CN102467197A

CN102467197A - 服务器系统

Info

Publication number: CN102467197A
Application number: CN2010105418754A
Authority: CN
Inventors: 蔡丰聪
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-05-23

Abstract

本发明提供一种服务器系统，包括多个机架及冷却单元。冷却单元包括冷水机、出水管路、回水管路、多个第一散热模组、第二散热模组、第一控制阀、第二控制阀及传感器。出水管路连接冷水机，用以输送冷却液体至这些第一散热模组以调节各个机架内的温度。回水管路自这些第一散热模组回收冷却液体至冷水机。传感器用以测量回水管路中冷却液体的温度。当回水管路中冷却液体的温度远大于环境温度时，第二控制阀开启，以使冷却液体流经第二分支及第二散热模组。当回水管路中冷却液体的温度与环境温度相近时，第一控制阀开启，以使冷却液体流经第一分支。

Description

服务器系统

技术领域

本发明涉及一种服务器系统，尤其涉及一种具有冷却单元的服务器系统。

背景技术

近年来，电脑信息产业持续不断的蓬勃发展，以致于台式计算机(desktopcomputer)、可携式计算机(portable computer)或计算机服务器(server)被大量使用。以计算机系统而言，中央处理单元(CPU)、晶片组或其他电子元件在运作时会产生热量，此时须通过冷却装置控制机壳(或机架)内的工作温度维持正常。一般而言，冷却装置由多个散热风扇所组成。而各个散热风扇为配置于机架内，以通过气冷的方式调节机架内的温度。然而，当服务器系统大量运作时，由散热风扇所组成的冷却装置受限于机箱内及机箱外的温差，以致于温差过小时可能无法有效的调节机架内的温度，进而造成机箱内的温度过高而使得服务器因过热而无法正常运作。

依据上述，为了提高机架的散热效率，于是有服务器系统利用冷却液体(例如水、酒精或冷媒)来调节机箱内的温度。由于冷却液体的热导性高于空气，因此通过冷却液体的流动可带走较多的热量。然而，在使用冷却液体来调节机箱内的温度时，则须通过冷水机来进行冷却液体的降温。一般而言，冷水机虽可有效降低冷却液体的温度，但会消耗较多功率。并且，在冷却液体远高于环境温度时，冷水机运作所消耗的功率更会增加。有鉴于使用冷却液体的冷却系统所消耗的高功率，会致使整个服务器系统的电源使用效率(Power Usage Effectiveness，PUE)下降，因此冷却系统的功率消耗一直是厂商注重的部分。

发明内容

本发明提供一种服务器系统，可降低冷水机的消耗功率。

本发明提出一种服务器系统，包括多个机架及一冷却单元。每一机架具有多个服务器。冷却单元包括冷水机、出水管路、回水管路、多个第一散热模组、第二散热模组、第一控制阀、第二控制阀及传感器。冷水机用以冷却冷却液体。出水管路连接冷水机，用以输送冷却液体。回水管路具有第一分支及第二分支。回水管路连接冷水机以回收冷却液体。这些第一散热模组分别配置于这些机架上，并且连接出水管路及回水管路。第二散热模组配置于第二分支上。第一控制阀配置于第一分支。第二控制阀配置于第二分支。传感器用以测量回水管路中冷却液体的温度。当回水管路中冷却液体的温度与一环境温度的差值大于一预设值时，第一控制阀为关闭且第二控制阀为开启，以使冷却液体流经第二分支及第二散热模组。当回水管路中冷却液体的温度与环境温度的差值小于等于预设值时，第一控制阀为开启且第二控制阀为关闭，以使冷却液体流经第一分支。

在本发明一实施例中，上述的每一机架包括管理单元，用以管理对应的机架上的这些服务器。

在本发明一实施例中，上述的这些机架的这些管理单元的其中之一连接传感器、第一控制阀及第二控制阀，以依据回水管路中冷却液体的温度与环境温度的差值控制第一控制阀及第二控制阀为开启或关闭。

在本发明一实施例中，服务器系统还包括控制器，每一机架包括管理单元，控制器电性连接这些机架的管理单元，用以管理这些机架上的这些服务器。

在本发明一实施例中，上述的控制器连接传感器、第一控制阀及第二控制阀，以依据回水管路中冷却液体的温度与环境温度的差值控制第一控制阀及第二控制阀为开启或关闭。

在本发明一实施例中，上述的每一第一散热模组包括第一热交换器及第一风扇。第一热交换器具有入口端及出口端，此入口端连接出水管路，此出口端连接回水管路。第一风扇用以引导空气流经第一热交换器。

在本发明一实施例中，上述的第二散热模组包括第二热交换器及第二风扇。第二热交换器具有入口端及出口端，此入口端连接回水管路的第二分支，此出口端连接回水管路。第二风扇用以引导空气流经第二热交换器。

