用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的冷排包封的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的冷排包封，并公開了針對(duì)數(shù)據(jù)中心的高效冷卻的裝置、方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的一些實(shí)施例允許通過機(jī)殼來包封冷排，并允許服務(wù)器風(fēng)扇從冷排包封結(jié)構(gòu)抽取冷空氣以對(duì)安裝在服務(wù)器機(jī)架上的服務(wù)器進(jìn)行冷卻。在其他具體實(shí)施例中，所公開的系統(tǒng)可用于將外部的冷空氣混合到冷排包封結(jié)構(gòu)中以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及利用數(shù)據(jù)中心室的增高的子地板。
【專利說明】用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的冷排包封
[0001]本申請(qǐng)是PCT國(guó)際申請(qǐng)日為2010年3月31日、PCT國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2010/029348 (國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01080017609.X)、名稱為“用于服務(wù)器群冷卻系統(tǒng)的冷排包封”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總的來說涉及用于數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]諸如Web電子郵件、Web搜索、Web站點(diǎn)容宿和Web視頻共享之類的因特網(wǎng)服務(wù)的快速成長(zhǎng)正在對(duì)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的計(jì)算和存儲(chǔ)能力提出越來越高的要求。雖然服務(wù)器的性能在提高，但是服務(wù)器的功耗也在上升，盡管在對(duì)集成電路的低功耗設(shè)計(jì)作出努力。例如，作為最廣泛使用的服務(wù)器處理器之一的AMD的Opteron處理器以高達(dá)95瓦特來運(yùn)行。Intel的Xeon服務(wù)器處理器在110和165瓦特之間運(yùn)行。但是，處理器僅僅是服務(wù)器的一部分；服務(wù)器中的諸如冷卻風(fēng)扇和存儲(chǔ)設(shè)備之類的其他部分消耗另外的功率。
[0004]服務(wù)器通常被置于數(shù)據(jù)中心的機(jī)架上。存在對(duì)機(jī)架的各種物理配置。ー種典型機(jī)架配置包括安置軌道(mounting rail),多個(gè)諸如服務(wù)器刀片(server blade)之類的設(shè)備単元被安置到軌道上并且在機(jī)架內(nèi)垂直堆疊。ー個(gè)最廣泛使用的19英寸機(jī)架是用于安置諸如IU或2U服務(wù)器之類的設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)。這種機(jī)架上的一個(gè)機(jī)架単元通常是1.75英寸高且19英寸寬?？砂惭b在一個(gè)機(jī)架中的服務(wù)器通常被指定為IU服務(wù)器。在數(shù)據(jù)中心中，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架通常被密集地填充有服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、交換機(jī)和/或電信設(shè)備。
[0005]數(shù)據(jù)中心室應(yīng)當(dāng)被維持在對(duì)于服務(wù)器的可靠工作而言可接受的溫度和濕度，服務(wù)器通常具有通過機(jī)箱來抽氣以進(jìn)行冷卻的冷卻風(fēng)扇。密集地堆疊了由Opteron或Xeon處理器來運(yùn)轉(zhuǎn)的服務(wù)器的機(jī)架的功耗可以在7000和15000瓦特之間。結(jié)果，服務(wù)器機(jī)架可產(chǎn)生非常集中的熱負(fù)荷。機(jī)架中的服務(wù)器所驅(qū)散的熱量被排出到數(shù)據(jù)中心室。由密集填充的機(jī)架所總體生成的熱量可能對(duì)機(jī)架中的設(shè)備的性能和可靠性產(chǎn)生不利影響，這是因?yàn)樗鼈円蕾囉谥車諝鈦磉M(jìn)行冷卻。因此，加熱、通風(fēng)、空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)常常是高效數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)的重要部分。
