CN102156520A - 服务器冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种服务器冷却装置，包括：至少一个服务器机柜，每个服务器机柜具有服务器工作仓、设于服务器工作仓的前侧的第一通道、设于服务器工作仓的后侧的第二通道；以及冷却机柜，该冷却机柜具有带有进风口和出风口的换热仓，进风口和/或出风口处设有风机，换热仓中安装有换热器，其中，第一通道、服务器工作仓、第二通道、换热仓依次连通形成环形的封闭风道。由于冷风和热风的循环只在服务器冷却装置内部进行，而且冷风和热风各行其道，排除了冷热风混合的可能，因此本发明的冷却效果好。

Description

服务器冷却装置

技术领域

本发明涉及服务器领域，尤其涉及一种服务器冷却装置。

背景技术

服务器机柜中通常密集地组装着服务器、交换机、存储装置等设备，这些设备消耗电力并产生热量。随着服务器性能的提高，其消耗的功率也越来越大，结果，服务器机柜内会形成非常集中的热负荷，而这些热负荷产生的热量如果不及时驱散，对设备的性能、安全和使用寿命都是极为不利的。因此，聚集了服务器机柜的数据中心通常配置有循环制冷的冷却系统，以维持服务器可靠工作所需的温度和湿度。

现有技术中较早出现且使用较多的方案是，增高地板的高度，将地板设计成活动组装并具有底部空气通道的结构。在这种冷却系统中，服务器机柜一般排列成行，地板上设有通风口或格栅，冷空气沿着地板下的通道流通并通过通风口或格栅释放到地板表面，以达到冷却服务器机柜的目的。该冷却系统的缺点在于，在整个数据中心中，冷风和热风混合在一起，没有采取有效的阻隔措施，严重影响了冷却效果。另外，冷空气循环范围大，其流通量又受到通风口和格栅面积的限制，而通风口和格栅的面积又受到地面承重能力的限制，所以其冷却效率不仅较低而且提高冷却效率的难度也很大。再有，由于机柜的位置和通风口的位置基本固定，限制了机柜的挪动范围，造成数据中心布局不易改变的困难，对工程改造不利。

为了克服上述冷却系统的缺陷，出现了一些新的现有技术。例如在中国专利200480010527.7中，公开了一种数据中心冷却系统，该系统中的服务器机柜平行地、背对背地排列成两排，两排之间的空间被封闭起来形成机柜的冷却空间，在该空间内设置有换热器，服务器机柜中产生的热空气被集中到冷却空间中与换热器进行热量交换，热交换后产生的冷空气从机柜的正面释放出来并弥漫于整个数据中心。在这种服务器冷却方案中，采取了一定的阻隔措施将冷、热风通道进行了隔离，但由于冷风释放后弥漫于数据中心，使得冷风的冷却对象不仅是服务器，还包括数据中心的其他热负荷，由此增大了冷却设备的负担，进而影响了冷却效果。

在中国专利200880018850.7中，公开了一种用于服务器群冷却系统的冷排包封，在该冷却系统中，服务器集成机柜平行地、面对面地排列成两排，两排之间的空间封闭起来形成冷排包封，外部的冷空气被引导进入冷排包封结构，并对服务器进行冷却，服务器产生的热空气从服务器集成柜的后面释放并弥漫于数据中心。在这种冷却方案中，虽然冷风通道被封闭起来，但由于热风在数据中心弥漫，会形成热回风，影响换热效果；而且有时操作人员需要进入冷排包封进行操作，冷风的冷却效力会及于操作人员，也影响换热效果。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种服务器冷却装置，以改善由于换热效率低而引起的服务器冷却效果差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种服务器冷却装置，包括：至少一个服务器机柜，每个服务器机柜具有服务器工作仓、设于服务器工作仓的前侧的第一通道、设于服务器工作仓的后侧的第二通道；以及冷却机柜，该冷却机柜具有带有进风口和出风口的换热仓，进风口和/或出风口处设有风机，换热仓中安装有换热器，其中，第一通道、服务器工作仓、第二通道、换热仓依次连通形成环形的封闭风道。

