TWI482583B - 伺服系統 - Google Patents

Description

伺服系統

本發明係關於一種伺服系統，特別是一種具有冷卻補償的伺服系統。

相較於個人電腦(如：桌上型電腦、筆記型電腦...等)伺服器電腦具備有更強大的運算能力，同時因為伺服器電腦大多運用於商業、金融甚至氣象、軍事等領域，其可靠度與穩定性的要求要比個人電腦要更高。因此伺服器電腦在軟硬體的設計上，會比個人電腦更嚴苛。。

一般伺服器除了會裝設散熱裝置來排除伺服器內的熱量外，更具有一套保護機制來防止伺服器內的元件損毀。當散熱裝置的散熱效率不足而使得伺服器內的工作溫度高於預設的臨界值時，伺服器的系統就會非預期的自動關機，進而防止伺服器內的電子元件因工作溫度過高而損毀。然而由於架設伺服器的目的多係為了商業、金融等用途，故一旦伺服器發生非預期的關機，影響則會相當嚴重。因此，如何改良伺服器的散熱效率，將是研發人員所欲追求的目標。

本發明在於提供一種伺服系統，藉以改良伺服器的散熱效率。

本發明所揭露的伺服系統，具有相對的一入風側及一出風側。伺服系統包含二伺服器機架模組及一控制器。二伺服器機架模組相互併排。控制器電性連接二伺服器機架模組。每一伺服器 機架模組包含一櫃體、多個伺服主機及一風扇構件。櫃體具有相對的一第一側及一第二側。第一側較第二側靠近入風側。這些伺服主機分別以可拆卸地關係裝設於櫃體內，且這些伺服主機各包含一溫度監控構件。風扇構件裝設於櫃體之第一側。風扇構件包含多個風扇。這些風扇分別電性連接控制器。其中二櫃體之一的第一側抵靠於二櫃體之另一的第二側。當二風扇構件運轉時，於相互併排的二櫃體內形成一氣流。氣流自伺服系統的入風側流向出風側，且這些伺服主機位於氣流之流動路徑上。當二風扇構件之至少一風扇損壞時，控制器用以提高靠近出風側的風扇構件的轉速而增加伺服系統的散熱效率。

根據上述本發明所揭露的伺服系統，每一個伺服器機架模組具有一風扇構件，二伺服器機架模組相互併排，使得二風扇構件之一靠近伺服系統的入風側，以及二風扇構件之一靠近伺服系統之出風側。當二風扇構件中有任何一個風扇損壞時，控制器會令靠近出風側之風扇構件的轉速提高，以增加伺服系統的散熱效率。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參照第1圖至第4圖，第1圖為根據本發明一實施例的伺服系統的立體示意圖，第2圖為第1圖部分的分解示意圖，第3圖為第1圖的伺服系統的電性關係示意圖，第4圖為第1圖之側視示意圖。

本實施例的伺服系統10具有相對的一入風側20及一出風側 30。伺服系統10包含二伺服器機架模組40(Server Rack Module)及一控制器50。二伺服器機架模組40相互並排伺服器機架模組40。為方便說明，本實施例之伺服器機架模組40的數量以兩個為例，但不以此為限，在其他實施例中，伺服器機架模組40的數量可以是三個以上。

每一個伺服器機架模組40包含一櫃體100、多個伺服主機200及一風扇構件300。櫃體100具有相對的一第一側110及一第二側120。櫃體100之第一側110較第二側120靠近入風側20。此外，櫃體100具有多個存放區130(如第4圖所示)。這些存放區130分別與櫃體100底部間保持相異高度。這些伺服主機200以可拆卸地關係裝設於櫃體100內之各存放區130。風扇構件300裝設於櫃體100之第一側110，且風扇構件300包含多個風扇310。這些風扇310分別位於各存放區130。其中二櫃體100之一的第一側110抵靠於二櫃體100之另一的第二側120。詳細來說，遠離入風側20之櫃體100的第一側110抵靠於靠近入風側20之櫃體100的第二側120，使得兩伺服器機架模組40相互併排。並且，兩伺服器機架模組40之同一高度之存放區130彼此互通。

