CN105658041A - 一种数据中心及数据中心散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据中心及数据中心散热系统，其中，所述数据中心包括：至少两个服务器机柜、至少两个服务器节点及至少两个空调装置，其中，所述至少两个服务器机柜和所述至少两个空调装置排成至少一个队列；所述至少两个服务器节点安装在所述至少两个服务器机柜内部；所述空调装置，用于冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流，驱动冷却后的散热气流，进入第二相邻服务器机柜内部，使得冷却后的散热气流与第二相邻服务器机柜内的服务器节点进行热交换。

Description

一种数据中心及数据中心散热系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种数据中心及数据中心散热系统。

背景技术

随着数据中心服务器节点数量的日益增加，通常需要利用多个服务器机柜来高密度部署服务器节点，为了避免服务器节点因自身温度过高而导致服务器宕机，在架构数据中心时，需要引入相应的散热设计，以冷却服务器机柜内的服务器节点。

目前，针对包括多个服务器机柜的数据中心进行散热时，空调装置驱动散热气流从服务器机柜的正面进入服务器机柜的内部，使得散热气流与服务器机柜内部的服务器节点进行热交换后通过服务器机柜后侧面板上的通风网孔排出，排出的散热气流通过回风管等设备使得散热气流的流动方向发生180度的转向，以通过另一个空调装置冷却转向后的散热气流并驱动冷却后的散热气流进入另一个服务器机柜内部。

可见，上述技术方案中，散热气流每流经一个服务器机柜并进入另一个服务器机柜时，则发生一次180度转向，导致服务器机柜内部压力较大；相应的，空调装置需要提供较大的驱动力量以驱动散热气流进入对应的服务器机柜内部，导致数据中心空调装置的功耗较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种数据中心及数据中心散热系统，可降低数据中心空调装置的功耗。

第一方面，本发明提供了一种数据中心，包括：

至少两个服务器机柜、至少两个服务器节点及至少两个空调装置，其中，

所述至少两个服务器机柜和所述至少两个空调装置排成至少一个队列；

所述至少两个服务器节点安装在所述至少两个服务器机柜内部；

所述空调装置，用于冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流，驱动冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部，使得冷却后的散热气流与第二相邻服务器机柜内的服务器节点进行热交换。

进一步的，

在同一个队列中的每一个服务器机柜侧面相对；

每一个所述服务器机柜的两个侧面板上设置有通风网孔。

进一步的，

所述通风网孔设置在服务器机柜侧面板上的开孔区域中；

每个服务器机柜侧面板上的开孔区域，包括：当前服务器机柜侧面板内壁未被服务器节点遮挡的区域；

每个服务器机柜侧面板上的通风网孔的开孔面积大于或等于对应的开孔区域的面积的50％。

进一步的，所述空调装置包括：

风扇墙和换热装置，

所述换热装置，用于冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流；

所述风扇墙，用于驱动所述换热装置冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部，使得冷却后的散热气流与第二相邻服务器机柜内的服务器节点进行热交换。

进一步的，

所述风扇墙安装在所述换热装置和所述第一相邻服务器机柜之间；

或，所述换热装置安装在所述风扇墙和所述第一相邻服务器机柜之间。

进一步的，

所述换热装置包括：用于存储冷却介质的气液换热盘管，其中，所述冷却介质的温度小于或等于10度；

和/或，

所述风扇墙包括：至少两个轴流风扇，其中，所述轴流风扇的长度包括：140mm，宽度包括：140mm，厚度包括38mm。

第二方面，本发明提供了一种数据中心散热系统，包括：

如上述第一方面中任一所述的数据中心和冷源装置，其中，所述冷源装置与所述数据中心的每个空调装置相连；

所述冷源装置，用于向所述数据中心的每一个空调装置分别提供冷却介质，以使得每一个所述空调装置分别利用所述冷却介质冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流。