[0006]典型的數(shù)據(jù)中心消耗10至40兆瓦的功率。大部分的能量消耗是在服務(wù)器和HVAC系統(tǒng)的工作之間劃分的。HVAC系統(tǒng)已被估計(jì)為占數(shù)據(jù)中心的功率使用的25%至40%。對(duì)于消耗40兆瓦功率的數(shù)據(jù)中心而言，HVAC系統(tǒng)可消耗10至16兆瓦的功率。通過利用高效的冷卻系統(tǒng)和降低能量使用的方法可以實(shí)現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。例如，將HVAC系統(tǒng)的功耗從數(shù)據(jù)中心所使用的功率的25%降低到10%將轉(zhuǎn)化為6兆瓦功率的節(jié)約，這足以為幾千住宅家庭供電。
[0007]在數(shù)據(jù)中心室中，服務(wù)器機(jī)架通常按排布置，在這些排之間有交替的冷通道和熱通道。所有服務(wù)器都被安裝到機(jī)架中以實(shí)現(xiàn)從前到后的氣流模式，該氣流模式從位于機(jī)架前方的冷排(cold row)抽入經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣并通過機(jī)架后方的熱排(hot row)將熱量排出。通常使用增高地板的房間設(shè)計(jì)來容納地板下的空氣分配系統(tǒng)，其中沿著冷通道通過增高的地板中的通風(fēng)口來提供冷卻的空氣。
[0008]數(shù)據(jù)中心的高效冷卻的一個(gè)重要因素是管理數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空氣流動(dòng)和循環(huán)。計(jì)算機(jī)室空調(diào)機(jī)(CRAC)單元經(jīng)過地板磚而提供冷空氣，這些地板磚在機(jī)架之間包括通風(fēng)口。除服務(wù)器之外，CRAC單元也消耗大量功率。一個(gè)CRAC單元可以具有多達(dá)3個(gè)5馬力馬達(dá)，并且可能需要多達(dá)150個(gè)CRAC來冷卻數(shù)據(jù)中心。CRAC單元總體消耗數(shù)據(jù)中心中的大量功率。例如，在具有冷排和熱排結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心室中，來自熱排的熱空氣被移出熱排并循環(huán)到CRAC單元。CRAC單元對(duì)空氣進(jìn)行冷卻。由CRAC單元的馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇將冷卻的空氣供應(yīng)到由增高的子地板所限定的地板下通風(fēng)空間(plenum)。通過將冷卻的空氣驅(qū)動(dòng)到地板下通風(fēng)空間而產(chǎn)生的壓力向上驅(qū)動(dòng)冷卻的空氣使其通過子地板中的通風(fēng)口，從而將其供應(yīng)到服務(wù)器機(jī)架所面對(duì)的冷通道。為了實(shí)現(xiàn)足夠的氣流速率，可以在整個(gè)典型數(shù)據(jù)中心室中安裝幾百個(gè)強(qiáng)大的CRAC單元。但是，由于CRAC單元一般安裝在數(shù)據(jù)中心室的角落，因此其高效增大氣流速率的能力受到負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了針對(duì)使用增高的子地板設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心的高效冷卻的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供了 一種冷排包封(encapsulation)結(jié)構(gòu),其包括至少一個(gè)被配置為與一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器機(jī)架相接口(interface)的服務(wù)器機(jī)架端口以及連接到冷排包封結(jié)構(gòu)的頂面的冷卻模塊。服務(wù)器機(jī)架端口被配置為與服務(wù)器機(jī)架嚙合，以使得服務(wù)器機(jī)架的正面與由冷排包封結(jié)構(gòu)限定的內(nèi)部空間相接口。在一些實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架端口和服務(wù)器機(jī)架通過夾子和/或密封襯墊而緊密連接，以減少去往和來自冷排包封結(jié)構(gòu)的空氣泄漏。冷排包封結(jié)構(gòu)位于增高的子地板上，以考慮到多個(gè)空氣流動(dòng)路徑和空氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0010]本發(fā)明的一些實(shí)施例利用安裝在機(jī)架上的服務(wù)器的冷卻風(fēng)扇來從服務(wù)器機(jī)架正面的冷排包封結(jié)構(gòu)抽取冷空氣，并將熱空氣從服務(wù)器機(jī)架的背面排出。