請參閱第2圖與第4圖。從上述可知，本實施例之伺服系統10分別分成多個不同高度的存放區130。然而，對散熱效果而言，相同高度之存放區130內的各風扇310對同一高度之存放區130內的伺服主機200影響是最明顯的。相異高度之存放區130的各風扇310對上述之伺服主機200的影響則隨著距離的由近而遠逐漸遞減。因此，以下將先以其中一高度之存放區130作為說明。 當同一高度之存放區130的各風扇310運轉時，同一高度之存放區130內之各風扇310於相互併排的二櫃體100內形成一氣流。氣流自伺服系統10的入風側20流向出風側30(沿箭頭a所指示的方向)，而這些伺服主機200位於氣流之流動路徑上，進而將伺服主機200所產生的熱量帶走。

然而，當同一高度之存放區130內有至少一風扇310損壞時，由於在同一高度之存放區130內之風扇310運轉的數量降低了，故將使得此存放區130內之各風扇310的整體散熱效率降低。若整體的散熱效率持續降低，則會造成此存放區130內的伺服主機200的溫度持續升高甚或當機而影響到正在使用伺服系統的用戶。因此，當同一高度之存放區130內有至少一風扇310損壞時，風扇310會傳回一風扇轉速歸零或一風扇異常的訊號至控制器50。接著，控制器50便會開始提高同一高度之存放區130內較靠近出風側30的各風扇310的轉速以提升伺服系統10的散熱效率。其中，偵測風扇損壞的方法例如可以透過轉速計，當轉速計測到某一風扇310的轉速異常降低或歸零時，則會傳遞風扇轉速歸零或風扇異常的訊號至控制器50。此外某些類型的風扇，亦可以直接提供轉速訊號或風扇異常訊號供控制器50使用。

在本實施例及其他實施例中，當靠近出風側30之風扇310的轉速提高之後仍無法有效地提升伺服系統10的散熱效率時，控制器50會更進一步地提高同一高度之存放區130內較靠近入風側20的各風扇310的轉速以提升伺服系統10的散熱效率。

上述先將靠近出風側30的各風扇310的轉速提高，再將靠近 入風側20的各風扇310的轉速提高的順序並非用以限制本發明。在其他實施例中，也可以先將靠近入風側20的各風扇310的轉速提高，再將靠近出風側30的各風扇310的轉速提高。

此外，在本實施例及其他實施例中，當靠近入風側30之風扇310的轉速提高之後仍無法有效地提升伺服系統10的散熱效率時，控制器50會更進一步地提高相異高度之存放區130內的各風扇310的轉速，進而提升伺服系統10的散熱效率。詳細來說，這些伺服主機200各包含至少一溫度監控組件210。這些溫度監控組件210分別與控制器50電性連接。這些溫度監控組件210分別用以監控這些伺服主機200的溫度狀況。當這些溫度監控組件210偵測到其中一伺服主機200的溫度高於一臨界值時，對應的溫度監控組件210就會將伺服主機200的溫度異常訊號回傳至控制器50，令控制器50更進一步地提高相異高度之存放區130內的各風扇310的轉速以提升伺服系統10的散熱效率。其中，上述臨界值為根據伺服主機200內的電子元件可正常運作的安全溫度範圍所設定的溫度值。

請參閱第5圖，第5圖為沿第4圖之5-5剖面線所繪示之剖面示意圖。在本實施例中，每一伺服器機架模組40之每一伺服主機200可沿遠離櫃體100的一第一方向D1而抽離櫃體100。氣流沿櫃體100之第一側110朝第二側120的一第二方向D2延伸。第一方向D1與第二方向D2實質上相互垂直。實質上相互垂直係指第一方向D1與第二方向D2的夾角可以是90度或近似90度。如此一來，將使得當各伺服器機架模組40彼此併排時，氣流能夠從伺 服系統10之入風側20流動至出風側30，而伺服主機200也能夠無阻礙地自櫃體100上被抽離。

