータポッドのチェーン内の各モジュラーデータポッドは、共有冷却流体回路部、および非共有冷却流体回路を含む。非共有冷却流体回路は、共有流体電気回路部に結合される。共有流体電気回路部は、共有流体電気回路の一部を形成する。共有流体電気回路は、一方の端部で中央流体電気回路に結合される。中央冷却装置は、中央冷却流体回路に結合される。中央冷却装置は、モジュラーデータポッドの第１のチェーンの冷却要件の少なくとも一部をサポートするように構成される。

さらに別の態様では、本開示は、モジュラーデータセンター用の冷却システムを特色とする。冷却システムは、一次冷却装置を含む第１の冷却回路を含む。冷却システムは、複数のモジュラーデータポッドも含む。各モジュラーデータポッドは、複数のサーバラック、第１の冷却回路に結合される熱交換部材、および熱交換部材に結合される第２の冷却回路を含む。第２の冷却回路は、エンクロージャを冷却するように構成される。第２の冷却回路は、第２の冷却回路を通って流れる流体を冷却するように構成された二次冷却装置を含む。

さらに別の態様では、本開示は、電子機器を冷却するためのシステムを特色とする。システムは、フリークーリングシステムおよび機械副冷却システムを含む。フリークーリングシステムは、大気を使用して電子機器と熱連通する第１の流体を冷却するように構成される。機械副冷却システムは、フリークーリングシステムに結合される。機械システムは、フリークーリングシステムがその最大冷却容量を超える量の関数として、フリークーリングシステム内を流れる第２の流体を冷却するように構成される。

さらに別の態様では、本開示は、電子機器を冷却するための冷却システムを特色とする。冷却システムは、第１の流体回路、第２の流体回路、および第３の流体回路を含む。第１の流体回路は、第１の流体回路を通って流れる第１の流体を使用して電子機器を冷却するように構成される。第２の流体回路は、第３の流体回路を通って流れる第２の流体を使用して電子機器を冷却するように構成される。さらに、第２の流体回路は、フリークーリングされた第２の流体を使用して第１の流体を冷却するように構成される。第３の流体回路は、湿球温度が第１の所定の湿球温度を超えるときに、大気の湿球温度と所定の湿球温度との間の差の関数として第２の流体を機械的に冷却するように構成される。

本開示の多様な実施形態は、添付図面に関して説明される。

本開示の実施形態にかかるモジュラーデータセンターの概略図である。 本開示の一実施形態にかかる五角形の壁構成を有するモジュラーデータポッドの図である。 本開示の別の実施形態にかかる六角形の壁構成を有するモジュラーデータポッドの図である。 本開示のさらに別の実施形態にかかる七角形の壁構成を有するモジュラーデータポッドの図である。 本開示の一実施形態にかかる八角形の壁構成を有するモジュラーデータポッドの図である。 本開示の一実施形態にかかる九角形の壁構成を有するモジュラーデータポッドの図である。 本開示のさらに別の実施形態にかかる十角形の壁構成を有するモジュラーデータポッドの図である。 本開示の別の実施形態にかかるモジュラーデータポッドを形成する２つの細長い壁を有する、図２Ｄの八角形の形をしたモジュラーデータポッドの図である。 本開示の実施形態にかかるホットアイルおよびコールドアイルを含む一般的なモジュラーデータポッドの立面図（つまり側断面図）である。 本発明の実施形態にかかる上部コイルデッキを示すモジュラーデータポッドの平面図（つまり水平断面図）である。 本発明の実施形態にかかる天井ファンアセンブリを示すモジュラーデータポッドの平面図（つまり水平断面図）である。 本開示にかかる高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合冷却システムのための流れ図の例示的な実施形態である。 本開示の実施形態にかかるモジュラーデータポッド用の、図６の密結合冷却システムを含む冷媒冷却式冷却システムの概略図である。 本開示の実施形態にかかる外部チラーを含む水冷式空調システムの概略図である。 本開示の一実施形態にかかる「Ａフレーム」熱交換器アセンブリを形成する別個の冷却回路を含むモジュラーデータポッドを示す図である。 本開示の一実施形態にかかる「Ａフレーム」熱交換器アセンブリを形成する別個の冷却回路を含む図９のモジュラーデータポッドの上部平面図である。 モジュラーデータセンターポッドアセンブリの中央アイルの下方のサンプを通して空気を無理に送る強制流動冷却装置を示す図１０のモジュラーデータセンターポッドアセンブリの下部平面図である。 本開示の実施形態にかかる密結合冷却システムを含むデータセンターアセンブリ用の冷却システムの概略流れ図である。 本開示の実施形態にかかる図１２の冷却システムを含む密結合冷却システムの概略流れ図である。 本開示の実施形態にかかる水の流れを示す水冷式空調システムの概略図である。 本開示の実施形態にかかるモジュラーチラーを含む、高湿球状態が時たま発生する低湿球環境用の冷却システムの概略図である。 本開示の実施形態にかかる水の流れを示す既存の水冷システムを含む水冷式冷却システムの一部の概略図である。 本開示の実施形態にかかるデータポッドファームの段階的な拡大を示すモジュラーデータポッドファームの概略図である。 本開示の実施形態にかかるモジュラーデータポッド用の輸送システムを示す、モジュラーデータポッドファームの概略図である。 本開示の実施形態にかかるデータポッドの除去を示すモジュラーデータポッドファームの概略図である。 本開示の実施形態にかかるモジュラーデータポッドファームの概略図である。 本開示の実施形態にかかる電子機器を冷却する方法の流れ図である。 本開示の実施形態にかかる電子機器を冷却する方法の流れ図である。 本開示の実施形態にかかる電子機器を冷却する方法の流れ図である。 本開示の実施形態にかかるモジュラーデータセンターのモジュラーデータポッドを配備する方法の流れ図である。 本開示の実施形態にかかるモジュラーデータセンターのモジュラーデータポッドを配備する方法の流れ図である。

本開示されている密結合冷却システムおよび方法の実施形態が、ここで、類似する参照数字が、いくつかの図のそれぞれの同一の要素または対応する要素を示す、図面を参照して詳しく説明される。

本開示は、エネルギー効率の優れた、設置面積を取らない、高密度サーバラック構成を提供するためのモジュラーデータポッドおよび関連サポートシステムに関する。本モジュラー手法は、サーバラックを冷却するための空気がその中を通って循環するホットアイルおよびコールドアイルを作り出すための、八角形状、六角形状、および五角形状等の幾何学形状のきわめて効率的な使用を可能にする。これらの多角形状は、内部の角度と側面と外部の角度と側面の両方の利点を使用して最大のエネルギー効率および設置面積節約を可能にする。内部ポッド形状は、サーバラックを位置決めするための自然の円形の構成を提供する。先行技術と比較すると、この構成は、ホットアイルおよびコールドアイルを作り出し、封じ込めるためのより効率的な方法となる。

データサーバ等のコンピュータシステムを効率的に冷却するために使用される冷却空気は、自然対流を可能にする自然経路に従う。自然対流は、たとえばファン等の、効率的に配備される機械的な冷却システムおよび構成部品によって支援される。モジュラーデータポッドの外部形状は、モジュラーデータポッドの多面的かつ多角的な幾何学形状の接地面積節約特性の最も効率的な使用を可能にする。モジュラーデータポッドは、蜂の巣箱に見られるパターンに類似した隙間がないグループで配備できる。蜂の巣箱は、人間にとって既知の最も効率的な空間の使用であると考えられている。モジュラーデータポッドの設置面積を取らない、効率的な設計は、ＩＴデータ記憶業界の驚異的な成長に対応している。完全にモジュラー化されたデータポッドは、エネルギー効率の優れた冷却システム、および「ジャストインタイム」の配備のための電気的な制御装置およびＩＴシステムも特色とする。

本開示にかかる密結合冷却システムおよび方法は、「チラーレス」であり、変動するＩＴ負荷の冷却を処理するためにチラーを使用する冷却システムに比べてはるかに少ない機械的な冷凍能力を必要とする。いくつかの実施形態では、システムは約３９トンから４０トンの副冷却を使用して、１メガワットのＩＴ負荷の冷却を達成する。これは、湿球状態が極端（たとえば、７８°Ｆ以上の湿球温度）である、北東半球または南半球等の相対的に高湿球の状態の地域で冷却を提供することに基づいている。システムは、チラーまたは直接膨張（ＤＸ）システムが通常必須であった相対的に高い湿球環境地域で配備できる。

個別の副冷却システムは、負荷の個別の点での密結合冷却とともに動作して、通常はＤＸまたはチラー支援のどちらかを必要としただろう（コールドアイルでの）ＩＴラック入口冷却温度をサポートできるほど十分な冷却を可能にする。本開示のいくつかの実施形態にかかるシステムは、モジュラーデータセンター用途等の密結合用途で使用される。他の実施形態では、冷却システムは、典型的なデータセンターの空白部分の内部でモジュラー冷却をサポートするための定型システムとして使用できる。システムは、データセンターの運転費（たとえば、エネルギー費用）だけではなく先行投資も大幅に削減できる。

いくつかの実施形態では、システムはある特定のプロジェクトによって決定される７２°Ｆ以上の冷媒を使用してＩＴサーバラックを冷却できる。これは、ある特定のプロジェクトによって決定される７５°Ｆ以上のコールドアイル気温またはラック入口温度を提供する。

図１は、モジュラーデータセンターまたはデータポッドハイブ１の概略図である。用語「ハイブ」は、ともに結合された複数のモジュラーデータポッドおよび関連冷却インフラを指す。データポッドハイブ１は、データポッドチェーン１２２、１２４、１２５内に配列される複数のモジュラーデータポッド８０を含む。モジュラーデータポッド８０は、サーバラックを含むデータエンクロージャ８５、および冷却回路、電力回路、および制御回路を含む補助エンクロージャ８１８を含む。

データポッド８０は、中央冷却システム、電力システム、および制御システムに結合している。中央冷却システムは、中央冷却流体回路を含む。中央冷却流体回路は、冷却塔１３１ａ、１３１ｂの第１の組、冷却塔１３２ａ、１３２ｂの第２の組、流体ポンプ１４６ａ、１４６ｂの２つのバンク、供給管路１１５ａ、１１５ｂの組、および戻り管路１２５ａ、１２５ｂの組を含む。中央冷却システムは、流体ポンプ１４６ａ、１４６ｂのそれぞれのバンクを駆動する可変周波数駆動装置１４４ａ、１４４ｂの２つのバンクも含む。中央冷却システムは、２組の冷却塔１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、３２ｂの内部でファンおよび／または流体ポンプを駆動する可変周波数駆動装置１４２ａ、１４２ｂの２つのバンクも含む。また、データポッドハイブ１は、モジュラーデータポッド８０ａに電池バックアップ電力を提供する１組の中央電池バックアップユニット１５０ａ、１５０ｂも含む。

図１のモジュラーデータハイブ１は、大量のサーバラック容量（たとえば、約１２から１５
ＭＷのサーバラック容量）をサポートするように設計され、配備され得る。図１は、モジュラーデータポッドの幾何学形状の設置空間節約属性を示す。モジュラー式ではない典型的なデータセンターは、このレベルのサーバラック容量および密度を処理するために３倍から４倍多くの空間を要する。

図１は、モジュラーデータポッドハイブ１の一端にあるシステムインフラの設置を示す。最初に、十分な数のデータポッドが、早期配備のために設置できる。いくつかの冷却塔、ポンプ、および電気スイッチ装置が、必要に応じてジャストインタイムで配備できる。関連するパイプおよび電気チェースを収容するその補助エンクロージャ８１８を含む、追加のモジュラーデータポッドが、経時的にデータポッドハイブ１に追加できる。図１は、完全なハイブ配備の例を示す。

図２Ａから図２Ｇは、本開示の実施形態にかかる異なる多角形状を有するモジュラーデータポッドを示す。モジュラーデータポッドの多角形状は、いくつかの利点を提供する。多角形状の外部は、空間効率のよいパッキングまたはグループ化を助長する。そして、多角形上の内部は、モジュラーデータポッドの多角形状内部の円形パターンでの正方形または矩形のサーバラックの隅から隅までの隙間がない配列を可能にする。

この配列は、ホットアイルとコールドアイルとの間の効率的な間仕切りを画定する。たとえば、コンピュータラックが、それらがデータポッドの壁に向かって熱を放射するまたは吹き付けるように配列されているそれらの実施形態では、ホットアイルは、モジュラーデータポッドとコンピュータラックとの間の壁の間の空隙によって画定され、ホットアイルは、モジュラーデータポッドの中心を向くコンピュータラックの側面によって生じる空間によって画定される。他の実施形態では、コンピュータラックは、コールドアイルが、モジュラーデータポッドの壁とコンピュータラックとの間の空間によって画定され、コールドアイルが、モジュラーデータポッドの中心を向くコンピュータラックの側面によってモジュラーデータポッドの真中に生じる空間によって画定される。

コンピュータラックの隙間がないグループ化は、コンピュータラックで取り付けられる関連装置間の密接な距離の効率的な使用も可能にする。結果は、ホットアイルおよびコールドアイルの効率的な位置決め、密接なグループ化（つまり、設置面積節約）、ならびに電気的、機械的、およびＩＴの相互接続および処理のためのコンピュータシステム間の密接な距離である。

図２Ａから図２Ｇに示されるように、モジュラーデータポッドの壁は、五角形（たとえば、図２Ａのモジュラーデータポッド５０）、六角形（図２Ｂのモジュラデータポッド６）、七角形（たとえば、図２Ｃのモジュラーデータポッド７０）、八角形（たとえば、図２Ｄのモジュラーデータポッド８０）、九角形（図２Ｅのモジュラーデータポッド９０）、および十角形（図２Ｆのモジュラーデータポッド１００）を含むさまざまな異なる多角形上で配列され得る。これらの形状は、修正することもできる。たとえば、図２の八角形をしたモジュラーデータポッド８０は、モジュラーデータポッドの２つの壁の長さを増加するために一方向で引き伸ばされて、図２Ｇのモジュラーデータポッド８０’を形成することができる。

図２Ａに示される本開示の一実施形態では、モジュラー式の五角形のデータポッド５０が、少なくとも１つの端縁に沿って互いに接して結合される５つの外部壁部材１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、および１０５５を含むデータエンクロージャ１０５を含む。たとえば、端縁５５は、多角形の形状で、外部壁部材１０５１を外部壁部材１０５２に、外部壁部材１０５２を外部壁部材１０５３に、外部壁部材１０５３を外部壁部材１０５４に、外部壁部材１０５４を外部壁部材１０５５に、外部壁部材１０５５を外部壁部材１０５１に接して結合する。

五角形のモジュラーデータポッド５０は、外部壁部材１０５１に近接してモジュラーデータポッド５０の内部に配置されるサーバラック５０１、外部壁部材１０５２に近接してモジュラーデータポッド５０の内部に配置されるサーバラック５０２、外部壁部材１０５３に近接してモジュラーデータポッド５０の内部に配置されるサーバラック５０３、外部壁部材１０５４に近接してモジュラーデータポッド５０の内部に配置されるサーバラック５０４、および外部壁部材１０５５に近接してモジュラーデータポッド５０の内部に配置されるサーバラック５０５を含む。

モジュラーデータポッド５０の中心領域の実質的に範囲内で熱交換容積５００２を画定するために、互いから離間しているとして示されているサーバラック０１および５０５は、内部壁部材５５０を介してその間で接して結合され得る。同様に、互いから離間しているとして示されているサーバラック５０１および０２は、内部壁部材５１０を介してその間で接して結合されてよい。（本明細書に定められるように、内部壁部材は、外部壁部材によって画定されるそれぞれ個別のモジュラーデータポッドの範囲内に置かれる壁部材である。）サーバラック５０２および５０３、ならびにサーバラック５０４および５０５も互いから離間されているとして示されているが、当業者は、内部壁部材５１０および５５０に類似する内部壁部材が、サーバラック５０２および５０３、またはサーバラック５０４および５０５を接して結合するために配置され得ることを認識するだろう。さらに、当業者は、第１の熱交換容積５００１が、モジュラーデータポッド５０内部で適切な熱伝達状態を生じさせるために、隣接するサーバラック間のありとあらゆる位置で隙間なく制限される必要がないことも認識する。

モジュラーデータポッド５０は、外部壁部材１０５１に隣接する補助エンクロージャ５１５も含む。他の実施形態では、補助エンクロージャ５１５は、外部壁部材１０５１から１０５５の内の１つに隣接してもよい。補助エンクロージャ５１５は、図３、図４、および図５に関して以下に詳しくさらに説明される高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合専用冷却システム５２５を含む。

図２Ｂに示される本開示の一実施形態では、モジュラー式の六角形のデータポッド６０が、多角形の形状で少なくとも１つの端縁に沿って互いに接して結合される６つの外部壁部材１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、および１０６６を含むデータエンクロージャ１０６を含む。

六角形のモジュラーデータポッド６０は、外部壁部材１０６１と外部壁部材１０６２の両方に近接してモジュラーデータポッド６０の内部に配置されるサーバラック６０１、外部壁部材１０６３に近接してモジュラーデータポッド６０の内部に配置されるサーバラック６０２、外部壁部材１０６３と外部壁部材１０６４の両方に近接してモジュラーデータポッド６０の内部に配置されるサーバラック６０３、外部壁部材１０６４と外部壁部材１０６５の両方に近接してモジュラーデータポッド６０の内部に配置されるサーバラック６０４、外部壁部材１０６５に近接してモジュラーデータポッド６０の内部に配置されるサーバラック６０５、および外部壁部材１０６６と外部壁部材１０６１の両方に近接してモジュラーデータポッド６０の内部に配置されるサーバラック６０６を含む。

モジュラーデータポッド５０に関して上述された類似する方法では、実質的にモジュラーデータポッド６０の中心領域の範囲内に熱交換容積６００２を画定するために、一実施形態では、互いから離間しているとして示されているサーバラック６０１および６０２は、サーバラック６０１と６０２との間で内部壁部材６１０を介してその間で接して結合され得る。再び、サーバラック６０５および６０６も互いから離間されているとして示されているが、当業者は、内部壁部材５１０に類似する内部壁部材が、対応するサーバラック６０５および６０６を接して結合するために配置され得ることを認識するだろう。再び、さらに、当業者は、第１の熱交換容積６００１が、モジュラーデータポッド６０内部で適切な意図された熱伝達状態が発生するために、隣接するサーバラック間のありとあらゆる位置で隙間なく制限される必要がないことも認識する。

モジュラーデータポッド６０は、外部壁部材１０６１から１０６６の内の１つに隣接する補助エンクロージャまたはコンパートメント６１６も含み、補助エンクロージャ６１６は、外部壁部材１０６１に隣接しているとして示されている。再び、補助エンクロージャ６１６は、図３、図４、および図５に関して以下に詳しくさらに説明される高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合専用冷却システム６２６も含む。

図２Ｃに示される本開示の一実施形態では、モジュラー式の七角形のデータポッド７０が、多角形の形状で少なくとも１つの端縁に沿って互いに接して結合される７つの外部壁部材１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、および１０７７を含むデータエンクロージャ１０７
を含む。