在本发明一实施例中，上述的预设值为10。

在本发明一实施例中，上述的冷却液体为酒精、水或冷媒。

基于上述，本发明的服务器系统，当回水管路中冷却液体的温度与环境温度的差值大于预设值时，会先流经第二散热模组，以进行预先降温后。由此，可降低流进冷水机的冷却液体的温度，进而可降低冷水机对冷却液体进行冷却所消耗的功率。

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为依据本发明一实施例的服务器系统与多个机架的系统示意图。

图2为依据本发明另一实施例的服务器系统与多个机架的系统示意图。

主要附图标记说明：

10：服务器系统； 20_1、20_n：机架；

21_1、21_n：管理单元； 30：控制器；

100：冷却单元； 110：冷水机；

120_1、120_n：第一散热模组； 130：第二散热模组；

140：出水管路； 150：回水管路；

151：第一分支； 153：第二分支；

160：传感器； CV1：第一控制阀；

CV2：第二控制阀； FN1_1、FN1_n：第一风扇；

FN2：第二风扇； HE1_1、HE1_n：第一热交换器；

HE2：第二热交换器；

SV1_1、SV1_2、SVn_1、SVn_2：服务器。

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例的服务器系统的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，服务器系统10包括机架20_1-20_n、控制器30及冷却单元100，其中n为正整数。每一机架20_1-20_n上分别具有一个管理单元(如21_1、21_n)及多个服务器(如SV1_1、SV1_2、SVn_1、SVn_2)，其中每一管理单元(如21_1、21_n)连接并管理对应的机架(20_1-20_n)上的服务器(如SV1_1、SV1_2、SVn_1、SVn_2)。举例来说，管理单元21_1连接并管理服务器SV1_1、SV1_2、...等，其余则以此类推。而控制器30连接管理单元21_1-21_n，以通过管理单元21_1-21_n管理机架20_1-20_n上的所有服务器(如SV1_1、SV1_2、SVn_1、SVn_2)。

冷却单元100包括冷水机110、第一散热模组120_1-120_n、第二散热模组130、出水管路140、回水管路150、传感器160、第一控制阀CV1及第二控制阀CV2。出水管路140连接于冷水机110与第一散热模组120_1-120_n之间。传感器160、第一控制阀CV1及第二控制阀CV2连接控制器30，并且控制器30会依据传感器160所测量到的温度控制第一控制阀CV1及第二控制阀CV2。

回水管路150同样连接于冷水机110与第一散热模组120_1-120_n之间，但不同于出水管路140。并且，回水管路150具有第一分支151及第二分支153。第一分支151上配置有第一控制阀CV1。第二分支153上配置有第二控制阀CV2及第二散热模组130。传感器160配置于回水管路150，并且位于第一分支151及第二分支153之前。

冷水机110用以冷却冷却液体，并且通过出水管路140将冷却后的冷却液体输送至第一散热模组120_1-120_n，其中冷却液体为酒精、水或冷媒。第一散热模组120_1-120_n分别配置于机架20_1-20_n，以分别利用冷却后的冷却液体调整机架20_1-20_n内的温度。由于机架20_1-20_n上的服务器(如SV1_1、SV1_2、SVn_1、SVn_2)在运作时会产生热量，以致于机架20_1-20_n内的温度可能会远大于环境温度。因此，在流经第一散热模组120_1-120_n后，冷却液体会吸收服务器(如SV1_1、SV1_2、SVn_1、SVn_2)上电子元件所产生的热量，以致于冷却液体的温度会高于环境温度，并且升温后的冷却液体会流进回水管路150中。

此时，传感器160会测量流进回水管路150中冷却液体的温度。当流进回水管路150中的冷却液体的温度与环境温度的差值大于预设值(例如为10)时，也即冷却液体的温度与环境温度相差大于10度时，控制器30会关闭第一控制阀CV1且开启第二控制阀CV2，以使冷却液体流经第二分支153及第二散热模组130。当流进回水管路150中的冷却液体的温度与环境温度的差值小于等于预设值时，控制器30开启第一控制阀CV1且关闭第二控制阀CV2，以使冷却液体流经第一分支151。由此，当流进回水管路150中冷却液体的温度远高于环境温度时，会经第二散热模组130进行降温，以致于流进冷水机110的冷却液体的温度会降低，进而可降低冷水机110对冷却液体进行冷却所消耗的功率。