此外，在本實施例及其他實施例中，每一伺服器機架模組40更包含一冷卻構件400。冷卻構件400裝設於櫃體100之第一側110，且風扇構件300介於冷卻構件400與這些伺服主機200之間。當這些溫度監控構件210感測到其中一伺服主機200的溫度高於臨界值時，對應的溫度監控構件210就會將伺服主機200的溫度異常訊號回傳至控制器50，令控制器50更進一步地降低同一伺服器機架模組40之冷卻構件400的冷卻溫度，使流入這些櫃體100的氣流的溫度降低。

詳細來說，每一冷卻構件400包含一流體驅動裝置410、一冷卻盤管420及一溫度調節器430。冷卻盤管420內具有一冷卻流體，且冷卻盤管420與流體驅動裝置410連通。流體驅動裝置410與控制器50電性連接並用以驅動冷卻盤管420內的冷卻流體流動。溫度調節器430與控制器50電性連接，且與冷卻盤管420熱接觸。

在本實施例及其他實施例中，當溫度監控構件210偵測到其中一伺服主機200的溫度高於臨界值時，控制器50用以令同一伺服器機架模組40的流體驅動裝置410提高靠近入風側20的冷卻盤管420內的冷卻流體的流速，或是，控制器50用以令同一伺服器機架模組40的溫度調節器430調降靠近入風側20的冷卻盤管420內的冷卻流體的溫度，以增加冷卻構件400與空氣間的熱交換效率。

值得注意的是，一般風扇構件300將櫃體100外部的空氣導入櫃體100內部時，外界的空氣將先與冷卻構件400進行一次熱交換，使得流入櫃體100的氣流溫度降低，進而讓氣流與伺服主機200進行熱交換而降低伺服主機200的溫度。然而，在本實施例中，由於控制器50會額外將冷卻構件400中的冷卻流體的流速增加或將冷卻構件400中的冷卻流體的溫度降低，故能更有效地降低流入櫃體100之氣流的溫度，進而增加伺服主機200與氣流間的熱交換效率。

根據上述本發明所揭露的伺服系統，每一個伺服器機架模組具有一風扇構件，二伺服器機架模組相互併排，使得二風扇構件之一靠近伺服系統的入風側，以及二風扇構件之一靠近伺服系統之出風側。當二風扇構件中有任何一個風扇損壞時，控制器會令靠近出風側之風扇構件的轉速提高，以增加伺服系統的散熱效率。

此外，每一伺服器機架模組具有一冷卻構件，二伺服器機架模組相互併排，使得二冷卻構件之一靠近伺服系統的入風側，以及二冷卻構件之一靠近伺服系統之出風側。當介於二冷卻構件之間的伺服主機的溫度高於臨界值時，控制器會令靠近入風側之冷卻構件的溫度下降，以使進入櫃體之氣流的溫度降低，進而增加氣流與伺服主機間的熱交換效率。

雖然本發明以前述的較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧伺服系統

20‧‧‧入風側

30‧‧‧出風側

40‧‧‧伺服器機架模組

50‧‧‧控制器

100‧‧‧櫃體

110‧‧‧第一側

120‧‧‧第二側

130‧‧‧存放區

200‧‧‧伺服主機

210‧‧‧溫度監控構件

300‧‧‧風扇構件

310‧‧‧風扇

400‧‧‧冷卻構件

410‧‧‧流體驅動裝置

420‧‧‧冷卻盤管

430‧‧‧溫度調節器

第1圖為根據本發明一實施例的伺服系統的立體示意圖。

第2圖為第1圖部分的分解示意圖。

第3圖為第1圖的伺服系統的電性關係示意圖。

第4圖為第1圖之側視示意圖。

第5圖為沿第4圖之5-5剖面線所繪示之剖面示意圖。

10‧‧‧伺服系統

100‧‧‧櫃體

110‧‧‧第一側

120‧‧‧第二側

200‧‧‧伺服主機

210‧‧‧溫度監控構件

300‧‧‧風扇構件

310‧‧‧風扇

400‧‧‧冷卻構件

410‧‧‧流體驅動裝置

420‧‧‧冷卻盤管

430‧‧‧溫度調節器

Claims (8)

