CN106482259A - 数据中心的空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够高密度地配置服务器机架、能够大幅减少用于输送冷气(供给气体)(Ac)和暖气(回流气体)(Ah)的动力、能够显著提高服务器的冷却效果的数据中心的空调系统。在数据中心的活动地板(3)上配置有多列服务器机架列(12)，并将相邻的服务器机架列之间的间隔设为通路(13)，该服务器机架列是通过连续配置许多收纳了服务器的服务器机架(11)而成的，在该数据中心的顶棚背侧区域内，沿与服务器机架列正交的方向配置多个空调装置，在该空调装置的正下方，沿与服务器机架列正交的方向并列配置供给腔室和排气腔室。从供给腔室将冷气(供给气体)向冷气通路供给，从热气通路将暖气(回流气体)向排气腔室排出。

Description

数据中心的空调系统
技术领域
本发明涉及一种数据中心的空调系统，特别是涉及一种配置有多列服务器机架列的数据中心的服务器机房中的空调系统，该服务器机架列是通过连续配置许多服务器机架而成的。
背景技术
在数据中心的服务器机房中，如图6所示，通常在楼板101上配置有活动地板102，在该活动地板102上连续地呈列状设置有收纳了服务器的许多服务器机架103。而且，在楼板101与活动地板102之间的地板下侧区域110内载置有电源线缆、通信线缆等104。
在这样的数据中心的服务器机房中，向地板下侧区域110供给冷气(供给气体)Ac，该冷气(供给气体)Ac从形成于活动地板102的开口部102a向服务器区域120导入，从服务器机架103的前表面向服务器供给。而且，从服务器的背面排出的暖气(回流气体)Ah从形成于顶棚表面105的开口部105a向顶棚背侧区域130排出。
但是，在所述以往的空调系统中，由于在地板下侧区域110内载置有电源线缆、通信线缆等104，因此冷气(供给气体)Ac难以高效地流通，而且，在服务器区域120内冷气(供给气体)Ac与暖气(回流气体)Ah易于混合，因此服务器的冷却效果未必良好。
为了消除这样的问题，如图7所示，提出了如下的方案：在地板下侧区域210内呈格子状地配置钢骨206a、206b，将地板下侧区域210设为能够供管理人员M移动的高度，并且在服务器机架203的上方配置通道顶207(参照专利文献1)。
根据专利文献1所记载的空调系统，由于地板下侧区域210足够大，因此冷气(供给气体)Ac的流通较为顺利，并且由于配置了通道顶207，因此在服务器区域220内，冷气(供给气体)Ac与暖气(回流气体)Ah难以混合，服务器的冷却效率也能够提高。
专利文献1：日本特开2011－069542号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，根据日本的建筑物面积计算标准，在专利文献1所记载的空调系统的情况下，在算上地板下侧区域210整体的面积的基础上，在服务器区域220的端部需要用于划出使暖气(回流气体)Ah从顶棚背侧区域230向地板下侧区域210返回的风道空间的面积。
但是，相对于建筑物的占地面积而言的能够建设的建筑物的面积在法律上存在上限，因此，在一定的建筑物的面积中，需要地板下侧区域210的面积、用于使暖气(回流气体)Ah向地板下侧区域210返回的风道空间的面积，这将导致无法充分地确保服务器区域220的面积，因此，相对于建筑物的总面积，无法高效地配置服务器机架203。
另一方面，从建筑物的高度的观点考虑，服务器机房的高度是地板下侧区域210的高度、服务器区域220的高度以及顶棚背侧区域230的高度之和，但是由于地板下侧区域210需要是能够供管理人员M移动的高度，因此服务器机房的总高度变大，在有限的建筑物的高度中，无法高效地构建服务器机房。
另外，近年来，服务器设备类的发热量比以往增大，并且服务器收纳的高密度化也不断推进。与此相伴，在以空气为热载体的冷却方式中，使更多的冷气(供给气体)Ac流通的必要性增加，也为了提高由输送动力的减少带来的节能性能，需要扩大冷气(供给气体)Ac的流路。