进一步的，所述冷源装置，包括：

制冷机，用于接收所述数据中心的每一个气液换热盘管回流的冷却介质，将所述冷却介质冷却到小于7度，并将冷却后的冷却介质输送至所述数据中心的每一个气液换热盘管。

进一步的，所述冷源装置，还包括：

水冷塔，用于存储所述数据中心的每一个气液换热盘管通过所述制冷机回流的冷却介质，以及，冷却所述冷却介质。

进一步的，所述冷源装置，还包括：

水泵，用于将所述水冷塔中存储的冷却介质通过所述制冷机输送至所述数据中心的每一个气液换热盘管。

本发明实施例提供了一种数据中心及数据中心散热系统，通过将至少两个内部安装有服务器节点的服务器机柜和至少两个空调装置排成至少一个队列，使得第一相邻服务器机柜排出的散热气流，通过空调装置冷却后不必发生转向即可直接进入第二相邻服务器机柜的内部，同理，第二相邻服务器机柜排出的散热气流也不必发生转向，使得第二相邻服务器机柜内部压力较小，空调装置仅需要较小的驱动力量即可驱动冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部与对应的服务器节点进行热交换；可见，通过本发明的技术方案，减弱了数据中心空调装置需要提供的驱动力量，可降低数据中心空调装置的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种数据中心的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种数据中心的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种数据中心散热系统的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的另一种数据中心散热系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种数据中心10，包括：至少两个服务器机柜101、至少两个服务器节点102及至少两个空调装置103，其中，

所述至少两个服务器机柜101和所述至少两个空调装置103排成至少一个队列；

所述至少两个服务器节点102安装在所述至少两个服务器机柜101内部；

所述空调装置103，用于冷却第一相邻服务器机柜101排出的散热气流，驱动冷却后的散热气流，进入第二相邻服务器机柜101内部，使得冷却后的散热气流与第二相邻服务器机柜101内的服务器节点102进行热交换。

本发明一实施例中，通过将至少两个内部安装有服务器节点的服务器机柜和至少两个空调装置排成至少一个队列，使得第一相邻服务器机柜排出的散热气流，通过空调装置冷却后不必发生转向即可直接进入第二相邻服务器机柜的内部，同理，第二相邻服务器机柜排出的散热气流也不必发生转向，使得第二相邻服务器机柜内部压力较小，空调装置仅需要较小的驱动力量即可驱动冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部与对应的服务器节点进行热交换；可见，通过本发明的技术方案，减弱了数据中心空调装置需要提供的驱动力量，可降低数据中心空调装置的功耗。

需要说明的是，图1中箭头指示方向表征数据中心散热气流的流动方向。

进一步的，为了方便工作人员对服务器机柜内部的服务器节点进行维护，本发明一个优选实施例中，在同一个队列中的每一个服务器机柜侧面相对；

每一个所述服务器机柜的两个侧面板上设置有通风网孔。

本发明一实施例中，在每一个服务器机柜的两个侧面板上分别设置通风网孔，同一个队列中服务器机柜的侧面相对，使得相邻两个队列之间的通道没有散热气流，方便工作人员通过相邻两个队列之间的通道，从服务器机柜正面抽出相应的服务器节点以对服务器节点进行维护。

进一步的，为了有效利用散热气流，进一步降低数据中心空调装置的功耗，本发明一个优选实施例中，所述通风网孔设置在服务器机柜侧面板上的开孔区域中；

每个服务器机柜侧面板上的开孔区域，包括：当前服务器机柜侧面板内壁未被服务器节点遮挡的区域；

每个服务器机柜侧面板上的通风网孔的开孔面积大于或等于对应的开孔区域的面积的50％。

第一方面，所述通风网孔设置在服务器机柜侧面板上的开孔区域中，每个服务器机柜侧面板上的开孔区域，包括：当前服务器机柜侧面板内壁未被服务器节点遮挡的区域；即通风网孔在服务器机柜侧面板上的开孔区域对应于服务器机柜内部相邻两个服务器节点之间的间隙，使得从一侧面板上通风网孔进入服务器机柜内部的散热气流，在服务器机柜内部也不必发生转向即可通过另一侧面板上的通风网孔排出，减小散热气流在服务器机柜内部受到的阻力，进一步降低数据中心空调装置提供的驱动力，以进一步降低数据中心空调装置的功耗。