安裝在冷排包封結(jié)構(gòu)之上的冷卻模塊通過安裝在冷卻模塊內(nèi)的冷卻盤管對(duì)熱空氣進(jìn)行冷卻。在一些實(shí)施例中，在盈管內(nèi)使用冷水來與冷卻模塊中的熱空氣交換熱量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)和方法集中于在不引入外部空氣的情況下對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器冷卻室內(nèi)的熱空氣進(jìn)行冷卻。服務(wù)器風(fēng)扇所排出的熱空氣可以由一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇單元部分冷卻、或者可以簡(jiǎn)單地再循環(huán)到冷卻室。熱空氣或部分冷卻的熱空氣進(jìn)入可位于冷排包封結(jié)構(gòu)之上的冷卻模塊。熱空氣或部分冷卻的熱空氣被冷卻模塊內(nèi)基于水的冷卻盤管冷卻，并且冷卻的空氣通過重力以及冷排包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間中降低的壓力而進(jìn)入冷排包封結(jié)構(gòu)。服務(wù)器風(fēng)扇從連接到冷排包封結(jié)構(gòu)的服務(wù)器機(jī)架端口抽取冷空氣以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻，并將熱空氣從服務(wù)器機(jī)架的背側(cè)排出。
[0011]在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，系統(tǒng)和方法涉及混合外部的冷空氣以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)中心的天花板氣閘(damper)可由溫度控制單元來控制,并且當(dāng)外部溫度達(dá)到某一閾值時(shí)被打開。外部空氣進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，并且經(jīng)過安裝在冷排包封結(jié)構(gòu)之上的冷卻模塊。服務(wù)器風(fēng)扇從冷排包封結(jié)構(gòu)抽取冷空氣。熱空氣被天花板排氣風(fēng)扇排出到外部。在一些實(shí)施例中，為了控制數(shù)據(jù)中心服務(wù)器冷卻室中的空氣濕度，尤其是當(dāng)外部空氣不能滿足服務(wù)器和其他設(shè)備的工作要求時(shí)，可使用增濕器來調(diào)節(jié)外部空氣。但是，近年來，服務(wù)器設(shè)備的制造者已由于技術(shù)發(fā)展而顯著放寬了濕度要求。
[0012]下面的詳細(xì)描述和附圖一起將提供對(duì)本發(fā)明各種實(shí)施例的特性和優(yōu)點(diǎn)的更好理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是示出示例性冷排包封結(jié)構(gòu)和示例性冷卻模塊的示圖。
[0014]圖2是示出具有集成服務(wù)器機(jī)架的示例性冷排包封結(jié)構(gòu)和示例性冷卻模塊的示圖。
[0015]圖3是示出具有冷排包封結(jié)構(gòu)、冷卻模塊、屋頂上的排氣風(fēng)扇、帶有氣閘的混合室、和具有一個(gè)或多個(gè)支撐梁的增高的子地板的示例性數(shù)據(jù)中心服務(wù)器冷卻室的示圖，其中氣閘控制室內(nèi)和室外的空氣循環(huán)。
[0016]圖4是示出增高的子地板中的示例性支撐梁的示圖，其中用金屬板將增高的子地板緊固在冷排包封結(jié)構(gòu)的底部上。
[0017]圖5是示出具有集成的服務(wù)器機(jī)架、放置在一個(gè)服務(wù)器機(jī)架上的示例性服務(wù)器、和示例性冷卻模塊的示例性冷排包封結(jié)構(gòu)。
[0018]圖6是示出具有服務(wù)器風(fēng)扇的示例性服務(wù)器的示圖，其中服務(wù)器風(fēng)扇抽入由示例性冷卻模塊調(diào)節(jié)的冷空氣。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合意圖作為說明性示例而非對(duì)范圍進(jìn)行限制的裝置、方法和系統(tǒng)來描述和說明以下的示例性實(shí)施例和它們的各方面。
[0020]圖1圖示出示例性冷卻模塊100和示例性冷排包封結(jié)構(gòu)106。冷排包封結(jié)構(gòu)106可以具有框架、面板、門和服務(wù)器機(jī)架端ロ。服務(wù)器機(jī)架端ロ是冷排包封結(jié)構(gòu)106上的可連接到服務(wù)器機(jī)架的開ロ。冷排包封結(jié)構(gòu)106可以由諸如鋼、復(fù)合材料或碳材料之類的各種材料制成，這些材料創(chuàng)建了限定內(nèi)部空間的殼體，該殼體包括至少ー個(gè)允許機(jī)架安置単元(rack-mounted unit)與內(nèi)部空間相接ロ的服務(wù)器機(jī)架端ロ。