七角形のモジュラーデータポッド７０は、外部壁部材１０７１と外部壁部材１０７２の両方に近接してモジュラーデータポッド７０の内部に配置されるサーバラック７０１、外部壁部材１０７２に近接して、および外部壁部材１０７３にも近接してモジュラーデータポッド７０の内部に配置されるサーバラック７０２、外部壁部材１０７３に近接してモジュラーデータポッド７０の内部に配置されるサーバラック７０３、外部壁部材１０７４に近接してモジュラーデータポッド７０内部に配置されるサーバラック７０４、外部壁部材１０７５に近接してモジュラーデータポッド７０の内部に配置されるサーバラック７０５、外部壁部材１０７６に近接してモジュラーデータポッド７０の内部に配置されるサーバラック７０６、外部壁部材１０７６と外部壁部材１０７７の両方に近接してモジュラーデータポッド７０の内部に配置されるサーバラック７０７、および外部壁部材１０７７と外部壁部材１０７１の両方に近接してモジュラーデータポッド７０の内部に配置されるサーバラック７０８を含む。

モジュラーデータポッド５０および６０に関して上述されたのと同様に、サーバラック７０１から７０８は、接して、または実質的に接して配置されて、実質的にモジュラーデータポッド７０の中心領域内部に熱交換容積７００２を画定する。

同様に、モジュラーデータポッド７０は、外部壁部材１０７１から１０７７の内の１つに隣接する補助エンクロージャ７１７も含み、補助エンクロージャ７１７は、外部壁部材１０７１に隣接しているとして示されている。同様に、補助エンクロージャ７１７は、図３、図４、および図５に関して以下に詳しくさらに説明される高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合専用冷却システム７２７も含む。

図２Ｄに示される本開示の一実施形態では、モジュラー式の八角形のデータポッド８０が、多角形の形状で少なくとも１つの端縁に沿って互いに接して結合される８つの外部壁部材１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、および１０８８を含むエンクロージャ１０８を含む。八角形のモジュラーデータポッド８０は、サーバラック８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８を含み、それぞれが外部壁部材１０８１から１０８８の内の２つに近接して、および２つと角度関係の位置で配置される。

再び、モジュラーデータポッド５０、６０、および７０に関して上述されたのと同様に、サーバラック８０１から８０８は、接して、または実質的に接して配置されて、実質的にモジュラーデータポッド８０の中心領域内部に熱交換容積８００２を画定する。

同様に、モジュラーデータポッド８０は、外部壁部材１０８１から１０８８の内の１つに隣接する補助エンクロージャ８１８も含み、補助エンクロージャ８１８は、外部壁部材１０８１に隣接しているとして示されている。上述されたように、補助エンクロージャ８１８は、図３、図４、および図５に関して以下に詳しくさらに説明される高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合専用冷却システム８２８も含む。

図２Ｅに示される本開示の一実施形態では、モジュラー式の九角形のデータポッド９０が、少なくとも１つの端縁、たとえば９９に沿って互いに接して結合され、多角形の形状を形成する９つの外部壁部材１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８、および１０９９を含むエンクロージャ１０９を含む。九角形のモジュラーデータポッド９０は、外部壁部材１０９１から１０９９の内の少なくとも１つに近接して、および１つと角度関係にある位置で８つのサーバラック９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、および９０８を含む。

モジュラーデータポッド５０、６０、７０、および80に関して上述されたのと同様に、サーバラック９０１から８０８は、接して、または実質的に接して配置されて、実質的にモジュラーデータポッド９０の中心領域内部に熱交換容積９００２を画定する。

モジュラーデータポッド９０は、外部壁部材１０９１から１０９９の内の１つに隣接する補助エンクロージャ９１９も含み、補助エンクロージャ９１９は、外部壁部材１０９１に隣接しているとして示されている。上述されたように、補助エンクロージャ９１９は、図２、図４、および図４に関して以下に詳しくさらに説明される高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合専用冷却システム９２８も含む。

図２Ｆに示される本開示の一実施形態では、モジュラー式の十角形のデータポッド１００が、多角形の形状で、少なくとも１つの端縁、たとえば１１１に沿って互いに接して結合される１０の外部壁部材１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８、１１０９、および１１１０を含むエンクロージャ１１０を含む。十角形のモジュラーデータポッド１００は、外部壁部材１１０１から１１１０の内の少なくとも１つに近接し、１つに角度関係の位置で、モジュラーデータポッド１０００内部に配置される８つのサーバラック１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、および１００８を含む。

再び、モジュラーデータポッド５０、６０、７０、８０、および９０に関して上述されたのと同様に、サーバラック１００１から１００８は、接して、または実質的に接して配置されて、実質的にモジュラーデータポッド１００の中心領域内部に熱交換容積１０２を画定する。

再び、モジュラーデータポッド１００は、外部壁部材１１０１から１１１０の内の１つに隣接する補助エンクロージャ１０１０も含み、補助エンクロージャ１０１０は、外部壁部材１１０１に隣接しているとして示されている。再び、補助エンクロージャ１０１０は、図３、図４、および図５に関して以下に詳しくさらに説明される高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合専用冷却システム１０２０も含む。

図２Ｇに関して上述されたように、図２Ｄに示される本開示の一実施形態では、図２Ｄの八角形の形状のモジュラーデータポッドは、モジュラーデータポッドの２つの壁の長さを増加するために、一方向で引き伸ばされて、モジュラーデータポッドを形成できる。さらに詳細には、八角形のモジュラーデータポッド８０’は、多角形の形状で、少なくとも１つの端縁、たとえば８８’に沿って互いに接して結合される外部壁部材１０８１’、１０８２’、１０８３’、１０８４’、１０８５’、１０８６’、１０８７’、および１０８８’を含むエンクロージャ１０８’を含む。

八角形のモジュラーデータポッド８０’は、それぞれ外部壁部材１０８１’および外部壁部材１０８２’に近接してモジュラーデータポッド８０’内部に配置される、それぞれサーバラック８０１’および８０２’を含む。隣接するサーバラック８０３ａ’、８０３ｂ’、８０３ｃ’、および８０３ｄ’も、細長い外部壁部材１０８３’に近接してそれぞれ八角形のモジュラーデータポッド８０’内部に配置される。サーバラック８０４’、８０５’、および８０６’は、それぞれ外部壁部材１０８４’、１０８５’、および１０８５’に近接してモジュラーデータポッド８０’の内部に配置される。 隣接するサーバラック８０７ａ’、８０７ｂ’、８０７ｃ’、および８０７ｄ’も、細長い外部壁部材１０８７’に近接してそれぞれ八角形のモジュラーデータポッド８０’内部に配置される。サーバラック８０８’も、外部壁部材１０８８’に近接して八角形のモジュラーデータポッド８０’内部に配置される。

接触している外部壁部材１０８８’、１０８１’、および１０８２’は、モジュラーデータポッド８０’の第１の端部８８’ａを形成する。一方、相応して、接触している外部壁部材１０８４’、１０８５’、および１０８６’は、モジュラーデータポッド８０’の第２の端部８８’ｂを形成する。同様に、モジュラーデータポッド５０、６０、７０、８０、９０、および１００に関して上述されたように、サーバラック８０１’から８０８’は、接して、または実質的に接して配置されて、実質的にモジュラーデータポッド８０の中心領域内部に熱交換容積８００２を画定する。

再び、モジュラーデータポッド８０’は、外部壁部材１０８１’から１０８８’の内の１つに隣接する補助エンクロージャ８１８’も含み、補助エンクロージャ８１８’は、外部壁部材１０８１’に隣接しているとして示されている。同様に、補助エンクロージャ８１８’は、図３、図４、および図５に関して以下に詳しくさらに説明される高湿球温度用途でのチラーレス動作用の密結合専用冷却システム８２８’も含む。

図３は、モジュラーデータポッド１０として一般的に示される一般的なモジュラーデータポッドの側断面図（つまり、立面図）である。図３は、モジュラーデータポッド用の冷却システムの空気流回路内部での空気流パターンを示す。モジュラーデータポッドは、さまざまな空気流パターン、ならびにホットアイル構成およびコールドアイル構成を使用してよい。たとえば、図３に示されるように、ホットアイルはサーバラックの後部または側面にある場合があり、コールドアイルはモジュラーデータポッドの中心にある場合がある。この空気流パターンは、ホットアイルの内部の熱風の自然の噴煙口または上方対流を提供する。一方、コールドアイルは、ファンが支援できる冷気の自然下方空気流パターンである。別の例として、ホットアイルは中心にあり、コールドアイルはサーバラックの取っ手にあるだろう。また、ラックの上部は修正され、熱風がラックまたはシェルフ自体の内部を流れ、ラックの上部または底部のどちらかで出ることを可能にするだろう。空気流パターンに関して、熱風は、上方、下方、または他の方向を流れることがある。

モジュラーデータポッドは、空気流回路の多様な場所で中和温度を維持するように設計されてもよい。図３の実施形態では、一次冷却は、サーバラックまたは棚の後部で起こる。

ファンは、当業者に既知の他の空気流パターンを生じさせるために他のやり方で配置されてよい。ファンは、モジュラーデータポッド内部のどこかに位置決めされてよい。たとえば、ファンは、モジュラーデータの上部または下部に位置決めされてよく、ファンは水平にまたは垂直に配向されてよい。ファンの位置およびタイプは、ファン効率の改善を含む、ファン技術の最新の進展に依存してよい。

図３に示される冷却コイル構成は、モジュラーデータポッド内部で空気を冷却する３つの方法（Ｎ＋３）を提供することによって冗長性を提供する。１つまたは複数の電池が、図３に図示されるフロアチャンバ内部に、またはコールドアイルの内部のどこかに取り付けられてよい。

さらに詳細には、モジュラーデータポッド１０は、一般的に、たとえばそれぞれ図２Ａから図２Ｇに関して上述されたモジュラーデータポッド５０、６０、７０、８０、９０、１００、および８０’を表す。 モジュラーデータポッド１０は、実質的にモジュラーデータポッド１０の屋根を形成し、たとえば明示的に番号が付けられているデータポッド５０（図２Ａを参照）の外部壁っ部材１０５１および１０５３の上部端縁１０５１ａおよび１０５３ａと接触し、上部端縁１０５１ａおよび１０５３ａによって支えられてよいデータポッドカバリング部材１２を含む。外部壁部材１０５１から１０５５は、エンクロージャ１０５の上端部１１で開口１２’を画定し、それぞれ（図２Ａを参照）外部壁部材１０５１から１０５５の内面１０５１ａ、１０５２ａ、１０５３ａ。１０５４ａ、および１０５５ａも画定する。このようにして、データポッドカバリング部材１２が、開口１２’を実質的に覆うように構成され、置かれる。

コンピュータラック５０１から５０５は、それぞれ、外部壁部材１０５１から１０５５の内表面１０５１ａから１０５５ａとの関係で第１の側面５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａ、５０５ａを画定して、内表面１０５１ａ、１０５２ａ、１０５３ａ、１０５４ａ、および１０５５ａと、それぞれコンピュータラック５０１から５０５によって画定される第１の側面５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａ、５０５ａとの間に第１の容積、つまりホットアイル５００１を画定する。

第１の冷却コイル５３１および５３３は、それぞれサーバラック５０１および５０３の第１の側面５０１ａおよび５０３ａの上に置かれて、示されている。

コンピュータラック５０１から５０５は、それぞれ少なくとももう１つの第２の側面を結び付けるように実質的に配向され、その間に第２の容積、たとえば熱交換容積つまり図２Ａに関して上述されたコールドアイル５００２を画定する、それぞれ第２の側面５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ、５０４ｂ、５０５ｂを画定する。当業者は、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、図２Ｅ、図２Ｆ、および図２Ｇに示されている熱交換容積６００２、７００２、８００２、９００２、１０２、および８００２’が、同様にコンピュータラックのそれぞれの第２の側面によって画定される第２の容積を形成することを認識する。

モジュラーデータポッド１０は、一般にサーバラック５０１から５０５の上方で構成され、置かれて、実質的に第２の容積つまり熱交換容積５００２を封じ込める、コンピュータラックカバリング部材１４も含む。データポッドカバリング部材１２およびコンピュータラックカバリング部材１４は、第１の容積５００１を第２の容積５００２に結合する第３の容積２０を形成する。

空気循環装置支持構造１６も、一般にサーバラック５０１から５０５の上方に構成され、置かれ、コンピュータラックカバリング部材１４の一部を形成する。空気循環装置支持構造１６は、一般に、第２の容積５００２の上方に置かれ、第２のつまり熱交換容積５００２の中央上部境界を画定する。空気循環装置指示構造１６は、少なくとも１つの空気循環装置を含み、そのうちの３つの空気循環装置１６ａ、１６ｂ、および１６ｃが、矢印Ａによって示される容易下方に空気を循環していると示されている。第２の容積５００２は、コールドアイルを形成し、下方に循環する空気は、サーバラック５０１上に置かれるサーバ５１１ａ、５１１ｂ、．．．５１１ｎを通って、およびサーバ５３３ａ、５３３ｂ、．．．５３３ｎを通って循環してそこからの熱を取り除き、サーバによって加熱された空気が次いで冷却される第１の冷却コイル５３１および５３３を通って循環する。（同様の冷却コイル、不図示は、それぞれサーバラック５０２、５０４、および５０５の第１の側面５０２ａ、５０４ａ、および５０５ａ上に置かれる。）

ここで冷却された空気は、矢印Ｂによって示されるように第１の容積５００１を通って上方に移動し、さらに第３の容積２０に上方に移動する。一実施形態では、第２の冷却コイル２１および２３は、コンピュータラックカバリング部材１４とデータポッドカバリング部材１２との間に置かれる、循環する空気の経路に、およびそれぞれサーバラック５０１および５０３の対応する第１の冷却コイル５３１および５３３の一般にすぐ頭上の位置に置かれて、第３の容積２０の境界を画定する。第２の冷却コイル２１および２３は、さらに空気を冷却し、空気は次いで、矢印Ｃによって示されるように第３の容積２０の中に移動し、第３の容積２０では空気は空気循環装置１６ａ、１６ｂ、および１６ｃの吸引側を通って引き込まれる。

一実施形態では空気循環装置支持構造１６は、空気循環装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃを通って循環する空気の追加の冷却のために空気循環装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃの吸引側に置かれる第３の冷却コイル３０をさらに含む。

このようにして、その１つまたは複数の空気循環装置１６ａ、１６ｂ、および１６ｃが、第１の容積５００１、第２の容積５００２、および第３の容積５００３を通って連続的に空気を循環するように構成される。

一実施形態では、冷却コイル５３１、５３３、２１、２２、および３０は、冷却媒体として、冷媒、非水、ガスまたは液体を含む。本明細書に定められるように、冷却コイル５３１、５３３、２１、２２、および３０は、熱交換器部材である。

一実施形態では、モジュラーデータポッド１０は、データポッドエンクロージャ１０５の下端部１１’にある１つまたは複数の電池３２として示されている専用電源を含む。 １個または複数の電池は、同様に現場から離れた送電網（不図示）と電気的に連通する直流／交流（ＤＣ／ＡＣ）インバータ（不図示）と電気的に連通してよい。

その結果、図３の例示的な実施形態では、ホットアイルは、ＩＴキャビネットまたはコンピュータサーバラックの裏面と、モジュラーデータポッドとの間に形成され、コールドアイルはコンピュータラックの前側によって形成される。言い換えると、コンピュータラックまたは棚は、ホットアイルおよびコールドアイルを作成するために配置される。他の実施形態では、コンピュータラックは、他のホットアイル構成およびコールドアイル構成を作成するために他のやり方で配置される。さらに他の実施形態では、ホットアイルおよびコールドアイルは完全に封じ込められる。

ファン、コイル、コンピュータラック、１つまたは複数の電池、ホットアイル、コールドアイル、配管トンネルは、すべてモジュラーデータポッドエンベロープまたはコンテナ内部に配置される。追加のコンパートメントは、モジュラーデータポッドの側面に取り付けられる。これらのコンパートメントは、交換器モジュール、冷却システム用管、管を通して冷却流体（たとえば、冷媒または脱イオン水）を汲み上げるがめのポンプ、ケーブルバス、および電気コンパートメントを含む。これらのコンパートメントは防水であってよい。ユーザは、これらのコンパートメントにアクセスして、アクセスドアを介して配備タスクまたは保守タスクを実行してよい。

モジュラーデータポッドは、さまざまな空気流パターン、ならびにホットアイル構成およびコールドアイル構成を使用してよい。たとえば、図３に示されるように、ホットアイルは、サーバラックの後部または側面にあるバイがあり、コールドアイルはモジュラーデータポッドの中心にある場合がある。この空気流パターンは、ホットアイルの内部の熱風の自然の噴煙口または上方対流を提供する。一方、コールドアイルは、ファンが支援できる冷気の自然下方空気流パターンである。別の例として、ホットアイルは中心にあり、コールドアイルはサーバラックの取っ手にあるだろう。また、ラックの上部は修正され、熱風がラックまたはシェルフ自体の内部を流れ、ラックの上部または底部のどちらかで出ることを可能にするだろう。空気流パターンに関して、熱風は、上方、下方、または他の方向を流れることがある。

モジュラーデータポッドは、空気流回路の多様な場所で中和温度を維持するように設計されてもよい。図３の実施形態では、一次冷却は、サーバラックまたは棚の後部で起こる。

ファンは、当業者に既知の他の空気流パターンを生じさせるために他のやり方で配置されてよい。ファンは、モジュラーデータポッド内部のどこかに位置決めされてよい。たとえば、ファンは、モジュラーデータの上部または下部に位置決めされてよく、ファンは水平にまたは垂直に配向されてよい。ファンの位置およびタイプは、ファン効率の改善を含む、ファン技術の最新の進展に依存してよい。

図３に示される冷却コイル構成は、モジュラーデータポッド内部で空気を冷却する３つの方法（Ｎ＋３）を提供することによって冗長性を提供する。１つまたは複数の電池が、図３に図示されるフロアチャンバ内部に、またはコールドアイルの内部のどこかに取り付けられてよい。

モジュラーデータポッドは、電力、データ収集、およびＨＶＡＣ冷却容量において大幅な増加（モジュール性）能力を含むように設計される。各ポッドは、低性能、つまりサーバラックあたり約１から２
ｋＷから高性能、つまりサーバラックあたり約４０ ｋＷの多種多様のサーバラック負荷を処理するように設計されてよい。

データポッドは、自然対流と空気移動装置（たとえば、ファンもしくは空気を移動するまたは空気パターンを作成することができる他の装置）の両方を使用して、ホットアイル回路／コールドアイル回路を通して空気を移動してよい。空気移動装置は、コールドアイル温度とラック負荷の両方をクラウドコンピューティング技術に従って監視する最先端の制御戦略を使用して空気移動装置を制御できるエネルギー効率の優れたＶＦＤに結合されてよい。

モジュラーデータポッドの冷却コイルは、マイクロチャネルコイル技術を利用してよい。これらの冷却オイルは、典型的な冷却コイルよりもはるかに少ない奥行および表面積を要する。モジュラーデータは、より高い出力を提供する、またはコイル技術における将来の進展を取り込むコイル等の代替コイルを受け入れるように適応された取り外し可能なコイル部付きで構築されてよい。ポッドメインコイル回路は、標準的な冷媒蒸発コイル、受器、およびタンデムマイクロチャネルコイルから成るハイブリッド二重コイルシステムを含んでよい。コイル技術のこのペアリングが、冷媒の「状態の変化」の利点を使用することによってより大きな熱伝達能力を可能にする。代わりに、システムは、状態の変化のない直列液体ポンプシステムを含むことがある。