第二方面，通风网孔在对应开孔区域的开孔面积大于或等于当前开孔区域的面积的50％，使得进入服务器机柜内部的散热气流较多，且散热气流在服务机柜内部从相邻两个服务器节点之间的间隙通过，可有效利用散热气流，使散热气流同时与相邻两个服务器节点进行热交换以降低服务器节点的温度；相应的，服务器机柜内部不必在额外安装风扇，服务器机柜内部原本用于安装风扇的区域可用于扩展计算设备以及存储设备等功能模块，以提高每一个服务器机柜的计算密度和存储密度。

举例来说，现有的服务器机柜中，以一个高度为42U、深度为28英寸的服务器机柜为例，该服务器机柜前窗区可部署21个2U高服务器节点，后窗区可部署4个80mm×80mm×38mm的风扇，每一个服务器节点可包含两个计算节点，12个3.5英寸硬盘；每一个计算节点包括2个处理器和12个内存，每一个服务器节点中，两个计算节点上下层叠部署，12个硬盘以三层、每层四个的形式部署；可见，该服务器机柜的计算密度及存储密度对应84个处理器、504个内存、252个3.5英寸硬盘。

相应的，本发明一实施例中，一个高度为42U、深度为28英寸的服务器机柜中，不必在服务器机柜内安装4个80mm×80mm×38mm的风扇；每一个服务器节点可分别利用对应的后窗区中，原本用于安装风扇的位置，扩展两个上下层叠部署的计算节点，使得每一个服务器节点包括4个计算节点和12个3.5英寸硬盘；具体地，每一个计算节点包括2个处理器和12个内存，每一个服务器节点中，4个计算节点以2层、每层2个的形式部署，12个硬盘以三层、每层四个的形式不是；可见，该服务器机柜的计算密度及存储密度对应168个处理器、1008个内存、252个3.5英寸硬盘。

可见，本发明实施例提供的技术方案，相同大小的服务器机柜内部，每一个服务器节点分别利用服务器机柜中原本用于安装风扇的区域，扩展计算设备或存储设备，提高了服务器机柜的计算密度和存储密度。

进一步的，为了使空调装置能够用于冷却第一相邻服务器排出的散热气流，并驱动冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部，本发明一个优选实施例中，所述空调装置包括：

风扇墙和换热装置，

所述换热装置，用于冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流；

所述风扇墙，用于驱动所述换热装置冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部，使得冷却后的散热气流与第二相邻服务器机柜内的服务器节点进行热交换。

相应的，本发明一个优选实施例中，所述风扇墙安装在所述换热装置和所述第一相邻服务器机柜之间；

或，所述换热装置安装在所述风扇墙和所述第一相邻服务器机柜之间。

本发明一个优选实施例中，所述换热装置包括：用于存储冷却介质的气液换热盘管，其中，所述冷却介质的温度小于或等于10度；

和/或，

所述风扇墙包括：至少两个轴流风扇，其中，所述轴流风扇的长度包括：140mm，宽度包括：140mm，厚度包括38mm。

本发明一实施例中，气液换热盘管内部存储的冷却介质的温度不大于10度，使得气液换热盘管与散热气流之间的温差较大，方便散热气流通过气液换热盘管与冷却介质进行热交换，以冷却散热气流。

需要说明的是，风扇墙还可以使用其他规格的风扇，比如，长度包括：80mm，宽度包括：80mm，厚度包括38mm的轴流风扇。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

如图2所示，本发明提供了一种数据中心，包括4个服务器机柜、4个包括风扇墙和换热装置的空调装置、每个服务器机柜内部安装有2个服务器节点，4个服务器机柜和4个空调装置排成两个队列，每个队列中相邻两个服务器机柜之间安装一个空调装置；每一个队列中的服务器机柜侧面相对，且每一个服务器机柜的两侧面板上设置有通风网孔。