进一步来说，以第一散热模组120_1为例，第一散热模组120_1包括第一热交换器HE1_1及第一风扇FN1_1。第一热交换器HE1_1具有入口端HEI及出口端HEO，其中入口端HEI连接出水管路140，出口端HEO连接回水管路150。第一风扇FN1_1用以引导空气流经第一热交换器HE1_1。此外，在图示中，第一风扇FN1_1为配置于第一热交换器HE1_1的右侧，但在实际应用上，第一风扇FN1_1的配置位置并不受限于图示，只要第一风扇FN1_1可引导空气流经第一热交换器HE1_1即可。而其余第一散热模组(如120_n)的结构相似于第一散热模组120_1，其可参照第一散热模组120_1的说明而理解，在此则不再赘述。

第二散热模组130包括第二热交换器HE2及第二风扇FN2。第二热交换器HE2具有入口端HEA及出口端HEB，其中入口端HEA连接回水管路150的第二分支153，出口端HEB连接回水管路150。第二风扇FN2用以引导空气流经第二热交换器HE2。此外，在图示中，第二风扇FN2为配置于第二热交换器HE2的左侧，但于实际应用上，第二风扇FN2的配置位置并不受限于图示，只要第二风扇FN2可引导空气流经第二热交换器HE2即可。

图2为依据本发明另一实施例的服务器系统的系统示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，传感器160、第一控制阀CV1及第二控制阀CV2连接管理单元21_1-21_n的其中之一，并且第一控制阀CV1及第二控制阀CV2会受控于所连接的管理单元。举例来说，假设管理单元21_n连接传感器160、第一控制阀CV1及第二控制阀CV2。当流进回水管路150中冷却液体的温度与环境温度的差值大于预设值时，管理单元21_n会关闭第一控制阀CV1且开启第二控制阀CV2，以使冷却液体流经第二分支153及第二散热模组130。当流进回水管路150中冷却液体的温度与环境温度的差值小于等于预设值时，管理单元21_n开启第一控制阀CV1且关闭第二控制阀CV2，以使冷却液体流经第一分支151。

综上所述，本发明实施例的服务器系统，当流进回水管路中冷却液体的温度远高于环境温度时，会先经第二散热模组进行降温后，再回流进冷水机。由此，可降低流进冷水机的冷却液体的温度，进而可降低冷水机对冷却液体进行冷却所消耗的功率。

虽然本发明以实施例揭示如上，但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，可作任意改动与等同替换，故本发明的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种服务器系统，包括：

多个机架，每一所述机架具有多个服务器；以及

一冷却单元，包括：一冷水机，用以冷却一冷却液体；一出水管路，连接该冷水机，用以输送该冷却液体；一回水管路，具有一第一分支及一第二分支，该回水管路连接该冷水机，用以回收该冷却液体；多个第一散热模组，分别配置于所述机架上，并且连接该出水管路及该回水管路；一第二散热模组，配置于该第二分支上；一第一控制阀，配置于该第一分支；一第二控制阀，配置于该第二分支；以及，一传感器，用以测量该回水管路中冷却液体的温度；

当该回水管路中冷却液体的温度与一环境温度的差值大于一预设值时，该第一控制阀为关闭且该第二控制阀为开启，以使冷却液体流经该第二分支及该第二散热模组，当该回水管路中冷却液体的温度与该环境温度的差值小于等于该预设值时，该第一控制阀为开启且该第二控制阀为关闭，以使冷却液体流经该第一分支。

2.根据权利要求1所述的服务器系统，其中每一所述机架包括一管理单元，用以管理对应的机架上的所述服务器。

3.根据权利要求2所述的服务器系统，其中所述机架的所述管理单元的其中之一连接该传感器、该第一控制阀及该第二控制阀，以依据该回水管路中冷却液体的温度与该环境温度的差值控制该第一控制阀及该第二控制阀为开启或关闭。

4.根据权利要求1所述的服务器系统，还包括一控制器，每一所述机架包括一管理单元，该控制器电性连接所述机架的所述管理单元，用以管理所述机架上的所述服务器。

5.根据权利要求4所述的服务器系统，其中该控制器连接该传感器、该第一控制阀及该第二控制阀，以依据该回水管路中冷却液体的温度与该环境温度的差值控制该第一控制阀及该第二控制阀为开启或关闭。

6.根据权利要求1所述的服务器系统，其中每一所述第一散热模组包括：

一第一热交换器，具有一入口端及一出口端，该入口端连接该出水管路，该出口端连接该回水管路；以及

一第一风扇，用以引导空气流经该第一热交换器。

7.根据权利要求1所述的服务器系统，其中该第二散热模组包括：

一第二热交换器，具有一入口端及一出口端，该入口端连接该回水管路的该第二分支，该出口端连接该回水管路；以及

一第二风扇，用以引导空气流经该第二热交换器。

8.根据权利要求1所述的服务器系统，其中该预设值为10。

9.根据权利要求1所述的服务器系统，其中该冷却液体为酒精、水或冷媒。