モジュラーデータポッドは、多様なシール分類に従って構築され得る。たとえば、膜シーラント、壁構造、ガスケッチング、およびドア処理が、鈑金・空調契約業者協会（ＳＭＡＣＮＡ）によって公布されているシール要件を含む、多様なシール要件を満たすように調整されてよい。モジュラーデータポッドは、非導電消火システムも含んでよい。

モジュラーデータポッドは、製造されたサーバラックまたは注文設計されたラックおよび棚構成部品のどちらかを受け入れるように設計されてよい。カスタムラックまたは棚構成部品は、多様なタイプのサーバ支持物に適合するために容易に取り除く、適応する、および修正することができる強力な「骨格」システムを提供するために、モジュラーデータポッドの全体的な物理構造の一部として含むことができる。

モジュラーデータポッド構造は、耐久性があるが、軽量の構造であってよい。たとえば、モジュラーデータポッド構造は、軽金属正方形管材料またはI形梁、およびヘビーゲージアルミニウム構造部材の複合材から作られてよい。モジュラーデータポッドの壁および屋根は、二重壁断熱パネルまたは単一壁断熱パネルのどちらかを含むことがある。それらは、金属、プラスチック、ガラス、または他の複合材料から構築されることがある。モジュラーデータポッドは、構造骨格骨組みを有する、まあは構造上の能力を有する外板処理を受けることがある。モジュラーデータポッドで使用される断熱の種類および範囲は、ポッドが配備される環境または事業者のあらゆる他の要件に基づいて変わることがある。

モジュラーデータポッドの外部は、省エネの反射塗料、表面コーティング、または太陽光膜（たとえば光電装置）または太陽光コーティングで処理されてよい。屋根構造は、農場型用途での太陽電池パネル用の支持物および締め具を含んでよい。

モジュラーデータポッド構造は、フォークリフト、ガントリー、クレーン、ヘリコプター、または他の支持材設備を使用してそれを上方または下方から持上げることを可能にする持上げラグ構造および支持構造を取り付けることができる。サーバラックまたは棚は、サーバラックまたは他の設備を輸送のためにポッド内に固定するための拘束装置を含んでよい。

データポッドには、パッケージ化された湿度制御装置およびシステムを取り付けることができる。たとえば、モジュラーデータポッドには、膜、防湿層、シーラント、および他の湿度制御機能を取り付けて、外部空間または環境からデータポッドエンベロープの中への湿度の移動を制限できる。

モジュラーデータポッドは、アクセスドアを含むこともあれば、含まないこともある。ドアは、モジュラーデータポッドの外部検査用の二重海事断熱視覚ガラスを含んでよい。モジュラーデータポッドには、必要に応じて内部と外部両方に照明レセプタクルおよびサービスレセプタクルが取り付けられてよい。全ての電気回路は、接地故障保護で保護されてよい。屋外使用向けのモジュラーデータポッドは、照明保護用構造を含んでよい。

モジュラーデータポッドは、現場に配備される間に集中制御場所でコンピュータラックを用いて事前に積み重ねられてよい。これによって、特に遠隔地での現場でポッドにコンピュータラックを積み重ねるのに要する時間および費用が節約される。

図４は、図２Ｄの八角形のモジュラーデータポッド８０の平面図（つまり、水平断面図）であり、それぞれのサーバラック８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０５、８０６、８０７、および８０８の上方に置かれる、鉛直に置かれた上部冷却コイル８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、および８４８のアレイ８４０を鉛直に支持し、それぞれが、コンピュータラックカバリング部材１４とデータポッドカバリング部材１２との間に置かれる、循環する空気の経路に置かれ、図３のモジュラーデータポッド１０に関して説明されるように、第３の容積２０の境界を画定する第２の冷却コイル２１および２２に同様に境界を形成する、八角形の上部コイルデック８３８ａを示す。 コンピュータラック８０１から８０８のそれぞれの背面（不図示）上の下後部コイルは、図３の冷媒コイル５３１および５３３に類似している。 下後部コイルは第１段、またはホットアイル８５１，８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、および８５８で流れる空気を冷却する一次方法である。ホットアイル８５１は、サーバラック８０１の後部側と、外部壁部材１０８１および１０８２との間に形成される。ホットアイル８５２は、サーバラック８０２の後部側と、外部壁部材１０８２および１０８３との間に形成される。同様に、ホットアイル８５３は、サーバラック８０４の後部側と、外部壁部材１０８３および１０８４との間に形成される。ホットアイル８５４は、サーバラック８０４の後部側と、外部壁部材１０８４および１０８５との間に形成される。当業者は、ホットアイル８５５から８５８がどのようにして同様に形成されるのかを認識する。

八角形状である上部鉛直コイルアレイ８４０は、ホットアイル８５１から８５８内で流れる空気を冷却する二次的な方法（ｎ＋２）である。配管接続部８４０ａおよび８４０ｂが、図６に関して後述される密結合冷却システム２１００に関して上述される、電子機器の環境５と流体連通している冷媒ガス流体供給経路２１００ａ、および電子機器の環境５とも流体連通する流体戻り経路２１００ｂとの流体連通を提供する。

空気循環装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃの吸引側に置かれる第３の冷却コイル３０に類似する、頭上平板コイル８６０は、ホットアイル８５１から８５８を通って流れる空気を冷却する第３の方法（ｎ＋３）としてモジュラーデータポッド８０の（図示されているような）中心に配置されてよい。この第３のコイル８６０は、任意のサーバラックでの熱負荷が補足冷却を必要とする場合に「トリム」コイルとして使用することもできる。第３のコイル８６０は、特定のサーバラックでのときおりの過負荷を処理する。また、第３のコイル８６０はきわめて低負荷の熱出力状態のための省エネコイルとして使用することもできる。制御戦略は、低システム負荷を処理するために一次コイルまたはメインコイル（不図示）を停止し、第３のコイル８６０を起動することを含んでよい。同様に、配管接続部８６０ａおよび８６０ｂは、図６に関して後述される密結合冷却システム２１００に関して上述される、電子機器の環境５と流体連通している冷媒ガス流体供給経路２１００ａ、および電子機器の環境５とも流体連通する流体戻り経路２１００ｂとの流体連通を提供する。

図５は、天井ファンアセンブリ８７０を示すモジュラーデータポッド８０の天井高さでの平面図（水平断面図）である。コンピュータラック８０１から８０４、および８０６から８０６のそれぞれは、サーバラック８０１の角８０１ａ、８０１ｂ、サーバラック８０２の角８０２ａ、８０２ｂ、サーバラック８０３の角８０３ａ、８０３ｂ、サーバラック８０４の角８０４ａ、８０４ｂ、サーバラック８０６の角８０６ａ、８０６ｂ、サーバラック８０７の角８０７ａ、８０７ｂ、およびサーバラック８０８の角８０８ａ、８０８ｂを含む。サーバラック８０１から８０４、および８０６から８０８は、それぞれ隣接するコンピュータラック８０８および８０２の角８０８ｂおよび８０２ａと接しているラック８０１の角８０１ａおよび８０１ｂとの円形パターンで配置されると示される。当業者は、残りのサーバラック８０２、８０３、８０４、および８０６、および８０７の角の配列を理解するだろう。サーバラック８０１から８０４、および８０６から８０８の円形パターンでのこの配列は、ホットアイル８５から８５４および８５６から８５８と、容積８００２によって形成されるコールドアイルとの間に間仕切りを提供する。いくつかの実施形態では、それぞれコンピュータラック８０１と８０２、８０２と８０３、８０３と８０４、８０６と８０７、８０７と８０８、８０８と８０１との間のパイ形状の空間８５１’、８５２’、８５３’、８５６’、８５７’、および８５８’が、コールドアイル８００２から分割され、ホットアイル８５１、８５２、８５３、８５４、８５６、８５７、および８５８の部分を形成する。図５に示されるように、モジュラーデータポッドは、７つのサーバラック（たとえば、４０
ｋＷのサーバラック）に適合してよい。２つのサーバラック、たとえば図示されるようにサーバラック８０４と８０６との間には空間８０５’があり、人間のオペレータにアクセスドア８１を介したアクセスを提供する。いくつかの実施形態では、モジュラーデータポッドは、アクセスドアを含まない。これらの実施形態では、モジュラーデータポッド構造は、８つのサーバラックに適合してよい。

ファンアセンブリ８７０および照明８８０のファン８７１は、モジュラーデータポッド８０の天井高さに配置される。ファンは、建物管理システム（ＢＭＳ）によって制御される可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）（不図示）によって駆動される。ＢＭＳは、コンピュータラックの温度および／または負荷に基づいてファン速度を加速または減速できる。たとえば、ＢＭＳは、ホットアイルの内部の温度が上昇するにつれてファン速度を加速してよい。

図５は、下部パイプチェース（不図示）に入る、および出る冷却管も示す。下部パイプチェースは、取り外し自在であってよく、熱交換器（図６に関して後述されるコンデンサ１２００ａ、１２００ｂ、および１３００を含む完全な密結合冷却システム４０００）、およびモジュラーデータポッドアセンブリの電気設備を含む補助エンクロージャ８１８の下方に位置してよい。冷却管８８２は、６本の環、つまりモジュラーデータポッドのオイルに冷却流体を供給するための２本の供給管、冷却システムに冷却流体を戻すための２本の戻り管、および２本の高速逆還水管を含む。モジュラーデータポッドアセンブリは、多様なコンパートメント間で防水間仕切りを含んでよい。

例示的なモジュラーデータポッド１０、５０、６０、７０，８０、９０、１００および８０’は、コンピュータデータ記憶のためにそれらが使用される上でユニバーサルとなるように設計される。それらは、単一ポッド配備に使用できる。それらは、一時的な使用または半永久的な使用のためにトレーラ化できる。それらは、倉庫または組合せ型の用途で屋内使用できる。それらは屋外または「農場」型の環境で配備できる。他の大型で重量のある「コンテナ化された」モジュラー製品を使用することが事業計画実施上、またはその他の方法で実践的ではない場合に、設置面積を取らない形状、サイズ、および相対的な重量という利点によって、モジュラーデータポッドは実現可能となる。

図６は、ＩＴデータセンターの電子機器を冷却するように設計された密結合冷却システム４０００を示す。システム４０００は、それぞれ４１００、４２００、４３００、および４４００として示される４つの独立しているが、協調している流体回路を含む。

第１の回路４１００は、ＩＴデータセンターの電子機器とインタフェースをとり、第１の流体を介して電子機器に冷却を提供する。第１の流体は、冷媒Ｒ１３４ａまたは類似する冷媒を含んでよい。流体回路４１００は、電子的に熱的連通しており、電子機器から第１の流体に熱を抽出する、少なくとも１つの蒸発器コイル（図６では不図示であるが、たとえば図１２の蒸発器コイルを参照すること）を含む。第１の流体が、その少なくとも１つの蒸発器コイルの入口から蒸発器コイルの出口に流れるにつれて、熱は電子機器から第１の流体に伝達される。一実施形態では、第１の流体は、約２３℃の温度でその少なくとも１つの蒸発器コイルに進入する。熱伝達または熱交換の間に、第１の流体は、液相状態から少なくとも部分的に気相状態に変化する。

第１の回路４１００は、それぞれその少なくとも１つの蒸発器コイルの入口および出口に結合される、流体供給経路４１００ａおよび流体戻り経路４１００ｂを含む。流体供給経路４１００ａは、液相状態の第１の流体を、その少なくとも１つの蒸発器コイルの入口に送達し、流体戻り経路４１００ｂは、少なくとも部分的に気相状態にある第１の流体を、その少なくとも１つの蒸発器コイルから受け取る。第１の回路４１００は、流体供給経路４１００ａを通して第１の流体を汲み上げる液体冷媒ポンプ４１２０を含む。第１の回路４１００は、液体冷媒ポンプ４１２０の容量およびモータ速度を調節する可変周波数駆動装置４１２５も含む。

第１の回路４１００は、流体戻り経路４１００ｂから第１の流体を受け取る液体メインコンデンサ１３００を含む。メインコンデンサ１３００は、メインコンデンサ１３００を通過する第１の流体を冷却し、その少なくとも部分的に気相状態から液相状態に第１の流体を凝縮する冷媒から水への熱交換器である。一実施形態では、第１の流体を完全に凝縮し、冷却するために、メインコンデンサ１３００は、約２３．３℃以下の所定の凝縮温度で維持される。

さらに、第１の回路４１００は、（１）メインコンデンサ１３００から冷媒液体受器４１２８に第１の流体を運ぶ流体経路４１００ｃ、および（２）冷媒液体受器４１２８から液体冷媒ポンプ４１２０の吸引側に第１の流体を運ぶ流体経路４１００ｄを含んでよい。

冷媒液体受器４１２８は、第１の流体の温度を検出し、調節するように構成される。具体的には、冷媒液体受器４１２８は、第１の回路４１００を第４の回路４４００に熱的に結合することによって第１の流体の温度を削減するように構成される。いくつかの実施形態では、冷媒液体受器４１２８は、約２２．２℃と約２３．３℃との間の所定の温度で第１の流体を維持する。

冷媒液体受器４１２８は、冷媒液体受器４１２８内に入れられる第１の流体の液面を検出し、調節するように構成される構成部品（たとえば、検出器および制御装置）も含んでよい。冷媒液体受器４１２８内の液面が低いと、液体冷媒ポンプ４１２０でキャビテーションの問題が生じることがある。この問題を回避するために、冷媒液体受器４１２８は、受器４１２８内の液面を検出し、低液面が検出されると警報をトリガする液面制御装置４１２８を含む。また、冷媒液体受器４１２８は、冷却システム４０００がアイドルモードまたはスタンバイモードにあるときに第１の回路４１００内で第１の流体を収集してよい。

第１の回路４１００は、メインコンデンサ１３００の出口で流体経路４１００ｃ上に位置する温度センサ４１２６も含む。温度センサ４１２６は、第１の流体がメインコンデンサ１３００を出るときに第１の流体の温度を検出する。温度センサ４１２６の示度は、メインコンデンサ１３００の温度を反映する。

第２の回路４２００は、メインコンデンサ１３００ａで第１の回路４１００とインタフェースをとり、メインコンデンサ１３００ａで、第２の回路は第１の回路４１００との熱交換を実行する。具体的には、第２の回路４２００は、それを通って流れる第２の流体を有する。第２の流体は、メインコンデンサ１３００ａで第１の回路４１００の第１の流体から熱を除去する。一実施形態では、第２の流体は、メインコンデンサ１３００ａを出ると、約２２．８℃の温度を有する。

第２の回路４２００は、冷却塔、流体クーラーまたは乾燥クーラー（図６では図示されていないが、たとえば図１４の冷却塔ＣＴ−１Ａを参照すること）から第２の回路４２００に第２の流体を運ぶ流体経路４２００ａを含む。流体経路４２００ａは、メインコンデンサ１３００に第２の流体を送達する流体経路４２００ｄに流体結合される。第２の回路は、さらに、メインコンデンサ１３００から第２の流体を受け取る流体経路４２００ｈを含む。流体経路４２００ｈは、第２の流体を冷却塔、流体クーラーまたは乾燥クーラーに送達する流体経路４２００ｍに第２の流体を運ぶ流体経路４２００ｅに流体結合される。

いくつかの実施形態では、第２の回路４２００は、第２に回路４２００を通って第２の流体の流れを容易にするためのポンプを含む。一実施形態では、第２の流体は、約３１５
ｇｐｍの流速で調節される。ポンプは、以下の形、つまり中央ポンピング冷却塔、乾燥クーラー、流体クーラー、または他の冷水回路または井戸水回路のどれかをとってよい。

さらに、第２の回路４２００は、第２の流体がメインコンデンサ１３００に進入する前に第２の流体の温度を監視する混合水温センサ４２２０を含んでよい。第２の回路４２００は、第１の回路の温度センサ４１２６と動作可能なように通信する水調節弁４２１４も含んでよい。水調節弁４２１４は、温度センサ４１２６の示度に比例して第２の流体の流量を調節するように構成される。

たとえば、メインコンデンサ１３００を所定の凝縮温度（たとえば２３．３℃）でまたはそれ未満で維持するために、水調節弁４２１４は、温度センサ４１２６によって測定されるようにメインコンデンサ１３００の温度に基づいて第２の流体の流量を調整する。たとえば、温度センサ４１２６が、メインコンデンサ１３００の所定の凝縮温度（たとえば、２３．３℃）よりも著しく高い示度を有する場合、水調節弁４２１４は、次いで第２の回路４２００を通って流れる第２の流体の流量を大幅に増加し、それによってメインコンデンサ１３００の温度を急速に削減する。しかしながら、温度センサ４１２６が、所定の凝縮温度（たとえば、２３．３℃）よりもわずかに高い示度を有する場合、水調節弁４２１４は、次いで第２の回路４２００を通って流れる第２の流体の流量をわずかに増加する。

いくつかの実施形態では、メインコンデンサ１３００の温度を所定の凝縮温度（たとえば、２３．３℃）でまたはそれ未満で維持するために、第２の流体は約１８．９℃以下の閾値温度で維持される。

第２の流体を閾値温度（たとえば、１８．９℃）でまたはそれ未満で維持するために、第２の回路４２００は、少なくとも１つの冷却モードを含み、第２の流体を冷却してよい。たとえば、第２の回路４２００は、第２の流体４２００が、冷却塔、流体クーラー、または乾燥クーラーを介して第２の流体を冷却するために大気に依存する簡略フリークーリングモードを含んでよい。動作中、熱がメインコンデンサ１３００で第１の流体から第２の流体に伝達された後、第２の流体は、流体経路４２００ｈ、４２００ｅをたどり、冷却塔、流体クーラー、または乾燥クーラー（図６では不図示）に進み、大気中へのその熱を拒絶する。冷却された第２の流体は、次いで流体経路４２００ａおよび４２００ｄをたどってメインコンデンサ１３００に戻り第１の流体を冷却する。第２の流体は、蒸気サイクルを連続的に繰り返してよいと想定される。

一実施形態では、簡略フリークーリングモードが、ＩＴデータセンターの湿球温度が１７．２℃未満であるときだけ、閾値温度（たとえば、１８．９℃）でまたはそれ未満で第２の流体を維持する。湿球温度が１７．２℃を超える場合、第２の流体はその閾値温度を超えてよい。

さらに、第２の回路４２００は、第３の回路４３００が、機械圧縮サイクルを通して第２の回路４２００を冷却する機械圧縮冷却モードを含んでよい。第３の流量は、第３の回路４３００を通って流れる。第３の流体は、Ｒ１３４ａ等の液体冷媒、または任意の他の適切な冷媒を含んでよい。

第３の回路４３００は、第２の流体がメインコンデンサ１３００に達する前に、第２の流体４２００をサブクールするために大気サブクーラー交換機１２００ａを含む。大気サブクーラー交換機１２００ａは、第２の流体の少なくとも一部を削減する、または冷却する冷媒から水への熱交換器である。第３の回路４３００は、第３の流体が大気サブクーラー熱交換器１２００ａで第２の流体から吸収する熱である第３の流体の熱を、第２の流体に伝達して戻す冷媒から水への熱交換器であるトリムコンデンサ１２００ｂも含んでよい。第３の回路４３００は、さらに、第３の流体を圧縮するサブクーラー圧縮機４３１０をさらに含んでよい。