[0021]冷卻模塊100可位于冷排包封結(jié)構(gòu)106之上并與冷排包封結(jié)構(gòu)106的頂面相連。冷卻模塊100包括ー個(gè)或多個(gè)冷卻盤管102。在冷卻盤管102內(nèi)經(jīng)過的液體用于與經(jīng)過冷卻模塊100的相對(duì)較熱空氣交換熱量,從而對(duì)空氣進(jìn)行冷卻。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻模塊100還包括機(jī)殼，冷卻盤管102位于該機(jī)殼內(nèi)。冷卻模塊機(jī)殼可以具有一個(gè)或多個(gè)開ロ 104，空氣通過開ロ 104進(jìn)入機(jī)売。在一些實(shí)施例中，開ロ 104可以包括空氣過濾器。冷卻模塊機(jī)殼可以具有ー個(gè)或多個(gè)與冷排包封結(jié)構(gòu)106的頂面相連的開ロ，冷空氣通過這些開ロ離開冷卻模塊并進(jìn)入由冷排包封結(jié)構(gòu)所限定的內(nèi)部空間中。
[0022]在一些實(shí)施例中，在冷卻盤管102內(nèi)使用水作為熱交換劑。水泵、水冷卻設(shè)備和相關(guān)管道設(shè)備(未圖示)將冷卻的水供應(yīng)到冷卻盤管102。在其他實(shí)施例中，在冷卻盤管102內(nèi)可以使用諸如水-こニ醇溶液之類的其他類型的液體、蒸汽或制冷劑作為熱交換劑。
[0023]在一些實(shí)施例中，冷卻盤管102可以是蜿蜒形的管道線路。在其他實(shí)施例中，冷卻盤管102可以是其他形狀的，例如直的管道線路。取決于冷排包封結(jié)構(gòu)106的大小、冷卻要求、氣流速度和冷卻盈管102的物理特性，冷卻模塊100中的冷卻盈管的數(shù)目可以變化。在一個(gè)實(shí)施例中，在冷卻模塊100內(nèi)使用兩個(gè)冷卻盤管。
[0024]由于冷空氣一般重于熱空氣，因此經(jīng)冷卻盤管102冷卻的冷空氣一般可下移動(dòng)到冷排包封結(jié)構(gòu)106所限定的內(nèi)部空間中，冷排包封結(jié)構(gòu)106可以位于冷卻模塊100下方并與冷卻模塊100相連。冷排包封結(jié)構(gòu)106包括限定內(nèi)部空間的機(jī)殼。該機(jī)殼包括至少一個(gè)被配置為與多個(gè)服務(wù)器機(jī)架相接口的服務(wù)器機(jī)架端口 110。服務(wù)器機(jī)架端口 110被配置為與服務(wù)器機(jī)架相接口，以使得服務(wù)器機(jī)架的正面與冷排包封結(jié)構(gòu)106的內(nèi)部空間相交。在一個(gè)實(shí)施例中，六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架可連接到服務(wù)器機(jī)架端口 110。在另一實(shí)施例中，十二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架可連接到服務(wù)器機(jī)架端口 110。在一些實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架和服務(wù)器機(jī)架端口 110可通過一個(gè)或多個(gè)夾子112連接在一起。在其他實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架和服務(wù)器機(jī)架端口 110可被彼此緊挨地放置。在一些其他實(shí)施例中，諸如襯墊之類的密封材料可用于使服務(wù)器機(jī)架端口 110和服務(wù)器機(jī)架緊密連接。服務(wù)器被安裝到機(jī)架中以實(shí)現(xiàn)從前到后的氣流模式，該氣流模式從前方的冷排包封結(jié)構(gòu)106抽入經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣并在機(jī)架后方將熱量排出。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，冷排包封結(jié)構(gòu)106可以包括多于一個(gè)服務(wù)器機(jī)架端口 110。服務(wù)器機(jī)架端口 110可以與服務(wù)器機(jī)架嚙合，以使得服務(wù)器的正面或者安裝在服務(wù)器中的其他設(shè)備與冷排包封結(jié)構(gòu)106所限定的內(nèi)部空間相接口。該配置實(shí)現(xiàn)了從前到后的氣流模式，其中服務(wù)器或者其他機(jī)架安置單元的冷卻風(fēng)扇從內(nèi)部空間抽取空氣，并將由(一個(gè)或多個(gè))處理器和其他組件加熱的空氣排出后面板，如圖4所圖示。在一些實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架和冷排包封結(jié)構(gòu)可被基本上密封；冷排包封結(jié)構(gòu)106的內(nèi)部空間中的經(jīng)調(diào)節(jié)的冷空氣被服務(wù)器內(nèi)的服務(wù)器風(fēng)扇抽取以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻。在其他實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架和冷排包封結(jié)構(gòu)106被彼此緊挨地放置，以使得冷排包封結(jié)構(gòu)106的內(nèi)部空間中的經(jīng)調(diào)節(jié)的冷空氣可被服務(wù)器內(nèi)的服務(wù)器風(fēng)扇抽取到服務(wù)器處。相對(duì)較熱的空氣被循環(huán)回冷排包封結(jié)構(gòu)106之上的冷卻模塊100，并且與冷卻盤管102交換熱量。來自冷卻模塊100的冷空氣下沉到冷排包封結(jié)構(gòu)106，并且被服務(wù)器內(nèi)的服務(wù)器風(fēng)扇抽取到服務(wù)器的背面。在一些實(shí)施例中，服務(wù)器機(jī)架被稀疏地填充有服務(wù)器和其他設(shè)備。由于服務(wù)器和其他設(shè)備在機(jī)架內(nèi)被垂直堆疊，因此這種稀少可能對(duì)冷排包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間產(chǎn)生開放間隙。冷空氣可能從冷排包封結(jié)構(gòu)106的內(nèi)部空間泄漏，并且熱空氣可能循環(huán)回內(nèi)部空間，從而降低了冷卻效率。為了防止空氣泄漏，可以通過安置到服務(wù)器機(jī)架的面板來阻擋間隙，這些面板防止空氣通過間隙而漏出和進(jìn)入冷排包封結(jié)構(gòu)。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，冷排包封結(jié)構(gòu)106還可以在底部包括穩(wěn)定性控制單元114。穩(wěn)定性控制單元114可以包括如下組件:建立這些組件以在諸如地震之類的自然災(zāi)害期間抵擋地震運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，如圖4所示，穩(wěn)定性控制單元可以包括金屬板，所述金屬板可以與子地板中的支撐梁固定。當(dāng)穩(wěn)定性控制單元114被使用時(shí)，冷排包封結(jié)構(gòu)106可被從地面升高。結(jié)果，冷空氣可能從冷排包封結(jié)構(gòu)106的底側(cè)泄漏并且熱空氣可能從冷排包封結(jié)構(gòu)106的底側(cè)進(jìn)入。為了防止空氣泄漏，在一個(gè)實(shí)施例中，冷排包封結(jié)構(gòu)106的底側(cè)可被對(duì)底面進(jìn)行密封的面板封住，穩(wěn)定性控制單元114可被附接到該面板上。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)門108可被安裝在冷排包封結(jié)構(gòu)106的機(jī)殼上。門108可被打開和關(guān)閉，以使得數(shù)據(jù)中心人員可以進(jìn)入冷排包封結(jié)構(gòu)以進(jìn)行諸如服務(wù)器維護(hù)之類的各種任務(wù)。門108可以是隔離的，以防止冷空氣泄漏出冷排包封結(jié)構(gòu)106。
[0028]冷排包封結(jié)構(gòu)106的尺寸可以取決于所需的服務(wù)器機(jī)架數(shù)、服務(wù)器的冷卻要求等而顯著變化。在一個(gè)實(shí)施例中，六至十二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架可連接到冷排包封結(jié)構(gòu)106的相應(yīng)服務(wù)器機(jī)架端ロ 110。另外的六至十二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架可連接到冷排包封結(jié)構(gòu)的相反側(cè)的服務(wù)器機(jī)架端ロ。相反的這些服務(wù)器機(jī)架端ロ之間的距離可以是4英尺。冷排包封結(jié)構(gòu)106的高度可以是12英尺，并且深度也可以是12英尺。
[0029]圖2圖示出示例性冷卻模塊200、冷排包封結(jié)構(gòu)206和集成服務(wù)器機(jī)架208和210。除了服務(wù)器機(jī)架是系統(tǒng)的整體部分之外，該示例中的系統(tǒng)與圖1所示的系統(tǒng)類似。在本實(shí)施例中，由于服務(wù)器機(jī)架是冷排包封結(jié)構(gòu)206的一部分，因此不再需要冷排包封結(jié)構(gòu)206與集成服務(wù)器機(jī)架208和210之間的連接和密封。服務(wù)器可被安裝到集成服務(wù)器機(jī)架208和210中以實(shí)現(xiàn)從前到后的氣流模式。集成服務(wù)器機(jī)架208和210的正面與冷排包封結(jié)構(gòu)206的內(nèi)部空間相交。服務(wù)器內(nèi)的服務(wù)器風(fēng)扇從冷排包封結(jié)構(gòu)206抽取冷空氣以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻，并從服務(wù)器機(jī)架的背面送出相對(duì)較熱的空氣。熱空氣然后通過ー個(gè)或多個(gè)開ロ 204被循環(huán)回冷卻模塊200，并與ー個(gè)或多個(gè)冷卻盤管202交換熱量。冷卻模塊200可位于冷排包封結(jié)構(gòu)206之上，并且可通過冷排包封結(jié)構(gòu)206頂側(cè)和冷卻模塊200底側(cè)的開ロ而連接到冷排包封結(jié)構(gòu)206的頂面。冷空氣一般向下運(yùn)動(dòng)，尤其當(dāng)服務(wù)器風(fēng)扇從冷排包封結(jié)構(gòu)抽取冷空氣從而在冷排包封結(jié)構(gòu)206的內(nèi)部空間中產(chǎn)生較低空氣壓カ時(shí)更是如此。
