本申请涉及用于服务器群冷却系统的冷排包封，并公开了针对数据中心的高效冷却的装置、方法和系统。本发明专利技术的一些实施例允许通过机壳来包封冷排，并允许服务器风扇从冷排包封结构抽取冷空气以对安装在服务器机架上的服务器进行冷却。在其他具体实施例中，所公开的系统可用于将外部的冷空气混合到冷排包封结构中以对服务器进行冷却。在一些实施例中，本发明专利技术涉及利用数据中心室的增高的子地板。
【技术实现步骤摘要】
用于服务器群冷却系统的冷排包封本申请是PCT国际申请日为2010年3月31日、PCT国际申请号为PCT/US2010/029348 (国家申请号为201080017609.X)、名称为“用于服务器群冷却系统的冷排包封”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总的来说涉及用于数据中心的冷却系统。
技术介绍
诸如Web电子邮件、Web搜索、Web站点容宿和Web视频共享之类的因特网服务的快速成长正在对数据中心的服务器的计算和存储能力提出越来越高的要求。虽然服务器的性能在提高，但是服务器的功耗也在上升，尽管在对集成电路的低功耗设计作出努力。例如，作为最广泛使用的服务器处理器之一的AMD的Opteron处理器以高达95瓦特来运行。Intel的Xeon服务器处理器在110和165瓦特之间运行。但是，处理器仅仅是服务器的一部分；服务器中的诸如冷却风扇和存储设备之类的其他部分消耗另外的功率。服务器通常被置于数据中心的机架上。存在对机架的各种物理配置。ー种典型机架配置包括安置轨道(mounting rail),多个诸如服务器刀片(server blade)之类的设备単元被安置到轨道上并且在机架内垂直堆叠。ー个最广泛使用的19英寸机架是用于安置诸如IU或2U服务器之类的设备的标准化系统。这种机架上的一个机架単元通常是1.75英寸高且19英寸宽。可安装在一个机架中的服务器通常被指定为IU服务器。在数据中心中，标准机架通常被密集地填充有服务器、存储设备、交換机和/或电信设备。数据中心室应当被維持在对于服务器的可靠工作而言可接受的温度和湿度，服务器通常具有通过机箱来抽气以进行冷却的冷却风扇。密集地堆叠了由Opteron或Xeon处理器来运转的服务器的机架的功耗可以在7000和15000瓦特之间。结果，服务器机架可产生非常集中的热负荷。机架中的服务器所驱散的热量被排出到数据中心室。由密集填充的机架所总体生成的热量可能对机架中的设备的性能和可靠性产生不利影响，这是因为它们依赖于周围空气来进行冷却。因此，加热、通风、空调(HVAC)系统常常是高效数据中心的设计的重要部分。典型的数据中心消耗10至40兆瓦的功率。大部分的能量消耗是在服务器和HVAC系统的工作之间划分的。HVAC系统已被估计为占数据中心的功率使用的25%至40%。对于消耗40兆瓦功率的数据中心而言，HVAC系统可消耗10至16兆瓦的功率。通过利用高效的冷却系统和降低能量使用的方法可以实现显著的成本节约。例如，将HVAC系统的功耗从数据中心所使用的功率的25%降低到10%将转化为6兆瓦功率的节约，这足以为几千住宅家庭供电。在数据中心室中，服务器机架通常按排布置，在这些排之间有交替的冷通道和热通道。所有服务器都被安装到机架中以实现从前到后的气流模式，该气流模式从位于机架前方的冷排(cold row)抽入经调节的空气并通过机架后方的热排(hot row)将热量排出。通常使用增高地板的房间设计来容纳地板下的空气分配系统，其中沿着冷通道通过增高的地板中的通风口来提供冷却的空气。数据中心的高效冷却的一个重要因素是管理数据中心内的空气流动和循环。计算机室空调机(CRAC)单元经过地板砖而提供冷空气，这些地板砖在机架之间包括通风口。除服务器之外，CRAC单元也消耗大量功率。一个CRAC单元可以具有多达3个5马力马达，并且可能需要多达150个CRAC来冷却数据中心。CRAC单元总体消耗数据中心中的大量功率。例如，在具有冷排和热排结构的数据中心室中，来自热排的热空气被移出热排并循环到CRAC单元。CRAC单元对空气进行冷却。由CRAC单元的马达运转的风扇将冷却的空气供应到由增高的子地板所限定的地板下通风空间(plenum)。通过将冷却的空气驱动到地板下通风空间而产生的压力向上驱动冷却的空气使其通过子地板中的通风口，从而将其供应到服务器机架所面对的冷通道。为了实现足够的气流速率，可以在整个典型数据中心室中安装几百个强大的CRAC单元。但是，由于CRAC单元一般安装在数据中心室的角落，因此其高效增大气流速率的能力受到负面影响。
技术实现思路