第３の回路４３００は、大気サブクーラー交換機１２００ａから圧縮のためにサブクーラー圧縮機４３１０に運ぶ流体経路４３００ａ、および圧縮された第３の流体をトリムコンデンサ１２００ｂに運ぶ流体経路４３００ｂを含む。さらに、第３の回路４３００は、トリムコンデンサ１２００ｂから計量装置に第３の流体を運ぶ流体経路４３００ｃ、または第３の流体を大気サブクーラー交換機１２００ａに膨張して戻す熱膨張弁４３１１を含む。第３の流体は、第３の回路４３００が作動している限り、第３の回路４３００を通って連続的に流れてよいと想定される。

いくつかの実施形態では、第３の回路４３００は、第２の流体が、湿球温度が１７．２℃を超えているときに発生することがあるその閾値温度（たとえば、１８．９℃）を超えているときだけ作動している。第３の回路４３００の冷却容量は、表１に示されるように、１７．２℃を超えている湿球温度に直接比例して調節されてよい。

第３の回路４３００は、第２の流体の温度を削減し、一度に一度冷却することによって、第２の流体の温度を密接に制御する。たとえば、第２の流体温度が一度、その閾値温度を超えて上昇する場合、第３の回路４３００は、次いで、一度、第２の流体の温度を下げる。

一実施形態では、効率性の理由から、第２の回路４２００は、第２の流体がメインコンデンサ１３００に進入する前に、第２の流体の小さな部分を管理して、第３の流体との熱交換を実行する。具体的には、第２の回路４２００は、メインコンデンサ１３００の入口の前の流体経路４２００ｄ上にスプリッタＴ形継手４２１０を含む。スプリッタＴ形継手４２１０は、第２の流体の一部、第２の流体のほぼ３分の１を大気サブクーラー交換機１２００ａの入口に逸らす。いくつかの実施形態では、第２の流体のほぼ３分の１が、大気サブクーラー交換機１２００ａの入口で２２．２℃の温度を有する。

第２の回路４２００は、スプリッタＴ形継手４２１０から上流の流体経路４２００ｄ上に別のスプリッタＴ形継手４２１１を含んでよい。スプリッタＴ形継手４２１１は、第２の流体の約３分の１が、大気サブクーラー交換機１２００ａの出口から流体経路４２００ｄに流れることを可能にする。スプリッタＴ形継手４２１１で、第２の流体の約３分の１は、第２の流体の残りの３分の２に再結合する。融合した第２の流体は、次いで、メインコンデンサ１３００に進む。融合した第２の流体は、メインコンデンサ１３００に入る前に約１８．９℃の温度を有すると想定される。

さらに、効率性の理由から、第２の回路４２００は、第２の流体がメインコンデンサ１３００から出た後に、第２の流体の小さな部分だけを管理して、第３の流体との熱交換を実行する。具体的には、第２の回路４２００は、メインコンデンサ１３００の出口の流体経路４２００ｈ上にスプリッタＴ形継手４２１２を含む。[４２００Ｇ／Ｋとはなにか]スプリッタＴ形継手４２１２は、流体経路４２００ｉを介して第２の流体の約３分の１をトリムコンデンサ１２００ｂに逸らし、第３の流体から熱を取り戻す。トリムコンデンサ１２００ｂの出口で、第２の流体の約３分の１が、約２７．４℃の温度を有すると想定される。 第２の回路４２００は、スプリッタＴ形継手４２１２から上下流の流体経路４２００ｈ上に追加のスプリッタＴ形継手4４２１３を含んでよい。スプリッタＴ形継手４２１３は、トリムコンデンサ１２００ｂから出る第２の流体の約３分の１が、第２の流体の残りに結合できるようにする。スプリッタＴ形継手４２１３で、第２の流体の約３分の１は、第２の流体の残りの３分の２に再結合する。融合した第２の流体は、スプリッタＴ形継手４２１３で約２６．４℃の温度を有することがあると想定される。融合された第２の流体は、次いでともに流体経路４２００ｅ、４２００ｍを、第２の回路４２００の出口に向かってたどる。

いくつかの実施形態では、第３の回路４３００は、大気サブクーラー交換機１２００ａまたはトリムコンデンサ１２００ｂを含んでいない。むしろ、第３の回路４３００は、ＩＴデータセンター全体を冷却するように構成されるトリムチラーを含む。

一実施形態では、第２の回路４２００は、１つの冷却モードだけ、つまり上述された簡略フリークーリングモードまたは機械圧縮冷却モードのどちらかだけを排他的に有してよい。

別の実施形態では、第２の回路４２００は、互いに交互に起こる冷却モードの両方ともを有してよい。たとえば、第２の回路４２００は、湿球温度が、閾値温度、たとえば１７．２℃であるまたはそれ未満であるときに簡略フリークーリングモードに切り替わり、いったん湿球温度が閾値温度を超えると、機械圧縮冷却モードに切り替わる。

他の実施形態では、２つの冷却モードは多と協調し、第２の回路４２００は、両方の冷却モードで並行して動作してよい。これらの実施形態では、簡略フリークーリングモードはつねにオンであり、したがって簡略フリークーリングモードは、湿球温度に関係なくアクティブなままである。他方、機械圧縮冷却モード、たとえば第３の回路４３００は、湿球温度が閾値、たとえば１７．２℃を超えるとき等、簡略フリークーリングモード単独で、閾値温度、たとえば１８．９℃でまたはそれ未満に第２の流体を維持できないときにだけ起動される。これらの実施形態では、湿球温度がその閾値温度で、またはその閾値温度未満であるとき、第２の回路４２００は、冷却用の大気だけに依存する。湿球温度がいったんその閾値温度を超えて達すると、第３の回路は起動され、閾値温度を超える湿球温度に比例して冷却容量を生じさせるように制御される。第３の回路４３００は、ユーザの介入なしに自動的にオンおよびオフにすることができると想定される。たとえば、大気サブクーラー交換機１２００ａは、湿球温度がその閾値温度を越すと、自動的にアクティブまたはイナクティブになる。

統計的に、冷却システム４０００は、動作時間の約９５%の間、もっぱら簡略フリークーリングモードで動作する。機械圧縮冷却モードは、動作時間の約５%の間オンになる。湿球温度が約１８．３℃である地理的地域では、冷却システム４０００は、実質的に一年中簡略フリークーリングモードでもっぱら運転し、動作時間の０．０４％未満の間、機械圧縮冷却モードをオンにする。地域が約２０．６℃の湿球温度を有する場合、機械圧縮冷却モードは、動作時間の約３%アクティブである。これらの状況では、先行技術におけるような、従来の大型の特大冷却電気インフラは、その動作時間の約４０から６０％の間機械圧縮サイクルに依存し、したがって冷却システム４０００のはるかに高い運営費を生じさせる。

第２の回路４２００に加えて、第４の回路４４００が、第１の回路４１００と熱交換を実行してもよい。具体的には、第４の回路４４００は、冷媒液体受器４１２８で第１の回路４１００とインタフェースを取り、冷媒液体受器４１２８で、第４の回路４４００は、第４の回路４４００を通って流れる第４の流体を介して第１の流体を凝縮し、冷却する。冷媒液体受器４１２８は、第１の回路４１００と第４の回路４４００の両方に熱的に結合される蒸発器である、サブクーラーコイル４１２９を有する。

第４の回路４４００は、第４の流体、および４の回路４４００から第２の回路４２００に熱を伝達するサブクーラーコンデンサ１３００ａを圧縮するように構成されるサブクーラー圧縮機４４１０を含む。サブクーラー圧縮機４４１０とサブクーラーコンデンサ１３００ａの両方とも、冷媒液体受器４１２８のサブクーラーコイル４１２９に流体結合される。

第４の回路４４００は、受器サブクーラーコイル４１２９から圧縮のためにサブクーラー圧縮機の吸引側に第４の流体を運ぶ流体経路４４００ａ、サブクーラー圧縮機４４１０からサブクーラーコンデンサ１３００ａに圧縮された第４の流体を運ぶ流体経路４４００ｂ、およびサブクーラーコンデンサ１３００ａから、第４の流体を膨張させ、膨張した第４の流体をサブクーラーコイル４１２９に提供する熱膨張弁４４２０に第４の流体を運ぶ流体経路４４００ｃを含む。

いくつかの実施形態では、第４の回路４４００は、冷媒液体受器４１２８によって検出される状態に基づいて自動的にオンおよびオフにされる。たとえば、第４の回路４４００は、冷媒液体受器４１２８によって検出される液面が所定の閾値よりも下がると、アクティブになる。具体的には、第４の回路４４００は、低液面が検出されるときに液面制御装置４１２７によって発生する警報信号に応えて起動されてよく、液面が所定の閾値に達するとイナクティブになる。さらに、第４の回路４４００は、冷媒液体受器４１２８によって検出される第１の流体の温度にも警戒してよい。たとえば、第４の回路４４００は、第１の流体の温度が所定の閾値を超えるとアクティブになり、温度が所定の閾値に、または所定の閾値よりも下がると、イナクティブになる。

第２の回路４２００は、サブクーラーコンデンサ１３００ａで第４の回路４４００から熱を取り除く。いくつかの実施形態では、第２の回路４２００は、流体経路４２００ｄ上でスプリッタＴ形継手４２０５を含む。スプリッタＴ形継手４２０５は、第２の流体の小さな部分、つまり約５
ｇｐｍを、第２の流体のその小さな部分が第４の回路４４００から熱を抽出するサブクーラーコンデンサ１３００ａの入口に逸らす分割経路４２００ｂを含む。第２の流体の残りの逸らされていない部分は、メインコンデンサ１３００まで流体経路４２００ｄをたどり、第１の回路から熱を取り除く。

第２の回路４２００は、流体経路４２００ｅ上に別のスプリッタＴ形継手４２１５も含んでよい。スプリッタＴ形継手４２１５は、サブクーラーコンデンサ１３００ａの出口から戻された第２の流体の小さな部分を、流体経路４２００ｅに運び、第２の回路４２００の出口に向かって進む第２の流体の残りに結合する分割分岐４２００ｃを有する。一実施形態では、スプリッタＴ形継手４２１５での第２の流体の温度は、第４の回路４４００がアクティブであるとき、つまりサブクーラーコンデンサ１３００ａがオンであるとき約２６．４℃であり、第４の回路４４００がイナクティブであるとき、つまりサブクーラーコンデンサ１３００ａがオフであるとき約２６．７℃である。

密結合冷却システム４０００は、モジュラーデータポッドの補助エンクロージャ内に設置されてよく、高湿球温度用途でモジュラーデータポッドのデータエンクロージャ内部でチラーレス冷却を提供してよい。たとえば、それぞれ図２Ａから図２Ｄ、および図２Ｆから図２Ｇの専用の密結合冷却システム５２５、６２６、７２７、８２８、１０２０、および８２８’は、図６の密結合冷却システム４０００を含んでよい。

冷却システム４０００は、冷水システム、チラー設備、または直接膨張冷却システム等の従来の冷却システムに優る多くの重要な優位点を有する。第１に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりもはるかに機械的に支援されない冷却インフラを必要とする。冷却システム４０００は、必要とされるときだけ、機械支援冷却インフラのその使用を増加する。具体的には、冷却システム４０００は、たえず運転する２つの基本回路、つまり第１の回路４１００および第２の回路４２００、および２つのバックアップ回路、つまり必要なときだけ運転する第３の回路４３００および第４の回路４４００を有する。具体的には、第３の回路４３００は、湿球温度が閾値温度を超えているときだけアクティブであり、第４の回路４４００は、第１の流体液面が低い、または第１の流体温度が一定の閾値を超えているときだけアクティブである。２つのバックアップ回路は、たとえば動作時間の約１０から２０％等、必要なときだけ動作するので、冷却システム４０００は全体的に、従来の冷却システムよりも機械支援冷却インフラに依存しない。

第２に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも故障しにくい。具体的には、冷却システム４０００は、従来の冷却システムではよく起こる全システム転換プロセスを完全に回避する。全システム転換プロセスは、あるシステムを停止し、もう１つのシステムを起動することによって２つのシステムの間で切り替わり、通常は、従来の冷却システムがフリークーリングシステムと機械冷却システムとの間で切り替わるときに起こる。全システム転換プロセスは、危険であり、故障しやすい。他方、冷却システム４０００は、全システムオーバープロセスを回避する。冷却システム４０００では、基本回路およびバックアップ回路は無関係ではあるが、互いに協調して運転する。基本回路４１００および４２００は、バックアップ回路４３０および４４００の状態とは関係なく、連続的に運転する。バックアップ回路４３００および４４００は、必要なときにだけオンになる。したがって、冷却システム４０００は、全システム転換プロセスでの呼称を回避し、従来の冷却システムよりも安全な手法である。

第３に、近接システム４０００は、従来の冷却システムよりも高湿球温度に対して高い公差を有する。従来の冷却システムは、一般に、湿球温度が１０°を超えるとき、非常に高い運用費を有する。たとえば、従来の冷却システムがフリークーリングモードで生き残ることができる最大湿球温度は、約１０℃である。湿球温度が１０℃を超えるとき、従来の冷却システムは、フリークーリングシステムから機械冷却システムに切り替わり、ＩＴデータセンターに十分な冷却を提供しなければならない。１０℃を超える約０．５℃ごとに、機械冷却システムは、９１トンの追加の冷却容量を生じさせなければならず、これは従来の冷却システムに、追加の冷却容量を生じさせるほど十分な電力の獲得を要求する。他方、本開示の冷却システム４０００は、高湿球温度に対してより優れた公差を有する。冷却システム４０００がフリークーリングモードで生き残ることができる最大湿球温度は、約１７．２℃であり、従来の冷却システムの最大湿球温度よりもはるかに高い。いったん湿球温度が１７．２℃を超えると、冷却システム４０００は機械圧縮冷却モードに切り替わる。１７．２℃を超える０．５℃ごとに、機械圧縮冷却モードは、１３トンの追加の冷却容量を生じさせ、これは、同様に、従来の冷却システムよりもはるかに少ない電力を消費する。高湿球温度に対するその高い公差のために、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも、たとえばラックあたり４０
ｋＷ等の高密度ＩＴデータセンターにより適している。

第４に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりもよりエネルギー効率が優れている。冷却システム４０００は、ＩＴデータセンターを冷却するのを支援するために大気に依存する簡略フリークーリングモードを有することによってエネルギー節約を最大限にする。簡略フリークーリングモードでは、冷却システム４０００は、たとえば、従来の冷却システムに電力を提供するために要するものよりも１５％少ない限られた電力を消費する。さらに、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンターでの負荷の関数としてその電力消費量を動的に調整する。負荷が増加するにつれて、冷却システム４０００はその電力消費量レベルを増加し、２つの基本回路での流量の増加を生じさせる、および／または同様に負荷増加を補償するためにより多くの冷却容量を生じさせるバックアップ回路の一方または両方を起動させる。対照的に、負荷が減少するにつれ、冷却システム４０００は、同様に冷却容量のその出力を削減するその電力消費量レベルを減少する。

第５に、冷却システム４０００は、典型的な冷却システムよりも、ＩＴデータセンターのサイズにより拡張可能であり、より容易に配備できる。たとえば、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンターの完全範囲をカバーする全体として配備されなければならない典型的な冷却システムとは対照的に、ＩＴデータセンターの特定の目標とされる場所でモジュール式で配備できる。そのモジュール性のため、冷却システム４０００は、ＩＴデータセンター内の特定の場所を目標とし、冷却を必要としない場所を避ける。また、そのモジュール性のため、冷却システム４０００は、典型的な冷却システムが配備することができない既存の冷却システムおよび改造冷却システムに配備できる。さらに、Ｉｔデータセンターに配備される冷却システム４０００の数は、たとえば、ＩＴデータセンターの縮小または成長等の動的な変化に従って拡大縮小されてよい。

最後に、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりも低い総費用を有する。たとえば、冷却システム４０００は、相対的に低い当初の資本金、および保守を必要とする。さらに、そのエネルギー効率のため、冷却システム４０００は、低い運営費を有する。その結果、冷却システム４０００は、従来の冷却システムよりもより費用効果が高い。高湿球温度に対するその高い公差に加えてその全体的な低費用のため、冷却システム４０００は、たとえばラックあたり４０
ｋＷ等の高密度ＩＴデータセンターに対する最適冷却選択肢となる。

したがって、制御戦略は、迂回制御弁、温度センサおよび圧力センサ、ならびに受器安全装置および圧力調節装置を活用する、近接システム圧力および流量公差を可能にするために利用される。この制御戦略はリアルタイムであり、すべての構成部品の動的な制御と相関的である。この制御戦略は、ラックサーバのリアルタイムの個別負荷およびコンピュータ負荷に基づいて密接結合冷却をよりうまく容易にするために、ＩＴサーバからのフィードバックを組み込む。

専用密結合冷却システム（たとえば、５２５）の利点の１つは、それらがモジュラーデータポッドに入れられる異なるサーバによって生じる異なる熱負荷に適応できるという点である。その結果、専用密結合冷却システムは、効率的に動作できる。対照的に、データセンターおよびデータポッドモジュール用の従来の冷却システムは、通常、ある特定のコンピュータデザインのための最悪条件のために設計され、その最悪条件で動作する。また、従来の冷却システムは、最大の熱負荷のデータモジュールに従ってすべてのデータポッドモジュールを冷却する。

図７は、モジュラーデータポッド用の専用密結合ハイブリッド冷媒冷却式の冷却システムおよび水冷式の冷却システムの概略図である。
図７の例示的な実施形態では、冷却システム２０００は、図２Ａのモジュラーデータポッド５０に適用されているとして示されている。冷却システムは、３つの独立した個別ポンプ式の冷媒冷却コイル回路を含む。チラーレス動作用の専用密結合冷却システム５２５は、図２Ａに関して上述されたように、補助エンクロージャまたはコンパートメント５１５の内部に収容される。専用密結合冷却システム５２５は、３つのサブクーリング回路２０１１、２０１２、および２０１３を含む。サブクーリング回路２０１１、２０１２、および２０１３は、それぞれ図６の冷却システム４０００に類似している。サブクーリング回路２０１１、２０１２、および２０１３は、それぞれ第１の冷却回路２１００、第２の冷却回路２２００、および第３の冷却回路２３００をそれぞれ含む。図６に関して上述されたように、湿球温度が所定の湿球温度限度である、または所定の湿球温度限度を超えている場合、第２の流体回路２２００は、第１の冷却回路２１００を通って流れる第１の流路をサブクールするための動作に入れられる。第２の流体回路２２００の動作は、１つまたは複数の圧縮機２２００、およびサブクーラーコンデンサ１２００ａ、および蒸発サブクーラー１２００ｂ、および１つまたは複数のポンプ２１０に入口で安定した液面を提供するように設計される冷媒流体受器２１３０の動作を含む。

第１の回路２０１１は、それぞれサーバラック５０１から５０５の後部５０１ａから５０５ａに隣接して、一時冷却鉛直コイル５３１から５３５を含む。一次鉛直コイル５３１から５３５は、第１の冷媒冷却ガス供給接続ヘッダ２１０１ａを介して冷媒ガス流体供給経路２１００ａと流体連通する。冷媒ガスは、一次鉛直コイル５３１から５３５を通過して、それぞれサーバラック５０１から５０５を冷却する。冷媒ガスは、次いで図５に関して上述された電子機器および流体戻り通路２１００ｂと流体連通する冷媒冷却ガス戻り接続ヘッダ２０１１ｂに放出される。