另一方面，由于建筑物的空间的制约，难以无限制地扩大冷气(供给气体)Ac的流路，为了提高冷却效率、输送效率，在服务器机架203附近配置空调装置的必要性增加。
而且，需要向每一台服务器机架203供给更多的冷气(供给气体)Ac，其结果，为了将被冷却而比重变大的冷气(供给气体)Ac从地板下侧区域210向上方的服务器区域220供给，需要用于输送冷气(供给气体)Ac的较大的动力，并且还存在冷气(供给气体)Ac难以供给至服务器机架203的上部、服务器的冷却效果不充分的情况。
而且，本来基于保密方面的理由优选的是，将在服务器设备类的维护时管理人员M所移动的动线和在空调系统的维护时管理人员M所移动的动线分离，但是由于将空调装置配置于服务器机架附近，因此难以将管理人员M所移动的动线分离。
本发明是鉴于这种以往的问题而做成的，其目的在于提供一种数据中心的空调系统，利用该数据中心的空调系统，在能够建设的建筑物的面积中，不会对服务器机架的排列宽度带来较大的制约，能够高效且足够大地获得服务器机房，在有限的建筑物的高度中，能够高效地层叠配置服务器机房，能够将服务器机架高密度地配置于服务器区域整体。
另外，其目的在于提供一种数据中心的空调系统，利用该数据中心的空调系统，向上吸入比重较小的暖气(回流气体)Ah，向下喷出比重较大的冷气(供给气体)Ac，能够大幅减少用于输送冷气(供给气体)Ac和暖气(回流气体)Ah的动力，且冷气(供给气体)Ac充分地供给至服务器机架的上部，能够显著提高服务器的冷却效果，而且能够使服务器设备类维护时的动线和空调系统维护时的动线分离。
用于解决问题的方案
为了达到所述目的，本发明的数据中心的空调系统的特征在于，在数据中心的活动地板上配置有多列服务器机架列，并将相邻的服务器机架列之间的间隔设为通路，该服务器机架列是通过连续配置许多收纳了服务器的服务器机架而成的，在该数据中心的顶棚背侧区域内，沿与所述服务器机架列正交的方向配置有多个空调装置，在所述空调装置的正下方，沿与所述服务器机架列正交的方向并列配置了供给腔室和排气腔室。
其特征在于，所述通路包括冷气通路，两个相邻冷气通路之间隔着一个不是冷气通路的所述通路，所述供给腔室在其上表面上的与所述空调装置的空气流出口对应的位置形成有冷气(供给气体)流入口，并且在其下表面上的与所述冷气通路对应的位置形成有冷气(供给气体)流出口。
其特征在于，所述通路包括热气通路，两个相邻热气通路之间隔着一个不是热气通路的所述通路，所述排气腔室在其上表面上的与所述空调装置的流入口对应的位置形成有暖气(回流气体)流出口，并且在其下表面上的与所述热气通路对应的位置形成有暖气(回流气体)流入口。
在此，若将所述供给腔室与所述排气腔室之间的空间设为点检走廊，则管理人员能够高效地实施空调装置的维护。
另外，若将支承用于设置所述空调装置的地板面的支承构件(支承梁)配置在空调装置的设置空间内，则能够有效地获得支承梁的尺寸，能够减小顶棚背侧区域的高度方向的尺寸。
发明的效果
本发明的数据中心的空调系统由于从顶棚背侧区域将冷气(供给气体)向服务器区域供给，将暖气(回流气体)向顶棚背侧区域排出，因此空气的流动极为顺利，由于向下输送比重变大的冷气(供给气体)，向上吸入比重变小的暖气(回流气体)，因此能够大幅减少冷气(供给气体)和暖气(回流气体)的输送动力。
另外，由于冷气(供给气体)从服务器机架的上部充分地供给至下部，因此能够显著提高服务器的冷却效果。
另外，根据日本的建筑物面积计算标准，顶棚背侧区域的面积被限定于空调装置周边的有地板的部分，因此在一定的建筑物的面积中进行规划时，能够充分地确保服务器区域的面积，能够高效地配置服务器机架。
而且，服务器机房的高度成为地板下侧区域的高度、服务器区域的高度以及顶棚背侧区域的高度之和，但是将空调装置不是设置于地板下侧区域，而是设置于顶棚背侧区域，在顶棚背侧区域的空调装置的设置空间内设置有效的支承梁，从而服务器区域所需的总高度降低，在有限的建筑物的高度中，能够高效地层叠配置服务器区域。