1. 一種伺服系統，具有相對的一入風側及一出風側，該伺服系統包含二伺服器機架模組及一控制器，該二伺服器機架模組相互併排，該控制器電性連接該二伺服器機架模組，每一該伺服器機架模組包含：一櫃體，具有相對的一第一側及一第二側，該第一側較該第二側靠近該入風側；多個伺服主機，以可拆卸地關係裝設於該櫃體內；一風扇構件，該風扇構件裝設於該櫃體之該第一側，該風扇構件包含多個風扇，該些風扇分別電性連接該控制器；以及一冷卻構件，該冷卻構件裝設於該櫃體之該第一側，且該風扇構件介於該冷卻構件與該些伺服主機之間；其中該二櫃體之一的該第一側抵靠於該二櫃體之另一的該第二側，當該二風扇構件運轉時，於相互併排的該二櫃體內形成一氣流，該氣流自該伺服系統的該入風側流向該出風側，且該些伺服主機位於該氣流之流動路徑上，當該二風扇構件之至少一該風扇損壞時，該控制器用以提高靠近該出風側的該風扇構件的轉速而提升該伺服系統的散熱效率。
2. 如請求項1所述之伺服系統，其中每一該櫃體具有多個存放區，該些存放區分別與該櫃體底部間保持相異高度，該些伺服主機與該些風扇分別位於該些存放區，當該二風扇構件之至少一該風扇損壞時，該控制器用以提高位於同一高度之該存放區之靠近該出風側的該風扇構件的轉速而提升該伺服系統的散 熱效率。
3. 如請求項2所述之伺服系統，其中當該二風扇構件之至少一該風扇損壞時，該控制器用以提高位於同一高度之該存放區之靠近該入風側的該風扇構件的轉速而提升該伺服系統的散熱效率。
4. 如請求項3所述之伺服系統，其中每一該伺服主機包含至少一溫度監控器，該溫度監控器與該控制器電性連接，該溫度監控器感測到該伺服主機的溫度高於一臨界值時，該控制器用以提高相異高度之該些存放區之該些風扇的轉速。
5. 如請求項4所述之伺服系統，其中當該溫度監控構件感測到靠近該入風側的該些伺服主機的溫度高於該臨界值時，該控制器用以調降靠近該入風側的該冷卻構件的冷卻溫度，使流入該些櫃體的該氣流的溫度降低。
6. 如請求項5所述之伺服系統，其中每一該冷卻構件包含一冷卻盤管及一流體驅動裝置，該冷卻盤管內具有一冷卻流體，且該冷卻盤管與該流體驅動裝置連通，該流體驅動裝置與該控制器電性連接且用以驅動該冷卻盤管內的該冷卻流體流動，當該溫度監控構件感測到靠近該入風側的該些伺服主機的溫度高於該臨界值時，該控制器用以令靠近該入風側的該流體驅動裝置提高靠近該入風側的該冷卻盤管內的該冷卻流體的流速。
7. 如請求項5所述之伺服系統，其中每一該冷卻構件更包含一溫度調節器，該溫度調節器與該冷卻盤管熱接觸，且電性連接該控制器，當該溫度監控構件感測到靠近該入風側的該些伺服主 機的溫度高於該臨界值時，該控制器用以令靠近該入風側的該溫度調節器降低靠近該入風側的該冷卻盤管內的該冷卻流體的溫度。
8. 如請求項1所述之伺服系統，其中每一該伺服器機架模組之每一該伺服主機可沿遠離該櫃體的一第一方向而抽離該櫃體，該氣流沿該櫃體之該第一側朝該第二側的一第二方向延伸，該第一方向與該第二方向實質上相互垂直。