本专利技术提供了针对使用增高的子地板设计的数据中心的高效冷却的系统和方法。在一个具体实施例中，本专利技术提供了 一种冷排包封(encapsulation)结构,其包括至少一个被配置为与一个或多个服务器机架相接口(interface)的服务器机架端口以及连接到冷排包封结构的顶面的冷却模块。服务器机架端口被配置为与服务器机架啮合，以使得服务器机架的正面与由冷排包封结构限定的内部空间相接口。在一些实施例中，服务器机架端口和服务器机架通过夹子和/或密封衬垫而紧密连接，以减少去往和来自冷排包封结构的空气泄漏。冷排包封结构位于增高的子地板上，以考虑到多个空气流动路径和空气调节机构。本专利技术的一些实施例利用安装在机架上的服务器的冷却风扇来从服务器机架正面的冷排包封结构抽取冷空气，并将热空气从服务器机架的背面排出。安装在冷排包封结构之上的冷却模块通过安装在冷却模块内的冷却盘管对热空气进行冷却。在一些实施例中，在盈管内使用冷水来与冷却模块中的热空气交换热量。在本专利技术的一个实施例中，系统和方法集中于在不引入外部空气的情况下对数据服务器冷却室内的热空气进行冷却。服务器风扇所排出的热空气可以由一个或多个风扇单元部分冷却、或者可以简单地再循环到冷却室。热空气或部分冷却的热空气进入可位于冷排包封结构之上的冷却模块。热空气或部分冷却的热空气被冷却模块内基于水的冷却盘管冷却，并且冷却的空气通过重力以及冷排包封结构的内部空间中降低的压力而进入冷排包封结构。服务器风扇从连接到冷排包封结构的服务器机架端口抽取冷空气以对服务器进行冷却，并将热空气从服务器机架的背侧排出。在本专利技术的其他实施例中，系统和方法涉及混合外部的冷空气以对服务器进行冷却。在一个实施例中，数据中心的天花板气闸(damper)可由温度控制单元来控制,并且当外部温度达到某一阈值时被打开。外部空气进入数据中心，并且经过安装在冷排包封结构之上的冷却模块。服务器风扇从冷排包封结构抽取冷空气。热空气被天花板排气风扇排出到外部。在一些实施例中，为了控制数据中心服务器冷却室中的空气湿度，尤其是当外部空气不能满足服务器和其他设备的工作要求时，可使用增湿器来调节外部空气。但是，近年来，服务器设备的制造者已由于技术发展而显著放宽了湿度要求。下面的详细描述和附图一起将提供对本专利技术各种实施例的特性和优点的更好理解。【附图说明】图1是示出示例性冷排包封结构和示例性冷却模块的示图。图2是示出具有集成服务器机架的示例性冷排包封结构和示例性冷却模块的示图。图3是示出具有冷排包封结构、冷却模块、屋顶上的排气风扇、带有气闸的混合室、和具有一个或多个支撑梁的增高的子地板的示例性数据中心服务器冷却室的示图，其中气闸控制室内和室外的空气循环。图4是示出增高的子地板中的示例性支撑梁的示图，其中用金属板将增高的子地板紧固在冷排包封结构的底部上。图5是示出具有集成的服务器机架、放置在一个服务器机架上的示例性服务器、和示例性冷却模块的示例性冷排包封结构。图6是示出具有服务器风扇的示例性服务器的示图，其中服务器风扇抽入由示例性冷却模块调节的冷空气。【具体实施方式】结合意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种服务器冷却系统，包括:由地板、侧壁和增高的子地板所限定的子地板空间，所述增高的子地板设置在所述地板之上;内侧空间，其设置在所述子地板空间之上并且由所述子地板、所述侧壁和天花板所限定;机壳，其设置在所述内侧空间中，其中，所述机壳限定内部空间并且包括服务器机架端口，所述服务器机架端口被配置为与机架啮合;冷却和混合模块，其工作以将冷却空气提供到由所述机壳限定的所述内部空间;机架，其包括安装在其中的一个或多个机架安置单元，其中，所述机架啮合在所述服务器机架端口中，以使得所述一个或多个机架安置单元各自的正面与由所述机壳限定的所述内部空间相接口;和一个或多个冷却风扇，其工作以从所述内部空间经过所述一个或多个机架安置单元各自的正面来抽取空气，并将加热的空气从所述一个或多个机架安置单元排出到所述内侧空间。
【技术特征摘要】
2009.04.21 US 12/427,6661.一种服务器冷却系统，包括: 由地板、侧壁和增高的子地板所限定的子地板空间，所述增高的子地板设置在所述地板之上； 内侧空间，其设置在所述子地板空间之上并且由所述子地板、所述侧壁和天花板所限定; 机壳，其设置在所述内侧空间中，其中，所述机壳限定内部空间并且包括服务器机架端口，所述服务器机架端口被配置为与机架啮合； 冷却和混合模块，其工作以将冷却空气提供到由所述机壳限定的所述内部空间； 机架，其包括安装在其中的一个或多个机架安置单元，其中，所述机架啮合在所述服务器机架端口中，以使得所述一个或多个机架安置单元各自的正面与由所述机壳限定的所述内部空间相接口；和 一个或多个冷却风扇，其工作以从所述内部空间经过所述一个或多个机架安置单元各自的正面来抽取空气，并将加热的空气从所述一个或多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·诺特布姆，艾伯特·戴尔·罗宾森，
申请(专利权)人：雅虎公司，
类型：发明
国别省市：
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