JP2011257977A - Cooling system for server rack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーバーラック内に格納された複数のサーバーを冷却するシステムに関する。 The present invention relates to a system for cooling a plurality of servers stored in a server rack.
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。
In recent years, in order to increase the cooling capacity, a liquid cooling type cooling system using a liquid as a refrigerant has been proposed. For example,
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で再供給するようになっている。
Each
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60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、サーバー57と同数の冷却ポンプ60が必要になるうえ、各ポンプ60の容量を総計した大型の循環ポンプ55を設置するする必要があり(特許文献1の段落0037参照)、システム51の製作コストが高くつき、電力消費量が嵩むという不都合があった。
According to the
また、データセンタ等のサーバーラックでは、サーバーの設置台数が増減したり、メンテナンス中のサーバーで冷却液の供給を停止したりするなど、ラック全体の冷却需要が頻繁に変動するが、従来技術によると、冷却需要の変動に適応するために、高価な流量計を用いて多数のポンプ55,60の回転数を制御する必要があり、システムが複雑になるという問題点もあった。
In server racks such as data centers, the cooling demand for the entire rack fluctuates frequently, such as when the number of servers installed increases or decreases, and the supply of coolant stops at the server under maintenance. In order to adapt to fluctuations in cooling demand, it is necessary to control the rotational speeds of a large number of
そこで、本発明の目的は、製作コストおよび電力消費量を抑え、ラック内の複数のサーバーを経済的に冷却できるとともに、簡易な制御で冷却需要の変動に適応し、各サーバーに一定量の冷却液を安定供給できる冷却システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to reduce manufacturing costs and power consumption, economically cool a plurality of servers in a rack, adapt to fluctuations in cooling demand with simple control, and provide a certain amount of cooling to each server. An object of the present invention is to provide a cooling system capable of stably supplying liquid.
上記課題を解決するために、本発明の冷却システムは、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、冷却液を貯留するタンクと、タンクに接続された給水ヘッダーと、冷却液をタンクから給水ヘッダーに供給するポンプと、一定の圧力を加えることで一定流量の冷却液を給水ヘッダーから各サーバーの発熱部に流すノズルと、給水ヘッダーの給水圧が一定となるようにポンプの回転数を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a cooling system of the present invention is a system for cooling a plurality of servers stored in a server rack with a coolant, and a tank for storing the coolant, and a water supply connected to the tank The header, the pump that supplies the coolant from the tank to the feed header, the nozzle that flows a constant flow of coolant from the feed header to the heat generating part of each server by applying a constant pressure, and the feed pressure of the feed header is constant And a controller for controlling the rotational speed of the pump.
また、本発明の冷却システムは、給水ヘッダーの給水圧を検出する圧力計を備え、コントローラが圧力計の出力に基づいてポンプの回転数を制御することを特徴とする。好ましくは、各サーバーの排水口を排水ヘッダーに接続し、排水ヘッダーとタンクとの間に還流管を配管し、還流管上にサーバーを通過した後の冷却液の温度を低下させる熱交換器が設けられる。 Further, the cooling system of the present invention includes a pressure gauge that detects the feed water pressure of the feed water header, and the controller controls the rotation speed of the pump based on the output of the pressure gauge. Preferably, a heat exchanger that connects the drain outlet of each server to the drain header, pipes a reflux pipe between the drain header and the tank, and lowers the temperature of the coolant after passing the server on the reflux pipe. Provided.
本発明の冷却システムによれば、給水ヘッダーからサーバーに分配された冷却液をノズルに通して発熱部に供給するので、サーバーからポンプを省き、システムの製作コストと電力消費量を抑え、複数のサーバーを経済的に冷却できる。また、ラック全体の冷却需要が変動した場合は、一台のポンプの回転数制御によって、給水ヘッダーの給水圧を常時一定に管理し、ノズルを通して各サーバーに一定量の冷却液を安定供給できるという効果もある。 According to the cooling system of the present invention, the coolant distributed to the server from the feed water header is supplied to the heat generating part through the nozzle, so that the pump is omitted from the server, the production cost and power consumption of the system are reduced, and a plurality of Server can be cooled economically. In addition, when the cooling demand of the entire rack fluctuates, the feedwater pressure of the feedwater header can be managed constantly by controlling the rotation speed of one pump, and a fixed amount of coolant can be stably supplied to each server through the nozzles. There is also an effect.
