CN102467191A - 冷却系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却系统及其控制方法，适于冷却多个机架式服务器系统。各机架式服务器系统包括一机架及多个服务器单元。冷却系统包括冷却装置、多个热交换器以及多个调节装置。热交换器分别对应地配置在机架上。热交换器分别连接至冷却装置形成多个液冷循环，其中各热交换器具有低温流体入口与高温流体出口。低温流体从冷却装置进入低温流体入口，从而进入热交换器。热交换器吸收所在机架的服务器单元发出的热量，以形成高温流体经高温流体出口流出热交换器，从而进入冷却装置进行冷却。调节装置分别连接在各热交换器的低温流体入口与高温流体出口之间，以将从高温流体出口流出的部分高温流体导引并注入低温流体入口的低温流体中。

Description

冷却系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种冷却系统及其控制方法，尤其涉及一种依据机架式服务器系统的散热需求而调整温度的冷却系统及其控制方法。

背景技术

近年来随着电脑科技的突飞猛进，使得电脑的运作速度不断地提高，并且电脑主机内部的电子元件的发热功率也不断地攀升。为了预防电脑主机的内部的电子元件过热，而导致电子元件发生暂时性或永久性的失效，必须提供足够的散热效能给电脑内部的电子元件。

具体以机架式服务器系统来说，由于机架式服务器系统必须具备足够的稳定度与可靠度，才能够避免所提供的服务中断。据此，机架式服务器系统会由配置热交换器来进行散热。通常而言，热交换器会由一高温管与一低温管连接至一冷水机，以借此将高温管内的高温流体冷却后再注入热交换器中而达到对服务器散热的效果。其中，各个低温管都从冷水机接收固定温度的低温流体，然而，由于各个机架内的服务器单元的运作效率彼此不同，因而造成其所产生的热量也不同，即所需要的低温流体的冷却温度也不相同。如此一来，若仍以一固定温度的低温流体流入热交换器，其虽能对服务器达到冷却散热的效果，但却因此而浪费不必要的能源。

发明内容

本发明提供一种冷却系统，能随着服务器的散热需求而调整其冷却能力。

本发明的一实施例提出一种冷却系统，适于冷却多个机架式服务器系统。各机架式服务器系统包括一机架及多个服务器单元。冷却系统包括一冷却装置、多个热交换器以及多个调节装置。热交换器分别对应地配置在机架上。热交换器分别连接至冷却装置而形成多个液冷循环，其中各个热交换器具有一低温流体入口与一高温流体入口。一低温流体从冷却装置进入低温流体入口，从而进入热交换器。热交换器吸收所在机架的服务器单元所发出的热量，以形成一高温流体经高温流体出口流出热交换器，从而进入冷却装置进行冷却以形成低温流体。调节装置分别连接在各个热交换器的低温流体入口与高温流体出口之间，以将从高温流体出口流出的部分高温流体导引并注入低温流体入口处的低温流体中，以调节低温流体入口处的低温流体的温度。

本发明的一实施例提出一种冷却系统的控制方法，包括依据各机架上的服务器单元的温度而驱动调节装置，以调整经由调节装置注入低温流体入口的高温流体的流量。

在本发明的一实施例中，还包括一控制装置，电性连接各机架式服务器系统与调节装置。控制装置依据各机架上的服务器单元的温度而调整经由调节装置注入低温流体入口处的高温流体的流量。

在本发明的一实施例中，上述的各机架式服务器系统还包括一管理单元，电性连接控制装置及机架上的服务器单元。管理单元接收服务器单元的温度信息并传送给控制装置。

在本发明的一实施例中，上述的各服务器单元还包括一基板管理控制器，电性连接管理单元。基板管理控制器监控所在的服务器单元的工作温度，并将服务器单元的工作温度信息传送给管理单元。

在本发明的一实施例中，上述的各机架式服务器系统还包括一管理单元，电性连接机架上的服务器单元及与热交换器对应的调节装置。管理单元接收服务器单元的温度信息，并根据服务器单元的温度调整经由调节装置注入低温流体入口处的高温流体的流量。

在本发明的一实施例中，上述的各服务器单元还包括一基板管理控制器，电性连接管理单元。基板管理控制器监控所在的服务器单元的工作温度，并将服务器单元的工作温度信息传送给管理单元。

在本发明的一实施例中，还包括多个低温管与多个高温管。低温管分别连接在冷却装置与各热交换器的低温流体入口之间，且各低温管内存有上述从冷却装置流出的低温流体以注入热交换器。高温管分别连接在冷却装置与各热交换器的高温流体出口之间，且各高温管内存有上述从热交换器流出的高温流体，并将此高温流体注入冷却装置。上述的调节装置分别连接在对应的高温管与低温管之间。

在本发明的一实施例中，上述的调节装置包括一导引管、一阀门以及一循环泵。导引管连接在对应的低温管与高温管之间。阀门与循环泵设置在导引管上，其中循环泵与阀门将高温管处的高温流体经由导引管导引并注入低温管处的低温流体。