附图说明
图1是本发明的数据中心的空调系统的概略结构图。
图2是在本发明的数据中心的空调系统中表示冷气(供给气体)Ac的流动的说明图。
图3的(A)是在本发明的数据中心的空调系统中表示从与服务器机架列正交的截面看到的冷气(供给气体)Ac的流动的说明图，图3的(B)是在本发明的数据中心的空调系统中表示从与服务器机架列平行的截面看到的冷气(供给气体)Ac的流动的说明图。
图4是在本发明的数据中心的空调系统中表示暖气(回流气体)Ah的流动的说明图。
图5的(A)是在本发明的数据中心的空调系统中表示从与服务器机架列正交的截面看到的暖气(回流气体)Ah的流动的说明图，图5的(B)是在本发明的数据中心的空调系统中表示从与服务器机架列平行的截面看到的暖气(回流气体)Ah的流动的说明图。
图6是以往的数据中心的空调系统的概略结构图。
图7是以往的数据中心的空调系统的概略结构图。
附图标记说明
1楼板；2支承构件；3活动地板；10地板下侧区域；11服务器机架；12服务器机架列；13通路；13a冷气通路；13b热气通路；14顶棚；15支承构件(支承梁)；16空调装置；16a空气流出口；16b空气流入口；17供给腔室；17a冷气(供给气体)流入口；17b冷气(供给气体)流出口；18排气腔室；18a暖气(回流气体)流入口；18b暖气(回流气体)流出口；20服务器区域；21点检走廊；22配管；30顶棚背侧区域；31天花板；Ac冷气(供给气体)；Ah暖气(回流气体)。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的数据中心的空调系统的优选实施方式。
首先，说明数据中心的结构，如图1～图5所示，在楼板1上借助支承构件2配置有活动地板3，利用楼板1与活动地板3之间的空间划分出地板下侧区域10。
在该活动地板3上连续地配置有收纳了服务器的服务器机架11，并且在与服务器机架11的连续配置方向正交的方向上以预定间隔配置有包括许多服务器机架11的服务器机架列12。相邻的服务器机架列12、12之间的间隔成为供系统管理人员M移动的通路13。而且，以包括服务器机架列12、通路13在内的方式划分出服务器区域20。
在服务器区域20的上方配置有顶棚14，顶棚14借助支承构件(支承梁)15支承于天花板31，利用顶棚14与天花板31之间的空间划分出顶棚背侧区域30。
接着，说明本发明的数据中心的空调系统，在所述顶棚14的上表面上载置有多个空调装置16，但该空调装置16、16、···沿与所述服务器机架列12正交的方向配置。另外，在空调装置16的下表面上形成有空气流出口16a，并且在其侧面上形成有空气流入口16b。
在所述空调装置16的正下方，供给腔室17以其长度方向成为与所述服务器机架列12的服务器机架11的排列方向正交的方向的方式配置。所述通路13包括冷气通路13a，两个相邻冷气通路13a之间隔着一个不是冷气通路的所述通路13，在供给腔室17的上表面的与所述空调装置16的空气流出口16a对应的位置形成有冷气(供给气体)流入口17a，并且在其下表面的与所述冷气通路13a对应的冷气通道的正上方位置形成有冷气(供给气体)流出口17b。
排气腔室18以与所述供给腔室17呈并列状、且其长度方向成为与所述服务器机架列12的服务器机架11的排列方向正交的方向的方式配置。所述通路13包括热气通路13b，两个相邻热气通路13b之间隔着一个不是热气通路的所述通路13，在排气腔室18的上表面的与所述空调装置16的空气流入口16b对应的位置形成有暖气(回流气体)流出口18b，并且在其下表面的与所述热气通路13b对应的热气通道的正上方位置形成有暖气(回流气体)流入口18a。
另外，将供给腔室17与排气腔室18之间的空间设为点检走廊21，在该点检走廊21的地板部分配置有空调装置16的配管22。管理人员M在该点检走廊21中移动能够高效地实施空调装置16的维护。
在此，冷气通道是指供用于冷却设备的冷气流通的、设备的前表面侧的空间，热气通道是指供从设备排出的暖气流通的、设备的背面侧的空间。
