JP2011257976A - サーバーラックの冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】 重力を利用して冷却液を供給することで、サーバーラック内の複数のサーバーを経済的に冷却する。
【解決手段】 この冷却システム１は、冷却液Ｃをサーバーラック２の上部タンク３から重力により複数のサーバー４に供給する。各サーバー４に冷却配管８を設け、冷却液Ｃをサーバー内部の発熱機器に循環させる。サーバーラック２の下部に、サーバー４を通過した後の冷却液Ｃを回収する下部タンク５を設置する。上部タンク３と下部タンク５に水位計１５，１９を設け、水位計１５，１９の出力に基づき、コントローラ２０で還流ポンプ１６の回転数を制御し、サーバー４から回収したとほぼ同量の冷却液Ｃを下部タンク５から熱交換器１８を介して上部タンク３に戻す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サーバーラック内に収納された複数のサーバーを冷却するシステムに関する。

近年、冷却能力を高めるために、冷媒に液体を用いた液冷方式の冷却システムが提案されている。例えば、特許文献１には、図２に示すような冷却システムが記載されている。このシステム５１は、サーバーラック５２の上部に冷却器５３を装備し、タンク５４の冷却液Ｃを循環ポンプ５５により給水配管５６を介して複数のサーバー５７に供給する。

各サーバー５７には、ＣＰＵ等の発熱部５８を冷却する冷却配管５９と、冷却液Ｃを冷却配管５９に通して発熱部５８に送り込む冷却ポンプ６０とが設けられている。そして、サーバー５７を通過した冷却液Ｃを排水配管６１に通して冷却器５３に戻し、熱交換器６２を通過させた後に、循環ポンプ５５で再給水するようになっている。

特開２００４−２４６６４９号公報

従来の冷却システム５１によれば、それぞれのサーバー５７に冷却ポンプ５５が設けられているので、発熱部５８の温度に基づいて必要なサーバー５７だけを効率よく冷却できる。しかし、循環ポンプ５５に、複数の冷却ポンプ６０の容量を総計した大容量のポンプを使用する必要があるため（特許文献１の段落００３７参照）、冷却システム５１の製作コストが高くつく不都合があった。また、各サーバー５７の冷却需要に早期に応答できるように、大容量の循環ポンプ５５を常に駆動しておく必要があるため、システム５１の電力消費量が嵩むという問題点もあった。

そこで、本発明の目的は、製作コストおよび消費電力量を抑え、サーバーラック内の複数のサーバーを経済的に冷却できるシステムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の冷却システムは、内部に貯留した冷却液を重力によりサーバーラックの上部から複数のサーバーに供給する上部タンクと、サーバーを通過した冷却液をラックの下部で回収する下部タンクと、回収量とほぼ同量の冷却液を下部タンクから上部タンクに戻す還流ポンプとを備えたことを特徴とする。

また、本発明の冷却システムは、上部タンクへの冷却液の戻しを自動的に行うために、上部タンクと下部タンクに冷却液の貯留量を計測する水位計を設け、水位計の出力に基づいて還流ポンプを制御するコントローラを備えたことを特徴とする。好ましくは、還流ポンプと上部タンクとの間に、冷却液の温度を低下させる熱交換器が設けられる。

本発明の冷却システムによれば、重力を利用して冷却液を上部タンクから複数のサーバーに供給し、サーバーから下部タンクに回収し、回収量と同量の冷却液を還流ポンプで上部タンクに戻すので、サーバーごとのポンプを不要にし、小型の還流ポンプを使用して必要時にのみ駆動し、システムの製作コストと消費電力量を抑え、サーバーラック内の複数のサーバーを経済的に冷却できるという効果がある。

本発明の一実施形態を示すサーバーラック冷却システムの立面図である。 従来のサーバーラック冷却システムを示す立面図である。

以下、本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。この冷却システム１は、サーバーラック２の上部に冷却液Ｃを貯留する上部タンク３を装備し、上部タンク３に補助ポンプ６が設けられている。サーバーラック２の下部には、サーバー４を通過した後の冷却液Ｃを回収する下部タンク５が設置されている。