基于上述，在本发明的上述实施例中，在热交换器的高温流体出口与低温流体入口之间设置一调节装置，以将从热交换器流出的高温流体导引并注入至低温流体入口处的低温流体，以调整流入热交换器的低温流体的温度，进而让冷却系统能依据各个服务器的散热需求而提供适当温度的低温流体，以达到优化服务器的散热机制的目的。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例的一种冷却系统的方块图。

图2是图1的冷却系统的控制方法的流程图。

图3是本发明另一实施例的冷却系统的方块图。

图4是本发明又一实施例的冷却系统的方块图。

主要附图标记说明：

100：冷却系统；            110：冷却装置；

120：热交换器；              130：调节装置；

132：导引管；                134：阀门；

136：循环泵；                140：控制装置；

150：低温管；                160：高温管；

200：机架式服务器系统；      210：机架；

220：服务器单元；            222：基板管理控制器；

230：管理单元；              E1：低温流体入口；

E2：高温流体出口。

具体实施方式

图1是依照本发明一实施例的一种冷却系统的方块图。在此以箭头代表管路内的流体流动方向。请参考图1，在本实施例中，冷却系统100适于对多个机架式服务器系统200进行散热。各机架式服务器系统200包括一机架210与配置在机架内的服务器单元220。冷却系统100包括一冷却装置110、多个热交换器120与多个调节装置130。冷却装置110例如是一冷水机，仅在本实施例中列举但并未限定于此。热交换器120分别对应地配置在机架210上，且位于对应的服务器单元220内，并可通过一风扇模组(未图示)在服务器单元220内产生气流而进一步地将服务器单元220所产生的热量通过热交换器120进行热交换作用而散逸，以达到对服务器单元220散热的目的。

各个热交换器120连接至冷却装置110，且各热交换器120具有一低温流体入口E1与一高温流体出口E2，其中低温流体入口E1用以接收从冷却装置110流出的低温流体，此低温流体注入热交换器120后吸收服务器单元220所产生的热量而成为一高温流体。接着，高温流体从热交换器120的高温流体出口E2流出后传送至冷却装置110，待经由冷却装置110对此高温流体进行冷却后使其再形成低温流体。如此，通过反复不断地循环而让彼此连接的热交换器120与冷却装置110形成多个液冷循环，进而使冷却系统100得以对机架式服务器系统200进行散热。

图2是图1的冷却系统的控制方法的流程图。请同时参考图1及图2，在本实施例中，首先在步骤S210中，将上述多个调节装置130分别连接在各个热交换器120的低温流体入口E1与高温流体出口E2之间，以方便将从高温流体出口E2流出的高温流体通过调节装置130导入至低温流体入口E1处的低温流体。接着，在步骤S220中，依据各个服务器单元220所产生的温度而驱动各个调节装置130，以调整经由高温流体出口E2注入至低温流体入口E1处的高温流体的流量。如此一来，本实施例的冷却系统100便可依据各个服务器单元220所产生的热量，而决定经由低温流体入口E1流入热交换器120的低温流体的温度，进而让冷却系统100能较佳地控制对应不同服务器单元220的热交换器120的散热效率，并间接地降低冷却装置110的负担。

再加以详述如下，请再参考图1，在本实施例中，冷却系统100还包括一控制装置140、多个低温管150与多个高温管160。控制装置140电性连接各机架式服务器系统200与调节装置130，在此以虚线代表构件间的电性连接关系，以与实线所代表的流体管路加以区分。另外，控制装置140可在服务器单元220内设置一温度感测器(未图示)，以监测各个服务器单元220内的温度情形，并以此作为驱动调节装置130的依据。在本实施例中，控制装置140可以整合至冷却装置110内，也可额外增设一数控系统作为监视与控制之用。本实施例并不以此为限。

另一方面，图3是本发明另一实施例的冷却系统的方块图。与上述实施例不同的是，各机架式服务器系统200还包括一管理单元230，其一方面电性连接控制装置140，而其另一方面电性连接至其所在的机架210上中服务器单元220的一基板管理控制器222。据此，基板管理控制器222监控所在的服务器单元220的工作温度，并将服务器单元220的工作温度信息传送给管理单元，进而此管理单元230将其传送给控制装置140。

图4是本发明又一实施例的冷却系统的方块图。与上述实施例不同的是，管理单元230电性连接至其所在机架210上的服务器单元220的基板管理控制器222，与对应此机架210的热交换器120的调节装置130。据此，基板管理控制器222监控其所在的服务器单元220的工作温度，并将此工作温度信息传送至管理单元230，以使管理单元230直接控制调节装置130以进行温度的调节作业。

基于上述，本发明并未限制是否由特定的管理单元230做为调节温度的机制，凡是根据服务器单元220的工作温度，而利用调节装置130调整流体温度以使机架式服务器系统200的散热效率得以优化的装置，都可适用于本发明。