第２の回路２０１２は、図３に明示的に示されていない追加の（Ｎ＋１）鉛直冷却コイル２３、２４および２５を加えて、図３のモジュラーデータポッド１０に関して上述された（Ｎ＋１）に次冷却鉛直コイル２１および２２を含む。二次鉛直コイル２１から２５は、第１の冷媒冷却ガス供給接続ヘッダ２０１２ａを介して冷媒ガス流体供給経路２１００ａと流体連通する。二次鉛直コイル２１から２５は、第１の冷媒冷却ガス供給接続ヘッダ２１０２ａを介して冷媒ガス流体供給経路２１００ａと流体連通する。冷媒は、一般に、サーバラック５０１から５０５の近傍に配置され、それぞれサーバラック５０１から５０５を冷却する二次鉛直コイル２１から２５を通過する。冷媒ガスは、次いで図５に関して上述された電子機器および流体戻り通路２１００ｂと流体連通する冷媒冷却ガス戻り接続ヘッダ２０１１ｂに放出される。冷媒ガスは、次いで、図５に関して上述された電子機器および流体戻り経路２１００ｂと流体連通する冷媒冷却ガス戻り接続ヘッダ２０１２ｂに放出される。

同様に、第３の回路２０１３は、図３に関して上述されたように、空気循環装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃを通って循環する空気の追加の冷却のために置かれる第３の冷却コイル３０等の１つまたは複数の（Ｎ＋２）冷却コイルを含む。同様に、第３の冷却コイル３０は、第１の冷媒冷却ガス供給接続ヘッダ２１０３ａを介して冷媒ガス流体供給経路２１００ａと流体連通する。冷媒ガスは、一般にサーバラック５０１から５０５の上方に配置され、それぞれサーバラック５０１から５０５を冷却する第３の冷却コイル３０を通過する。冷媒ガスは、次いで、図５に関して上述された電子機器および流体戻り経路２１００ｂと流体連通する冷媒冷却ガス戻り接続ヘッダ２０１３ｂに放出される。

一般に、初期構成では、第１の冷却回路２０１１は、一次冷却コイル冷却水供給接続２３１１ａを介して、一次鉛直冷却コイル５３１から５３５と、および冷却水供給ヘッダ２１５２ａに流体連通し、一時冷却コイル冷却水供給接続２３１１ａは、第１の低温供給経路２３１０ａと、および第１の高温戻り経路２３１０ｂと流体連通する一次冷却コイル冷却水戻り接続２３１１ｂを介して流体連通する。一次冷却コイル冷却水戻り接続２３１１ｂは、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂと流体連通する。冷却水供給ヘッダ２１５２ａは、第２の冷却水供給ヘッダ２１５１ａとも流体連通してよい。同様に、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂも、第２の冷却水戻りヘッダ２１５２ｂと流体連通してよい。

モジュラーデータポッド５０内部の熱負荷が増加するにつれて、二次（Ｎ＋１）鉛直冷却コイル２１から２５が設置でき、第２の冷却回路２０１２は、第１の低温供給経路２３１０ａと流体連通する第２の冷却コイル冷却水供給接続２３１２ａを介して、および第１の高温戻り経路２３１０ｂと流体連通する第２の冷却コイル冷却水戻り接続２３１２ｂを介して、二次鉛直冷却コイル２１から２５に、および冷却水供給ヘッダ２１５２ａに接続される。第２の冷却コイル冷却水戻り接続２３１２ｂは、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂと流体連通する。

モジュラーデータポッド５０内部の熱負荷が増加するにつれて、その１つまたは複数の第３の（Ｎ＋２）冷却コイル３０が設置され、第３の冷却回路２０１３は、第１の低温供給経路２３１０ａと流体連通する第３の冷却コイル冷却水供給接続２３１３ａを介して、および第１の高温戻り経路２３１０ｂと流体連通する第３の冷却コイル冷却水戻り接続２３１３ｂを介して、その１つまたは複数の第３の冷却コイル３０に、および冷却水供給ヘッダ２１５２ａに接続される。第３の冷却コイル冷却水戻り接続２３１３ｂは、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂと流体連通する。

図７の詳細７Ａは、供給ヘッダ２１５１ａが、物理的にループまたは管曲げ２１５１’ａで設置され、還水機能を提供するために、代替供給ヘッダ２１５２ａに比較してより長い総長を提供することを示す。

同様に、戻りヘッダ２１５１ｂは、物理的にループまたは管曲げ２１５１’ｂで設置され、還水機能を提供するために、代替戻りヘッダ２１５２ｂに比較してより長い総長を提供することを示す。

したがって、それぞれ第１の冷却回路、第２の冷却回路、および第３の冷却回路２０１１、２０１２、２０１３は、熱負荷に応じて、単一の個別のモジュラーデータポッドで段階的にまたは必要に応じて設置し、動作できる。台の冷却システムおよび第３の冷却システム２０１２および２０１３が使用されないとき、流体受器４１２８内の第４の流体のすべてまたは一部は、気相状態および衝撃に従って変化してよい。

第３の冷却剤冷却コイル回路２０１１、２０１２、および２０１３は、Ｒ−１３４ａ（つまり、１，１，１，２−テトラフルオロエタン）冷媒を使用してよい。他の実施形態では、回路の内の１つまたは複数が、当業者にとって既知の他の冷媒を使用してよい。各回路は、二次ポンプまたは冗長ポンプも含んでよい。

図７は、水冷式コンデンサ１３００も示す。他の実施形態では、冷却システムは、空冷式コンデンサまたは他のタイプのコンデンサを使用できる。各コンデンサ回路は、エネルギー効率の優れた制御装置を含み、冷媒回路および冷却水回路を維持し、最適化し、管理する。冷却システムの冷水側は、たとえば空冷式システム、冷却塔、流体クーラー、グリコール水冷式システムおよび地熱システム等の、熱を拒絶するための任意の媒体を使用できる。

冷媒温度の制御および調節は、所与の設定点に基づいて液体冷媒の温度を調節する、水調節弁によって管理される。冷却システムは、モジュラーデータポッドの内部状態を監視し、内部温度および特定のラック負荷要件に基づいて、冷却システムの出力を調節する制御論理回路を含む。脱イオン水回路または冷媒回路は、それぞれ冗長なポンプを含む。ポンプは、駆動ＶＦＤであり、多様な制御戦略に従って制御される。制御戦略は、クラウドコンピューティング技術に従ってサーバ場所およびラック場所で需要負荷を組み込んでよい。

図８は、たとえば脱イオン水（非導電）水等の流れを示す、モジュラーデータポッド５０に適用される、専用密結合水冷式冷却システム２４００の例示的な実施形態の概略図である。水冷式冷却システム２４００は、モジュラーデータポッド５０の補助エンクロージャ５５の内部に設置される、３つの独立した個別ポンプ式の脱イオン水冷却コイル回路２４０１、２４０２、および２４０３を含む。図８の回路は、図７の専用密結合冷却システム２０００が、ここで、熱交換器を含む専用密結合冷却システム２４００によって置き換えられ、図８の冷却システム２４００が、補助エンクロージャ５１５内に収容される専用外部チラースキッド２４５０と流体連通する脱イオン水水源（不図示）をさらに含む点を除き、図６の回路に類似している。専用外部チラースキッド２４５０は、第１の機械支援チラー２４５１、および冗長な第２の機械支援チラー２４５２を含むとして示される。 冷却コイル回路２４０１、２４０１、２４０３のそれぞれは、脱イオン水側２４２０ａおよび冷却水側２４２０ｂを有する熱交換器２４２０を含む。脱イオン水側２４２０ａでは、脱イオン水は、補助エンクロージャ５１５の内部に位置する脱イオン冷却水供給管路２４０３ａを介して熱交換器２４２０から放出される。脱イオン冷却水供給管路２４０３ａは、共通のポンプ吸引ヘッダ２４３０を有する冗長なポンプ２４３１および２４３２を含む。モジュラーデータポッド５０から戻る加熱された水は、脱イオン冷却水戻り管路２４０３ｂを介して熱交換器２４２０に戻され、脱イオン冷却水戻り管路で、熱は熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａと、熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂとの間で交換される。

熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂは、第１の冷却水供給管路２４１０ａ１を介して冷却水供給ヘッダ２１５２ａと流体連通する。また、熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂも、第１の冷却水戻り管路２４１０ｂ１を介して冷却水戻りヘッダ２１５１ｂと流体連通する。図７に関して上述されたのと同様に、冷却水供給ヘッダ２１５２ａは、第２の冷却水供給ヘッダ２１５１ａとも流体連通してよい。同様に、冷却水戻りヘッダ２１５１ｂも、第２の冷却水戻りヘッダ２１５２ｂと流体連通してよい。

機械支援チラー２４１および２４２は、膨張タンク２４６０と流体連通する第１の脱イオン水冷水供給および戻り管路２４６１を介して共通ポンプ吸引ヘッダ２４３０と流体連通する。機械支援チラー２４５１および２４５２は、膨張タンク２４６０から交互に脱イオン水を引き出して、機械支援チラー２４５１および２４５２の動作の冷却段階の間に熱を取り除き、冷却された脱イオン水を膨張タンク２４６０およびポンプ吸引ヘッダ２４３０に排出する。

当業者は、脱イオン冷水の供給および戻りが第１の冷水供給および戻り管路２４６１を介して交互の順序で発生するとして示されているが、脱イオン冷水供給および戻りが、機械支援チラー２４５１および２４５２と、共通ポンプ吸引ヘッダ２４３０との間の別々の供給管路および戻り管路を介しても達成できることを認識する。その場合、機械支援チラースキッド２４５０は、連続冷却運転モードのために、別個のポンピング能力（不図示）ならびに別個の供給管路および戻り管路（不図示）を含む。

図５の密結合冷却システム２０００に関して上述されたように、第１の冷却回路２４０１の脱イオン冷却水供給管路２４０３ａは、モジュラーデータポッド５０の中に概して伸び、一次冷却コイル５３１から５３５と流体連通する第１の供給接続ヘッダ２１０１ａと流体連通する。冷媒ガスを輸送する代わりに、第１の供給接続ヘッダ２１０１ａは、ここで一次冷却コイル５３１から５３５を通って脱イオン水を輸送し、一次冷却コイルは、同様に、ここで加熱された脱イオン水を、脱イオン冷却水戻り管路２４０３ｂと流体連通する第１の戻り接続ヘッダ２１０１ｂに放出する。

上述されたように、脱イオン冷却水戻り管路２４０３ｂは、熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａに熱を輸送する。熱交換器２４２０の冷却水側２４２０ｂ上での冷却水の流れは、第１の冷却回路２４０１の脱イオン冷却水供給管路２４０３ａでの温度に応じて作動される温度制御弁または流量制御弁によって制御される。

同様に、第２の冷却回路２４０２の脱イオン冷却水供給管路２４０３ａは、モジュラーデータポッド５０の中に概して伸び、二次冷却コイル２１から２５と流体連通する第２の供給接続ヘッダ２１０２ａと流体連通する。再び、冷媒ガスを輸送する代わりに、第２の供給接続ヘッダ２１０２ａは、ここで第２の冷却コイル２１から２５を通って脱イオン水を輸送し、第２の冷却コイルは、同様に、ここで加熱された脱イオン水を、脱イオン冷却水戻り管路２４０３ｂと流体連通する第１の戻り接続ヘッダ２１０１ｂに放出する。再び、脱イオン冷却水戻り管路２４０３ｂは、熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａに熱を輸送する。

また、第３の冷却回路２４０３の脱イオン冷却水供給管路２４０３ａは、モジュラーデータポッド５０の中に概して伸び、二次冷却コイル２１から30と流体連通する第２の供給接続ヘッダ２１０２ａと流体連通する。再び、冷媒ガスを輸送する代わりに、第３の供給接続ヘッダ２１０３ａは、ここで１つまたは複数の第３の冷却コイル３０を通って脱イオン水を輸送し、第３の冷却コイルは、同様に、ここで加熱された脱イオン水を、脱イオン冷却水戻り管路２４０３ｂと流体連通する第３の戻り接続ヘッダ２１０１ｂに放出する。再び、脱イオン冷却水戻り管路２４０３ｂは、熱交換器２４２０の脱イオン水側２４２０ａに熱を輸送する。

図６に関して上述されたのと同様に、湿球温度が所定の限度である、または所定の限度を超える場合、機械支援チラー２４５１および２４５２の内の１つまたは両方は、冷却回路２４０１、２４０２、および２４０３の内の１つまたは複数を通って流れる脱イオン水をサブクールするために作動される。

したがって、それぞれ第１の冷却回路、第２の冷却回路、および第３の冷却回路２４０１、２４０１、および２４０３は、その１つまたは複数のモジュラーデータポッドの初期設置後の特定のときの熱負荷要件に応じて、単一の個別のモジュラーデータポッドで段階的にまたは必要に応じて設置し、動作できる。

熱遮断も、空冷式コンデンサまたは他のタイプのコンデンサを使用して達成できる。システムの冷水側２４２０ｂは、冷却された空気、冷却塔、流体クーラー、グリコール水、および地熱等の熱を遮断するための任意の媒体を含むことがある。回路は、冗長なポンプを有することがある。脱イオン水ループ温度の制御および調節は、熱交換器の低温側に位置する調節弁の制御によって管理される。調節弁２４１５は、所定の設定点に基づいて開閉される。システムは、モジュラーデータポッドの内部状態を監視し、内部温度および特定のラック負荷要件に基づいて、冷却システムの出力を調節する制御論理回路を含む。携帯式脱イオン水および膨張タンクは、必要に応じて冷却システムに水を提供するために使用される。

このようにして、データポッドは、脱イオン水冷却コイルまたは冷媒冷却コイルのどちらかを使用できる。コイルの各セットは、（高需要を満たすために）縦一列で、または冗長なバックアップ回路として使用できる個別回路を有する。たとえば、データポッドは、通常の状態にはコイルの主要セットを使用し、他の状態にはコイルの１つまたは複数の補足セットを使用できる。

図９から図１１は、いくつかの違いがある、図３の一般的なモジュラーデータポッド１０に類似するモジュラーデータポッド８０”を示す。図３に関して上述された一般的なモジュラーデータポッド１０に比較すると、図９に示されるモジュラーデータポッド８０”は、追加の「Ａフレーム」冷却回路２６０１を含む。一実施形態では、「Ａフレーム」冷却回路２６０１は、図１２および図１３に関して後述される第１の冷却サイクルスキッド３００１から供給されるクーラントを含む。「Ａフレーム」冷却回路２６０１は、図９に示される空気循環装置指示構造８１６と連結して、図１０に示される冷却コイル３４０１ａ−ｃおよび３５０２ａ−ｃから部分的に形成される、「Ａフレーム」熱交換器アセンブリ３４００を有する。

図９を参照すると、空気循環装置指示構造８１６は、以下の方向で空気の循環を誘発するように構成され、置かれる、空気循環装置８１６ａ、８１６ｂ、および８１６ｃを含む。コールドアイル８００２’内の冷気は、各サーバラック８０３ａまたは８０７ｃ’の上部からサーバラックの底部に下方に流れる。空気が、サーバラック、たとえば８０３ａ’の上の、サーバ、たとえば８１３ａ’を通過した後、空気は熱交換器３２１４ａを横切って通過し、次いでサーバラック、たとえば８０３ａ’と外部壁部材１０８３’との間に位置するホットアイル８００１’に進入する。その後、空気は、第３の容積８００３’の中に上方に循環し、１つの循環サイクルを完了する。空気は、次いで、上述されたのと同じ順序で「Ａフレーム」熱交換器アセンブリ３４００を通って再循環する。

モジュラーデータポッド８０”は、図１２および図１３に関して後述されるように、第１の流体回路２０７１の部分である流体供給経路２７０１ａおよび２７０２ａ、ならびに第２の流体回路２７０２の部分である流体戻り経路２７０２ａおよび２７０２ｂを含む、支持構造８０００’上で支えられる。

モジュラーデータポッド８０”は、サーバラック、たとえば８０３ａ’および８０７ｃ’の上方に例示的に取り付けられるケーブルトレイ３４０も含む。一実施形態では、モジュラーデータポッド８０”は、専用電源、たとえばデータポッドエンクロージャ１０８”の下端部８１１’に位置する１つまたは複数の電池８３２を含む。

図９に示されるように、外部壁部材１０８３’および１０８７’は、エンクロージャ１０８”の上端部８１１で開口８１２’を画定する。データポッドカバリング部材８１２が、開口８１２’を実質的に覆うように構成され、置かれる。

図１０は、モジュラーデータポッド８０”の上部平面図である。モジュラーデータポッド８０”は、モジュラーデータポッド８０”がそれぞれの外部壁部材１０８１’から１０８８’に沿ってより少ない量のサーバラックを含む点を除き、図２Ｇのモジュラーデータポッド８０”とほぼ同一である。たとえば、細長い外部壁部材１０８３’は、サーバラック８０３ａ’から８０３ｃ’を含み、第２の端部８８’ｂは、２つのサーバラック８０４’および８０６’を含む。サーバラックは、図１０に示されるような「Ｕ」形、または他の形状で配列されてよい。

モジュラーデータポッド８０”は、それぞれサーバラック８０３ａ’、８０３ｂ’、８０３ｃ’、および８０４’の上方に取り付けられる第１の熱交換器３１０１ａから３１０１ｄも含む。また、モジュラーデータポッド８０”は、それぞれサーバラック８０７ｃ’、８０７ｂ’、８０７ａ’、および８０６’の上方に取り付けられる第２の熱交換器３１０２ａから３１０２ｄも含む。

図１１は、モジュラーデータセンターポッド８０”の中央アイル８５０の下方に置かれ、空気流をサンプ８５２を通って鉛直に上方に押しやるように構成される空気循環装置８１６ａおよび８１６ｂを示すモジュラーデータセンターポッド８０”の下部平面図である。ケーブルトレイ３４０は、サーバラック８０３ａ’から８０３ｃ’、８０６’および８０７ａ’から８０７ｃ’の上方の、概して「Ｕ形状の」構成を示す。

一実施形態では、図１２から図１３に示されるように、モジュラーデータセンターポッド８０”は、２つの「Ａフレーム」冷却回路２６０１、２６２を含んでよい。明確にすするために、奇数の参照数字は、第１の冷却回路２６０１に含まれる構成部品を指し、偶数番号の参照数字は、第２の冷却回路２６０２に含まれる構成部品を指す。冷却回路２６０１および２６０２の設置および動作は、同時に起こる必要はない。

２つの冷却回路２６０１、２６０２は、それぞれ第１の冷却サイクルスキッド３００１、および第２の冷却サイクルスキッド３００２から供給されるクーラントを受け取る。

図１３に示されるように、各冷却回路２６０１、２６０２は、それぞれ第１の流体回路２７０１、２７０２を含む。第１の流体回路２７０１および２７０２は、Ｒ１３４ａまたは類似する冷媒を活用する蒸発器回路であり、一実施形態では、データセンターアセンブリ１０または１０’の多様な熱交換器と熱流体連通する。