优选地，第一通道与换热仓的出风口连通形成冷风封闭通道，第二通道与换热仓的进风口连通形成热风封闭通道。

优选地，换热仓具有两个以上进风口和两个以上出风口，均沿着服务器工作仓的纵向高度布置。

优选地，至少一个服务器机柜为依次相邻的两个以上的服务器机柜，布置于冷却机柜的一侧，其中，相邻的两个服务器机柜的第一通道之间和第二通道之间彼此相通。

优选地，至少一个服务器机柜为第一服务器机柜组和第二服务器机柜组，分别对称布置在冷却机柜的两个相对侧，其中，在第一服务器机柜组和第二服务器机柜组中，相邻的两个服务器机柜的第一通道之间和第二通道之间彼此相通。

优选地，第一服务器机柜组和第二服务器机柜组分别具有三个服务器机柜。

优选地，第一通道和第二通道均为拆卸组装的箱体结构。

优选地，服务器机柜为刀片服务器机柜。

优选地，风机为离心风机或轴流风机。

优选地，换热器具有：朝向进风口的进风侧换热部；以及朝向出风口的出风侧换热部，其中，沿着从进风口到出风口的气流方向，进风侧换热部设置于出风侧换热部的上游位置。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)冷风和热风的循环只在服务器冷却装置内部进行，冷却装置专用于冷却服务器机柜内的发热设备，将数据中心的其他热负荷隔离于冷却范围之外，故服务器冷却装置的冷却效率显著提高；

(2)所形成的环形的封闭风道使得冷风和热风各行其道，排除了冷热风混合的可能，冷却效果好；

(3)由于第一通道和第二通道为拆卸组装的箱体结构，当在冷却机柜的一侧或两侧增加或减少服务器机柜的数量时，只需通过拆卸相应箱体结构的侧板，使得相邻箱体结构之间连通即可，因此机柜布置方式灵活，而且该两个箱体结构起到静压箱的作用，用以降低气流冷却循环时产生的噪音；

(4)由于沿着从进风口到出风口的气流方向，换热器的进风侧换热部设置于出风侧换热部的上游位置，由此，本发明可在换热仓中实现两次热交换，从而显著提高换热效率。

附图说明

图1是本发明服务器冷却装置的一个实施例的俯视图；

图2是本发明服务器冷却装置的另一实施例的俯视图；

图3是本发明服务器冷却装置的又一实施例的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式进行具体描述。

第一实施例：

如图1所示，描述本发明的一个实施例，服务器冷却装置包括一个服务器机柜，该服务器机柜具有服务器工作仓1，在服务器工作仓1的前侧，连接有第一通道2，在服务器工作仓1的后侧，连接有第二通道3，整个服务器机柜为封闭结构。该服务器冷却装置还包括一个整体封闭的冷却机柜，该冷却机柜具有换热仓4，换热仓4具有进风口5和出风口6。换热仓4中安装有换热器7，换热仓4的出风口6处安装风机8。

继续参见图1，在本实施例中，服务器机柜和冷却机柜紧邻布置在一起，将第一通道2与换热仓4的出风口6连通，形成冷风封闭通道，将第二通道3与换热仓4的进风口5连通，形成热风封闭通道。即，风机8位于冷风封闭通道中。由此，第一通道2、服务器工作仓1、第二通道3、换热仓4依次连通形成一个环形的封闭风道，即，第一通道2通过服务器工作仓1与第二通道3连通，而不能越过服务器工作仓1与第二通道3连通。

以服务器为例，当服务器安装于服务器工作仓1中且工作时，通道中气流的循环方式以虚线箭头示出，具体为：在风机8的作用下，从换热仓4的出风口6吹出的冷风，经第一通道2吹向服务器，在与服务器换热后冷风变成热风，热风经第二通道3从进风口5流入换热仓4，在换热仓4中，热风与换热器7进行热量交换形成冷风吹出，如此反复形成对服务器进行冷却循环回路。藉此，该冷却循环为水平方向的循环，即，冷却机柜与服务器机柜并排布置，冷风从服务器机柜的前侧吹向服务器机柜的后侧。