本发明的数据中心的空调系统是以上那样的结构，起到以下那样的作用、效果。
首先，从空调装置16的空气流出口16a朝向下方流出的冷气(供给气体)Ac从供给腔室17的冷气(供给气体)流入口17a向供给腔室17内流入。然后，冷气(供给气体)Ac在供给腔室17内流通，并从冷气(供给气体)流出口17b向服务器区域20内流出。
在此，由于冷气(供给气体)流出口17b形成在与冷气通路13a对应的位置，因此冷气(供给气体)Ac从服务器机架11的上方下降并向冷气通路13a流入，从其两侧的服务器机架11、11的侧面向服务器机架11、11内流通。
接着，在服务器机架11内流通后的暖气(回流气体)Ah向与所述冷气通路13a相邻的热气通路13b流入，但是由于暖气(回流气体)流入口18a形成在与热气通路13b对应的位置，因此暖气(回流气体)Ah在热气通路13b内上升，并从暖气(回流气体)流入口18a向排气腔室18内流入。
在排气腔室18内流通的暖气(回流气体)Ah从暖气(回流气体)流出口18b向顶棚背侧区域30流出，并从空调装置16的空气流入口16b向空调装置16回流。
像以上那样，本发明的数据中心的空调系统从顶棚背侧区域30将冷气(供给气体)Ac向服务器区域20供给，并将暖气(回流气体)Ah向顶棚背侧区域30排出，利用了冷气(供给气体)Ac下降、暖气(回流气体)Ah上升这样的自然原理，因此空气的流动极为顺利，能够大幅减少用于输送冷气(供给气体)Ac的动力，并且能够将冷气(供给气体)Ac从服务器机架11的上部充分地供给至下部，能够显著提高服务器的冷却效果。
根据日本的建筑物面积计算标准，由于顶棚背侧区域30的面积被限定于空调装置16周边的有地板的部分，因此即使在一定的建筑物面积中规划建筑时，也能够充分地确保服务器区域20的面积，能够高效地配置服务器机架11。
另外，服务器机房的高度成为地板下侧区域10的高度、服务器区域20的高度以及顶棚背侧区域30的高度之和，但是将空调装置16不是设置于地板下侧区域10，而是设置于顶棚背侧区域30，在顶棚背侧区域30内的空调装置16的设置空间配置有效的支承构件(支承梁)15，从而服务器区域20所需的总高度降低，在有限的建筑物的高度中，能够高效地形成服务器区域20。

Claims (5)

1.一种数据中心的空调系统，其特征在于，
在数据中心的活动地板上配置有多列服务器机架列，并将相邻的服务器机架列之间的间隔设为通路，该服务器机架列是通过连续配置许多收纳了服务器的服务器机架而成的，在该数据中心的顶棚背侧区域内，沿与所述服务器机架列正交的方向配置有多个空调装置，在所述空调装置的正下方，沿与所述服务器机架列正交的方向并列配置了供给腔室和排气腔室。
2.根据权利要求1所述的数据中心的空调系统，其特征在于，
所述通路包括冷气通路，两个相邻冷气通路之间隔着一个不是冷气通路的所述通路，
所述供给腔室在其上表面上的与所述空调装置的空气流出口对应的位置形成有冷气流入口，并且在其下表面上的与所述冷气通路对应的位置形成有冷气流出口。
3.根据权利要求1所述的数据中心的空调系统，其特征在于，
所述通路包括热气通路，两个相邻热气通路之间隔着一个不是热气通路的所述通路，
所述排气腔室在其上表面上的与所述空调装置的空气流入口对应的位置形成有暖气流出口，并且在其下表面上的与所述热气通路对应的位置形成有暖气流入口。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的数据中心的空调系统，其特征在于，
将所述供给腔室与所述排气腔室之间的空间设成了点检走廊。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的数据中心的空调系统，其特征在于，
将支承用于设置所述空调装置的地板面的支承构件配置在了所述空调装置的设置空间内。
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