TWI469729B - 貨櫃數據中心及其散熱控制系統 - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
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    • H05K7/1485—Servers; Data center rooms, e.g. 19-inch computer racks
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Description

貨櫃數據中心及其散熱控制系統
本發明涉及一種貨櫃數據中心及其散熱控制系統。
隨著線上應用的發展，對於數據中心的需求快速增長。數據中心是大型的集中運算設施，其通常包括大量伺服器，這些伺服器放置於機架(Rack)中組成伺服器系統，由於伺服器系統較多且均設置於數據中心，故數據中心整體的散熱方案變得相當重要。習知一種散熱方法是在數據中心內機架制冷一側(cold aisle)的底部設置網式地板，在網式地板底部吹冷空氣，透過網式地板上的吹嘴(Nozzle)向上吹冷空氣至機架制冷一側，若吹出來的冷空氣高度很低的話則但機架上部的冷風要少於下部的冷風，故機架上部的散熱效果要差於下部的散熱效果，若吹出來的冷空氣高度很高的話則耗費的用於控制吹風的電能將會很多，不利於節能。
鑒於以上內容，有必要提供一種貨櫃數據中心及其散熱控制系統，透過該散熱控制系統可以有效改善貨櫃數據中心的散熱效果且節省電能。
一種貨櫃數據中心，包括一可由交通工具運送的貨櫃及複數設於該貨櫃內的伺服器系統，每一伺服器系統兩側分別為熱通道區域 及冷通道區域，該等冷通道區域底部設有複數向上吹冷空氣的吹嘴，每一冷通道區域內的吹嘴分成複數排平行於冷通道區域兩側伺服器系統進行設置，且吹出的冷空氣的高度控制在該兩側伺服器系統的中間位置處最高，並朝該兩側伺服器系統的方向逐漸降低。
一種散熱控制系統，用於給伺服器系統進行散熱，該散熱控制系統包括複數設於該伺服器系統一側底部向上吹冷空氣的吹嘴，該等吹嘴分成複數排平行於該伺服器系統設置，且吹出的冷空氣的高度相較於對應伺服器系統由近至遠呈向上的階梯式排佈。
相較習知技術，本發明貨櫃數據中心透過該散熱控制系統將伺服器系統一側底部向上吹出的冷空氣的高度控制為相較於對應伺服器系統由近至遠呈向上的階梯式排佈，如此，可有效地對伺服器系統上下部分的伺服器進行散熱，同時也不會浪費用於控制吹風的電能。
100‧‧‧貨櫃數據中心
10‧‧‧貨櫃
20‧‧‧伺服器系統
30‧‧‧吹嘴
31‧‧‧出風口
32‧‧‧進風口
40‧‧‧熱通道區域
50‧‧‧冷通道區域
圖1是本發明貨櫃數據中心的較佳實施方式的示意圖。
圖2是圖1貨櫃數據中心的散熱控制系統的局部示意圖。
圖3是圖2中吹嘴吹風時的示意圖。
請參閱圖1，本發明貨櫃數據中心100的較佳實施方式包括一可由交通工具運送的貨櫃10(如集裝箱)及並排設置設於該貨櫃10內的複數伺服器系統20，圖中僅示意設置兩排伺服器系統20，每排包括複數伺服器系統20，具體設置可根據貨櫃10的實際大小來確定 。
請參考圖2，本發明貨櫃數據中心100中每一伺服器系統20的兩側分別為熱通道區域40(空心箭頭表示熱風)及冷通道區域50(實心箭頭表示冷風)，其中，該冷通道區域50的制冷方式是透過設置在貨櫃數據中心100底部的吹嘴(Nozzle)30向上吹冷空氣來實現的，該等吹嘴30形成一散熱控制系統對該等伺服器系統20進行散熱。該等熱通道區域40內熱風的排出方式為習知技術，此處不再詳細說明。
本實施方式中，該等吹嘴30分成複數排平行於該伺服器系統20設置(圖2中僅示意出六排，每排僅用一個吹嘴示意)，且吹出的冷空氣的高度相較於對應伺服器系統20由近至遠呈向上的階梯式排佈，即愈靠近伺服器系統20則吹出的冷空氣的高度愈低，反之愈遠離伺服器系統20則吹出的冷空氣的高度愈高，即在冷通道區域50內，中間位置的冷空氣的高度最高，靠近兩伺服器系統20部分的冷空氣的高度最低。之所以將冷空氣的高度按如上方式進行控制，是因為一般情況下該等伺服器系統20下方伺服器的散熱要求要高於上方伺服器的散熱要求，故經過上述對吹風高度的階梯式排佈設置，可有效地對伺服器系統20上下部分的伺服器進行散熱，而不需要將所有吹嘴30吹出的冷空氣的高度都設定為很高，如此就不會浪費用於控制吹風的電能。
請參考圖3，為實現上述呈階梯式的冷空氣設置，則需有效地控制吹嘴30吹出的冷空氣的高度。本實施方式中，該吹嘴30為一空心圓臺，該圓臺較小的圓孔為一出風口31，較大的圓孔為一進風口32。設冷空氣流入該進風口32前的速度為V1，流出該出風口31 後的速度為V2，該進風口32的面積為A1，該出風口31的面積為A2，冷空氣的質量為m，重力加速度為g，冷空氣吹出的高度為h。有如下關係式：A1*V1=A2*V2
1/2mV22=mgh(忽略摩擦損耗)
故可得出：
則有：h=(V1*A1/A2)2/2g
所以，如果V1為已設計好之初始速度，則只要調整好A1/A2之比例關係，即可控制冷空氣達到想要吹出之高度h，非常方便。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
20‧‧‧伺服器系統
30‧‧‧吹嘴

Claims (2)

  1. 一種貨櫃數據中心，包括一可由交通工具運送的貨櫃及複數設於該貨櫃內的伺服器系統，每一伺服器系統兩側分別為熱通道區域及冷通道區域，該等冷通道區域底部設有複數向上吹冷空氣的吹嘴，其改良在於：每一冷通道區域內的吹嘴分成複數排平行於冷通道區域兩側伺服器系統進行設置，且吹出的冷空氣的高度控制在該兩側伺服器系統的中間位置處最高，並朝該兩側伺服器系統的方向逐漸降低，該吹嘴為一空心圓臺，該圓臺較小的圓孔為一出風口，較大的圓孔為一進風口，該等吹嘴吹出的冷空氣的高度h根據如下公式進行調整，h=(V1*A1/A2)2/2g，其中，V1為冷空氣流入該進風口前的速度，A1為該進風口的面積，A2為該出風口的面積，g為重力加速度。
  2. 一種散熱控制系統，用於給伺服器系統進行散熱，該散熱控制系統包括複數設於該伺服器系統一側底部向上吹冷空氣的吹嘴，其改良在於：該等吹嘴分成複數排平行於該伺服器系統設置，且吹出的冷空氣的高度相較於對應伺服器系統由近至遠呈向上的階梯式排佈，該吹嘴為一空心圓臺，該圓臺較小的圓孔為一出風口，較大的圓孔為一進風口，該等吹嘴吹出的冷空氣的高度h根據如下公式進行調整，h=(V1*A1/A2)2/2g，其中，V1為冷空氣流入該進風口前的速度，A1為該進風口的面積，A2為該出風口的面積，g為重力加速度。
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