[0030]如以上所公開的，圖1和圖2中所圖示的冷卻系統(tǒng)可以在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器冷卻室所限定的內(nèi)部空間中工作以從內(nèi)部空間抽取空氣，并將冷卻的空氣提供給冷排包封結(jié)構(gòu)106的內(nèi)部。但是在一些實(shí)現(xiàn)方式中，冷卻系統(tǒng)也可以結(jié)合數(shù)據(jù)中心冷卻室而工作，該數(shù)據(jù)中心冷卻室包括的氣流控制允許使用外部空氣。圖3圖示出示例性數(shù)據(jù)中心服務(wù)器冷卻室300，其具有ー個(gè)或多個(gè)天花板排氣風(fēng)扇316、控制外部空氣入口的天花板氣閘314、混合室318、對(duì)進(jìn)入混合室318的空氣的循環(huán)進(jìn)行控制的氣閘312、和增高的子地板332。一個(gè)或多個(gè)支撐梁322保持增高的子地板322。一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)ロ 320在增高的子地板上，以使得空氣可以在內(nèi)部空間330和子地板空間324之間交換。在一些實(shí)施例中，ー個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇單元328可以選擇性地引起空氣從子地板空間324流動(dòng)到內(nèi)部空間330。在某些實(shí)施例中，風(fēng)扇単元可以是包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇的CRAC単元。CRAC単元可以位于數(shù)據(jù)中心室的角落處。CRAC單元可以經(jīng)過地板磚而提供冷空氣，所述地板磚包括通風(fēng)ロ 320。例如，來自熱排的熱空氣被移出熱排并且循環(huán)到CRAC單元。CRAC單元可以部分地冷卻空氣、或者簡(jiǎn)單地將空氣循環(huán)到內(nèi)部空間，在內(nèi)部空間中冷卻模塊302工作以進(jìn)ー步調(diào)節(jié)空氣并將空氣提供到機(jī)殼306。由CRAC単元的馬達(dá)所運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇將空氣供應(yīng)到由增高的子地板所限定的地板下通風(fēng)空間。通過將空氣驅(qū)動(dòng)到地板下通風(fēng)空間而產(chǎn)生的壓カ問上驅(qū)動(dòng)空氣使其通過子地板中的通風(fēng)ロ，從而將其供應(yīng)到服務(wù)器冷卻室500的內(nèi)部空間。
[0031]冷卻模塊302包括ー個(gè)或多個(gè)冷卻盈管304，并且連接到混合室318。冷排包封結(jié)構(gòu)306的頂面連接到冷卻模塊302。冷排包封結(jié)構(gòu)306的機(jī)殼上的服務(wù)器機(jī)架端ロ 308連接到服務(wù)器機(jī)架310。服務(wù)器可被安裝到服務(wù)器機(jī)架中以實(shí)現(xiàn)從前到后的氣流模式。服務(wù)器機(jī)架的正面與冷排包封結(jié)構(gòu)306的內(nèi)部空間相交。服務(wù)器內(nèi)的服務(wù)器風(fēng)扇從冷排包封結(jié)構(gòu)306抽取冷空氣以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻，并將熱空氣排出服務(wù)器機(jī)架。
[0032]服務(wù)器冷卻室300可在多種模式下工作。在一種模式下，外部空氣不被引入到服務(wù)器冷卻室300。風(fēng)扇單元300可以對(duì)部分地從服務(wù)器排出的熱空氣進(jìn)行部分地冷卻，并且將部分冷卻的熱空氣循環(huán)回到內(nèi)部空間。部分冷卻的熱空氣循環(huán)回混合室318和冷卻模塊302。在另一模式下，外部空氣不被引入到服務(wù)器冷卻室300。風(fēng)扇單元328簡(jiǎn)單地將從服務(wù)器排出的熱空氣再循環(huán)回到內(nèi)部空間。熱空氣被循環(huán)回到混合室318和冷卻模塊302。在另一模式下，外部冷空氣被引入到服務(wù)器冷卻室300。當(dāng)混合室上的氣閘312關(guān)閉時(shí)，天花板氣閘314打開。