図１２に戻ると、第１の流体回路２７０１、２７０１のそれぞれは、流体供給経路２７０１ａ、２７０２ａ、および流体戻り経路２７０１ｂ、２７０２ｂを含み、その両方とも、熱交換器へおよび熱交換器から流体または冷媒を運ぶことによって、熱交換器、たとえば３１０１ａから３１０１ｎと流体連通する。熱交換器、たとえば３１０１ａから３１０１ｎは、負荷の点で密結合冷却を提供するためにＩＴデータセンター内のＩＴサーバまたはＩＴラックに近接して設置される。

第１の流体供給経路２７０１ａは、小分岐２７０３ａから２７０３ｎを介して第１の熱交換器３１０１ａから３１０１ｎに、小分岐２７０４ａから２７０４ｎを介して第２の熱交換器３１０２ａから３１０２ｎにクーラントまたは冷却流体を運ぶ第１の分岐経路２７０２ａ１を含む。第１の流体戻り経路２７０１ｂは、小分岐２７０５ａから２７０５ｎを介して第１の熱交換器３１０１ａから３１０１ｎから第１の冷却回路２６０１にクーラントを運んで戻し、小分岐２７０６ａから２７０６ｎを介して第２の熱交換器３１０２ａから３１０２ｎからクーラントを運ぶ。

一実施形態では、第１の流体供給経路２７０１ａは、小分岐２７７５ａから２７７５ｎを介して第４の熱交換器３４０１ａから３４０１ｎに、次いで第５の熱交換器３５０２ａから３０２ｎにクーラントを供給する第２の分岐経路２７０２ａ２を含む。クーラントは、小分岐２７７６ａから２７７６ｎを介して第５の熱交換器３５０２ａから３５０２ｎから、分岐経路２７０１ｂ２を介して第１の流体戻り経路２７０１ｂに出る。クーラントは、第４の熱交換器および第５の熱交換器から熱を取り除き、結果的に加熱された流体に変換される。

第２の流体経路２７０２ａから２７０２ｂが、第１の流体経路２７０１ａから２７０１ｂの構造および機能に類似する構造および機能を有して、熱交換器３３０１ａから３３０１ｎ、３２１３ａから３２１３ｎ、および３２１４ａから３２１４を冷却すると想定される。

クーラントが各熱交換器を離れるにつれて、クーラントは熱交換器から熱を吸収し、加熱流体になる。加熱流体は、次いで、冷却のために図１３に示されるメインコンデンサ１３００の入口に送達される。

図１３に示されるように、第１の冷却回路２６０１は、図６の冷却システム１０に類似する冷却システムを含む。第１の冷却回路２６０１の第１の流体供給経路２７０１ａおよび第１の流体戻り経路２７０１ｂは、それぞれ冷却システムの第１の回路１００の第１の供給経路４１００ａおよび第１の戻り経路４１００ｂに結合される。動作中、第１の流体戻り経路２７１ｂは、第１の戻り経路４１００ｂに加熱された流体を運び、第１の戻り経路は加熱流体を、加熱流体が冷却され、凝縮されるメインコンデンサ１３００に送達する。加熱流体を冷却するために、メインコンデンサ１３００は、第２の回路４２００および第３の回路４３００によって支援されてよい。

流体はメインコンデンサ１３００を出た後、流体は、流体の液面および温度が測定される冷媒液体受器４１２８に流れる。液面が低い場合、または温度が高いバイ、サブクーラー圧縮機４４１０およびサブクーラーコンデンサ１３００ａが起動され、液面を上昇させる、および／または流体の温度を下げる。流体は冷媒液体受器４１２８から出た後、流体は、液体冷媒ポンプ４１２０に流、液体冷媒ポンプは、流体、ここではクーラントを第１の流体供給経路２７０１ａに次いでクーラントを送達する流体供給経路４１００ａに汲み上げる。クーラントは、次いで熱交換器、たとえば３１０１ａから３１０１ｎを冷却するために再利用されるだろう。

きわめて高密度の用途（たとえばラックあたり２５ ｋＷを超える）場合、二重コイル（直列の）回路が活用できる。二次コイル（マイクロチャネル）は、最も冷たい冷媒液体を最初に受け取る。このコイルは、（ＩＴラックにすぐ隣接する）一次コイルへの入口温度から約１０°Ｆ低い入口気温を受け取る。マイクロチャネルを離れる液体および部分的な蒸気は、次いで簡略な曲がりくねった単列蒸発器コイルに進入する。この曲がりくねったコイルは、ＩＴラックに最も近い。したがって、曲がりくねったコイルは、最も高温の空気（約１０５°Ｆ）を受け取る。残りの液体は曲がりくねったコイル内で沸きこぼされ、それによって蒸発原理の潜熱の完全熱遮断利点を活用する。コイルの前方には、熱膨張弁または他の圧力計量装置はない。

図１４は、モジュラーデータポッド、たとえば図２Ａから図２Ｇおよび図３から図１３のモジュラーデータポッド１０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、および８０’用の水冷式冷却システム３０００の概略図である。本実施形態では、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ，ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂは、冷却システム３０００用の環境に熱遮断を提供する。ただし、他の実施形態では、他の流体クーラーおよびドライクーラー等の他の伝熱設備が使用できる。冷却システムは、二重冗長管本館および設備（ポンプおよび冷却塔）も含む。

さらに詳細には、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂからの冷却水は、共通の冷却水供給ヘッダ３１１の中に排出する。完全に冗長な、または代わりに半分の容量のポンプ３１０２ａおよび３１０２が、供給ヘッダ３１０１および別々の冷却水供給ヘッダ分岐管路３１０１ａおよび３１０１ｂを介して、冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ，ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂと流体連通し、したがってポンプ３１０２ａは、分岐管路３１０１ａを介して吸水を引き込み、ポンプ３１０２ｂは分岐管路３１０１ｂを介して吸水を引き込む。

冷却システム３０００は、主管、およびモジュラーデータポッドを主管に接続する分岐管上に還水管回路を含む。さらに詳細には、本開示の一実施形態では、第１のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０３ａは、冷却水供給ヘッダ分岐管路３１０１ａと流体連通して、冷却水を１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０に供給する。同様に、第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０３ｂは、冷却水供給ヘッダ分岐管路３１０１ｂと流体連通して、冷却水を１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０に供給する。

冷却水は、モジュラーデータポッド８０の補助エンクロージャ８１８を通過する、それぞれ第１のおよび第２の冷却水供給分岐管路３１０３ａおよび３１０３ｂの部分を介して１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０に供給される。

それぞれ、第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０３ａおよび３１０３ｂは、「Ｕ形状」構成で構成され、置かれ、冷却水システム３０００に還水機能を提供する。

補助エンクロージャ８１８を通過し、その１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０内の設備によって加熱された冷却水は、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１１３ａおよび３１１３ｂの部分を介して冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、およびＣＴ−２Ｂに戻される。第１のおよび第２のモジュラーデータポッド戻り分岐管路３１１３ａおよび３１１３ｂは、それぞれ別々の冷却水戻りヘッダ分岐管路３１１１ａおよび３１１１ｂを介して、それぞれ、共通冷却塔水戻りヘッダ３１１１および冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、およびＣＴ−２Ｂと流体連通する。

同様に、冷却水は、別のモジュラーデータポッド８０の補助エンクロージャ８１８を通過する、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０５ａおよび３１０５ｂの部分を介して１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０に供給される。

それぞれ、第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０５ａおよび３１０５ｂは、「Ｕ形状」構成で構成され、置かれ、冷却水システム３０００に還水機能を提供する。

再び、補助エンクロージャ８１８を通過し、その１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０内の設備によって加熱された冷却水は、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１１５ａおよび３１１５ｂの部分を介して冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、およびＣＴ−２Ｂに戻される。第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１１５ａおよび３１１５ｂは、それぞれ別々の冷却水戻りヘッダ分岐管路３１１１ａおよび３１１１ｂを介して、それぞれ、共通冷却塔水戻りヘッダ３１１１および冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、およびＣＴ−２Ｂと流体連通する。

一実施形態では、追加の網羅―データポッドに対するニーズが高まるにつれて、それぞれ、モジュラーデータポッド８０の補助エンクロージャ８１８を通過する第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０３ａおよび３１０３ｂは、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０３ａ’および３１０３ｂ’として伸張でき、１つまたは複数の追加モジュラーデータポッド８０の追加を可能にする。

それぞれ、第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路伸張部３１０３ａ’および３１０３ｂ’は、「Ｕ形状」構成で構成され、置かれ、冷却水システム３０００に還水機能を提供する。

同様に、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１１３ａおよび３１１３も、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータ戻り冷却水分岐管路伸張部３１１３ａ’および３１１３ｂ’として伸張でき、１つまたは複数の追加モジュラーデータポッド冷却水０の追加を可能にする。

当業者は、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０５ａおよび３１０５ｂ、ならびにそれぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水戻り分岐管路３１１５ａおよび３１１５ｂも、第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路伸張部３１０５ａ’および３１０５ｂ’ならびにそれぞれ第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水戻り分岐管路伸張部３１１５ａ’および３１１５ｂ’と同様に伸張でき、１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０の追加を可能にする。

それぞれ、第１のおよび第２のモジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１０５ａおよび３１０５ｂも、「Ｕ形状」構成で構成され、置かれ、冷却水システム３０００に還水機能を提供する。

還水機能に関する上記説明から理解できるように、冷却塔にモジュラーデータポッドを接続する管回路はの総経路長は、各モジュラーデータポッドに同じである。この還水機能は、回路上の隣接するポッドのシステム停止を必要とすることなく、または隣接するモジュラーデータポッドの動作に影響を与えることなく、モジュラーデータポッドを冷却システムに追加する、または冷却システムから差し引くことを可能にする。事実上、この機能によって、データサイトに、冷却システムの全体的な動作に影響を及ぼさずに、自由自在にモジュラーデータポッドを加えるおよび差し引く柔軟性を可能にする。

本開示の実施形態にかかるモジュラーデータポッド設計のモジュラー機能と相まった還水機能は、相対的に容易にモジュラーデータポッドモジュラーデータポッドの追加、取外し、および再度積み重ねを可能にする。したがって、モジュラーデータポッドは、「ジャストインタイム」で設置できる。また、モジュラーデータポッドは、典型的なデータセンターが経時的に負荷を段階的に行ったよりも少ない先行インフラ作業、ひいては少ない費用を必要とする。

図１５は、高湿球状態がときおり発生する低湿球環境用の冷却システム３０００’の概略図である。冷却システム３０００’は、冷却システム３０００がさらにモジュラーチラー３１５０を含む点を除き、図１４に関して上述された冷却システム３０００と同一である。 冷却システム３０００’は、１つまたは複数の冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、またはＣＴ−２Ｂ、または低湿球状態に対して効果的である他の流体クーラー、および高湿球状態に対して効果的であるモジュラーチラー３１５０を含む。

さらに詳細には、モジュラーチラー３１５０は、それぞれ第１のおよび第２のモジュラーチラー吸引管路３１３１ａおよび３１３１ｂを介して、それぞれ別々の第１のおよび第２の冷却水戻りヘッダ分岐管路３１１１ａおよび３１１１ｂと、ならびにそれぞれ第１のおよび第２のモジュラーチラー排出管路３１２１ａおよび３１２１ｂを介して、それぞれ別々の第１のおよび第２の冷却水供給ヘッダ分岐管路３１０１ａおよび３１０１ｂと流体連通するので、モジュラーチラー３１５０は、１つまたは複数の冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２ＡおよびＣＴ−２Ｂの回りに副管を提供する。

高湿球条件下では、モジュラーチラー３１５０は、それぞれ第１のおよび第２の冷却水供給ヘッダ分岐管路３１０１ａおよび３１０１ｂの中に補足的にクーラー水を注入することによって、モジュラーデータポッド８０の内の１つまたは複数に外部機械支援冷却を提供するために作動される。

冷却システム３０００’は、冷却システムが別個のチラーが水または他の冷却流体を冷却する必要がほとんどまたはまったくなく動作できるように、モジュラーデータポッドハイブに結合できるだろう。

図１６は、モジュラーデータポッド、たとえばモジュラーデータポッド８０が結合される既存の水冷式冷却システムを含む、水冷式冷却システム３１１０の部分の概略図である。モジュラーデータポッド８０は、すべての種類の水冷式冷却システムおよび冷媒冷却式冷却システムから給電されるように設計されてよい。モジュラーデータポッド構造８０は、新しいまたは既存のコンデンサ水、グリコール、地熱、廃水、または冷媒の冷却システムで動作するように設計されてよい。

図１６に示されるように、モジュラーデータポッド８０からの配管は、既存の冷水回路に結合される。特に、既存のチラー水回路は、供給ヘッダ３２０１および戻りヘッダ３２０２を含む。データポッドからの配管は、モジュラーデータポッドが典型的な快適冷却システムよりも高い冷却気温を使用するため、冷水戻り上での冷水回路の「より暖かい」つまり「使用済みの側」に結合されてよい。さらに詳細には、水冷式冷却システム３１１０は、冷水側３１６１ａおよびモジュラーデータポッド側３１６１ｂを有する熱交換器３１６１を含む。冷水側３１６１ａは、熱交換器３１６１冷水供給管路３１６０を介して既存の冷水戻りヘッダ３２０２と流体連通する。冷水戻りヘッダ３２０２からの「使用済みの側」の水は、１つまたは複数の冷水循環ポンプ、たとえばポンプ３１６２Ａおよび３１６２Ｂを介して熱交換器３１６１の冷水側３１６１ａの入口を通って流れる。水がここで熱交換器３１６１の冷水側３１６１ａの入口での水に比較して高温である熱交換器３１６１の冷水側３１６１ａの出口も、ポンプ３１６２Ａおよび３１６２Ｂならびに熱交換器３１６１冷水戻り管路３１６３を介して冷水戻りヘッダ３２０２と流体連通する。

モジュラーデータポッド側３１６１ｂは、モジュラーデータポッド冷水供給ヘッダ３１６５を介して１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０と流体連通する。モジュラーで^田ポッド冷水供給ヘッダ３１６５は、１つまたは複数のモジュラーデータ供給冷水供給ポンプ、たとえばポンプ３１６４Ａおよび３１６４Ｂを介して熱交換器３１６１のモジュラーデータポッド側３１６１ｂと流体連通し、したがって水は熱交換器３１６１のモジュラーデータ供給側３１６１ｂの出口から、モジュラーデータポッド冷水供給ヘッダ３１６５に流れる。１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０は、モジュラーデータポッド８０の補助エンクロージャ８１８を通過するモジュラーデータポッド冷水供給ヘッダ分岐管路３１６６の部分と流体連通する。

補助エンクロージャ８１８を通過し、その１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０内の設備によって加熱された冷却水は、モジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１６７の部分を介して既存の冷水戻りヘッダ３２０２に戻される。モジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１６７は、共通熱交換器モジュラーデータ供給側ヘッダ３１７０を介して熱交換器３１６１のモジュラーデータポッド側３１６１ｂへの入口と流体連通する。

同様に、冷却水は、別のモジュラーデータポッド８０の補助エンクロージャ８１８を通過する、モジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１６８の部分を介して１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０に供給される

再び、補助エンクロージャ８１８を通過し、その１つまたは複数のモジュラーデータポッド８０内の設備によって加熱された冷却水は、モジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１６９の部分を介して熱交換器３１６１のモジュラーデータポッド側３１６１ｂの入口に戻される。また、モジュラーデータポッド冷却戻り分岐管路３１６８は、共通熱交換器モジュラーデータ供給側ヘッダ３１７０を介して熱交換器３１６１のモジュラーデータポッド側３１６１ｂの入口と流体連通する。

モジュラーデータポッド冷却水供給分岐管路３１６８および３１６８も、「Ｕ形状」構成で構成され、置かれ、冷却水システム３１１０に還水機能を提供する。

モジュラーデータポッドには、他の冷却の目的で使用され、冷却製造設備（つまり、チラー）に戻される途中である冷水も供給できる。モジュラーデータポッドは、きわめて高い効率レベルで動作し、制御システムは、システム最適化戦略を組み込み、完全に利用するために修正できる。これらの戦略は、データポッドのエネルギー利用の費用を削減するだけではなく、既存の冷水設備の操業費も削減する。

上記から理解できるように、再び図２Ａから図２Ｇを参照すると、一実施形態では、本開示は、多角形の形状で各壁部材の少なくとも１つの端縁に沿って互いに接して結合される壁部材、およびデータポッドカバリング部材を含むエンクロージャと、エンクロージャ内部に配列され、壁部材の内表面とコンピュータラックの第１の側面との間に第１の容積、およびコンピュータラックの第２の側面から形成される第２の容積を形成する複数のコンピュータラックと、第２の容積、コンピュータラックカバリング部材、および第１の容積を第２の容積に結合する第３の容積を形成するデータポッドカバリング部材を封じ込めるように構成されるコンピュータラックカバリング部材と、第１の容積、第２の容積および第３の容積を通して空気を連続的に循環させるように構成される空気循環装置とを含む、モジュラーデータポッド、たとえば図１Ａのモジュラーデータポッド１０５、図１Ｂのモジュラーデータポッド１０６に関する。

モジュラーデータポッド８０は、データポッドをより容易に配備できるようにする重要な適応性があり、拡張可能、かつ収縮可能な造作を含む。図１７は、データポッドファームの段階的な拡大を示すモジュラーデータポッドハイブ１７００の概略図である。図示されるように、初期段階では、部分的なハイブが配備される。太字のデータポッドは、ポンプ、電気部品、および冷却塔を含む基礎インフラとともの初期段階に配備されるデータポッドである。この初期配備後、より多くのデータポッドおよび関連するサポートシステムインフラが追加されてよい。また、冷却システム用のより多くの冷却塔、ポンプ、および他の設備も、負荷が経時的に増加するにつれて追加できる。

物理的なインフラ本管（つまり、管および電気ケーブル）は、ハイブの一方の側に位置する。この配列によって、ハイブを支持するために必要とされる管の量が削減される。実際の分岐本管（つまり、特定のデータポッド用の環および電気ケーブル）は、各データポッドとともに含まれ、それによって現場で設置される支持分岐本管の量、および現場で支持分岐本管を設置する費用を削減する。これも費用を大幅に削減する。

図１７に示されるように、モジュラーデータポッド８０は、データポッドハイブ１７００、またはデータチェーン１２２、１２４、および１２６に追加、もしくはデータポッドハイブ１７００、またはデータチェーン１２２、１２４、および１２６から除去できる。特に、各モジュラーデータポッド８０は、モジュラーデータポッド８０をデータポッドハイブ１７００に追加できるようにするシステム構成要素を含む。各モジュラーデータポッド８０は、流体回路部および電気回路部を含む補助エンクロージャ８１８を含む。流体回路部および電気回路部は、ＨＶＡＣ管路および電線用導管を含んでよい。補助エンクロージャ８１８のそれぞれに含まれるＨＶＡＣ管路および電線用導管のセグメントは、モジュラーデータポッドチェーン１２２、１２４、および１２６上の既存の、新規の、および将来のモジュラーデータポッドの間で流体および電気のリンクを形成する。

