TWI631305B - 伺服器群冷卻系統之建築物整合式空氣處理器 - Google Patents

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Abstract

揭露一種空氣處理建築物結構，該建築物結構包含一地板、多數個側壁、一屋頂，以及位於該屋頂上或位於該等側壁之至少一側壁上之一或多個開口。該等側壁包含彼此相對之一下方與一上方側壁，該等側壁分別具有根據一比例所決定之不同高度。該屋頂具有符合於與該下方與上方側壁關聯之比例的斜度。該建築物結構之形狀允許該建築物結構之中的空氣透過自然對流的方式上升。此外，在該下方與上方側壁之間所定義沿著一第一方向之一第一維度，其係相對於沿著垂直該第一方向之一第二方向之一第二維度，因此該建築物結構透過該等下方側壁上之一或多個開口提供外側自然空氣的出入。

Description

伺服器群冷卻系統之建築物整合式空氣處理器
本發明係為2009年7月9日所申請之美國申請案號12/500,520，標題為「INTEGRATIED BUILDING BASED AIR HANDLER FOR SERVER FARM COOLING SYSTEM」之部分連續案，並主張該案之優先權，該案在此係藉由引用形式而整體併入本文
本發明一般而言與冷卻系統有關。
像是網頁電子郵件、網頁搜尋、網站主機以及網頁視頻分享等網際網路服務的快速成長，對於資料中心中伺服器計算與儲存電力需求也越來越高。雖然伺服器的效能持續改進之中，但不管在積體電路低電力設計上花多少功夫，伺服器電力消耗仍一直在增加。例如，一種最被廣泛使用的伺服器處器為AMD的Opteron處理器，其最高需要95瓦進行執行。Intel的Xeon伺服器處理器則在110與165瓦之間進行執行。然而，處理器只是伺服器的一部分，伺服器中的其他部分也消耗額外的電力，像是儲存裝置。
一般而言伺服器被放置於資料中心的機架中。有許多各種的實體機架配置。一種典型的機架配置係包含固定軌道，以供多種設備單元固定垂直堆疊於該機架之中，例如供刀鋒式伺服器進行固定及堆疊。一種最被廣泛使用的19英吋機架係為一種標準化的系統，用於固定像是1U或2U的伺服器設備。此機架形式之一機架單元一般而言係為1.75英吋及19英吋寬。可被設置於機架單元中之一機架固定單 元通常被稱為1U伺服器。在資料中心中，標準機架通常具有緊密布置之伺服器、儲存裝置、切換器及/或遠端通訊設備。一或多個冷卻風扇可以固定於機架固定單元內部，以冷卻該單元。在某些資料中心中，使用無風扇式機架固定單元以提高密度並降低噪音。
機架固定單元可以包含伺服器、儲存裝置與遠端通訊裝置。大多數的機架固定單元具有相對大的可容許操作溫度與濕度要求範圍。例如，HP ProLiant DL365 G5 Quas-Core Opteron處理器伺服器模組的系統操作溫度係介於華氏50度及華氏95度之間；相同模組的系統操作濕度範圍則介於相對濕度10%及90%之間。NetApp FAS6000系列儲存裝置的系統操作溫度範圍為華氏50度及華氏105度之間；相同模組的系統操作濕度範圍則介於相對濕度20%及80%之間。全球中有許多地方其自然的冷冽空氣在年間的某些期間係適合用於進行伺服器冷卻，像是美國東北與西北區域的冷冽空氣，適合用於像是ProLiant伺服器或是NetApp儲存裝置的冷卻。
具有緊密布置，利用Opteron或Xeon處理器所供電之伺服器的機架電力耗費可能介於7,000至15,000瓦之間。因此，伺服器機架可能製造非常集中的熱載。由該等機架中該等伺服器所消散的熱可以排出至該資料中心空間。由緊密布置之機架所集中產生的熱對於該等機架中所設置之設備而言可能對於效能與可靠度形成反效果，因為該等設備需要仰賴周圍空氣進行冷卻。據此，暖氣、通風和空調(HVAC)系統對於效率資料中心設計而言時常係為一重要部分。
典型的資料中心消耗10至40百萬瓦的電力。其主要能量耗費於該等伺服器操作與該HVAC系統中區分。HVAC 系統已經被評估消耗一資料中心中所使用之25%至40%之間的電力。對於消耗40百萬瓦電力的資料中心而言，該HVAC系統可能消耗10至16百萬瓦電力。利用有效降低能量使用之冷卻系統與方法可以達成明顯的成本節省。例如，降低資料中心中HVAC系統所耗費電力的比例從25%至10%，意指節省6百萬瓦的電力，其足以提供數千戶家庭使用。用於冷卻資料中心中該等伺服器之電力比例也稱為資料中心之冷卻成本效率。改善資料中心之冷卻成本效率係為效率資料中心設計的一項重要目標。例如，對於40百萬瓦的資料中心而言，假設每月營運730小時且每小時千瓦的成本為$0.05下，每月電力成本大約為$1,460,000。如果改善冷卻成本效率從25%成為10%，意指每個月可節省$219,000或每年可節省$2,630,000。
在資料中心的空間中，伺服器機架一般而言以交錯的冷熱通道布置於其中的方式成列配置。設置在該等機架中的所有伺服器都形成一種由前至後的氣流型態，其汲取位於該機架前方冷通道列中的冷卻空氣，並透過該等機架後方之熱通道列排出熱。架高地版的設計通常用於調節一地板下空氣分布系統，其中透過沿著該冷通道之架高地板中的通風口供應冷卻空氣。
一種有效冷卻資料中心之因子係為管理資料中心內側之該氣流及循環。電腦室冷氣機(CRAC)單元透過該等機架之間包含通風口之地板片供應冷空氣。除了伺服器以外，CRAC單元也同樣消耗明顯的電力。一CRAC單元最多三個5馬力的馬達，而一資料中心可能需要150個CRAC單元進行冷卻。該等CRAC單元整體消耗了資料中心中的明顯電力程度。例如，在具有熱通道及冷通道配置之資料中心中，來自熱通道之熱空氣係被移除該熱通道，並循環 至該等CRAC單元中。該等CRAC單元將該空氣冷卻。由該等CRAC單元之馬達供電之風扇便供應該冷卻空氣至由該架高次地板所定義之地板下氣室。由驅動該冷卻空氣進入該下方氣室所產生的壓力，便驅動該冷卻空氣朝上通過該次地板中的通風孔，並供應該冷卻空氣至該等伺服器機架所面對之該等冷通道之中。為了達成足夠的氣流率，在典型的資料中心空間中可能設置數百台有力的CRAC單元。然而，因為CRAC單元一般而言係設置於該資料中心空間的角落處，對其有效提高氣流率的能力便有負面影響。建構架高地板的成本一般而言較高，而由於在該資料中心空間內側的無效空氣移動使其冷卻效率一般而言較低。此外，該地板通風口的位置需要在該資料中心設計及建構時小心規劃，以避免供應空氣時造成短循環。移除地板片以解決熱點問題也可能對該系統造成問題。
本發明與冷卻系統有關。
在一示例中，揭露一種空氣處理建築物結構，該建築物結構包含一地板、多數個側壁、一屋頂與位於該屋頂與該等側壁之至少一側壁之至少其中之一上之一或多個開口。該等側壁包含彼此相對之一下方側壁與一上方側壁，該等側壁分別具有根據一比例所決定之不同高度。該屋頂具有符合於與該下方與上方側壁關聯之比例的斜度。該建築物結構之形狀允許該建築物結構之中的空氣透過自然對流的方式上升。此外，沿著在該下方與上方側壁之間所定義之一第一方向之一第一維度，其係相對於沿著垂直該第一方向之一第二方向之一第二維度，因此該建築物結構透過該等下方側壁上之一或多個開口提供外側自然空氣的出入。
在另一示例中，揭露一種伺服器冷卻系統，該伺服器冷卻系統包含由一地板、一或多個側壁與一天花板所定義之一第一空間，以及由該天花板與一屋頂所定義之一第二空間，於該第一空間中具有設置於其中之多數個伺服器。該伺服器冷卻系統包含一或多個開口，該等開口位於該天花板、該屋頂與該一或多個側壁之至少一側壁之至少其中之一上。該伺服器冷卻系統也包含一空氣入口，該空氣入口與一第一側壁連結，並係為可操作以允許外側自然空氣進入，該伺服器冷卻系統包含一或多個空氣處理單元，該等空氣處理單元與該空氣入口連結，以汲取外側自然空氣，並提供空氣至該第一空間，該伺服器冷卻系統包含一空氣出口，該空氣出口與一第二側壁連結，並係為可操作以允許該第二空間中之空氣離開。該伺服器冷卻系統進一步包含一控制系統，該控制系統經配置以控制該一或多個空氣處理單元，以根據在該第一空間之中與該第一空間外側所測量的溫度提供空氣至該第一空間。
而在另一示例中，揭露一種伺服器冷卻系統，該伺服器冷卻系統包含由一地板、多數個側壁與一天花板所定義之一第一空間，以及由該天花板與根據一斜度建構之一傾斜屋頂所定義之一第二空間。該伺服器冷卻系統包含一或多個開口，該等開口位於該屋頂、該天花板與該等側壁之至少一側壁之至少其中之一上，以使得外側自然空氣進入該第一空間，並透過自然對流方式使該第二空間中的空氣離開。該伺服器冷卻系統也包含一內部空間，該內部空間位於該第一空間內側，該內部空間實質上為封閉並與該天花板咬合，該伺服器冷卻系統包含一機架，該機架以一實質密封的方式與該內部空間咬合，並具有固定於該機架上之多數個伺服器。該等固定於機架上之伺服器之個別正面， 係與該第一空間介接，該等固定於機架上之伺服器之個別背面，係與該內部空間介接。每一固定於機架上之伺服器於其中都包含設置於其中之一或多個風扇，該等風扇係為可操作以透過該正面從該第一空間汲取空氣，並透過該背面排出受熱空氣至該內部空間。
而在另一示例中，揭露一種空氣處理建築物結構，該建築物結構包含一地板、多數個側壁、一屋頂部分、一突出部分與位於該屋頂部分、該等側壁之至少一側壁與該突出部分之至少其中之一上之一或多個開口。該屋頂部分具有相對側部，每一側部都具有一斜度。該突出部分於該屋頂部分上方延伸。此外，該建築物結構之形狀允許外側自然空氣透過自然對流的方式透過該等側壁之至少一側壁上之一或多個開口進入，並透過該屋頂部分與該突出部分之至少其中之一上之一或多個開口離開。
以下【實施方式】與該等伴隨圖示將一起提供對本發明各種具體實施例之本質與優點的較佳了解。
下述示例具體實施例與其構想將結合裝置、方法與系統所敘述與描繪，但該等裝置、方法與系統僅為示例實施例，而並不用於限制。