上部タンク３および下部タンク５は、サーバーラック２のフレーム（図示略）上に設置してもよく、複数のサーバーラック２が共用できるように、ラックフレームから離れた専用の場所に設置することもできる。冷却液Ｃとしては、水の他に、絶縁性流体を使用することもできる。

サーバー４は、複数台がサーバーラック２の内部において上下方向に規定の間隔をおいて格納されている。各サーバー４には、ＣＰＵやＬＳＩ等の内部発熱機器（図示略）に冷却液Ｃを送る冷却配管８が配設されている。冷却配管８の入口側端部は、給水ヘッダー９と給水管１０を介して上部タンク３の補助ポンプ６に接続されている。

冷却配管７の出口側端部は、排水ヘッダー１１と排水管１２を介して下部タンク５に接続されている。そして、上部タンク３が冷却液Ｃを重力によって各サーバー４の冷却配管８に供給し、冷却配管８を通過した冷却液Ｃを下部タンク５が回収する。

下部タンク５には水位計１５が設けられ、下部タンク５の下流側に還流ポンプ１６が設置されている。還流ポンプ１６と上部タンク３との間の戻り配管１７上に熱交換器１８が設けられている。上部タンク３の水位計１９、下部タンク５の水位計１５および給水管１０上の流量計１４はそれぞれコントローラ２０に接続されている。

コントローラ２０は、タンク３，５の液量が常に一定値を保つように、水位計１５，１９の出力に基づいて還流ポンプ１６の回転数を制御する。そして、還流ポンプ１６がサーバー４から回収したとほぼ同じ量の冷却液Ｃを下部タンク５から上部タンク３に戻し、途中で熱交換器１８が冷却液Ｃの温度を低下させるようになっている。

上記のように構成された冷却システム１によれば、上部タンク３が重力を利用して冷却液Ｃを供給するので、サーバー４ごとにポンプを設ける必要がなく、一台の小型の補助ポンプ６で複数のサーバー４に冷却液Ｃを分配できる。補助ポンプ６は冷却液Ｃを循環させる能力を持たないが、この実施形態の冷却システム１では、回収後の冷却液Ｃを還流ポンプ１６より下部タンク５から上部タンク３に戻すことができる。

還流ポンプ１６は、コントローラ２０の制御によって、サーバー４から回収したとほぼ同量の冷却液Ｃを上部タンク３に戻すように動作するので、小容量の小型ポンプを使用できるうえ、必要時のみ駆動すればよい。したがって、冷却システム１の製作コストと消費電力量を抑え、サーバーラック２内の複数のサーバー４を経済的に冷却することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、サーバー４の数や配置、冷却液の配管構成を変更したり、補助ポンプ６を省略したりするなど、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。

１ 冷却システム
２ サーバーラック
３ 上部タンク
４ サーバー
５ 下部タンク
８ 冷却配管
１５ 水位計
１６ 還流ポンプ
１８ 熱交換器
１９ 水位計
２０ コントローラ

Claims (3)

1. サーバーラック内に格納された複数のサーバーを冷却液で冷却するシステムであって、
   内部に貯留した冷却液を重力によりサーバーラックの上部から複数のサーバーに供給する上部タンクと、サーバーを通過した冷却液をラックの下部で回収する下部タンクと、回収量とほぼ同量の冷却液を下部タンクから上部タンクに戻す還流ポンプとを備えたことを特徴とする冷却システム。
2. 上部タンクと下部タンクに冷却液の貯留量を計測する水位計を設け、水位計の出力に基づいて還流ポンプを制御するコントローラを備えた請求項１記載の冷却システム。
3. 前記還流ポンプと上部タンクとの間に、冷却液の温度を低下させる熱交換器を設けた請求項１又は２記載の冷却システム。

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