補助エンクロージャ８１８ならびにそのＨＡＶＣ管路および電線用導管は、以前に配備されたモジュラーデータポッドおよび対応する冷却インフラの運用を中断させることなくデータセンターの段階的な拡大を容易にする。たとえば、図１７のモジュラーデータセンターまたはモジュラーデータポッドハイブ１７００の初期配備は、冷却塔１３１ａおよび１３１ｂ、供給管路１１５ａおよび１１５ｂ、戻り管路１２５ａおよび１２５ｂの第１の組、ならびにモジュラーデータポッドモジュラーデータポッド１２２のチェーン等の中央冷却装置を含む中央冷却流体回路を有してよい。モジュラーデータポッド１２２のチェーンの中の各モジュラーデータポッドは、共有された、つまり共通の流体および電気回路部を含む補助エンクロージャ８１８を含む。モジュラーデータポッド１２２のチェーンの中の各モジュラーデータポッド８０は、共有される流体および電気回路部分に結合する、非共有流体および電気回路の少なくとも一部を含むデータエンクロージャ８５も含む。非共有流体および電気回路は、対応するデータエンクロージャ内に含まれる電子機器を冷却するように構成される冷却流体回路を含む。共有流体電気回路部は、直列でともに結合され、共有流体および電気回路１７０５を形成する。共有流体および電気回路１７１５は、第１の端部１７１０で、中央冷却流体回路の流体供給管路１１５ａおよび１１５ｂ、ならびに流体戻り管路１２５ａおよび１２５ｂに結合される。

共有流体および電気回路１７０５は、少なくとも１つの供給管路および少なくとも１つの戻り管路を含む。供給管路および戻り管路は、還水構成で配列されてよい。たとえば、対応する補助エンクロージャ内部に含まれる共有流体および電気回路部のそれぞれは、４つの供給管路セグメントおよび２つの戻り管路セグメントを含んでよい。各モジュラーデータポッド８０の補助エンクロージャ８１８内部のパイプチェースは、二重還水管回路セグメントを含み、管回路の内の１つが故障した場合の冗長性を提供する。これらの回路は、それぞれの新しいモジュラーデータポッドがモジュラーデータポッドチェーンに配備されるにつれて、冷却システムの還水機能を続行する。この機能によって、停止または高価な水システムの平衡の問題なしにモジュラーデータポッドを追加または除去できる。他の実施形態では、モジュラーデータポッドは、（還水本管に対する）直接供給本管、または単一の非冗長本管を含む（たとえば、共通冷却流体回路は、単一の供給管路および単一の戻り管路を含む）。これらのモジュラーデータポッドは、自動平衡、信頼性、および冗長性の問題があまり重大ではない層１型施設で使用できる。

冷却塔の組は、中央冷却流体回路に流体結合され、モジュラーデータポッドの第１のチェーンの冷却要件の少なくとも一部をサポートするように構成される。特に、冷却塔の組は、好ましい環境条件、たとえば好ましい周囲湿球温度で、モジュラーデータポッドのチェーンの冷却要件のすべてをサポートするように構成される。

上述されたように、各モジュラーデータポッドは、データエンクロージャおよび補助エンクロージャ８１８を含む。図１７に示されるように、補助エンクロージャの共有流体および電気回路部は、直列でともに結合され、線形経路を形成する。データエンクロージャは、この線形回路の交互の側面で対応する補助エンクロージャに結合される。データエンクロージャは、線形経路の同じ側面上の隣接するデータエンクロージャが、人が補助エンクロージャに接近できるようにする経路を形成するような形状および大きさにすることができる。データエンクロージャは、六角形または八角形等の多角形の形状を取ることができる。モジュラーデータポッドのこの配列は、データセンターに、従来のデータセンターと比較して非常に小さい接地面積を与える。平方フィート当たりのデータ容量をさらに増加するために、モジュラーデータポッドは、互いの上に積み重ねられ得る。

初期配備後、モジュラーデータセンターは、追加のデータ容量を必要とすことがある。したがって、第２の段階では、モジュラーデータポッドの第２のチェーン、およびモジュラーデータポッドの第３のチェーンが、モジュラーデータセンター＃＃の初期配備に類似するように中央冷却流路回路に結合され得る。第１の組の冷却塔に、モジュラーデータポッド”の追加チェーンの冷却要件を処理するために十分な容量がない場合には、冷却塔＃＃の第２の組等の第２の中央冷却装置が、第２の段階で中央冷却流体回路に流体結合されてよい。将来の配備段階では、追加のモジュラーデータポッドが、第１のチェーンおよび第２のチェーン”に付加され得る。このようにして、モジュラーデータセンターは、経時的に途切れなく拡大される。また、図１７に示されるように、中央冷却流体回路は、還水構成の供給管路および戻り管路を含む。

図１８は、本開示のいくつかの実施形態にかかるモジュラーデータポッド８０用の輸送システムを示す、モジュラーデータポッドハイブの概略図である。

図１８に示されるように、モジュラーデータポッド８０は、クレーン１８０５を使用してモジュラーデータポッドチェーンから取り除かれ、別の場所への輸送のためにドロップベッドトラクタートレイら―１８１０上に置かれる。モジュラーデータポッド８０のサイズは、より小型のトラックまたは鉄道の平らな路盤上に適合するように縮小され得る。この縮小設計は、モジュラーデータポッドが処理できる総出力を減少させる。
屋内または屋外の環境または用途では輸送システムは、頭上ガントリー、クレーン、およびレールを含んでよい。支持材用に十分な頭上の空間的な余地が利用できない場合、データポッドのチェーン間の通路の幅を増加できる。これによって、フォークリフトまたは他の等級レベルの支持材装置は、データポッドを容易に取り外すまたは配備できるように、通路に接近できるようになる。

図１９は、取り除かれたデータポッドを新しいコンピュータシステムまたはサーバで積み重ねしなおすことができるように一定のデータポッドが取り除かれ、現地外に輸送されたモジュラーデータポッドハイブ１を示す。補助エンクロージャ、ならびに管パイプチェースチャンバおよび電気チェースチャンバを含む流体および電気回路部は、管および電気システムのインフラをそのままにして、動作中のままとなる隣接データポッドをサポートする一方で、適所に留まって、データポッドエンベロープまたはエンクロージャを取り外すことを可能にする。このようにして、モジュラーデータポッドハイブのこの設計によって、残りのデータポッドの動作に影響を及ぼさずに、モジュラーデータポッドを追加する、取り外す、修正する、および改良することができる。

この設計は、データポッドに新しいコンピュータシステム再度積み重ねる、またはそれ以外の場合データポッドを修理する現場または現地外のどちらかの別の区域にデータポッドを取り外すことができるため、時間および金を節約する。、再度積み重ねられたデータポッドは、次いで同じデータポッドファームまたは異なるデータポッドファームに再配備され得る。この設計は、技術者および設備を遠隔地に送り、データポッドを再度積み重ねるまたはそれ以外の場合修理する必要がないため、データポッドが遠隔地に配備される場合に特に時間および金を節約する。データポッドは、単に、データポッドを再度積み重ねるまたは修理することができる別個の区域に輸送できる。

図２０は、大規模データポッドファーム２００２の概略図兼平面図である。図示されるように、隣接するハイブは鏡像パターンで位置決めできる。ハイブを鏡像設置することで、ハイブ間の統合が可能になる。ハイブは、経時的に段階またはフェーズ的に配備できる。それぞれの新しいハイブは、任意の方向でそれに隣接する鏡像ハイブに接続できる。ハイブのこのコミュニティが、ハイブコミュニティ構造内部での冗長性機能を可能にする。図示されるように、大規模データポッドファームは、隣接するハイブにサービスを提供するために使用できる進入路を含む。図２０に示されるように、移動クレーンおよび／またはトラクタートレーラー、または他の輸送車両が、複数のモジュラーデータポッドハイブ１を取り囲む進入路２００５を介してモジュラーデータポッドファーム内のモジュラーデータポッド８０に接近できる。

データポッドファームの全体的な設計は、データポッド形状およびハイブパターンの効率的な使用を組み込んで、典型的なデータセンターの３倍から４倍少ない空間に大型データポッドファームを配備できるようにする。実際、このモジュール式手法は、他のコンテナ化されたモジュラー設計に対して全体的な空間のその使用ではるかに効率的である。データポッド自体は、出荷コンテナの形をとるデータポッド等の典型的なモジュール式の矩形または正方形の形状のデータポッドよりもはるかに密集できる。本開示の実施形態にかかるデータポッドは、やはり狭い接地面積の中に組み込まれる、モジュール式ポンプ室および電気建物から給電できる。

図１から図２０の上述の説明と併せて、図２１Ａおよび図２１Ｂは、電子機器を冷却する方法４５００の一実施形態を示す。方法は、第１の流体、たとえば、液体冷媒Ｒ１３４ａまたは類似冷媒を使用して、電子機器、たとえば図３に示され、図３に関して説明されるサーバ５５１１ａ．．．５１１ｎ、および５３３ａ．．．５３３ｎを冷却するステップ４５０２を含む、ステップ４５０１で開始する。また、方法は、第１の流体から、たとえば図６に関して説明されるように大気を使用して冷却された第２の流体への熱伝達を可能にし、第１の流体をフリークールすることが第１の流体を冷却するには不十分となる範囲まで機械的に第２の流体を冷却することによって、第１の流体をフリークールするステップ４５０２も含む。第２の流体の機械的な冷却は、第２の流体の温度の関数である。

ステップ４５０６は、第２の流体から第３の流体への熱伝達を可能にすることによって、第２の流体を使用して第１の流体をフリークールする前に、第２の流体を冷却することを含む。方法は、ステップ４５０８で、図６の第３の回路４３００内のサブクーラー圧縮機４３１０を介して第３の流体を圧縮することを含む。ステップ４５１０は、第２の流体を使用して第１の流体をフリークールした後に、トリムコンデンサ１２００ｂを介して圧縮された第３の流体から第２の流体への熱伝達を可能にすることによって、圧縮された第３の流体を凝縮することを含む。さらに詳細には、圧縮された第３の流体を凝縮することは、トリムコンデンサ１２００ｂによって実行される。

ステップ４５１２は、たとえば熱膨張弁４３１１を介して凝縮された第３の流体の圧力を削減して、第３の流体の温度を下げることを含む。ステップ４５１４は、大気の湿球温度を感知することを含む。ステップ４５１６は、第２の流体の温度を変えるために感知された湿球温度の関数として、たとえばサブクーラー圧縮機４３１０を介して第３の流体を圧縮する速度を変えることを含む。

ステップ４５１８は、たとえば流体受器４１２８等の流体受器内にフリークールされた第１の流体を受け入れることを含む。ステップ４５２０は、たとえばレベルライト４１２７を介して流体受器４１２８に入れられる第１の流体の液面を感知することを含む。

ステップ４５２２は、流体受器４１２８の感知された液面が第１の所定のレベルを下回るときに、第１の流体を凝縮するために第１の流体を機械的に冷却することを含む。第１の流体の機械的な冷却は、サブクーラー圧縮機４４１０を介して流体回路４４００によって実行され、第４の流体が、冷媒液体受器４１２８のサブクーラーコイル４１２９を通ってサブクールコンデンサ１３００ａの中に流れ込ませてよい。ステップ４５２４は、たとえば液体受器１２８内の第２の液面が、第１の所定の液面よりも高い第２の所定の液面レベルに達するときにサブクーラー圧縮機４４１０の動作を停止することによって、機械的な冷却動作を停止することを含む。

ステップ４５２６は、流体受器４１２８内の第１の流体から第４の流体への熱伝達を可能にすることによって、流体受器４１２８内の第１の流体を冷却することを含む。ステップ４５２８は、たとえばサブクーラー圧縮機４４１０を介して第４の流体を圧縮することを含む。ステップ４５３０は、圧縮された第４の流体から、大気を使用して冷却された第２の流体への熱伝達を可能にすることによって、圧縮された第４の流体を凝縮することを含む。ステップ４５３２は、たとえば、第４の流体を膨張させサブクーラーコイル４１２９に戻して、第４の流体の温度を削減する熱膨張弁４４２０へサブクーラーコンデンサ１３００ａを出る第４の流体を介して凝縮された第４の流体の圧力を削減することを含む。

第１の流体、第３の流体、および第４の流体は、Ｒ１３４Ａ等の冷媒を含んでよく、第２の流体は、たとえば凝縮水、冷水、またはグリコール水溶液等の水を含む。

方法４５００は、第１の冷却回路４１００でフリークールされた第１の流体の温度を感知すること、およびたとえば、第１の流体がメインコンデンサ１３００から出るときに第１の流体の温度を検出する温度センサ４１２６を介して、フリークールされた第１の流体の温度の関数として、第２の冷却回路４２００で第２の流体の流量を調節することも含んでよい。温度センサ４１２６の示度は、メインコンデンサ１３００の温度を反映する。 方法はステップ４６２１で終了する。

図２２Ａから図２２Ｂは、モジュラーデータポッドを配備して、本開示の一実施形態にかかるデータセンターを形成する方法４６００を示す。さらに詳細には、方法４６００はステップ４６０１で開始し、それぞれの複数のモジュラーデータポッド、たとえばモジュラーデータポッド８０の複数の共有流体および電気回路部を直列で結合して、共有流体および電気回路を形成するステップ４６０２を含む。ステップ４６０４は、複数のモジュラーデータポッド８０の各モジュラーデータポッド８０の非共有流体および電気回路を、それぞれの共有流体および電気回路部に結合することを含む。ステップ４６０６は、共有流体および電気回路の第１の端部にある共有流体および電気回路部を中央流体および電気回路に結合することを含む。

方法４６００は、少なくとも１つの流体供給管路、および少なくとも１つの流体戻り管路、たとえばそれぞれ、たとえば図７に示されるような流体供給ヘッダ２１５１ａ、２１５２ａ、および２１５１ｂ、２１５２ｂを含む共有流体および電気回路を含む。図７に関して上述されたように、流体供給ヘッダ２１５１ａ、２１５２ａおよび流体戻りヘッダは、還水構成で構成されてよい。

再び、図２２Ａから図２２Ｂを参照すると、ステップ４６０８は、中央冷却装置、たとえば図１５に示される冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、またはＣＴ−２Ｂを結合することを含み、冷却装置は、複数のモジュラーデータポッド８０の冷却要件の少なくとも一部を満たすように構成される。

図２２Ａのステップ４６１０は、それぞれの第２の複数のモジュラーデータポッド８０の複数の第２の共有流体および電気回路部を、直列で結合して、第１の端部および第２の端部を有する第２の共有流体および電気回路を形成することを含み、たとえば図１７に関して説明されるように、共有流体および電気回路部は、ともに直列で結合され、共有流体および電気回路１７０５を形成する。共有流体および電気回路１７１５は、第１の端部１７１０で、中央冷却流体回路の流体供給管路１１５ａおよび１１５ｂ、ならびに流体戻り管路１２５ａおよび１２５ｂに結合される。

ステップ４６１２は、第２の複数のモジュラーデータポッドの各モジュラーデータポッドの非共有流体および電気回路を、図１７に関して上述されたように、それぞれの第２の共有流体および電気回路部に結合することを含む。

ステップ４６１４は、第２の共有流体および電気回路の第１の端部にある第２の共有流体および電気回路部を、図１７に関して上述されたように、共有流体および電気回路の第２の端部にある第１の共有流体および電気回路部に結合することを含む。

ステップ４６１６は、第２の複数のモジュラーデータポッド８０の共有流体および電気回路部を直列で結合して、第１の端部１７０２および第２の端部１７０６を有する第２の共有流体および電気回路を形成することを含む。

ステップ４６１８は、第２の複数のモジュラーデータポッド８０の各モジュラーデータポッドの非共有流体および電気回路、たとえばクーラント供給管路４１０１ａ、４１０２ａ、４１０３ａ、および図７のクーラント戻り管路４１０１ｂ、４１０２ｂ、４１０３ｂを、たとえば図１７に関して上述されたようにそれぞれの第２の共有流体および電気回路部に結合することを含む。

ステップ４６２０は、第２の共有流体および電気回路の第１の端部で、第２の複数のモジュラーデータポッドの内のモジュラーデータポッドの第２の共有流体および電気回路を、たとえば図１７に関して上述されたように、中央流体および電気回路に結合することを含む。

中央冷却装置は、第１の中央冷却装置、たとえば、図１４および図１５に示される冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂである。冷却塔ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂの内の１つが第２の複数のモジュラーデータポッド８０の冷却要件の少なくとも一部を満たすことができない場合、方法４６００は、第２の中央冷却装置ＣＴ−１Ａ、ＣＴ−１Ｂ、ＣＴ−２Ａ、ＣＴ−２Ｂを中央流体および電気回路に結合することを含む。

方法４６００は、複数のモジュラーデータポッド８０の内の各モジュラーデータポッドが、それぞれの共有流体および電気回路を含む、データエンクロージャ、たとえば図２Ｄのモジュラーデータポッド８０のデータエンクロージャ１０８、および補助エンクロージャ、たとえば、図２Ｄの補助エンクロージャ８２８を含み、共有流体および電気回路が、線形経路、たとえば、図１７のチェーン１２２、１２４、１２６を形成することを含み、さらに、図１７に示されるように、共有流体および電気回路の交互のそうめんでデータエンクロージャを補助エンクロージャに結合するステップを含む。中央流体および電気回路に結合することを含む。

図２０に示されるように、共有流体および電流回路の同じ側の隣接するデータエンクロージャは、ユーザに補助エンクロージャ８１８へのアクセスを提供する経路１を形成する。

モジュラーデータポッドは、標準的な快適冷却温度（たとえば、ポッドへの入口で７５°Ｆ以上）よりも高い冷却温度を使用するように設計されてよい。ポッドは、冷水（たとえば、脱イオン水）、冷媒、冷水と冷媒の混成物、または冷気を使用して、冷却温度を、通常の快適冷却温度よりも高いレベルで維持できる。冷却空気（または他の冷却流体）の温度は、モジュラーデータポッドエンベロープ内部の露点温度を支障なく超えて維持され、凝縮から保護する。モジュラーデータポッドは、１つまたは複数の加湿器および関連する制御装置を含み、モジュラーデータポッドにとって内部の空気を所望されるレベルで維持してよい。その１つまたは複数の加湿器は、水管理システム（たとえば、漏れ制御装置）をモジュラーデータポッドと関連付けられた他のシステムから別にするように隣接ポンプチャンバ内に収容されてよい。ポッドは、加湿器、または水または蒸気を使用する他の方法の組合せを使用して、内部空気の湿度を制御してもよい。

複数のモジュラーデータポッドを含むデータセンターは、典型的な現場組立て式データセンターよりも少ない基礎インフラで配備できる。これは、初期配備段階では高データ負荷を有さないことが意図される現場の先行費用を節約する。システムは拡張可能であり、初期配備に必要とするインフラは、はるかに少ない。

電気システム、機械システムおよびＩＴインフラシステム上の構成部品の大部分は、現場でデータポッドシステムを配備するために要する時間および金の量を大幅に削減するプレハブ支持構造に統合できる。

冷却システムおよびモジュラーデータポッドの設計が、意図されたデータセンタープロジェクトの層に特定のニーズに合わせて調整する柔軟性を与える。倉庫ハイブおよびファームハイブ等の大型配備システムは、経時的にそのように行うことが必要となる場合に、システムが層の能力で拡大できるようにする拡大可能な造作を有するように設計される。システム層能力を経時的に高める方法論が、共有ハイブと呼ばれる。基本的なシステム設計は、システムを隣接するハイブで冷却源から供給できるようにする、弁お構成要素および緊急制御戦略を含む。このハイブ連結機能によって、モジュラーデータポッドは、必要な場合、補足的な冷却源から給電されることを可能にする。