第一圖描繪一示例伺服器冷卻系統，該系統包含多個側壁100、一地板102、一屋頂104、一包圍區域106與一伺服器機架108。該等側壁100、該地板102與該屋頂104定義一內側空間118。該地板102可以係或可以不是一架高次地板。在該屋頂104上有許多閥門控制開口110，在該等側壁100上有許多閥門控制開口114。該等閥門控制開口可以與一控制系統連結，該操作系統其以可操作方式選擇性開 啟或關閉每一閥門控制開口。該包圍區域106可以具有框架、平板、門或是伺服器機架接口。一伺服器機架接口係為該包圍區域106中的開口，並可以與一或多個伺服器機架108連結。該包圍區域106可以以多種材料製成，像是鋼、複合材料或是碳材料，其形成定義一內部空間116之外殼，該內部空間116則從該內側空間118實質密封。該包圍區域106包含至少一伺服器機架接口，該伺服器機架接口使一或多個機架固定單元設置於該伺服器機架108中，以與該內部空間116介接。在一實作中，該伺服器機架接口係一種開口，該開口經配置以實質上符合於一伺服器機架108之外側包圍區域，並容納該伺服器機架108之外側包圍區域。該伺服器機架接口之一或多個邊緣可以包含一墊圈或是其他組件，該組件與該伺服器機架108接觸，並形成一種實質密封之介面。該伺服器機架108係透過伺服器機架接口以實質密封方式，以可移除式的連結至該包圍區域106。在某些具體實施例中，於該伺服器機架108中設置一或多個機架固定單元，因此該等機架固定單元之個別前方面便與該內側空間118介接，而該等機架固定單元之個別後方面則與該包圍區域106所定義之該內部空間116介接。一示例機架固定單元可以是一種刀鋒式伺服器、資料儲存陣列或其他功能性裝置。通過設置於該伺服器機架108中該等機架固定單元之一種由前至後的氣流，從該內側空間118汲引冷卻空氣，並將受熱空氣排出至該內部空間116。
該包圍區域106可以透過該包圍區域106頂側上之一連接器112，連結至該屋頂104上之閥門控制開口110。在某些具體實施例中，可以金屬導管製成該連接器。在其他具體實施例中，可以柔軟彈性材料製成該連接器，因此該包圍區域106係以可移除方式與該閥門控制開口110連結。在 某些具體實施例中，該包圍區域106可以直接固定至該地板102。在其他具體實施例中，該包圍區域106於底側上可以具有輪子，並可容易在一資料中心中移動。
在某些具體實施例中，該伺服器機架108可以稀疏布置多數伺服器與其他設備。因為伺服器與其他設備係垂直堆疊於該機架中，與該內部空間116之間便可能產生開放間隙。空氣便可能透過該等開放間隙從該內部空間116漏出。為了避免空氣洩漏，可利用平板固定至該伺服器機架108的方式阻擋該等間隙，以避免空氣洩漏並透過該等間隙進入該包圍區域106。
在某些具體實施例中，一或多個空氣處理單元122可以汲引外側冷卻空氣至該內側空間118之中。該冷卻空氣透過該等側壁100上之多數閥門控制開口114進入該伺服器冷卻系統。一或多個風扇透過該一或多個機架固定單元之該等前方面從該內側空間118汲引該冷卻空氣，並透過一或多個機架固定單元之該等後方面排出受熱空氣至該內部空間116。該受熱空氣通過該連接器112，並透過該屋頂110上之該等閥門控制開口110離開該內部空間116。在某些具體實施例中，固定於設置在該機架108中之該等機架固定單元之中之該等冷卻風扇從該內側空間118汲引該冷卻空氣，並將受熱空氣排出至該內部空間116；在一實作中，不需要額外的空氣處理單元以將該等機架固定單元進行冷卻。在其他設置於該機架108中之該等機架固定單元係為無風扇的具體實施例中，可以於該機架108之一側上設置一或多個風扇，以透過該等機架固定單元從該內側空間118汲引空氣至該內部空間116，並冷卻設置於該機架108中之該等機架固定單元。
在某些具體實施例，於該包圍區域106上可具有閥門控 制開口120。一控制系統係以可操作方式與該等閥門控制開口120、該屋頂104上之該等閥門控制開口110以及該等側壁100上至該等閥門控制開口114連結。該控制系統係根據於該內側空間118之中及外側所觀測的溫度選擇性啟動該等閥門控制開口之每一開口，以達成一或多種的需求氣流。當該內側空間118以外的空氣並不適合引入至該內側空間118時，該控制系統便關閉該等閥門控制開口110及114，並開啟該閥門控制開口120。為了冷卻該內側空間118中的空氣，可以使用一或多個冷卻單元122。在某些具體實施例中，該等冷卻單元可以係為蒸發冷卻器，這是一種透過簡單的水分蒸發方式使空氣冷卻的裝置。與冷凍室空調或吸收式空調相比之下，蒸發冷卻係更為節能。冷卻空氣係從該內側空間118透過該等機架固定單元所汲引，而受熱空氣則排出至由該包圍區域106所定義之該內部空間116。該包圍區域106內側之受熱空氣係透過該等閥門控制開口120排出至該內側空間118。在某些具體實施例中，可以使用一或多個風扇將該受熱空氣排出至該包圍區域106之外。
在其他具體實施例中，當外部空氣引入至該內側空間118時可以使用一或多個冷卻單元122。該控制系統可以同時開啟該等閥門控制開口110、114及120。可以靠近於該等閥門控制開口114使用蒸發冷卻單元，因此當外部空氣被引入至該內側空間118時便同時被冷卻。
而在其他具體實施例中，當該外側與該內側空間之間之溫度差達到某種可配置之門檻數值時，該控制系統可以開啟該等閥門控制開口110並關閉該等閥門控制開口114、及120。在其他具體實施例中，該控制系統可以關閉該等閥門控制開口110並開啟該等閥門控制開口114、及120。為了冷卻該內側空間118中之空氣，可在該內側空間118中放置 一或多個蒸發冷卻單元以提供冷卻功能。
在某些具體實施例中，該屋頂104包含一單一斜度屋頂，該單一斜度屋頂可容易製成並設置。在其他具體實施例中，可以使用其他形式的屋頂配置，例如山形屋頂。該等側壁100、該地板102與該屋頂104可以於工廠中預先製成，並在建構一資料中心時於現地組裝。該等預先製成單元可以明顯減少建構一資料中心的成本。以空氣處理器為基礎之整合式建築做為伺服器群冷卻系統於成本上的一種優勢為該系統預先製成部分具有方便性與低成本性，且該等預先製成部分可容易設置於一資料中心中。
在某些具體實施例中，第一圖中所描繪用於伺服器群冷卻系統之整合式建築物空氣處理器取消架高地板、電腦室冷氣機(CRAC)單元與冰水機的需求。大量的冷卻系統部分可以被預先製成並簡單組裝。可以使用自然冷卻空氣冷卻該等伺服器。設置於該等伺服器內部之多數冷卻風扇可以提供所需要的氣流，以汲引冷卻空氣以冷卻該等伺服器；便不再需要CRAC單元與價高地板。有效率的蒸發冷卻器可以取代該等冰水機，其對於設置與操作上更符合成本效益。整體上，在此敘述之該等冷卻系統可以有效地降低伺服器群部署的建置成本，以及其電力及水的利用。
第二圖描述另一示例伺服器冷卻系統，該系統包含多數側壁200、一地板202、一屋頂204、一包圍區域206、一伺服器機架208與一天花板210。除了以該天花板210及該屋頂204定義一頂樓空間220之外，第二圖之該示例冷卻系統係與第一圖之系統類似。該等側壁200、該地板202與該天花板210定義一內側空間218。一或多個閥門控制開口222與該天花板210連結。該屋頂204上也可以有多數閥門控制開口224，該等側壁200上也可以有多數閥門控制開口 214。該包圍區域206係以可操作方式透過一連接器212連結至該頂樓空間220。
在某些具體實施例中，一或多個空氣處理單元226可以汲引外部冷卻空氣至該內側空間218之中。一或多個風扇從該內側空間218透過設置於該機架208中該一或多個機架固定單元之該等前方面汲引冷卻空氣，並透過該等機架固定單元之該等後方面排出受熱空氣至該內部空間216。該受熱空氣通過該連接器212，並進入該頂樓空間220。在某些具體實施例中，固定於設置於該機架208中該等機架固定單元內部之該等冷卻風扇汲引冷卻空氣至該內部空間216，因此不需要額外的空氣處理單元。在其他設置於該機架208中之該等機架固定單元係為無風扇的具體實施例中，可於該機架208之一側上設置一或多個風扇，以從該內側空間218汲引空氣至該內部空間216，以冷卻設置於該伺服器機架208中之該等機架固定單元。受熱空氣上升至該頂樓空間220，並透過該等閥門控制開口224排除至該冷卻系統之外。
第三圖描述另一示例伺服器冷卻系統，該系統包含多數側壁300、一地板302、一屋頂304、一包圍區域306、一伺服器機架308與一天花板310。該等側壁300、該地板302與該天花板310定義一內側空間318。該屋頂304及該天花板310定義一頂樓空間320。一或多個閥門控制開口322與該天花板310連結。該屋頂304上也可以有多數閥門控制開口324，該等側壁300上也可以有多數閥門控制開口314。該包圍區域306係以可操作方式透過一連接器312連結至該頂樓空間320。除了該外部空氣並不被引入至該內側空間318以及該頂樓空間320中之受熱空氣在某些時間點可能不被排除至該示例伺服器冷卻系統之外側以外，第三 圖之該示例冷卻系統係與第二圖之系統類似；第三圖之該示例冷卻系統中，該受熱空氣可以於需要時混合至該內側空間318之中，以維持需要的操作溫度。
在一具體實施例中，該等閥門控制開口322、324與314係與一控制系統連結，該控制系統係為可操作以根據於該內側空間318之中及外側所觀測的溫度選擇性啟動該等閥門控制開口之每一開口。當該外部空氣不適合引入至該內側空間318時，該控制系統便關閉該等閥門控制開口314及324，並開啟該閥門控制開口322。為了冷卻該內側空間318中的空氣，可以使用一或多個冷卻單元326。在某些具體實施例中，該等冷卻單元可以係為蒸發冷卻器。冷卻空氣係從該內側空間318透過該等機架固定單元所汲引，而受熱空氣則排出至由該包圍區域306所定義之該內部空間316。該包圍區域306內側之受熱空氣係透過該連接器312排出至該頂樓空間320，並透過與該天花板310連結至該等閥門控制開口322循環至該內側空間318。在某些具體實施例中，可以使用一或多個風扇將該受熱空氣排出至該包圍區域306之外進入至該頂樓空間320及/或使至少某部分受熱空氣循環至該內側空間318。