外部冷空氣經(jīng)過冷卻模塊302并進(jìn)入冷排包封結(jié)構(gòu)306。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，天花板氣閘314關(guān)閉并且混合室上的氣閘312打開。服務(wù)器所排出的部分熱空氣通過一個(gè)或多個(gè)天花板排氣風(fēng)扇316被排出服務(wù)器冷卻室300;部分熱空氣通過打開的氣閘312進(jìn)入混合室318?；旌鲜覂?nèi)的熱空氣被抽取到冷卻模塊302并且與冷卻盤管304交換熱量。冷空氣然后通過重力以及冷排包封結(jié)構(gòu)306的內(nèi)部空間中降低的空氣壓力而進(jìn)入冷排包封結(jié)構(gòu)306。
[0034]在另一實(shí)施例中，天花板氣閘314打開并且混合室上的氣閘312關(guān)閉。外部的冷空氣通過打開的氣閘314進(jìn)入混合室318，經(jīng)過冷卻模塊302，并下沉到冷排包封結(jié)構(gòu)306的內(nèi)部空間。
[0035]在一些實(shí)施例中，氣閘312和314的打開和關(guān)閉可以由溫度控制單元來控制。當(dāng)外部溫度達(dá)到適當(dāng)水平時(shí)，溫度控制單元打開天花板氣閘314以允許外部空氣進(jìn)入室內(nèi)，并關(guān)閉混合室上的氣閘312以防止從服務(wù)器排出的熱空氣進(jìn)入混合室。當(dāng)外部溫度對(duì)于服務(wù)器冷卻室300而言太熱時(shí)，溫度控制單元關(guān)閉天花板氣閘314以防止將外部熱空氣引入室內(nèi)，并打開氣閘312以允許從服務(wù)器排出的熱空氣回到混合室。利用外部的自然冷空氣顯著減小了數(shù)據(jù)中心的能量消耗，這是因?yàn)榻档土藢?duì)循環(huán)通過冷卻模塊100的液體進(jìn)行冷卻的需要。在一些實(shí)施例中，氣閘312和314的打開和關(guān)閉以及天花板排氣風(fēng)扇316的操作都由諸如溫度控制單元之類的電子裝置來控制，該電子裝置監(jiān)視服務(wù)器冷卻室內(nèi)部和外部的溫度并操作氣閘和風(fēng)扇以實(shí)現(xiàn)對(duì)室進(jìn)行冷卻的最優(yōu)效率。
[0036]取決于數(shù)據(jù)中心的位置，外部冷空氣的濕度可能變化。當(dāng)外部冷空氣的濕度為低時(shí)，外部空氣可能必須被調(diào)節(jié)，以使得濕度水平滿足服務(wù)器的可靠工作的要求。雖然服務(wù)器制造者已顯著放寬了對(duì)服務(wù)器設(shè)備的可靠工作的濕度要求，但是數(shù)據(jù)中心服務(wù)器冷卻室內(nèi)的環(huán)境空氣的適當(dāng)濕度對(duì)于數(shù)據(jù)中心內(nèi)的設(shè)備的性能和可靠性而言仍然是重要的。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)增濕器可被安裝在混合室318中，以調(diào)節(jié)經(jīng)過混合室的空氣的濕度。
[0037]圖4示出支撐梁412連同全螺紋金屬桿414的示例性細(xì)節(jié)，該全螺紋金屬桿414用金屬板406緊固在冷排包封結(jié)構(gòu)的底部上。在某些實(shí)施例中，金屬桿414與支撐梁412通過焊接的全螺紋連接件固定在地板上。在某些實(shí)施例中，螺栓408和卡扣件410可以用于將金屬板406固定到金屬桿414。金屬板406可以位于冷排包封結(jié)構(gòu)的底部上。在某些實(shí)施例中，金屬板406可以是冷排包封結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制單元的一部分。在其他實(shí)施例中，增高的子地板的支撐梁可以抵擋震動(dòng)事件(例如，地震)。全螺紋金屬桿414可以通過焊接的全螺紋連接件418固定到地板。金屬桿414也抵擋震動(dòng)事件(例如，地震)。通過將冷排包封結(jié)構(gòu)固定到一個(gè)或多個(gè)支撐梁和全螺紋金屬桿，系統(tǒng)利用由增高的子地板的支撐梁提供的震動(dòng)保護(hù)。在某些實(shí)施例中，附加的全螺紋金屬桿提供附加的震動(dòng)保護(hù)。
[0038]圖5圖示出示例性冷卻模塊500、冷排包封結(jié)構(gòu)502、服務(wù)器機(jī)架504和置于服務(wù)器機(jī)架上的示例性服務(wù)器506。該示例中的系統(tǒng)與圖2所示的系統(tǒng)類似。經(jīng)調(diào)節(jié)的冷空氣通過置于冷排包封結(jié)構(gòu)502之上的冷卻模塊500而進(jìn)入冷排包封結(jié)構(gòu)502。服務(wù)器506內(nèi)的服務(wù)器風(fēng)扇從冷排包封結(jié)構(gòu)502的內(nèi)部空間抽取經(jīng)調(diào)節(jié)的冷空氣，并對(duì)服務(wù)器506進(jìn)行冷卻。
