TWI497265B - 貨櫃資料中心 - Google Patents

Description

貨櫃資料中心

本發明涉及一種貨櫃資料中心。

隨著線上應用之發展，對於資料中心之需求快速增長。資料中心是大型之集中運算設施，其通常包括大量伺服器，該等伺服器放置於機架中組成伺服器系統，由於伺服器系統較多且均設置於資料中心，故資料中心整體之散熱方案變得相當重要。

一般在貨櫃資料中心內部進行冷房設計，大多是利用風扇將冷空氣直接吹入冷房內，以提供伺服器散熱所需之進風溫度。然而，架構內較美中不足之地方在於不易使冷房內達到均溫，局部過大之流速，造成各個伺服器散熱不均。

有鑒於此，實有必要提供一種具有均流冷房設計之貨櫃資料中心。

一種貨櫃資料中心，包括可由交通工具運送之貨櫃、設置於該貨櫃內之至少一組伺服器系統、熱風通道、冷風通道及設置於該至少一組伺服器系統上方之風扇系統和熱交換系統，該風扇系統用於將熱風通道內之熱氣流引導至該熱交換系統，該熱交換系統用於將該熱氣流轉換為冷氣流並藉由複數進風管口進入冷風通道，所述冷風通道之上方對應於進風管口形成複數整流區域，每一整流區域包括與進風管口連接之導流元件及位於該導流元件下方且覆蓋該整流區域之複數葉片，各個葉片依據對應之冷氣流之流速大小來控制葉片之開啟角度，以使經過整流區域之冷空氣均流。

冷氣流由進風管口進入由導流元件及葉片構成之整流區域內，藉由冷氣流之流速大小來調節葉片之開啟角度，以使經過整流區域之冷空氣均流。

請參閱圖1，本發明第一實施例之貨櫃資料中心100包括一可由交通工具運送之貨櫃10(如集裝箱)、放置於貨櫃10內之一組伺服器系統21及設置於貨櫃10內之冷房22。該組伺服器系統21包括複數伺服器系統(圖1中僅示出貨櫃10內之一組伺服器系統21，其他設備未示出)。在本實施例中，冷房22位於貨櫃10之一側，以提供冷氣。

請同時參閱圖2，本發明第一實施例之貨櫃資料中心100還包括均設置於該組伺服器系統21上方之風扇系統30（如橫流扇或鼓風機）、熱交換系統40及導風裝置50。

其中該組伺服器系統21一側之區域為冷風通道23，該組伺服器系統21另一側之區域為熱風通道24。冷風通道23在冷房22內。

該風扇系統30用於將該熱風通道24內之熱氣流(實心箭頭表示)引導至該熱交換系統40。該熱交換系統40用於將該熱氣流轉換為冷氣流(空心箭頭表示)並傳遞至該導風裝置50之上方進風區域52。該進風區域52內之冷氣流經過整流區域53之整流後，透過該導風裝置50進入該冷風通道23以對該組伺服器系統21進行散熱，如此循環。該風扇系統30及熱交換系統40均為習知技術，這裏不再具體說明。

請同時參閱圖3，整流區域53由隔板55分隔為三個部分，每一部分之上方中部對應一個進風管口510。由熱交換系統40轉換成之冷空氣在進風區域52內，經由系統風管之三個進風管口510進入整流區域53之三個部分內。

該整流區域53之包括連接於進風管口510相對兩側之二導流元件51及導風裝置50。在本實施例中，該導流元件51為連接於進風管口510之導流板。在其他實施例中，該導流元件51為與管口510相銜接之導風管（DUCT），其中，該導風管可呈喇叭狀之，也可為其他形狀。

所述導風裝置50包括複數橫跨冷房22相對兩側之樞軸54及分別連接於樞軸54之複數葉片56。每一葉片56之一端樞接於對應之樞軸54上，另一端為自由端。該等葉片相對於整流區域53之三個部分也被分成三組。當葉片56處於未工作狀態時，該等葉片56處於同一平面上並封蓋整個整流區域53。在本實施例中，當葉片56處於未工作狀態時，該等葉片56處於水平狀態並封蓋整個整流區域53。

冷空氣由管口510進入整流區域53內，根據伯努力方程，整流區域53中部之流速較大，壓力較小，對應之葉片56以較小之角度開啟，以便讓通過之風流因壓力變大而流速降低；反之，當風流逐漸向整流區域53之兩側流動時，流速變小，壓力變大，對應之葉片56以較大之角度開啟，讓通過之風流因壓力變小而流速增加。對應整流區域53之每一部分之一組葉片56之開啟角度由該部分整流區域53之中部至兩側逐漸增大。由此，透過導風裝置50之風流達到均流之狀態。每一葉片56連接有一回彈裝置（圖未示），當葉片56打開時，回彈裝置以適當之彈力牽引葉片56，避免葉片56由於風速過大而被吹過頭，並且當風流停止時，可以借助回彈力將葉片56擺回到原來之水平狀態。