在其他具體實施例中，當外部空氣引入至該內側空間318時可以使用一或多個冷卻單元326。該控制系統可以同時開啟該等閥門控制開口314、322及324或於選擇時間個另開啟。可以靠近於該等閥門控制開口314使用蒸發冷卻單元，因此當外部空氣被引入至該內側空間318時便同時被冷卻。
而在其他具體實施例中，該控制系統可以開啟該等閥門控制開口314及322並關閉該等閥門控制開口324。在其他具體實施例中，該控制系統可以關閉該等閥門控制開口314 及322並開啟該等閥門控制開口324。該控制系統監測該內側空間318之中的溫度、該頂樓空間320之中的溫度與外側溫度。當此三者觀測溫度之間的差異達到一或多個可配置門檻數值時，該控制系統便選擇性開啟或關閉每一閥門控制開口。
第四圖描述另一示例伺服器冷卻系統，該系統包含多數側壁400、一地板402、一屋頂404、一熱通道列包圍區域406、一伺服器機架408、一冷通道列包圍區域410與一天花板424。除了使用一或多個冷通道列包圍區域提供設置於該機架408中之該等伺服器的有效冷卻效果以外，第四圖之該示例冷卻系統係與第三圖之系統類似。
該等側壁400、該地板402與該天花板424定義一內側空間418。該天花板424及該屋頂404定義一頂樓空間420。在某些具體實施例中，一或多個閥門控制開口426與該天花板424連結。在某些其他具體實施例中，該熱通道列包圍區域406包含至少一伺服器機架接口，該接口使一或多個機架固定單元與一熱通道列內部空間416介接。該冷通道列包圍區域410也包含至少一伺服器機架接口，該接口使一或多個機架固定單元與一冷通道列內部空間422介接。該伺服器機架408透過該伺服器機架接口以實質密封方式，以可移除式方式連結至該熱通道列包圍區域406。該伺服器機架408也透過該伺服器機架接口以實質密封方式，以可移除式方式連結至該冷通道列包圍區域410。在某些具體實施例中，該等機架固定單元係設置於該伺服器機架408中，因此該等機架固定單元之該等個別前方面便與該冷通道列內部空間422介接，而該等機架固定單元之該等個別後方面便與該熱通道列內部空間416介接。在某些具體實施例中，該熱通道列包圍區域406係以可操作方式 透過一連接器412與該頂樓空間420連結。在某些其他具體實施例中，該冷通道列包圍區域410可以包含一風扇單元430，以從該冷通道列內部空間422透過設置於該機架408中該等機架固定單元之該等前方面汲引空氣；該受熱空氣則透過該等機架固定單元之該等後方面排出至該熱通道列內部空間416。
在某些具體實施例中，一或多個空氣處理單元432可以汲引外側冷卻空氣至該內側空間418之中。該冷卻空氣透過該等側壁400上之多數閥門控制開口414進入該伺服器冷卻系統。該一或多個風扇430透過該冷通道列包圍區域410上一或多個開口從該內側空間418汲引該冷卻空氣至該冷通道列內部空間422。在某些具體實施例中，每一冷通道列包圍區域410都為可操作方式連結至該等閥門控制開口414，因此可將該外部冷卻空氣汲引至該冷通道列內部空間422。在某些其他具體實施例中，固定於設置在該等機架固定單元內部之中之該等冷卻風扇從該冷通道列內部空間422汲引該冷卻空氣。該冷卻空氣流動通過設置於該機架408中該一或多個機架固定單元之該等前方面，並透過該一或多個機架固定單元之該等後方面排出受熱空氣至該熱通道列內部空間416。該受熱空氣通過該連接器412並進入該頂樓空間420。在某些具體實施例中，該頂樓空間420內側之該受熱空氣可以透過該等閥門控制開口428排除至該冷卻系統之外。
在某些設置於該機架408中之該等機架固定單元係為無風扇的具體實施例中，可以於該機架408之一側上設置一或多個風扇，以從該內側空間418汲引空氣至該內部空間416，以冷卻設置於該機架408中之該等機架固定單元。在其他具體實施例中，該一或多個風扇422可以提供該冷卻 空氣從該冷通道列內部空間422流動至該熱通道列內部空間416所需要的動力。
第五圖描述另一示例伺服器冷卻系統，該系統包含多數側壁500、一地板502、一屋頂504、一熱通道列包圍區域506、一伺服器機架508、一冷通道列包圍區域510與一天花板524。該等側壁500、該地板502與該天花板524定義一內側空間518。該天花板524及該屋頂504定義一頂樓空間520。除了該外部空氣並不被引入至該內側空間518以及該頂樓空間520中之受熱空氣可能不被排除至該示例伺服器冷卻系統之外側以外，第五圖之該示例冷卻系統係與第四圖之系統類似。
在某些具體實施例中，一或多個閥門控制開口526可以連結至該天花板524。該等閥門控制開口514、528及526係與一控制系統連結，該控制系統係為可操作以根據於該內側空間518及/或該頂樓空間520之中以及外側所觀測的溫度選擇性啟動該等閥門控制開口之每一開口。當該外部空氣不適合引入至該內側空間518時，該控制系統便關閉該等閥門控制開口514及528，並開啟該閥門控制開口526。為了冷卻該內側空間518中的空氣，可以使用一或多個冷卻單元532。在某些具體實施例中，該等冷卻單元532可以係為蒸發冷卻器。冷卻空氣係從該內側空間518汲引至該冷通道列內部空間522。在某些具體實施例中，可以使用一或多個風扇530汲引冷卻空氣至該冷通道列包圍區域510之中。該冷卻空氣係透過設置於該機架508中之該等機架固定單元從該冷通道列內部空間522所汲引；受熱空氣則排出至由該包圍區域506所定義之該內部空間516。受熱空氣透過該連接器512進入至該頂樓空間520，並透過與該天花板524連結至該等閥門控制開口526循環至該內側空 間518。在某些具體實施例中，可以使用一或多個風扇將該受熱空氣排出至該包圍區域506之外進入至該頂樓空間520，並循環至該內側空間518。
第六圖描述一示例伺服器冷卻系統之三維視角，該系統包含多數側壁600、一地板602、一屋頂604、一包圍區域606、一伺服器機架608與一天花板610。該等側壁600、該地板602與該天花板610定義一內側空間618。該屋頂604與該天花板610定義一頂樓空間620。該包圍區域606定義一內部空間616。一或多個閥門控制開口622與該天花板610連結。該屋頂604上也可以有多數閥門控制開口624，該等側壁600上也可以有多數閥門控制開口614。該包圍區域606係以可操作方式透過一連接器612連結至該頂樓空間620。在某些具體實施例中，於該伺服器機架608中設置一或多個機架固定單元，因此該等機架固定單元之個別前方面便與該內側空間618介接，而該等機架固定單元之個別後方面則與該內部空間616介接。在某些具體實施例中，外部冷卻空氣透過該等閥門控制開口614汲引至該內側空間618之中。該冷卻空氣可藉由固定在設置於該機架608中該等機架固定單元內部之中之多數冷卻風扇從該內側空間618所汲引；該受熱空氣則排出至該內部空間616之中並透過該連接器612進入該頂樓空間620。在某些設置於該機架608中之該等機架固定單元係為無風扇的具體實施例中，可以使用一或多個風扇從該內側空間618汲引空氣至該內部空間616。在其他具體實施例中，可以使用該等空氣處理單元626以透過該等閥門控制開口614汲引外部冷卻空氣至該內側空間618。該等閥門控制開口614、624及622係以可操作方式係與一控制系統連結，該控制系統係為可操作以根據於該內側空間618及/或該頂樓空間 620之中以及外側所觀測的溫度選擇性啟動該等閥門控制開口之每一開口。當該外部空氣不適合引入至該內側空間618時，該控制系統便關閉該等閥門控制開口614及624，並開啟該閥門控制開口622。為了冷卻該內側空間618中的空氣，可以使用一或多個冷卻單元626。在某些具體實施例中，該等冷卻單元626可以係為蒸發冷卻器。冷卻空氣係透過設置於該機架608中之該等積架固定單元從該內側空間618所汲引；該受熱空氣則被排出至該至該內部空間616。受熱空氣透過該連接器612進入至該頂樓空間620，並透過與該天花板610連結至該等閥門控制開口622循環至該內側空間618。在某些具體實施例中，可以使用一或多個風扇排除該受熱空氣至該包圍區域606之外，至該頂樓空間620，並使該空氣循環至該內側空間618。
第七圖描述一示例冷卻系統之上視圖。該等側壁700與一天花板或屋頂定義一內側空間718。一包圍區域706定義一內部空間716。該包圍區域706可以實質密封的方式連結至一或多個機架708。一或多個機架固定單元係設置於該機架708之中，該等機架固定單元每一個都包含一或多個冷卻風扇。該等側壁700上之一或多個閥門控制開口714使得外側冷卻空氣進入至該內側空間718。利用固定於設置在該等伺服器機架中之該等機架固定單元內部之中之該等冷卻風扇從該內側空間汲引該冷卻空氣，而該受熱空氣則排出至該內部空間716。在某些具體實施例中，一或多個空氣處理單元726可以汲引外部冷卻空氣至該內側空間718。在一具體實施例中，該冷卻系統為60英尺寬、255英尺長及16英尺高。於該冷卻系統中設置四個包圍區域。以實質密封的方式於每一包圍區域之每一側上連結八個機架。每一機架包含16個1U伺服器。該等側壁、該天花板、該屋頂 與該等包圍區域係為預先製成，並設置於該資料中心的建構場址。與其他資料中心設計相比之下，該示例冷卻系統可以更容易設置並更有效操作。
第八圖描述另一示例伺服器冷卻系統，該系統包含多數側壁800、一地板802、一屋頂804、一包圍區域806、一伺服器機架808與一天花板810。該等側壁800、該地板802與該天花板810定義一內側空間818。該屋頂804與該天花板810定義一頂樓空間820。一或多個閥門控制開口822與該天花板810連結。該屋頂804上也可以有多數閥門控制開口824，該等側壁800上也可以有多數閥門控制開口814。除了使用一山形屋頂取代一單一斜度屋頂204之外，第八圖之該示例冷卻系統係與第二圖之系統類似。一山形屋頂可以提供該頂樓空間820較好的空氣循環。然而，建造山形屋頂的成本可能高於建造單一斜度屋頂的成本。