第二实施例：

如图2所示，描述本发明的另一实施例，与第一实施例的差别在于，在第二实施例中，冷却机柜的同一侧并排布置有两个以上(包括两个，本发明中提到的两个以上均包括两个)服务器机柜。为便于说明，图2中示出了同侧并排布置两个服务器机柜的情形。

对于紧邻冷却机柜的服务器机柜，其与冷却机柜的连接方式与前述第一实施例相同。对于相互毗邻的服务器机柜，第一通道2之间彼此相通，并与换热仓4的出风口6连通以形成冷风封闭通道，第二通道3之间彼此相通，与换热仓4的进风口5连通以形成热风封闭通道。同样地，第一通道2、服务器工作仓1、第二通道3、换热仓4仍然依次并首尾连通形成环形的封闭的风道，对两个服务器机柜进行冷却。

以服务器为例，当服务器安装于服务器工作仓1中并工作时，图2中以虚线箭头示出了针对服务器的冷却循环与第一实施中的描述类似，此处不再赘述。

第三实施例：

如图3所示，描述本发明的又一实施例，与第一和第二实施例不同的是，冷却柜的两侧对称地并排布置有服务器机柜。优选地，每侧有三个服务器机柜，这是因为，目前服务器机柜大都为标准的尺寸和配置，根据服务器机柜的大小、设备密度、显冷量以及冷却机柜的换热量和送风量，可计算出本实施方式的合理性。为便于说明，图3仅示出每侧布置两个服务器机柜的情形。

具体地，在冷却机柜的两个相对侧，分别对称布置有第一服务器机柜组和第二服务器机柜组。第一服务器机柜组的结构和连接方式、第二服务器机柜组的结构和连接方式，与第二实施例的描述完全相同。

图3中以虚线箭头方式示出了针对服务器进行冷却时的冷却循环，自换热仓吹出的冷风同时对第一服务器机柜组和第二服务器机柜组中的服务器进行冷却，各冷却循环与第一实施例描述相同，不再赘述。

在上述的第一实施例、第二实施例、第三实施例中，换热器中的冷媒为氟利昂或冷冻水。进风口5、出风口6的个数不受限制，例如，当进风口5和出风口6为两个以上时，可以将所有进风口5和出风口6沿着换热仓4的纵向高度布置。随着风机数量的增加，其引风和送风能力也随之增加，由此可加快气流的流动速度，改善冷却装置的冷却效果。显然，对于在冷却机柜两侧布置服务器机柜的情形而言，两侧的服务器机柜数量可以不对称。另外，尽管描述了风机8设于换热仓4的出风口6处的情形，但是显然可以理解，在能够实现功能的前提下，可以将风机8设于换热仓4的进风口5处。

进一步，可以在进风口5和出风口6处都设置风机，两处的风机相互配合，可加速气流在封闭风道中的流动速度，强化冷却效果。再进一步，本发明中的服务器机柜优选为刀片服务器机柜，风机优选为离心风机。再者，当第一通道与换热仓的进风口连接，而第二通道与换热仓的出风口连接时，热风封闭通道、冷风封闭通道互换，即，冷风从服务器的后侧吹向服务器的前侧。

综上，本发明使得，冷却循环只是在服务器冷却装置内部进行，只是针对冷却服务器机柜内的发热设备(例如，主要是服务器)进行冷却，因此，服务器冷却装置的冷却效果显著提高。而且，所形成的环形的封闭风道使得冷风和热风在不同的通道中，排除了冷热风混合的可能，故冷却效果较好。

另一方面，本发明中，第一通道2和第二通道3为拆卸组装的箱体结构，具体地，是由框架和围绕框架的侧板构成的具有一个敞开侧的箱体，其中，该箱体的左右两侧设有可拆卸的侧板。通过拆卸箱体的左侧板或右侧板可以将相邻的两个箱体连通，或者将箱体与进风口和/或出风口连通，以便于在冷却机柜的左右两侧扩充服务器机柜。例如，当两个服务器机柜相邻并需要将两者之间的第一通道和第二通道连通时，只需要将两者之间的侧板拆卸，即可实现。再例如，如果需要挪动服务器机柜的位置，只需根据情况将拆卸的侧板重新安装即可。由此，可以在冷却机柜的一侧或两侧方便地增加或减少服务器机柜的数量，因此机柜布置方式灵活。而且，呈箱体结构的第一通道和第二通道可以起到静压箱的作用，用以降低气流冷却循环时产生的噪音，其降噪的原因是气流由一小空间进入一大空间所导致的，例如，来自换热仓出风口的气流进入呈箱体结构的第一通道。