請同時參閱圖4，所述導風裝置50a可採用另外一種作動機制。該導風裝置50a包括藉由樞軸54a安裝於冷房22相對兩側之複數葉片56a及安裝於葉片56a下方之複數速度感測器58a。每一葉片56a之一端樞接於對應之樞軸54a上，另一端為自由端。可以理解地，每一葉片56a之中部樞接於對應之樞軸54a上，使得葉片56a之相對兩端均為自由端。所述速度感測器58a藉由習知之固定方式均勻間隔地固定在葉片56a下方，以便測試所有葉片56a下方之風速。

速度感測器58a讀取對應葉片56a下方之風速值，並輸出一個速度讀數給葉片控制器（圖未示），葉片控制器輸出控制指令給葉片驅動器（圖未示），由葉片驅動器來控制葉片之擺角（開啟角度），由此，可適時根據風速之大小來控制葉片之擺角，進而使透過導風裝置50a之風流達到均流之狀態。葉片驅動器可以採用步進馬達。

請參閱圖5，本發明第二實施例之貨櫃資料中心200與第一實施例之貨櫃資料中心100基本相同，主要不同點在於：所述貨櫃10b內並排設置有兩組伺服器系統21b及22b；該兩組伺服器系統21b及22b之間之區域為冷風通道23b；該兩組伺服器系統21b及22b兩側之區域為熱風通道24b；導風裝置50b位於冷風通道23b之上方，風扇系統30b將熱氣流引導至熱交換系統40b，然後熱交換系統40b將熱氣流轉換為冷氣流並傳遞至導風裝置50b上方之進風區域52b，冷氣流由進風區域52b進入整流區域53b內，最後透過導風裝置50b進入冷風通道23b。

第二實施例之導風裝置50b之作動機制可採用與第一實施例之導風裝置50相同之作動機制，也可以採用與導風裝置50a之相同之作動機制。

上述第一和第二實施例之系統風管之進風量可由中央系統端依照伺服器系統之散熱需求控制，再配合冷房22均流之動作機制達成均流之狀態，同時也符合節能省碳之需求。

另外，本發明將冷房內之風速維持在0.3m/s左右，使貨櫃內之工作人員感覺更舒適。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100、200．．．貨櫃資料中心

10、10b．．．貨櫃

21、21b、22b．．．伺服器系統

22．．．冷房

23、23b．．．冷風通道

24、24b．．．熱風通道

30、30b．．．風扇系統

40、40b．．．熱交換系統

50、50a、50b．．．導風裝置

51．．．導流元件

52、52b．．．進風區域

53、53b．．．整流區域

54、54a．．．樞軸

55．．．隔板

56、56a．．．葉片

510．．．管口

58a．．．速度感測器

圖1為本發明第一實施例之貨櫃資料中心之立體示意圖。

圖2為圖1貨櫃資料中心內部之橫向示意圖。

圖3為圖1貨櫃資料中心內部之冷房之縱向示意圖。

圖4為圖1貨櫃資料中心內部之另一冷房之縱向示意圖。

圖5為本發明第二實施例之貨櫃資料中心之橫向示意圖。

510．．．管口

50．．．導風裝置

51．．．導流元件

52．．．進風區域

53．．．整流區域

54．．．樞軸

55．．．隔板

56．．．葉片

Claims (8)

1. 一種貨櫃資料中心，包括可由交通工具運送之貨櫃、設置於該貨櫃內之至少一組伺服器系統、熱風通道、冷風通道及設置於該至少一組伺服器系統上方之風扇系統和熱交換系統，該風扇系統用於將熱風通道內之熱氣流引導至該熱交換系統，該熱交換系統用於將該熱氣流轉換為冷氣流並藉由複數進風管口進入冷風通道，其改良在於：所述冷風通道之上方對應於進風管口形成複數整流區域，每一整流區域包括與進風管口連接之導流元件及位於該導流元件下方且覆蓋該整流區域之複數葉片，各個葉片依據對應之冷氣流之流速大小來控制葉片之開啟角度，以使經過整流區域之冷空氣均流。
2. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃資料中心，其中所述導流元件為連接進風管口之導流板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃資料中心，其中所述導流元件為與進風管口銜接之導風管。
4. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃資料中心，其中所述葉片樞裝於同一平面上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之貨櫃資料中心，其中每一進風管口位於相應之整流區域之上方中部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃資料中心，其中每一整流區域之葉片之開啟角度由中部至兩側逐漸增大。
7. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃資料中心，其中還包括葉片控制器、葉片驅動器及安裝於所述葉片下方之複數速度感測器，該速度感測器讀取對應葉片下方之風速值，並輸出一個速度讀數給該葉片控制器，該葉片控制器輸出控制指令給該葉片驅動器以控制葉片之開啟角度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之貨櫃資料中心，其中所述冷風通道內之風速為0.3m/s。