第九圖描述另一示例伺服器冷卻系統，該系統包含多數側壁900、一地板902、一屋頂904、一包圍區域906、一伺服器機架908、一天花板910與多數外側壁930。除了該屋頂904、該地板902、該等側壁900與該等外側壁930定義一混合空間928之外，第九圖之該示例冷卻系統係與第八圖之系統類似。該等側壁900、該地板902與該天花板910定義一內側空間918。該屋頂904與該天花板910定義一頂樓空間920。在某些具體實施例中，外側冷卻空氣可以透過該等外側壁930上之多數閥門控制開口914汲引至該混合空間928之中。該冷卻空氣由一或多個空氣處理單元926汲引至該內側空間918，該等空氣處理單元926則與該等側壁900連結。一或多個機架固定單元係設置於該機架908之中，該等機架固定單元每一個都包含一或多個冷卻風扇。固定於該等機架固定單元內部之中之該等冷卻風扇透 過該等積架固定單元從該內側空間918汲引該冷卻空氣，並排出受熱空氣則排出至該內部空間916。該受熱空氣透過該一或多個連接器912進入該頂樓空間920，該等連接器912係以可操作方式將該內部空間916與該頂樓空間920連結。在某些具體實施例中，該頂樓空間920中之該受熱空氣係透過一或多個閥門控制開口924排出至外側。在其他具體實施例中，該受熱空氣係透過一或多個閥門控制開口928被汲引至該混合空間928，並與該外側冷卻空氣混合。而在其他具體實施例中，等閥門控制開口914、922及924係以可操作方式係與一控制系統連結，該控制系統係為可操作以選擇性啟動該等閥門控制開口之每一開口。當該外部空氣不適合引入至該內側空間918時，該控制系統便關閉該等閥門控制開口914及924，並開啟該閥門控制開口922。頂樓空間920中之該受熱空氣係循環至該混合空間928，並循環至該內側空間918。在其他具體實施例中，該控制系統監測該內側空間918、該頂樓空間920、該混合空間928之中的溫度以及外側的溫度。當這些觀測溫度之間的差異達到一或多個可配置門檻數值或其他動態或預定程度時，該控制系統便選擇性開啟或關閉每一閥門控制開口。為了冷卻該內側空間918中的空氣，可以使用一或多個冷卻單元926。在某些具體實施例中，該等冷卻單元926係設置於該混合空間928之中。在其他具體實施例中，該等冷卻單元926係設置於該內側空間918之中。在一具體實施例中，該等冷卻單元926可以係為蒸發冷卻器。
第十A圖與第十B圖描述一空氣處理建築結構1000之示例，該建築結構1000包含一地板1002、多數個側壁1004與一屋頂1006。在此示例中，該建築結構1000可以於工廠中預先製成並於一資料中心建構廠址處組裝。如之前敘 述，預先製成單元可以有效減少該建築結構1000的成本。對於一伺服器冷卻系統而言，該空氣處理建築結構1000之一項成本優勢為方便性、該系統該等預先製成部分的低成本以及容易在一資料中心中設置該等預先製成部分。該建築結構1000的材料係包含鋼材、複合材料、碳材料與其他適合材料，但並不限制於此。
此示例中之該地板1002為非架高地板，相對於架高地板而言其具有相對低的最初建構成本。要了解在其他示例中可於該建築結構1000中使用部分或完全的架高地板。該多數個側壁1004包含一下方側壁1004-a與一上方側壁1004-b，其彼此相對並具有不同的個別高度，其個別高度則根據一比例所決定。第十B圖為該建築結構1000之上視圖，如第十B圖所示，該多數個側壁1004也可以包含兩個其他側壁1004-c、1004-d，其實質上與該下方與上方側壁1004-a、1004-b垂直。該屋頂1006則根據符合於與該下方與上方側壁1004-a、1004-b關聯之比例的斜度所建構。換句話說，該屋頂1006為一傾斜屋頂，其斜度為1：x，其中x實質上大於一，因此使得在傾斜屋頂上累積雪量並融化，並以該建築結構1000內部的熱加速雪融過程。在一示例中，x等於6(例如，該斜度可為2：12)。在此示例中，該屋頂1006為一單一斜度屋頂(也稱為單斜面屋頂)。要了解在像是第八圖及第九圖的其他示例中，該屋頂1006可為一山形屋頂或是任何其他適合的屋頂形式。
在該建築結構1000不同部份上可具有一或多個開口1008，像是閥門控制開口，像是位於一或多個側壁1004與該屋頂1006上。在此示例中，該下方側壁1004-a具有一或多個開口1008-a，透過該等開口1008-a外側自然空氣便可進入至該建築結構1000。在一示例中，該下方側壁1004-a 實質上係為百葉窗，以促成外側自然空氣進入至該建築結構1000。在此示例中，該上方側壁1004-b具有一或多個開口1008-b，透過該等開口1008-b該建築結構1000中的空氣便可離開。在一示例中，該上方側壁1004-b高於該下方側壁1004-a高度以上之部分實質上係為百葉窗，以使得空氣離開該建築結構1000。選擇上，該屋頂1006也可以包含一或多個開口1008-c，透過該等開口1008-c該建築結構1000中的空氣便可離開。要了解雖然在第十A圖中顯示該等開口1008-b、1008-c係位於該上方側壁1004-b與該屋頂1006兩者上，但在其他示例中並不需要此配置。只要在該下方側壁1004-a上之開口1008-a高度以上具有開口，該建築結構1000中的空氣便可透過自然對流方式離開該建築結構1000。
現在參考第十B圖，一第一方向係定義於該下方側壁與上方側壁1004-a、1004-b之間，一第一維度L1便沿此第一方向，一第二方向則定義於垂直於該第一方向，一第二維度L2便沿此第二方向，在此示例中，該第二方向介於該另外兩側壁1004-c、1004-d之間。如第十B圖所示，L1小於L2。L1與L2之相對長度係經設計，因此藉由增加該建築結構1000之面積-體積比例的方式，使該建築結構1000透過該下方側壁1004-a上之該一或多個開口1008-a提供外側自然空氣的出入。在一示例中，L2為L1之兩倍。據此，該建築結構1000之形狀使得該建築結構1000之中的空氣透過自然對流的方式上升。換句話說，該建築結構1000係經設計以利用暖空氣上升的傾向達到「免費冷卻」。此自然「牽引作用」強化空氣受力學導致的移動，並因此降低整體冷卻電力。利用此示例中的設計，即使在不具備傳統的力學冷卻系統下，該建築結構1000本身也同時做為一空氣處理 器(例如，透過「免費冷卻」的方式)。
如第十A圖所示，該建築結構1000可以包含一天花板1010，該天花板1010將該建築結構1000內部區分為一第一空間1012與一第二空間1014。在此示例中，該第一空間1012可用於設置一資料中心之多數伺服器，該第一空間1012係定義於該地板1002與該天花板1010之間；該第二空間1014如同一頂樓空間，係定義於該天花板1010與該屋頂1006之間。該天花板1010於該天花板1010不同區域處可具有一或多個開口1008-d。在此示例中，至少一開口1008-d係位靠近於該下方側壁1004-a上之該等開口1008-a，於該等開口1008-a處該外側自然空氣進入該建築結構1000。利用此種配置，該外側自然空氣透過該下方側壁1004-a上之該等開口1008-a進入該第一空間1012，並透過自然對流離開該第一空間1012，透過該天花板1010上之該等開口1008-d進入該第二空間1014。接著，該第二空間1014中之空氣透過自然對流，透過該上方側壁1004-b於該天花板1010以上部分上之該等開口1008-b及/或該屋頂1006上之該等開口1008-c離開。該第二空間1014中之空氣也可以透過該天花板1010上靠近該下方側壁1004-a之該等開口1008-d進入該第一空間1012，並可以與進入該第一空間1012之自然空氣混合。
第十一圖描述一伺服器冷卻系統1100之一示例。在此示例中，該系統1100包含由一地板1104、一或多個側壁1106與一天花板1108所定義之一第一空間1102。在該第一空間1102中設置有多數個伺服器1110。在此示例中，該系統1100也包含由該天花板1108與一屋頂1114所定義之一第二空間1112，做為該頂樓空間。像是閥門控制開口之一或多個開口1116可以位於該天花板1108、該屋頂1114與該等側壁1106 之至少一側壁之至少其中之一上。在此示例中，該第一側壁(例如一下方側壁)1106-a具有一或多個開口1116-a；該天花板1108具有一或多個開口1116-d，包含至少靠近於該下方側壁1106-a之至少一開口1116-d；一第二側壁(例如一上方側壁)1106-b於該天花板1108(於該第二空間1112中)以上之部分及/或該屋頂1114分別包含一或多個開口1116-b、1116-c。該等開口1116如以上敘述係用於實現該外側空間、該第一空間1102與該第二空間1112之間的空氣移動。
在此示例中，該系統1100包含一空氣入口1118，該空氣入口1118與該第一側壁1106-a連結，並為可操作以使外側自然空氣進入該第一空間1102。在此示例中，該空氣入口1118包含該第一側壁1106-a上之一或多個百葉窗開口1116-a。該系統1100也包含一空氣出口1120，該空氣出口1120與該第二側壁1106-b連結，並為可操作以使該第二空間1112中的空氣離開。在此示例中，該空氣出口1120包含該第二側壁1106-b上之一或多個百葉窗開口1116-b。該系統1100也進一步包含一或多個空氣處理單元1122，該等空氣處理單元1122與該空氣入口118連結，以汲引外側自然空氣，並提供空氣至該第一空間1102。該等空氣處理單元1122例如包含一風扇1122-a、一蒸發冷卻單元1122-b，該蒸發冷卻單元1122-b係經配置以根據該外側自然空氣產生蒸發冷卻空氣，而在某些具體實施例中，該等空氣處理單元1122也包含一過濾器1122-c，該過濾器1122-c係經配置以過濾進入至該第一空間1102之該外側自然空氣。該風扇1122-a可以是一種速度控制風，並經設計以保持空氣高度紊流，其可促進溫度梯度削減並引起混合。選擇上，該系統1100也可以包含一或多個不斷電系統，其運用動力儲存 能量。