如图2所示，散热气流的走向为箭头指向方向，由图2可知，相邻两个队列中，散热气流的流动方向仅在散热气流从当前队列进入另一个队列的时候发生一次转向；在同一个队列中，散热气流通过第一相邻服务器机柜侧面板上的通风网孔排出后，空调装置可直接冷却散热气流，进而驱动冷却后的散热气流通过第二相邻服务器机柜侧面板上的通风网孔进入第二相邻服务器机柜内部，散热气流从第一相邻服务器机柜排出后，进入第二相邻服务器机柜内部的过程中，散热气流的流动方向不必发生转向，第二服务器机柜内部压力较小，散热气流受到的阻力较小，因此，空调装置仅需要提供较小的驱动力量即可驱动冷却后的散热气流进入第二服务器机柜内部，可降低数据中心空调装置的功耗。

同时，每一个服务器机柜侧面板上通风网孔的开孔位置为服务器机柜两侧面板内未被服务器节点遮挡的区域，即相邻两个服务器节点之间，散热气流在服务器机柜内部也不必发生转向即可同时与服务器机柜内的两个服务器节点进行热交换，散热气流在服务器机柜内部受到的阻力较小，可进一步降低数据中心空调装置的功耗。

这里，相邻两个队列之间的通道，没有散热气流流通，可方便工作人员通过该通道对相邻两个队列中每一个服务器机柜内部的服务器节点进行相应的维护。

需要说明的是，可通过回风管等设备将一个队列中末端服务器机柜排出的散热气流导入另一个队列中对应的空调装置。

如图3所示，本发明实施例提供了一种数据中心散热系统，包括：如上述实施例中任一所述的数据中心10和冷源装置201，其中，所述冷源装置201与所述数据中心10的每个空调装置103；

所述冷源装置201，用于向所述数据中心10的每一个空调装置103分别提供冷却介质，以使得每一个所述空调装置103分别利用所述冷却介质冷却第一相邻服务器机柜101排出的散热气流。

进一步的，为了确保数据中心的空调装置能够利用温度较低的冷却介质与散热气流进行热交换，以冷却散热气流，如图4所示，本发明一个优选实施例中，所述冷源装置201，包括：

制冷机2011，用于接收所述数据中心10的每一个气液换热盘管回流的冷却介质，将所述冷却介质冷却到小于7度，并将冷却后的冷却介质输送至所述数据中心的每一个气液换热盘管。

进一步的，为了提高冷却介质的冷却效率，如图4所示，本发明一个优选实施例中，所述冷源装置201，还包括：

水冷塔2012，用于存储所述数据中心10的每一个气液换热盘管通过所述制冷机2011回流的冷却介质，以及，冷却所述冷却介质。

本发明一实施例中，水冷塔可以为户外水冷塔，冷却介质可以包括乙二醇溶液，户外冷水塔中存储乙二醇溶液，通过蒸发乙二醇溶液中的水分以对乙二醇溶液进行冷却。

进一步的，本发明一个优选实施例中，所述冷源装置201，还包括：

水泵2013，用于将所述水冷塔2012中存储的冷却介质通过所述制冷机2011输送至所述数据中心10的每一个气液换热盘管。

本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、通过将至少两个内部安装有服务器节点的服务器机柜和至少两个空调装置排成至少一个队列，使得第一相邻服务器机柜排出的散热气流，通过空调装置冷却后不必发生转向即可直接进入第二相邻服务器机柜的内部，同理，第二相邻服务器机柜排出的散热气流也不必发生转向，使得第二相邻服务器机柜内部压力较小，空调装置仅需要较小的驱动力量即可驱动冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部与对应的服务器节点进行热交换；可见，通过本发明的技术方案，减弱了数据中心空调装置需要提供的驱动力量，可降低数据中心空调装置的功耗。

2、每一个队列中的服务器机柜侧面相对，且每一个服务器机柜的侧面板上设置通风网孔，在同一个队列中，散热气流通过第一相邻服务器机柜侧面板上的通风网孔排出后，空调装置可直接冷却散热气流，进而驱动冷却后的散热气流通过第二相邻服务器机柜侧面板上的通风网孔进入第二相邻服务器机柜内部，相邻两个队列之间的通道中没有散热气流，方便工作人员通过相邻两个队列之间的通道对服务器机柜内部的服务器节点进行相应的维护。