另外，低温管150分别连接在冷却装置110与各个热交换器120的低温流体入口E1之间，以将从冷却装置110流出的低温流体传送至热交换器120。高温管160分别连接在冷却装置110与各个热交换器120的高温流体出口E2之间，以将高温流体传送至冷却装置110以便对其进行冷却。另外，上述调节装置130连接在对应的高温管160与低温管150之间，以有高温流体从高温管160处导引并注入至低温管150中。此外，调节装置130包括一导引管132、一阀门134以及一循环泵136。导引管132连接在对应的低温管150与高温管160之间，阀门134与循环泵136设置在导引管132上，以通过控制阀门134与循环泵136而将高温管160的高温流体导引至低温管150。

举例来说，使用者可对冷却装置110进行设定，以让从冷却装置110流出的低温流体都属于温度T1。对应地，从热交换器120的高温流体出口E2流出的高温流体的温度分别为T2或T3，此即由于各个服务器单元220所产生的热量随着其运作效率不同而造成(在此仅图示其中两个服务器单元220作为代表)。接着，控制装置140从各个服务器单元220得出目前在各个服务器单元220内的温度，并据此驱动调节装置130的循环泵136与阀门134，而调整流入低温管150的高温流体的流量。据此，原本为温度T1的低温流体经过不同流量的高温流体汇入之后，其所产生流入低温流体入口E1的低温流体的温度变为T2’与T3’，其中T2’的范围在T1与T2之间，而T3’的范围在T1与T3之间。如此便能让从冷却装置110流出温度为T1的低温流体，经过调节装置130导入不同流量的高温流体后，转变成具有不同温度T2’与T3’的低温流体，进而使热交换器120产生不同的散热效果，以对不同运作效率的服务器单元220进行散热。

综上所述，在本发明的上述实施例中，在热交换器的高温流体出口与低温流体入口之间设置一调节装置，以将从热交换器流出的高温流体导引并注入至低温流体入口处的低温流体，以调整流入热交换器的低温流体的温度，进而让冷却系统能依据各个服务器的散热需求而提供适当温度的低温流体，且间接地降低冷却装置的负担，以达到优化服务器的散热机制的目的。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意改动与等同替换，故本发明的保护范围应当以本权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种冷却系统，适于冷却多个机架式服务器系统，每个所述机架式服务器系统包括一机架及多个服务器单元，该冷却系统包括：

一冷却装置；

多个热交换器，分别对应地配置在所述机架上，所述热交换器分别连接至该冷却装置而形成多个液冷循环，其中每个所述热交换器具有一低温流体入口与一高温流体出口，一低温流体从该冷却装置进入该低温流体入口，从而进入该热交换器，该热交换器吸收所在该机架的所述服务器单元发出的热量，以形成一高温流体经该高温流体出口流出该热交换器，从而进入该冷却装置进行冷却以形成该低温流体；以及

多个调节装置，分别连接在每个所述热交换器的该低温流体入口与该高温流体出口之间，以将从该高温流体出口流出的部分该高温流体导引并注入该低温流体入口的该低温流体中，以调节该低温流体入口处的该低温流体的温度。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括：

一控制装置，电性连接每个所述机架式服务器系统与该调节装置，该控制装置依据各该机架上的所述服务器单元的温度而调整经由该调节装置注入该低温流体入口处的该高温流体的流量。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其中每个所述机架式服务器系统还包括一管理单元，电性连接该控制装置及该机架上的所述服务器单元，该管理单元接收所述服务器单元的温度信息并传送给该控制装置。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其中每个所述服务器单元还包括一基板管理控制器，电性连接该管理单元，该基板管理控制器监控该基板管理控制器所在的该服务器单元的工作温度，并将该服务器单元的工作温度信息传送给该管理单元。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其中每个所述机架式服务器系统还包括一管理单元，电性连接该管理单元所在的该机架上的所述服务器单元及与该热交换器对应的该调节装置，该管理单元接收所述服务器单元的温度信息，并根据所述服务器单元的温度调整经由该调节装置注入该低温流体入口处的该高温流体的流量。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其中每个所述服务器单元还包括一基板管理控制器，电性连接该管理单元，该基板管理控制器监控该基板管理控制器所在的该服务器单元的工作温度，并将该服务器单元的工作温度信息传送给该管理单元。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括：

多个低温管，分别连接在该冷却装置与每个所述热交换器的该低温流体入口之间，且每个所述低温管内存有从该冷却装置流出的该低温流体；以及

多个高温管，分别连接在该冷却装置与每个所述热交换器的该高温流体出口之间，且每个所述高温管内存有从该热交换器流出的该高温流体，

其中所述调节装置分别连接在对应的该高温管与该低温管之间。

8.根据权利要求1所述的冷却系统，其中每个所述调节装置包括：

一导引管，连接在对应的该低温管与该高温管之间；

一阀门，设置在该导引管上；以及

一循环泵，设置在该导引管上，其中该循环泵与该阀门将该高温管处的高温流体经由该导引管导引并注入该低温管处的该低温流体。

9.一种如权利要求1所述的冷却系统的控制方法，包括：

依据每个所述机架上的所述服务器单元的温度而驱动对应的每个所述调节装置，以调整从该高温流体出口注入该低温流体入口的该高温流体的流量。

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