在此示例中，該系統1100也包含一控制系統1124，該控制系統1124係經配置以控制該一或多個空氣處理單元1122，以根據該第一空間1102之中及外側所測量的溫度提供空氣至該第一空間1102。該控制系統1124可以包含一或多個裝置，像是微處理器、微控制器、數位訊號處理器或該等裝置之組合，其具有執行儲存指令及根據該儲存資料操作之能力。控制系統之佈置已經係由相關領域一般技術人員所熟知，例如其可以具有嵌入式系統、膝上電腦、桌上電腦、平板電腦或伺服器電腦的形式。
該控制系統1124可以包含或連結一或多個感測器(並未圖示)用以監測該環境度量，像是該第一空間1102之中與外側之溫度與濕度。例如，可以在該第一空間1102、該第二空間1112與該伺服器冷卻系統1100外側空間的不同位置處部署溫度感測器，以提供不同位置的即時溫度。在一示例中，可以使用該第一空間1102中該等伺服器機架之熱通道(熱通道列包圍區域)溫度調節多數速度控制風扇；可以使用該第一空間1102中該等伺服器機架之冷通道(冷通道列包圍區域)溫度與外側空氣溫度及濕度，提供戶外的指示並回傳空氣混合效率。也可以在該空氣入口1118及該等空氣處理單元1122中提供多數露點感測器及/或濕度感測器，以監測進入該第一空間1102之空氣的濕度。要了解雖然在第十一圖中該控制系統1124係設置於該第二空間1112之中，但該控制系統1124也可以設置在該伺服器冷卻系統1100之中的其他地方，或是該伺服器冷卻系統1100的外側。在此示例中，該控制系統1124係以可操作方式連結至該等空氣處理單元1122與該伺服器冷卻系統1100之其他組件，像是但不限制為連結至一空氣交換單元1126，而 該控制系統1124也可以連結至該天花板1108上靠近該第一側壁1106-a的該等開口1214-d，並可經配置以從該第二空間1112汲引空氣至該第一空間1102之中，以與進入該第一空間1102之外側自然空氣混合。該控制系統1124與該系統1100其他組件之間的連結可以利用任何已知的有線或無線通訊技術達成。
根據該第一空間1102之中與外側之測量溫度，該控制系統1124可以控制該空氣處理單元1122聯合該伺服器冷卻系統1100其他組件的操作，例如可以在三種不同溫度範圍中以三種不同工作模式進行操作。
在一第一範圍中，其為該等伺服器110的最佳工作溫度範圍，該控制系統1124可以控制該空氣處理單元1122聯合該空氣交換單元1126，以直接提供外側溫度至該第一空間1102之中，而達成所謂的「免費冷卻」。具體上，在此模式中，該控制系統1124可以關閉該蒸發冷卻單元1122-b並開啟該風扇1122-a，以直接汲引該外側自然空氣至該第一空間1102之中，而無需其他冷卻方式。選擇上，該控制系統1124也可以開啟該過濾器1122-c以過濾該進入自然空氣。在此模式中，該控制系統1124可以進一步關閉該空氣交換單元1126，以停止混合該第一空間1102中之該進入自然空氣與來自該第二空間1112之該受熱空氣，混合時可能提高該第一空間1102中的溫度。在此示例中，該第一範圍實質上介於華氏70度至華氏85度之間。
在一第二範圍中，其係低於該第一範圍，該控制系統1124可以控制該空氣處理單元1122聯合該空氣交換單元1126，以根據一混合外側自然空氣與從該等伺服器1110透過該天花板1108上靠近該空氣入口1118附近之一或多個開口1116-d所排出的空氣，提供空氣至該第一空間1102。具 體來說在此模式中，該控制系統1124可以關閉該蒸發冷卻單元1122-b並開啟該風扇1122-a，以汲引該外側自然空氣至該第一空間1102之中。選擇上，該控制系統1124可以開啟該過濾器1122-c以過濾該進入自然空氣。在此模式中，該控制系統1124可以開啟該空氣交換單元1126，以汲引透過該等伺服器1110所排出進入該第二空間1112之空氣進入該第一空間1102之中，以加熱該第一空間1102中的進入自然空氣。在此示例中，該空氣交換單元1126可以包含一制振器、一回送風扇與一循環風扇以促進混和該混合空氣，避免任何的溫度或濕度梯度，該回送風扇則與該等開口1106-d連結。在一示例中，該第二範圍係大約低於華氏70度。
在一第三範圍中，其係高於該第一範圍，該控制系統1124可以控制該空氣處理單元1122聯合該空氣交換單元1126，以根據從該空氣入口1118透過飽和媒介所汲引之該外側自然空氣，提供蒸發冷卻空氣至該第一空間1102。具體來說在此模式中，該控制系統1124可以開啟該蒸發冷卻單元1122-b與該風扇1122-a兩者，以汲引該外側自然空氣至該第一空間1102之中，並以蒸發冷卻方式進行冷卻。選擇上，該控制系統1124可以開啟該過濾器1122-c以過濾該進入自然空氣。在此模式中，該控制系統1124可以關閉該空氣交換單元1126，以停止混合該第一空間1102中之該進入自然空氣與來自該第二空間1112之該受熱空氣。選擇上，可以聯合該蒸發冷卻單元1122-b之該蒸發媒介使用一露點感測器，以確保不將額外的水分加至該已飽和空氣中。在一示例中，該第三範圍實質上介於華氏85度至華氏110度之間。
要注意在任何溫度範圍中，該控制系統1124都可以進 一步經配置以選擇性啟動該第一側壁1106-a上之該等一或多個開口1116-a，以根據該第一空間1102之中與外側所測量之該等溫度，控制汲引進入該第一空間1102之中之該外側自然空氣總量。此外，當該測量溫度大於華氏110度時，可以開啟額外的機械冷卻單元與空調單元，以提供額外的冷卻能力。
該系統1100之該第一空間1102可以進一步包含至少一實質封閉之內部空間1128，該內部空間1128與該天花板1108咬合，並對該第二空間1112開放，而至少一機架1130係以實質密封的方式與該內部空間1128咬合，並在其上具有固定之多數個伺服器1110。該內部空間1128可由一包圍區域所定義，該包圍區域具有一框架、多數平板、多數門與多數機架接口。該內部空間1128之該包圍區域可以以多種材料所製成，像是鋼材、複合材料或是碳材料。該包圍區域形成定義該內部空間1128之一外殼，該包圍區域實質上則與該第一空間1102密封。該內部空間1128之該包圍區域包含至少一機架接口，該機架接口使得設置於該等機架1130中之一或多個伺服器1110與該內部空間1128介接。該機架接口之一或多個邊緣係包含一墊圈或其他組件，該墊圈或其他組件則與該機架1130接觸，以形成一種實質密封之介面。該機架1130係透過該機架接口以實質密封方式，以可移除式的連結至該內部空間1128之該包圍區域。
在此示例中，於該等機架1130中設置一或多個伺服器1110，因此該等伺服器1110之個別前方面便與該第一空間1102介接，而該等伺服器1110之個別後方面則與該內部空間1128介接。在此示例中，每一機架固定伺服器1110都可以於其中包含一或多個風扇1132，該等風扇1132係為可操作以從該第一空間1102透過其前方面汲引空氣，並透過其 後方面將受熱空氣排出至該內部空間1128。
該伺服器冷卻系統1100可以在一最佳工作溫度範圍中維持一適當的混合伺服器供應空氣，例如係在華氏70度至華氏85度之間及一不凝結相對濕度範圍中，例如低於85%。
第十二圖描述一伺服器冷卻系統1200之另一示例。該系統1200包含由一地板1204、多數個側壁1206與一天花板1208所定義之一第一空間1202，以及由該天花板1208及根據一斜度所建構之一傾斜屋頂1212所定義之一第二空間1210。像是閥門控制開口之一或多個開口1214可以位於該屋頂1212、該天花板1208與該等側壁1206之至少一側壁之至少其中之一上，該等開口使外側自然空氣進入該第一空間1202，並利用自然對流的方式使該第二空間1210中的空氣離開。該系統1200於該第一空間1202內側也包含至少一內部空間1216，該內部空間1216實質上為包圍區域並與該天花板1208咬合，而至少一機架1218係以實質密封的方式與該內部空間1216咬合，並在其上具有固定之多數個伺服器1220。在此示例中，於該等機架1218中設置一或多個伺服器1220，因此該等伺服器1220之個別前方面便與該第一空間1202介接，而該等伺服器1220之個別後方面則與該內部空間1216介接。在此示例中，每一機架固定伺服器1220都可以於其中包含一或多個風扇1222，該等風扇1222係為可操作以從該第一空間1202透過其前方面汲引空氣，並透過其後方面將受熱空氣排出至該內部空間1216。
第十二圖之該建築結構係與第十A圖及第十B圖中之建築結構類似，其係經設計以利用自然對流的方式強化空氣受力學導致的移動，並因此降低冷卻該等伺服器所需的整體能源。除了該系統1200並不包含像是風扇及蒸發冷卻單 元之該等外部空氣處理單元與空氣交換單元之外，第十二圖之該示例伺服器冷卻系統1200係與第十一圖之系統類似。該空氣循環係由該等伺服器1220之該等內部風扇1222與由特殊設計建築結構所強化之自然對流所引起。據此，第十二圖之該系統1200之整體能量耗費與第十一圖之該系統1100相比之下係更進一步降低。
第十三圖描述另一示例空氣處理建築結構1300之橫斷面。該空氣處理建築結構1300係與空氣處理建築結構1000類似，其包含一地板1302與多數個側壁1304。在此示例具體實施例中之該地板1302為非架高地板。要了解在其他具體實施例中可於該建築結構1300中使用部分或完全的架高地板。
該空氣處理建築結構1300具有兩屋頂部分1306，其以對稱方式放置於一突出部分1322之兩側上。該突出部分1322係高於該等屋頂部分1306的最高部分，並以橫斷方式放置在該建築之中央上方。該等屋頂部分1306與該突出部分1322沿著該空氣處理建築結構1300，於垂直於第十三圖橫斷面的方向中延伸。