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を貯蔵するタンク4を備えている。タンク4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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
サーバー3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3には、冷却液CをCPUやLSI等の発熱部(図示略)に供給する冷却配管6が設けられている。冷却配管6の入口側端部には、冷却液Cを給水ヘッダー9からサーバー3の発熱部に流すノズル7が取り付けられている。ノズル7には、一定の圧力を加えることで一定流量の冷却液Cが流れるアクチュエータ不要のノズル部品が使用されている。ノズル部品の口径は、発熱部5の温度と冷却液の必要量に基づいて設定されている。
A plurality of
給水ヘッダー9は配管12によってタンク4上のポンプ10に接続され、ポンプ10が冷却液Cをタンク4から配管12を介して給水ヘッダー9に供給し、給水ヘッダー9からノズル7を介して各サーバー3の冷却配管6に供給する。配管12上には、冷却液Cの流量を検出する流量計13が設けられている。給水ヘッダー9の上端部には、このヘッダー9の給水圧を検出する圧力計11が設けられている。
The water supply header 9 is connected to the
ポンプ10および圧力計11は、コントローラ14に接続されている。コントローラ14は、給水ヘッダー9の給水圧が一定となるように、圧力計11の出力に基づいてポンプ10の回転数を制御する。これにより、常時一定量の冷却液Cをノズル7に通過させて、各サーバー3の発熱部に安定供給することができる。
The
各サーバー3において、冷却配管6の出口側端部は排水ヘッダー15に接続されている。排水ヘッダー15の下端とタンク4との間には還流管16が配管され、還流管16上にサーバー3を通過した後の冷却液Cの温度を低下させる熱交換器17が設置されている。
In each
次に、上記のように構成された冷却システム1の動作について説明する。冷却システム1は、タンク4に付設されたポンプ10の駆動により、冷却液Cをタンク4から給水ヘッダー9を介して複数のサーバー3に分配する。各サーバー3では、冷却液Cがノズル7を通り、冷却液配管6を流れ、内部の発熱部を冷却した後に排水ヘッダー15に排出される。そして、温度上昇した冷却液Cが排水ヘッダー15から熱交換器17に流入し、ここで冷却された後に、還流管16を通ってタンク4に戻る。
Next, the operation of the
冷却システム1の稼働中は、コントローラ14が圧力計11を用いて給水ヘッダー9の給水圧を常時監視する。給水圧が変動すると、コントローラ14は圧力計11からの信号レベルに応じてポンプ10の回転数を調整し、給水ヘッダー9の給水圧が一定となるように制御する。こうすれば、ラック2内にサーバー不在の空スペースがあったり、一部のサーバー3で点検のために冷却液の供給を停止したりして、ラック全体の冷却需要が変動した場合でも、一台のポンプ10の簡単な回転数制御により、常時一定量の冷却液Cをノズル7から各サーバー3に供給することができる。
During operation of the
また、各サーバー3において、給水ヘッダー9から分配された冷却液Cをノズル7に通して発熱部に供給しているので、従来とは異なり、サーバー3上の冷却機構からポンプを省略でき、システム1の製作コストと電力消費量を大幅に節減できる。特に、ノズル7として、一定の圧力の下で一定流量の冷却液Cを流すノズル部品を使用しているため、ノズル7にアクチュエータを搭載する必要がなく、いたって簡単な流量制御によって複数のサーバー3に一定量の冷却液Cを安定供給できるという利点がある。
Further, in each
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、図1に示すサーバー3の数や配置、または冷却液Cの配管構成を変更するなど、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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration of each part may be changed without departing from the spirit of the invention, such as changing the number and arrangement of the
1 冷却システム
2 サーバーラック
3 サーバー
4 タンク
6 冷却配管
7 ノズル
9 給水ヘッダー
10 ポンプ
11 圧力計
14 コントローラ
15 排水ヘッダー
17 熱交換器
DESCRIPTION OF
Claims (3)
冷却液を貯留するタンクと、タンクに接続された給水ヘッダーと、冷却液をタンクから給水ヘッダーに供給するポンプと、一定の圧力を加えることで一定流量の冷却液を給水ヘッダーから各サーバーの発熱部に流すノズルと、給水ヘッダーの給水圧が一定となるようにポンプの回転数を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする冷却システム。 A system for cooling a plurality of servers stored in a server rack with a coolant,
A tank for storing the coolant, a feed water header connected to the tank, a pump for supplying the coolant from the tank to the feed water header, and a constant flow of coolant by applying a constant pressure from the feed header to each server heat generation A cooling system comprising: a nozzle that flows through the section; and a controller that controls the number of revolutions of the pump so that the feed water pressure of the feed water header is constant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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2010
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