再一方面，换热器7中的冷媒可以是氟利昂或冷冻水。该换热器7具有朝向进风口5的进风侧换热部72、朝向出风口6的出风侧换热部73，在换热仓4中，沿着从进风口5到出风口6的气流流动方向，进风侧换热部72设置于出风侧换热部73的上游位置。更具体地，进风侧换热部72的迎风侧朝向进风口5，出风侧换热部73的出风侧朝向出风口6。服务器产生的热气从进风口5进入换热仓4，先与进风侧换热部72进行第一次热交换，然后再与出风侧换热部73进行第二次热交换，在完成与换热器进行热量交换后，冷风从出风口6被送回到服务器工作仓1。由于沿着从进风口到出风口的气流方向，进风侧换热部72设置于出风侧换热部73的上游位置，本发明可在换热仓中实现两次热交换，从而显著提高换热效率。

此外，本发明中换热器的进风侧换热部和出风侧换热部的布置方式，使得换热器具有更长的伸展方向，可以有效扩大散热面积。另外，作为优选的实施方式，服务器冷却装置中还具有：用于接收换热器7上冷凝水的接水盘；以及，串联在服务器冷却装置的气流回路中的气液分离器。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种服务器冷却装置，其特征在于，包括：

至少一个服务器机柜，每个所述服务器机柜具有服务器工作仓(1)、设于所述服务器工作仓(1)的前侧的第一通道(2)、设于所述服务器工作仓(1)的后侧的第二通道(3)；以及

冷却机柜，具有带有进风口(5)和出风口(6)的换热仓(4)，所述进风口(5)和/或出风口(6)处设有风机(8)，所述换热仓(4)中安装有换热器(7)，

其中，所述第一通道(2)、服务器工作仓(1)、第二通道(3)、换热仓(4)依次连通形成环形的封闭风道。

2.根据权利要求1所述的服务器冷却装置，其特征在于，

所述第一通道(2)与所述换热仓(4)的出风口(6)连通形成冷风封闭通道，所述第二通道(3)与所述换热仓(4)的进风口(5)连通形成热风封闭通道。

3.根据权利要求2所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述换热仓(4)具有两个以上所述进风口(5)和两个以上所述出风口(6)，均沿着所述服务器工作仓(1)的纵向高度布置。

4.根据权利要求3所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述至少一个服务器机柜为依次相邻的两个以上的所述服务器机柜，布置于所述冷却机柜的一侧，

其中，相邻的两个所述服务器机柜的第一通道(2)之间和第二通道(3)之间彼此相通。

5.根据权利要求3所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述至少一个服务器机柜为第一服务器机柜组和第二服务器机柜组，分别对称布置在所述冷却机柜的两个相对侧，

其中，在所述第一服务器机柜组和第二服务器机柜组中，相邻的两个服务器机柜的第一通道(2)之间和第二通道(3)之间彼此相通。

6.根据权利要求5所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述第一服务器机柜组和第二服务器机柜组分别具有三个所述服务器机柜。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述第一通道(2)和第二通道(3)均为拆卸组装的箱体结构。

8.根据权利要求7所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述服务器机柜为刀片服务器机柜。

9.根据权利要求8所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述风机(8)为离心风机。

10.根据权利要求1所述的服务器冷却装置，其特征在于，所述换热器(7)具有：

朝向所述进风口(5)的进风侧换热部(72)；以及

朝向所述出风口(6)的出风侧换热部(73)，

其中，沿着从所述进风口(5)到所述出风口(6)的气流方向，所述进风侧换热部(72)设置于所述出风侧换热部(73)的上游位置。

Images