該突出部分1322具有多數側壁1324與多數屋頂部分1326。該等側壁1304、1324與該等屋頂部分1306、1326係以與該等側壁1004與該等屋頂部分1006的相同方式建構。
該等屋頂部分1306與該等屋頂部分1006一樣，係以符合斜度1：x的方式建構，其中x實質上大於一，因此雪量可在該屋頂1006上累積並利用來自該建築結構1300內部之熱加以融化，以加速該雪融過程。在一示例中，x等於6。
像是閥門控制開口之一或多個開口1308係可位於該建築結構1300之不同部份上，像是位於一或多個側壁1304 與該等屋頂部分1306上。在此示例中，該下方側壁1304-a具有一或多個開口1308-a，透過該等開口1308-a外側自然空氣便可進入該建築結構1300。在一示例中，該側壁1304實質上可以係為百葉窗形式，以促成該外側自然空氣進入該建築結構1300。在此示例中，該突出部分1312之該等側壁1324可以具有一或多個開口1308-b，透過該等開口1308-b該建築結構1300中之空氣便可離開。在一示例中，該等側壁1324於該側壁1304高度以上的部分實質上係為百葉窗形式，以使空氣離開該建築結構1300。選擇上，該等屋頂部分1306也可以包含一或多個開口1308-c，透過該等開口1308-c該建築結構1300中之空氣便可離開。要了解雖然第十三圖圖示該等開口1308-c係位於該屋頂部分上，但在其他示例中可以不需要此配置。只要在該側壁1304上該等開口1308-a的高度以上具有開口1308，該建築結構1300中之空氣便可透過自然對流的方式離開該建築結構1300。
該側壁1304上該等開口1308-a以上於該等側壁1324上肢該一或多個開口1308-b的額外高度相較於該建築結構1000而言，可提高該建築結構1300中的自然對流。
如第十三圖所示，該建築結構1300可以包含一天花板1310，將該建築結構1300內部區分為一第一空間1312與一第二空間1314。在此示例中，該第一空間1312係用於設置一資料中心之多數伺服器，該第一空間1312係定義於該地板1302與該天花板1310之間；該第二空間1314，像是一頂樓空間則定義於該天花板1310與該屋頂1306及該突出部分1322之間。該天花板1310可以具有位於該天花板1310不同區域處之一或多個開口1308-d。在此示例中，至少一開口1308-d係位靠近於該下方側壁1304-a上之該等開 口1308-a，透過該等開口1308-a外側自然空氣便進入該建築結構1300。利用所述配置，該外側自然空氣透過該側壁1304上之該等開口1308-a進入該第一空間1312，並以自然對流方式透過該天花板1310上之該等開口1308-d離開該第一空間1312進入至該第二空間1314。接著該第二空間1314中之空氣便以自然對流方式透過該該天花板1310上方該突出部分1322上之該等開口1308-b及/或該屋頂部分1306上之該等開口1308-c離開。該第二空間1314中之空氣也可以透過該天花板1310上靠近該側壁1304-a之該等開口1308-d進入該第一空間1312，並可以與進入至該第一空間1312之中之該自然空氣混合。
第十四圖描述另一示例空氣處理建築結構1400之橫斷面，該建築結構1400與該建築結構1300類似，但不具有該天花板1310與該開口1308-d(其他特徵則具有第十三圖中之標註)。該自然對流汲引空氣透過該等開口1308-a，空氣上升通過該建築結構1400並透過該等開口1308-b離開。
在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例係可達成幾乎100%的正常時間可利用性，例如在像是具有9.0MW門檻載負的條件下，可達成一資料中心設施之99.98%正常時間可利用性。在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例可透過該建築結構獨特的形狀與方向，以及伺服器之實體配置達成免費冷卻，例如在一年的99%期間內。同樣的，在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例可以利用蒸發冷卻方式達成大約2%的年化「冷卻成本」，其中「冷卻成本」係為花費用於移除由該資料中心載負所產生之熱相比於該資料中心載負本身之能量(kW)的比例。此外，在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例相較於傳統水冷式冰水布置設 計的大量IT載負下，可以節省例如大約360,000,000加侖的冷卻用水。在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例可以達成高度的能源利用效率(PUE)，例如低於大約1.11，像是1.08。此外，在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例相對於工業形式的傳統資料中心而言可以達成降低40%的資料中心電力耗費。例如，對於具有9.0MW門檻載負的資料中心而言，在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統相較於傳統布置設施下每年可以減少8,600,000至18,900,000KWh的能量耗費。因為在此揭露之該等示例伺服器冷卻系統中並不需要冰水機，因此該等伺服器冷卻系統也不造成資料中心相關的廢水，其相較於傳統的冰水機機房設計下等於每年減少大約8百萬加侖的廢水。此外，在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例相較於傳統設計下可以減少建構成本，例如每MW建構成本不超過五百萬美金，而其建構時間可小於例如6個月。在一示例中，在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例可以維持下述的空5間環境要求：環境溫度為華氏55度至華氏90度，不高於85%的非凝結相對濕度，正負0.11英吋水柱的壓力，以及每小時溫度改變率不大於華氏5.4度。在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統的各種示例可以經受100年的溫度與濕度條件與極端冬季低溫，同時維持伺服器空間環境要求。
表1為利用在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統之至少某些示例，其冷卻效率隨時間進步的分析。在表1中，AHU代表空氣處理單元、CHW代表冰水機而DX代表直接直接膨脹冷卻方式。例如，利用在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統之至少某些示例的方式，在AHU中使用的平均電力從710KW下降至71KW。在另一示例中，利用在此揭露之至少某些示例的方式，YAHOO！’s ComputeCoop之該整體冷卻耗費的能量比例從2005年的53%典型工業標準，隨時間到了2010年僅剩下2%。此為一重大改善。
表2為利用在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統之至少某些示例，其冷卻效率隨時間進步的分析。在表2中，PUE代表能量利用效率，其可利用測量該系統係設施電力輸入與盡可能接近該伺服器載負之臨界電力耗費的方式獲得。此資訊可以利用電力電路監測器從所設置之電力 監測系統(EPMS)所讀取並蒐集。因為在表2中的所有資料中心主要都可以利用外側空氣冷卻方式，因此可以月為基礎收集的資料並加以年化，以考量像是天氣、操作時數等等的變數。PUE可以下式計算。
PUE=Total Facility Power/IT Equipment Power
其中，IT Equipment Power為與所有IT設備有關所使用的整體能像，像是電腦、儲存器與網路設備與輔助設備等等。Total Facility Power則為所有設施使用的能量，其包含IT Equipment Power、電力分配損失、冷卻系統能量、燃料使用以及其他雜項的能量使用。
表2顯示當包含了電力效率路徑中所有組件的改善方式時，對於在同位置之YAHOO！ Santa Clara,CA設施而言，YAHOO！ Lockport,NY設施具有70%的改善。例如，利用在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統之至少某些示例，PUE可從1.62進一步下降至1.08，相較於一般工業平均則為2.0。
表3顯示利用在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系 統之至少某些示例，其能量與碳量的節省程度。此外，與傳統資烙中心使用冰水機之傳統冷卻方式比較之下，蒸發冷卻的極小化使用可以在設施端處降低99%的水量(以及對應的廢水量)。其碳量節省程度則依據美國碳排放量的計算方式為0.56噸CO2/MWh。在其他示例中，在所有的位置中，其實際碳量減低程度可因為利用乾淨電力的方式而更加下降(Santa Clara為0.31噸CO2/MWh，而WA州與NY州兩者幾乎為零)。
以下詳細敘述表1-3中兩個示例YAHOO！資料中心設施。
YAHOO！資料中心設施-WA
現地描述：在Wenatchee的現有設置已被證實係為2010年之前最有效率的YAHOO！資料中心，其位於Washington中部，位置選擇之依據為天氣條件，現有的建築可最佳利用外側空氣的節約方式。AHU將空氣注入傳統式的架高地板空間中，並將所供應之空氣散佈至該等伺服器： 設置日期：2006
電力：4.8MW、N+1組關鍵設施，其具有4,800KW靜態電池不斷電系統與4個2MW的柴油電力備援。