3、通风网孔在服务器机柜侧面板上的开孔区域，对应当前服务器机柜侧面板内壁未被服务器节点遮挡的区域，且通风网孔在对应开孔区域的开孔面积大于或等于当前开孔区域面积的50％；一方面，使得散热气流在服务器机柜内部也不必发生转向，降低散热气流在服务器机柜内部受到的阻力，以进一步降低数据中心空调装置的功耗；另一方面，开孔区域的开孔面积较大，服务器机柜内部不必再安装风扇，可利用服务器机柜内部原本用于安装风扇的区域扩展计算设备和存储设备，以提高服务器机柜的计算密度和存储密度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种数据中心，其特征在于，包括：

至少两个服务器机柜、至少两个服务器节点及至少两个空调装置，其中，

所述至少两个服务器机柜和所述至少两个空调装置排成至少一个队列；

所述至少两个服务器节点安装在所述至少两个服务器机柜内部；

所述空调装置，用于冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流，驱动冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部，使得冷却后的散热气流与第二相邻服务器机柜内的服务器节点进行热交换。

2.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，

在同一个队列中的每一个服务器机柜侧面相对；

每一个所述服务器机柜的两个侧面板上设置有通风网孔。

3.根据权利要求2所述的数据中心，其特征在于，

所述通风网孔设置在服务器机柜侧面板上的开孔区域中；

每个服务器机柜侧面板上的开孔区域，包括：当前服务器机柜侧面板内壁未被服务器节点遮挡的区域；

每个服务器机柜侧面板上的通风网孔的开孔面积大于或等于对应的开孔区域的面积的50％。

4.根据权利要求1至3中任一所述的数据中心，其特征在于，所述空调装置包括：

风扇墙和换热装置，

所述换热装置，用于冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流；

所述风扇墙，用于驱动所述换热装置冷却后的散热气流进入第二相邻服务器机柜内部，使得冷却后的散热气流与第二相邻服务器机柜内的服务器节点进行热交换。

5.根据权利要求4所述的数据中心，其特征在于，

所述风扇墙安装在所述换热装置和所述第一相邻服务器机柜之间；

或，所述换热装置安装在所述风扇墙和所述第一相邻服务器机柜之间。

6.根据权利要求4所述的数据中心，其特征在于，

所述换热装置包括：用于存储冷却介质的气液换热盘管，其中，所述冷却介质的温度小于或等于10度；

和/或，

所述风扇墙包括：至少两个轴流风扇，其中，所述轴流风扇的长度包括：140mm，宽度包括：140mm，厚度包括38mm。

7.一种数据中心散热系统，其特征在于，包括：

如上述权利要求1至6中任一所述的数据中心和冷源装置，其中，所述冷源装置与所述数据中心的每个空调装置相连；

所述冷源装置，用于向所述数据中心的每一个空调装置分别提供冷却介质，以使得每一个所述空调装置分别利用所述冷却介质冷却第一相邻服务器机柜排出的散热气流。

8.根据权利要求7所述的数据中心散热系统，其特征在于，所述冷源装置，包括：

制冷机，用于接收所述数据中心的每一个气液换热盘管回流的冷却介质，将所述冷却介质冷却到小于7度，并将冷却后的冷却介质输送至所述数据中心的每一个气液换热盘管。

9.根据权利要求8所述的数据中心散热系统，其特征在于，所述冷源装置，还包括：

水冷塔，用于存储所述数据中心的每一个气液换热盘管通过所述制冷机回流的冷却介质，以及，冷却所述冷却介质。

10.根据权利要求9所述的数据中心散热系统，其特征在于，所述冷源装置，还包括：

水泵，用于将所述水冷塔中存储的冷却介质通过所述制冷机输送至所述数据中心的每一个气液换热盘管。