冷却システム１０によって提供される冷却プロセス（サイクル）は、大気状態（湿球温度）とＩＴラック冷却への進入空気との間のアプローチ温度での密接な項さを可能にする。サイクルは、環境条件（低湿球温度）を活用して、環境条件がゆするときにラック冷却負荷を完全に処理するように設計される。また、サイクルは、システムが湿球温度でのスパイクにも関わらず冷却負荷を処理できるようにするサブクーリングプロセスのバックアップシステムも含む。これは、冷却媒体（Ｒ１３４ａ）または他の冷媒の非熱特性に最適化することによって達成される。

冷却システム１０によって提供される間接冷却サイクルは、ＩＴラック入口温度を維持し、ＤＸ容量またはチラー容量のどちらかで通常必要となるだろうものの約１５%未満のサイズとすることができるサブクーラーシステムを活用できる。

したがって、モジュラーデータポッドは、データポッドハイブまたはデータチェーンに追加、もしくはデータポッドハイブまたはデータチェーンから除去できる。特に、各モジュラーデータポッドは、モジュラーデータポッドをハイブに追加できるようにするシステム構成要素を含むように設計される。各モジュラーデータポッドに含まれるＨＶＡＣ管路および電線用導管は、モジュラーデータポッドチェーンの既存の、新規の、および将来のモジュラーデータポッドの間でリンクを形成する。

各モジュラーデータポッドのパイプチェースは、二重還水管回路を含む。これらの回路は、それぞれの新しいモジュラーデータポッドがモジュラーデータポッドチェーンに配備されるにつれて、システムの還水機能を続行することを目的とする。この機能によって、停止または高価な水システムの平衡の問題なしにモジュラーデータポッドを追加または除去できる。代わりに、モジュラーポッドは、（還水本管に対する）直接供給本管または単一の非冗長本管を含んでよい。これらのポッドは、自動平衡、信頼性、および冗長性の問題があまり重大ではない層１型施設で使用できる。

各流体回路または管回路には、管回路を配備し、管回路を現場に特定の作動油で充填し、管回路を試運転するために必要とされる弁および付属機器が取り付けられる。システムは、乾溜回路を続行または伸張できるようにする厳しいプロセスを組み込んでよい。プロセスは、モジュラーが、モジュラーデータポッドのシステムに導入される前に、回路を充填し、回路にベントを付け、回路を静圧的に試験することを含む。このプロセスは、管回路が輸送中または配備中に損なわれないことを保証するために工場で行われる静圧適性検査または空気圧適性検査を再現する。これによって、隣接するモジュラーデータポッドの動作に影響及ぼさずに、または高価な意図しない停止を引き起こさずに、モジュラーデータポッドを途切れなくデータポッドシステムに追加できる。

各ポッドチェーンの端部ユニットは、２つの乾溜回路のそれぞれでの副管Ｔ形継手配置を含む。これによって、データポッドチェーンで以前のデータポッドを停止することなく、データポッドチェーンに将来ポッドを拡張できるようになる。

データポッドハイブ１の各データポッドチェーンは、一体化しているが、完全に着脱自在である二重パイプ、たとえばモジュラーデータポッドの下部に位置する電気的およびＩＴシステムのインフラを含むように設計される。この機械的／電気的なシャシ部は、メインデータポッドエンベロープから隔離されるように設計される。後部つまり補助エンクロージャは、メインポッドアセンブリから着脱自在であり、データエンベロープまたはエンクロージャを取り外すことを可能にする。モジュラーデータポッドは、周期的に現地外の場所に取り外され、コンピュータサーバを再度積み重ねる、またはモジュラーデータポッドの機械システム、電気システム、または制御システムを保守または改良できるようにする。管および導管は、付属品機構（たとえば、フランジまたは離脱ボルトまたは配線ハーネスプラグ）を含み、管および導管のモジュラーデータポッドアセンブリへの容易な分離および再取付けを容易にしてよい。パイプチェースおよび導管チェースは、壁、膜、およびシーラントを含み、チェースとモジュラーデータポッドエンベロープとの間の水密シールを提供してよい。

モジュラーデータポッド８０が屋外環境で設置されるとき、各モジュラーデータポッド８０の環回路は、熱トレース、絶縁、および絶縁保護を含んでよい。各モジュラーデータポッドは、警報およびステータス情報を提供してよいＢＭＳと完全に統合される独自の熱トレースパネルを有してよい。

各ポッドは、各コイルバンクの下方に漏れ格納パンを含んでよい。パンは、ＢＭＳにリンクされる漏れ検出器を含んでよい。ＢＭＳは、漏れまたは他の異常な状態（たとえば、モジュラーデータセンターエンベロープ内部の高湿度）が検出さえると、警報をトリガする、またはそれ以外の場合ンオペレータに通知してよい。

各ポッドには、モジュラーデータセンターエンベロープ、ポンプ、熱交換器チャンバ、および着脱自在の管／電気チャンバ内部の戦略的な点で配備できる漏れ検出センサを取り付けられてよい。漏れ検出システムは、警報およびステータス情報を提供できるＢＭＳと完全に統合されてよい。

モジュラーデータポッドは、完全に冗長な４０
ｋＷのサーバラック等の高密度サーバ設備を処理するように設計される。モジュラーデータポッド設計は拡張可能であり、サーバ技術での進展の結果として、サーバ機器の１立方フィートあたりの電力出力の増加に対応する。モジュラーデータポッド設計を拡大縮小するには、熱交換器およびポンピング設備およびサーバラックへの配電を改装することを必要とすることがある。モジュラーデータポッド設計を拡大縮小するために行われるあらゆる修正の範囲は、電力出力の増加量に依存してよい。

モジュラーデータポッド冷却本管は、鋼管、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）管、ステンレス鋼管、銅管、繊維ガラス管、鉄筋コンクリート管（ＲＣＰ）、または他のタイプの管であってよい。管のタイプ、口径、強度、および厚さは、特定のデータポッドシステムの要件に応じる。

モジュラーデータポッドは、大量生産、または所与の仕様を満たすために個別に注文に応じて作られるかのどちらかであってよい。

モジュラーデータポッド、およびモジュラーポンピング設備および電気設備を構築し、配備することを含むモジュラー手法は、データセンターを構築するための費用効果が高い方法である。たとえば、モジュラー手法は、現場での労働は、モジュラーデータポッドおよびモジュラーポンピングおよび電気設備を設置し、配備するためだけに必要とされるため、現場の人件費およびリスクを大幅に削減する。

エネルギー費は、倉庫または類似する施設に、本開示にかかるモジュラーを設置することによって削減できる。これは、各モジュラーデータポッドエンベロープ内部の空間が、調整を要する倉庫内部の空間だけであるためである。各モジュラーデータポッド外部の倉庫空間は、最小の換気を必要とする。これは、モジュラーデータポッドは、その小さい物理的な設置面積によって空間を節約するように設計されるため重要である。したがって、倉庫または同様の施設はさらに小さくなることができる。

典型的なデータセンターは、データセンターフロア全体で拡散されるサーバラックアセンブリによって画定されるホットアイルおよびコールドアイル内の空気を処理するために最小の設置面積を要する。たとえば、１０，０００平方フィートのデータセンターは、約２００から２２０のサーバラックを収容してよい。各ラックは、平均で６
ｋＷと１２ ｋＷの間で生成する能力を有してよい。いくつかのラックは、たとえば１６から２４ ｋＷのより高い出力を生じさせることができる。対照的に、本開示のいくつかの実施形態にかかるモジュラーデータポッドは、相対的に小さい物理的な設置面積で４０
ｋＷ以上を消費する８台のサーバラックを冷却するほど十分に高レベルの熱遮断を達成できる。

モジュラーデータポッドの実施形態でのサーバラックの密な円形構成によって、モジュラーデータポッドの内部の相対的に小さい空間を冷却するために必要とされるエネルギーが少ないために、エネルギー費が削減される。また、サーバラックおよびアイル封じ込めの密な構成のため、モジュラーデータポッドのは、空気流パターンの制御により少ないファン馬力を必要とする。

モジュラーデータポッドは、冷却塔、流体クーラー、チラー、地熱システム、または既存の建物または工場水システムから流体を得るモジュラーポンピングポッドから給電できる。

サーバラックの円形構成と連動したモジュラーデータポッドコンテナの幾何学形状は、空間の効率的な使用を実現し、熱風パターンの制御のための自然なホットアイル／コールドアイル封じ込めおよび自然の「煙突効果」を生じさせる。

包括的なモジュラー設計の追加の利点によって、「協同組合型のデータウェアハウスおよびデータスイートでの配備用にさらに多くの量のセキュリティおよびコンパートメント化が可能になる。モジュラーボックスは、協同組合内の他のＩＴサーバラックからの材料分離を生じさせる。ボックスは、セキュリティのために施錠し、容易に監視できる。

モジュラーデータポッドの内部でのサーバラックの密な円形構成は、親／子サーバ、マスタ／スレーブサーバ、および冗長なサーバ等の相互に関連のあるサーバおよびＩＴ機器のはるかに密接なグループ化を容易にする。この密接な構成は、相互に依存するＩＴ構成要素間でのファイバおよびケーブルのより短い取付けを可能にする。

ハイブの中に実際のモジュラーデータポッドを密に詰めることによって、通常のデータフロア増築で必要とされるよりも短いケーブル布線およびファイバ取付け長が可能になる。ハイブ構造は、意図的にパターン化し、相互に依存するＩＴシステムを配備でより効率的にグループ化できるようにする。これらの相互依存グループ化は、ケーブル布線およびファイバ長を削減してよい。これらの削減は、人件費および材料費を削減するだけでなく、より短いデータケーブル取付けのために操業費も削減する。

モジュラーデータポッドは、重大なＩＴ負荷、ＩＴステータス、冷却、および電力系統性能のリアルタイム監視を生じさせることができるリアルタイムデータ監視サーバを含んでよい。モジュラーデータポッドは、外部タッチパッドシステムステータスおよび監視ディスプレイパネルも含んでよい。

モジュラーデータポッドは、低ラック密度用途向けの物理サイズで縮小することもできる。より小さな用途は、より小さなモジュラーデータポッドでより有益である五角形、六角形、または他の多角形状を活用できる。

個別に採用されるか、またはシステムで採用されるかのどちらかのモジュラーデータポッド設計の実施形態は、現場組立てされる典型的なデータセンターに優る費用便益を提供する。モジュラーデータポッドの部分的な配備または全システム配備の費用は、現場組立てされたデータセンターまたはサイトで組み立てられたデータセンターよりも少なくとも３０％未満である。

モジュラーデータポッドの配備は、建設のためにはるかに少ない現場での工数を必要とする。これによって、データセンタープロジェクト、特に遠隔場所でのデータセンタープロジェクトの全体的なスケジュールは大幅に短縮される。

管、ＩＴファイバ導管、および電気的なチェース封じ込め領域は、メインデータポッドアセンブリから完全に切り離し可能である。チェースには、水システム輸送管路を実際のＩＴデータポッドエンベロープから隔離する漏れ検出手段および漏れ制御手段を取り付けることができる。データ領域および冷却水の「混合スペース」使用はない。モジュラーデータポッドは、冷媒ループまたは脱イオン水用途のどちらかを含んでよい。（水用途が使用される場合に、脱イオン非導電水以外の）外部冷却水は、実際のデータポッドエンベロープに進入しない。

モジュラーデータポッドは、革新的な制御戦略を使用して、高い効率を達成する冷却システムに結合できる。冷却システムは、それがデータセンター電力使用基準にとってきわめて高い効率で動作できるようになる革新的な制御戦略を使用できる。システムは、システムが、有益な湿球状態を有する区域またはゾーンについて１．１
ＰＵＥレベルで動作できるようにする制御戦略を使用してよい。

好ましくない湿球状態を経験する環境の場合、冷却システムは、湿球状態が、システム負荷がもはや大気状態によって処理できない点まで劣化するときに、水冷式冷却システムを支援するためのチラーを含むことがある。

データポッドは、低圧または中圧のどちらかで、家庭運転用導管、ケーブルバスダクト、または標準バスダクトを介して電力を給電されてよい。電気インフラは、各ポッドの中に組み込まれてよく、それまたは隣接するポッドがポッドチェーンに追加される、またはポッドチェーンから取り除かれる場合に拡張可能かつ適応可能となる能力を有する。

各モジュラーデータポッドは、たとえば大型配備用途の場合、専用の無停電電源装置（ＵＰＳ）またはＵＰＳメインシステムに接続する能力を含んでよい。ポッドは、回転式ＵＰＳまたは静的ＵＰＳ等の二重冗長ＵＰＳで給電されてよい。また、ポッドは、変圧器および充電器を受け入れるように構成されてもよい。変圧器、ＵＰＳ、１つまたは複数の電池、および分電盤は、実際のデータポッドエンベロープにとって外部のコンパートメントに収容されてよい。

ポッドの基部には、緊急用電力のために１つまたは複数のバックアップ電池を取り付けることができる。また、ポッドには、電気バス内のプラグに類似した内部リング型電気バスを取り付けることもできる。各ポッドは、１つまたは複数の電池を再充電できる充電器を有することがある。その１つまたは複数のバックアップ電池は、代替エネルギーフィードまたは自然エネルギーフィードを介して充電されてよい。ラック間の割れ目の空間は、コンピュータラックごとの電力およびデータパッチプラグポイントを組み込むために使用されてよい。

本線バスフィードとモジュラーデータポッドエンベロープとの間のポッド電気コネクタは、取り外し自在であってよく、本線バスフィードからポッドを切断して、ポッドエンベロープの取り外しおよび再配備を可能にしてよい。各モジュラーデータポッドは、ＤＣダイオード減結合機能を組み込んでよい。

ポッドは、カラーコード化されたライト（たとえば、ＬＥＤまたは光ファイバーライト）で外部で照明される能力を有する。ライトの色および輝度は、動作負荷のタイプおよび密度に応じてよい。

ポッド電気システムは、たとえばそう１から４等、所与のデータセンタープロジェクトに対する特定の層要件に応じて適応可能である。

電池回路は、それが特定のプロジェクトにとって必要とされる場合には、隣接するポッドバッテリバックアップ機能を含むように修正できる。

ポッドは、カスタム取り外し可能コンピュータラックを特色としてよい。コンピュータラックは、小型サーバ支持荷重および大型サーバ支持荷重の両方を処理できるように適応可能となるように設計され得る。また、コンピュータラックは、サーバを傾け、上方流パターンである、熱風パターンをコンピュータラック（たとえば、サーバラック）の後部で提供できるようにする特色も有する。コンピュータラックは、後部句気流パターンおよび側面空気流パターンを有するサーバを処理してよい。

モジュラーデータポッドは、冷却システムを動作し、監視し、制御するための水道メータおよびイギリス熱単位（ＢＴＵ）メータを含んでよい。モジュラーデータポッドは、モジュラーデータポッドおよび関連システムを制御し、監視し、最適化するために、制御システムおよび必要な制御パネルおよび構成部品のすべてを含んでよい。

モジュラーデータポッドは、スマートグリッドシステムに結び付くことができ、電力平均分配および代替ポッドおよび現地外のデータ収集サイトに対する処理情報の転送のために、クラウドコンピューティング技術を使用してよい。

モジュラーデータポッドは、密封することもできれば、密封しないこともできる。密封ポッドは、ポッド内部に真空を生じさせる、またはポッド内部で空気の組成を変更し（たとえば、酸素の除去）、熱伝達を増加し、火災を抑制する機器を含む、または機器に結合されてよい。

本開示のいくつかの実施形態は、図面で示された、および／または本明細書に説明されたが、開示は、範囲において技術が許すのと同程度に幅広く、明細書が同様に読まれることが意図されるので、開示がそれに制限されることは意図されていない。したがって、上記説明は、制限的として解釈されるべきではなく、単に特定の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲の範囲および精神の範囲内の他の修正形態を想定するだろう。

Claims (9)

1. 電子機器を冷却するためのシステムであって、
   大気を使用して電子機器と熱連通する第１の流体を冷却するように構成されるフリークーリングシステムと、
   前記フリークーリングシステムに結合される第１の機械サブクーリングシステムであって、前記第１の機械サブクーリングシステムは、前記フリークーリングシステムがその最大冷却容量を超えた量の関数として、前記フリークーリングシステム内を流れる第２の流体を冷却するように構成される、第１の機械サブクーリングシステムと、
   を備える、システム。
2. 前記フリークーリングシステムが、
   大気を使用して前記第２の流体を冷却するように構成されるフリークーリング装置と、
   前記フリークーリング装置と流体連通するメイン熱交換器であって、前記メイン熱交換器は、前記第１の流体から前記第２の流体への熱伝達を可能にするように構成される、メイン熱交換器と、
   を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の機械サブクーリングシステムが、前記第２の流体の温度の関数として前記メイン熱交換器に流れ込む前記第２の流体を冷却するように構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第１の機械サブクーリングシステムが、
   前記メイン熱交換器に流れ込む前記第２の流体から第３の流体への熱伝達を可能にするように構成される第１の熱交換器であって、前記第３の流体は前記第１の熱交換器を通って流れる、第１の熱交換器と、
   前記第１の熱交換器と流体連通し、前記第１の熱交換器から流れ出す前記第３の流体を圧縮するように構成される圧縮機と、
   前記圧縮機と流体連通し、圧縮された前記第３の流体から、前記メイン熱交換器から流れ出す前記第２の流体への熱伝達を可能にするように構成される第２の熱交換器と、
   前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間で流体結合される減圧ユニットであって、前記減圧ユニットは、前記第２の熱交換器から前記第１の熱交換器へ流れる前記第２の流体の温度を下げるように構成される、減圧ユニットと、
   を備える、請求項２に記載のシステム。
5. 大気の湿球温度を感知するように構成される温度センサと、
   前記温度センサおよび前記圧縮機に結合される制御装置であって、前記制御装置は、感知された大気の湿球温度の関数として前記圧縮機の速度を変えるように構成される、制御装置と、
   をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
6. 前記メイン熱交換器から流れ出す前記第１の流体を受け入れるように構成される流体受器と、
   前記流体受器に入れられる前記第１の流体の液面を感知するように構成されるセンサと、
   前記流体受器に入れられる前記第１の流体の液面が所定のレベルを下回るときに、前記第１の流体を冷却するように構成される第２の機械サブクーリングシステムと、
   をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
7. 前記第２の機械サブクーリングシステムが、
   前記流体受器内に置かれ、前記流体受器に入れられる前記第１の流体から第４の流体への熱伝達を可能にするように構成される第３の熱交換器であって、前記第４の流体は前記第３の熱交換器を通って流れる、第３の熱交換器と、
   前記第３の熱交換器と流体連通し、前記第３の熱交換器から流れ出す前記第４の流体を圧縮するように構成される第２の圧縮機と、
   前記第２の圧縮機と流体連通し、圧縮された前記第４の流体から、前記第２の流体への熱伝達を可能にするように構成される第４の熱交換器と、
   前記第３の熱交換器と前記第４の熱交換器との間で流体結合される減圧ユニットであって、前記減圧ユニットは、前記第４の熱交換器から前記第３の熱交換器へ流れる前記第４の流体の温度を下げるように構成される、減圧ユニットと、
   を備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記第１の流体、前記第３の流体、および前記第４の流体が冷媒を含み、前記第２の流体が水を含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記第１の機械サブクーリングシステムが前記電子機器に密結合される、請求項１に記載のシステム。

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