冷卻系統：冰水機與利用外側空氣節約方式的AHUs。
設計目標PUE：1.25
YAHOO！ Compute Coop(YCC)資料中心設施-Lockport,NY
現地描述：在Lockport的YAHOO！ Compute Coop係有當時最新穎的設計與設置，其為當時所有YAHOO！資料中心中最有效率的資料中心。位於Lockport,NY係因為該地的寒冷氣候；其獨特設計與整合外側空氣的節約方式，明顯降低供應電扇的馬力。
設置日期：2010
電力：9MW、N+1組設施，其具有利用動力儲存能量的線上互動不斷電系統與柴油電力備援。主要的不斷電系統係部署為200KW的模組，使得系統在不被使用時可以離線。
冷卻系統：YAHOO！ Compute Coop整合建築系統冷卻方式與蒸發冷卻方式。
設計目標PUE：1.08-1.11
利用在此揭露之該等建築結構與伺服器冷卻系統之至少某些示例的部署方式具有證明其效率能力的證據。在此揭露之新穎建築結構與伺服器冷卻系統與免費冷卻、極少冰水機之資料中心以及較寬程度溫度範圍有關的其他新穎設計，以及更加仔細設計資料中心以最佳使用局部氣候條件的方式，可以降低該資料中心產業(包含資料中心設計者與IT設備製造商)中令人討厭的風險。
本發明已經參考特定具體實施例加以說明。例如，雖然本發明之多數具體實施例已經參考特定組件與配置所敘述，但相關領域技術人員應可體會也可以使用不同的組件及配置組合。例如，在某些具體實施例中可使用架高次地板、CRAC單元、冰水機或濕度控制單元。在某些具體實施例中也可以使用地震控制裝置與電力及通訊纜線管理裝置。對於相關領域一般技術人員而言其他具體實施例也是明確的。因此並不預期本發明係受到限制，而是由該等附加申請專利範圍所指示。
100‧‧‧側壁
102‧‧‧地板
104‧‧‧屋頂
106‧‧‧包圍區域
108‧‧‧伺服器機架
110‧‧‧閥門控制開口
112‧‧‧連接器
114‧‧‧閥門控制開口
116‧‧‧內部空間
118‧‧‧內側空間
120‧‧‧閥門控制開口
122‧‧‧冷卻單元
200‧‧‧側壁
202‧‧‧地板
204‧‧‧屋頂
206‧‧‧包圍區域
208‧‧‧伺服器機架
210‧‧‧天花板
212‧‧‧連接器
214‧‧‧閥門控制開口
216‧‧‧內部空間
218‧‧‧內側空間
220‧‧‧頂樓空間
222‧‧‧閥門控制開口
224‧‧‧閥門控制開口
226‧‧‧空氣處理單元
300‧‧‧側壁
302‧‧‧地板
304‧‧‧屋頂
306‧‧‧包圍區域
308‧‧‧伺服器機架
310‧‧‧天花板
312‧‧‧連接器
314‧‧‧閥門控制開口
316‧‧‧內部空間
318‧‧‧內側空間
320‧‧‧頂樓空間
322‧‧‧閥門控制開口
324‧‧‧閥門控制開口
326‧‧‧冷卻單元
400‧‧‧側壁
402‧‧‧地板
404‧‧‧屋頂
406‧‧‧熱通道列包圍區域
408‧‧‧伺服器機架
410‧‧‧冷通道列包圍區域
412‧‧‧連接器
414‧‧‧閥門控制開口
416‧‧‧熱通道列內部空間
418‧‧‧內側空間
420‧‧‧頂樓空間
422‧‧‧冷通道列內部空間
424‧‧‧天花板
426‧‧‧閥門控制開口
428‧‧‧閥門控制開口
430‧‧‧風扇單元
432‧‧‧空氣處理單元
500‧‧‧側壁
502‧‧‧地板
504‧‧‧屋頂
506‧‧‧熱通道列包圍區域
508‧‧‧伺服器機架
510‧‧‧冷通道列包圍區域
512‧‧‧連接器
514‧‧‧閥門控制開口
516‧‧‧內部空間
518‧‧‧內側空間
520‧‧‧頂樓空間
522‧‧‧冷通道列內部空間
524‧‧‧天花板
526‧‧‧閥門控制開口
528‧‧‧閥門控制開口
530‧‧‧風扇
532‧‧‧冷卻單元
600‧‧‧側壁
602‧‧‧地板
604‧‧‧屋頂
606‧‧‧包圍區域
608‧‧‧伺服器機架
610‧‧‧天花板
612‧‧‧連接器
614‧‧‧閥門控制開口
616‧‧‧內部空間
618‧‧‧內側空間
620‧‧‧頂樓空間
622‧‧‧閥門控制開口
624‧‧‧閥門控制開口
626‧‧‧空氣處理單元
700‧‧‧側壁
706‧‧‧包圍區域
708‧‧‧機架
714‧‧‧閥門控制開口
716‧‧‧內部空間
718‧‧‧內側空間
726‧‧‧空氣處理單元
800‧‧‧側壁
802‧‧‧地板
804‧‧‧屋頂
806‧‧‧包圍區域
808‧‧‧伺服器機架
810‧‧‧天花板
812‧‧‧連接器
814‧‧‧閥門控制開口
816‧‧‧內部空間
818‧‧‧內側空間
820‧‧‧頂樓空間
822‧‧‧閥門控制開口
824‧‧‧閥門控制開口
826‧‧‧空氣處理單元
900‧‧‧側壁
902‧‧‧地板
904‧‧‧屋頂
906‧‧‧包圍區域
908‧‧‧伺服器機架
910‧‧‧天花板
912‧‧‧連接器
914‧‧‧閥門控制開口
916‧‧‧內部空間
918‧‧‧內側空間
920‧‧‧頂樓空間
922‧‧‧閥門控制開口
924‧‧‧閥門控制開口
926‧‧‧空氣處理單元
928‧‧‧混合空間
930‧‧‧外側壁
1000‧‧‧空氣處理建築結構
1002‧‧‧地板
1004‧‧‧側壁
1004-a‧‧‧下方側壁
1004-b‧‧‧上方側壁
1006‧‧‧屋頂
1008‧‧‧開口
1008-a~1008-d‧‧‧開口
1010‧‧‧天花板
1012‧‧‧第一空間
1014‧‧‧第二空間
1100‧‧‧伺服器冷卻系統
1102‧‧‧第一空間
1104‧‧‧地板
1106‧‧‧側壁
1106-a‧‧‧下方側壁
1106-b‧‧‧上方側壁
1108‧‧‧天花板
1110‧‧‧伺服器
1112‧‧‧第二空間
1114‧‧‧屋頂
1116‧‧‧開口
1116-a~1116-d‧‧‧開口
1118‧‧‧空氣入口
1120‧‧‧空氣出口
1122‧‧‧空氣處理單元
1122-a‧‧‧風扇
1122-b‧‧‧蒸發冷卻單元
1122-c‧‧‧過濾器
1124‧‧‧控制系統
1126‧‧‧空氣交換單元
1128‧‧‧內部空間
1130‧‧‧機架
1132‧‧‧風扇
1200‧‧‧伺服器冷卻系統
1202‧‧‧第一空間
1204‧‧‧地板
1206‧‧‧側壁
1206-a‧‧‧下方側壁
1206-b‧‧‧上方側壁
1208‧‧‧天花板
1210‧‧‧第二空間
1212‧‧‧傾斜屋頂
1214‧‧‧開口
1214-a~1214-d‧‧‧開口
1216‧‧‧內部空間
1218‧‧‧機架
1220‧‧‧伺服器
1222‧‧‧風扇
1300‧‧‧空氣處理建築結構
1302‧‧‧地板
1304‧‧‧側壁
1306‧‧‧屋頂部分
1308‧‧‧開口
1308-a~1308-d‧‧‧開口
1310‧‧‧天花板
1312‧‧‧第一空間
1314‧‧‧第二空間
1322‧‧‧突出部分
1324‧‧‧側壁
1326‧‧‧屋頂部分
1400‧‧‧空氣處理建築結構
第一圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式；第二圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式，其中該伺服器冷卻系統包含一頂樓空間； 第三圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式，其中該空氣係於該示例伺服器冷卻系統中循環；第四圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式，其具有一熱通道列包圍區域及冷通道列包圍區域；第五圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式，其具有一熱通道列包圍區域及冷通道列包圍區域，其中該空氣係於一伺服器冷卻系統中循環；第六圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式，其具有一單一斜度屋頂；第七圖為圖示一示例伺服器冷卻系統上視圖之圖式，其具有一單一斜度屋頂；第八圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式，其具有一山形屋頂；第九圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式，其具有一空氣混合室；第十A圖與第十B圖為圖示一示例空氣處理建築結構之圖式；第十一圖為圖示一示例伺服器冷卻系統之圖式；第十二圖為圖示另一示例伺服器冷卻系統之圖式；第十三圖描繪一空氣處理建築結構另一範例之橫斷面；以及第十四圖描繪一空氣處理建築結構另一範例之橫斷面。

Claims (40)

  1. 一種空氣處理建築物結構，該建築物結構包含：一地板；多數個側壁，該等側壁包含彼此相對之一下方側壁與一上方側壁，該等側壁分別具有根據一比例所決定之不同高度；一屋頂，該屋頂具有一斜度，該斜度與關聯於該下方側壁與上方側壁之比例一致；以及一多數個開口，其位於該屋頂與該下方側壁與該上方側壁之上，以使得該建築物結構之中的空氣透過自然對流的方式上升且離開該建築物結構，以及沿著在該下方與上方側壁之間所定義之一第一方向之一第一維度，其係相對於沿著垂直該第一方向之一第二方向之一第二維度，因此該建築物結構透過該等下方側壁上之一或多個開口提供外側自然空氣的出入。
  2. 如申請專利範圍第1項之建築物結構，進一步包含：一天花板，該天花板具有一或多個開口；一第一空間，該第一空間定義於該地板與該天花板之間；以及一第二空間，該第二空間定義於該天花板與該屋頂之間，其中該外側自然空氣透過該下方側壁上之該一或多個開口進入該第一空間，以及該第一空間中之空氣透過自然對流的方式，透過該天花板上該一或多個開口離開。
  3. 如申請專利範圍第2項之建築物結構，其中該第二空間中之空氣透過透過自然對流的方式，透過位於該屋頂與該天花板以上之該上方側壁之該多數個開口離開。