[0039]圖6圖不出不例性冷卻模塊600、冷卻盈管602、服務(wù)器604、和服務(wù)器604內(nèi)部的服務(wù)器風(fēng)扇606。來自冷卻模塊600和冷卻盤管602的經(jīng)調(diào)節(jié)的冷空氣被服務(wù)器風(fēng)扇606抽取，并且經(jīng)過服務(wù)器604以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻。相對(duì)較熱的空氣然后被服務(wù)器風(fēng)扇606送出服務(wù)器604。
[0040]已參考具體實(shí)施例描述了本發(fā)明。例如，雖然參考具體組件和配置描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到也可以使用組件和配置的其他組合。其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是明顯的。因此，除了由所附權(quán)利要求所表示的之外，不希望限制本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，包括: 由地板、側(cè)壁和增高的子地板所限定的子地板空間，所述增高的子地板設(shè)置在所述地板之上； 內(nèi)側(cè)空間，其設(shè)置在所述子地板空間之上并且由所述子地板、所述側(cè)壁和天花板所限定; 機(jī)殼，其設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)空間中，其中，所述機(jī)殼限定內(nèi)部空間并且包括服務(wù)器機(jī)架端口，所述服務(wù)器機(jī)架端口被配置為與機(jī)架嚙合； 冷卻和混合模塊，其工作以將冷卻空氣提供到由所述機(jī)殼限定的所述內(nèi)部空間； 機(jī)架，其包括安裝在其中的一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安置單元，其中，所述機(jī)架嚙合在所述服務(wù)器機(jī)架端口中，以使得所述一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安置單元各自的正面與由所述機(jī)殼限定的所述內(nèi)部空間相接口；和 一個(gè)或多個(gè)冷卻風(fēng)扇，其工作以從所述內(nèi)部空間經(jīng)過所述一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安置單元各自的正面來抽取空氣，并將加熱的空氣從所述一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安置單元排出到所述內(nèi)側(cè)空間。
2.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，其中，所述子地板由安裝在所述地板上的一個(gè)或多個(gè)支撐梁所支撐。
3.如權(quán)利要求2所述的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，其中，所述機(jī)架固定到所述子地板和所述一個(gè)或多個(gè)支撐梁當(dāng)中的至少一個(gè)支撐粱。
4.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)或多個(gè)機(jī)架安置單元包括所述一個(gè)或多個(gè)冷卻風(fēng)扇當(dāng)中的至少一個(gè)冷卻風(fēng)扇。
5.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，其中，所述增高的子地板包括一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)口，空氣通過所述通風(fēng)口在所述子地板空間和所述內(nèi)側(cè)空間之間交換。
6.如權(quán)利要求5所述的服務(wù)器冷卻系統(tǒng),還包括一個(gè)或多個(gè)外部空氣控制單兀，其選擇性地將所述服務(wù)器冷卻系統(tǒng)外部的空氣引入到所述子地板空間。
7.如權(quán)利要求6所述的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，還包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇單元，其工作以引起空氣從所述子地板空間經(jīng)過所述增高的子地板的所述一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)口而流動(dòng)到所述內(nèi)偵控間。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK103605412SQ201310504507
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2009年4月21日
【發(fā)明者】斯科特·諾特布姆, 艾伯特·戴爾·羅賓森 申請(qǐng)人:雅虎公司