  4. 如申請專利範圍第2項之建築物結構，其中該第二空間中之空氣透過該天花板上靠近該下方側壁之一或多個開口進入該第一空間，並與進入該第一空間之中之該外側自然空氣混合。
  5. 如申請專利範圍第1項之建築物結構，其中該第二維度係大於該第一維度。
  6. 如申請專利範圍第1項之建築物結構，其中該第二維度對該第一維度之比例為二。
  7. 如申請專利範圍第1項之建築物結構，其中該斜度為1：x，其中x實質上大於一，形成一種傾斜屋頂，該傾斜屋頂允許雪量累積並融化，而來自該建築物結構內部之熱加速該雪融過程。
  8. 如申請專利範圍第7項之建築物結構，中x為6。
  9. 如申請專利範圍第1項之建築物結構，其中該下方側壁實質上係為百葉窗，以允許外側自然空氣進入該建築物結構，以及該上方側壁於該下方側壁高度以上的一部分實質上係為百葉窗，以允許空氣離開該建築物結構。
  10. 如申請專利範圍第1項之建築物結構，其中該地板為非架高地板。
  11. 如申請專利範圍第1項之建築物結構，其中該屋頂為一單一斜度屋頂與一山形屋頂之一。
  12. 一種伺服器冷卻系統，包含：一第一空間，該第一空間由一地板、一或多個側壁與一天花板所定義，於該第一空間中具有設置於其中之多數個伺服器；一第二空間，該第二空間由該天花板與一屋頂所定義； 一或多個開口，該等開口位於該天花板、該屋頂與該一或多個側壁之至少一側壁之至少其中之一上；一空氣入口，該空氣入口與一第一側壁連結，並係為可操作以允許外側自然空氣進入；一或多個空氣處理單元，該等空氣處理單元與該空氣入口連結，以汲取外側自然空氣，並提供空氣至該第一空間；一空氣出口，該空氣出口與一第二側壁連結，並係為可操作以允許該第二空間中之空氣離開；以及一控制系統，該控制系統經配置以控制該一或多個空氣處理單元，以根據在該第一空間之中與該第一空間外側所測量之溫度決定的一多數個模式其中之一來操作。
  13. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該控制系統控制該一或多個空氣處理單元，以在該第一空間之中與該第一空間外側之測量溫度介於一第一範圍中時，直接汲取該外側自然空氣至該第一空間。
  14. 如申請專利範圍第13項之系統，其中在該第一空間之中與該第一空間外側之測量溫度介於一第二範圍中，而該第二範圍係低於該第一範圍時，該控制系統控制該一或多個空氣處理單元以透過該天花板上靠近該空氣入口之一或多個開口，以一混合外側自然空氣與從該多數個伺服器所排出之空氣為基礎，提供空氣至該第一空間。
  15. 如申請專利範圍第14項之系統，其中在該第一空間之中與該第一空間外側之測量溫度介於一第三範圍中，而該第三範圍係低於該第一範圍時，該控制系統控制該一或多個空氣處理單元以從該空氣入口透過飽和媒介所汲取之外側自然空氣為基礎，提供蒸發冷卻空氣至該第一空 間。
  16. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該第一範圍實質上介於華氏75度與華氏85度之間，該第二範圍大約低於華氏70度；及該第三範圍實質上介於華氏85度與華氏110度之間。
  17. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該空氣入口包含位於該第一側壁上之一或多個百葉窗。
  18. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該空氣出口包含位於該屋頂與該第二側壁至少其中之一上之一或多個百葉窗。
  19. 如申請專利範圍第12項之系統，進一步包含一空氣交換單元，該空氣交換單元與該天花板上之一或多個開口連結，並經配置以從該第二空間汲取空氣至該第一空間之中，以混合進入該第一空間中之該外側自然空氣。
  20. 如申請專利範圍第17項之系統，其中該控制系統係進一步經配置以選擇性啟動該第一側壁上之該一或多個開口，以根據在該第一空間之中與該第一空間外側之測量溫度，控制該外側自然空氣汲取至該第一空間中的總量。
  21. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該第一空間包含：一實質上封閉之內部空間，該內部空間與該天花板咬合，並對該第二空間開放；以及一機架，該機架以一實質密封的方式與該內部空間咬合，並具有固定於該機架上之多數個伺服器，其中該等固定於機架上之伺服器之個別正面，係與該第一空間介接；該等固定於機架上之伺服器之個別背面，係與該內 部空間介接；且每一固定於機架上之伺服器於其中都包含一或多個風扇，該等風扇係為可操作以透過該正面從該第一空間汲取空氣，並透過該背面排出受熱空氣至該內部空間。
  22. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該一或多個空氣處理單元包含：一蒸發冷卻單元，該蒸發冷卻單元經配置以根據該外側自然空氣產生蒸發冷卻空氣；以及一過濾器，該過濾器經配置以過濾進入該第一空間之該外側自然空氣。
  23. 一種伺服器冷卻系統，包含：一第一空間，該第一空間由一地板、多數個側壁與一天花板所定義，其中該等側壁包含彼此相對之一下方側壁與一上方側壁，該等側壁分別具有不同高度；一第二空間，該第二空間由該天花板與根據一斜度建構之一傾斜屋頂所定義；多數個開口，該等開口位於該屋頂、該天花板與該下方側壁與該上方側壁上，以使得外側自然空氣進入該第一空間，並透過自然對流方式使該第二空間中的空氣離開；一內部空間，該內部空間位於該第一空間內側，該內部空間實質上為封閉並與該天花板咬合；以及一機架，該機架以一實質密封的方式與該內部空間咬合，並具有固定於該機架上之多數個伺服器，其中該等固定於機架上之伺服器之個別正面，係與該第一空間介接，該等固定於機架上之伺服器之個別背面，係與該內部空間介接；每一固定於機架上之伺服器於其中都包含設置於其 中之一或多個風扇，該等風扇係為可操作以透過該正面從該第一空間汲取空氣，並透過該背面排出受熱空氣至該內部空間。
  24. 如申請專利範圍第23項之系統，其中該第一空間中之空氣透過自然對流的方式，透過該天花板上之一或多個開口離開，並進入該第二空間。
  25. 如申請專利範圍第23項之系統，其中該第二空間中之空氣透過該天花板上之一或多個開口進入該第一空間，並與進入該第一空間之中之該外側自然空氣混合。
  26. 如申請專利範圍第23項之系統，其中該斜度為1：x，其中x實質上大於一，形成一種傾斜屋頂，該傾斜屋頂允許雪量累積並融化，而來自該多數個伺服器之熱加速該雪融過程。
  27. 如申請專利範圍第26項之系統，中x為6。
  28. 如申請專利範圍第23項之系統，其中該等側壁之一第一側壁實質上係為百葉窗，以允許該外側自然空氣進入該第一空間；以及該等側壁之一第二側壁於該第二空間中之部分實質上係為百葉窗，以允許空氣離開該第二空間。
  29. 如申請專利範圍第23項之系統，其中該地板為非架高地板。
  30. 如申請專利範圍第23項之系統，其中該屋頂為一單一斜度屋頂與一山形屋頂之一。
  31. 一種空氣處理建築物結構，該建築物結構包含：一地板；多數個側壁；一屋頂部分，該屋頂部分具有相對側部，每一側部都具有一斜度； 一突出部分，該突出部分於該屋頂部分上方延伸；以及多數個開口，其位於該屋頂部分、該等側壁之至少一側壁與該突出部分之上，以使得外側自然空氣透過自然對流的方式透過該等側壁之至少其中一側壁上之一或多個開口進入，並透過該屋頂部分與該突出部分上之一或多個開口離開。
  32. 如申請專利範圍第31項之建築物結構，進一步包含：一天花板，該天花板具有一或多個開口；一第一空間，該第一空間定義於該地板與該天花板之間；以及一第二空間，該第二空間定義於該天花板與該屋頂及該突出部分之間，其中外側空氣透過該等側壁之一或多個側壁上之該一或多個開口進入該第一空間，以及該第一空間中之空氣透過自然對流的方式，透過該天花板、該屋頂部分與該突出部分之至少其中之一上之該一或多個開口離開。
  33. 如申請專利範圍第32項之建築物結構，其中該第二空間中的空氣透過自然對流的方式，透過位於該屋頂部分與該突出部分上之一或多個開口離開。
  34. 如申請專利範圍第32項之建築物結構，其中該第二空間中的空氣透過該天花板上靠近該一或多個側壁之一或多個開口進入該第一空間，並與進入該第一空間之中之該外側自然空氣混合。
  35. 如申請專利範圍第31項之建築物結構，其中一第一維度係定義為沿著該等相對側壁之一第一對側壁之間之一第一方向； 一第二維度係定義為沿著該等相對側壁之一第二組側壁之間排成直線之一第二方向，該第二方向係垂直於該第一方向；該第一維度係相對於該二維度，因此該建築物結構透過該等側壁之至少其中之一側壁上之一或多個開口提供外側自然空氣的出入，其中該第二維度係大於該第一維度。
  36. 如申請專利範圍第32項之建築物結構，該建築物結構之形狀使該空氣從該第一空間透過自然對流的方式所汲取，通過該第一空間中之一或多個伺服器，而由該等伺服器所形成之熱空氣便從該第一空間離開至該第二空間。
  37. 如申請專利範圍第31項之建築物結構，其中該斜度為1：x，其中x實質上大於一，形成一種傾斜屋頂，該傾斜屋頂允許雪量累積並融化，而來自該建築物結構內部之熱加速該雪融過程。
  38. 如申請專利範圍第37項之建築物結構，中x為6。
  39. 如申請專利範圍第32項之建築物結構，其中該等側壁之一至少其中之一實質上係為百葉窗，以允許該外側自然空氣進入該建築物結構，以及該等側壁之一至少其中之一於天花板之上之部分實質上係為百葉窗，以允許空氣離開該建築物結構。
  40. 如申請專利範圍第31項之建築物結構，其中該地板為非架高地板。
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