TWM540455U - 群組化機櫃 - Google Patents

Description

群組化機櫃

本創作係關於一種群組化機櫃，尤指一種運用熱管理技術以提升冷卻能力的群組化機櫃。

隨著計算機科學的不斷演進，各式各樣的資訊軟體或是3C產品(Computer, Communication and Consumer Electronics)亦逐漸普及化，因此現代社會中每天在處理的資訊量也在不斷以極大的幅度增加中，而針對此類資訊及訊號的處理、儲存或傳送的過程，通常都是經過具有較高計算能力的伺服器(Server)，再將處理過後的訊號傳輸回到使用者端，因此當資料的處理量越來越大時，將伺服器因運轉過程所產生熱源有效地帶離，方能避免伺服器過熱而確保運作正常。

由上述可知，伺服器機房的散熱十分重要，而伺服器機房通常也會配置空調設備以提供散熱，但空調設備與伺服器機櫃間並未針對熱流進行管理，造成冷卻處理效率。再者，一般空調設備具有溫度監控以隨時調整機房氣溫，但空調設備是針對機房整體作監控，而非針對伺服器的溫度，因此無法針對伺服器的實際狀況實施溫度調整。

為解決上述問題，一種針對伺服器設備的列間式機櫃應運而生，如圖8所示，該列間式機櫃係於一機櫃90內並列地設有多個伺服器機架91，各伺服器機架91分供設置伺服器(圖中未示)，該機櫃90內進一步設有一空調設備92，該空調設備92並列地設於相鄰的伺服器機架91之間。

前述列間式機櫃其中一種應用方式是如圖8所示，該空調設備92後端突出於各伺服器機架91的後端並送出冷空氣，冷空氣隨即進入各伺服器機架91上的伺服器，經過熱交換後由各伺服器前端送出熱空氣，熱空氣隨即經由形成在各伺服器機架91前端與機櫃90相對內壁間的單一方向熱通道送回空調設備92，以構成循環。

列間式機櫃的另一種應用方式是如圖9所示，其未在各伺服器機架91前端與機櫃90相對內壁間形成熱通道，僅由空調設備92後端送出冷空氣，再由前端回收熱空氣。

上述列間式機櫃雖因空調設備92鄰近伺服器機架91而得以提升散熱效率，但由於其規劃的熱通道多為單一空間或方向，實際作業上容易受伺服器尺寸過長、或者其他設施、線材阻礙氣流回到空調設備92，以至於影響空調設備的冷卻能力。

由上述可知，已知列間式機櫃雖對熱通道進行管理，仍然受機房環境、其他設施或線材的阻礙而影響冷卻能力。

為解決上述問題，本創作主要目的在提供一種群組化機櫃，透過熱管理技術規劃出多維空間的熱通道，使機櫃能夠盡量降低各種環境因素帶來的影響，使熱流可以在規劃的熱通道內無礙的流動，進而提升散熱效率。

為達成上述目的所採用的技術手段是令一種群組化機櫃包括一個以上的空調機櫃、一個以上的風道；其中，該空調機櫃包括： 一外櫃； 一個以上的伺服器機架，係設於外櫃內，該伺服器機架供設置伺服器且具有一前端及一後端，其前端與後端相互隔離； 一個以上的空調機，係設於外櫃內且與伺服器機架並列，該空調機具有一前端和一後端，其後端與該伺服器機架的後端相通而形成一熱通道； 該風道係設於該外櫃的上方和／或下方，該風道和該熱通道相通；

當空調機運作時，係由其前端送出冷空氣，而在伺服器機架前端形成正壓冷通道，後端的熱通道則呈負壓，藉此使伺服器排出的熱氣流經由熱通道送回空調機後端；由於熱通道是多維的，因此伺服器排出的熱氣流可由伺服器機架後端的一側或兩側、上方和／或下方的風道送回空調機，故可儘量減少環境因素影響而阻礙熱氣流動，進而可提升冷卻能力。

關於本創作詳細的技術內容與實施方式，以下謹配合具體實施例與圖式詳細說明如后：

本創作的第一實施例，首先請參閱圖1所示，其包括一個空調機櫃10、一個以上的風道30，如圖2所示，該空調機櫃10主要係由一外櫃11、一個以上的伺服器機架12、一個以上的空調機20組成；其中：

該外櫃11為一矩形體，包括一組合式的中空框架110、多數的壁板111和多數的門板112；其中：該框架110具有一前面、一背面、兩側面、一頂部及一底部，前述壁板111分別固定在該框架110的背面和兩側面上，該壁板111可進一步設有一隔熱夾層，該隔熱夾層內的隔熱材料可為空氣。

該框架110內部具有多個隔間，供分別設置前述的伺服器機架12及空調機20，在本實施例中，該空調機櫃10具有三個伺服器機架12、一個空調機20，該空調機20位於兩相鄰的伺服器機架12之間。

該框架110頂部和／或底部在鄰近背面的一端係呈透空狀，在本實施例中，該框架110頂部和底部在鄰近背面的一端係呈透空狀，以便與該框架110上方及下方所設的風道30相互連通。前述門板112分設於該框架110的前面，且分別對應於框架110內的伺服器機架12和空調機12。在本實施例中，該門板112是由通風的網板所構成。

如圖2、圖3所示，該伺服器機架12係由複數的直框條和橫框條組成，並形成多層的抽屜式空間供分別容置伺服器120；該伺服器機架12具有一前端、一後端，其前端對應於框架110的前面，且與框架110前面所設門板112之間具有一間距D1而形成通道。該伺服器機架12的後端和框架110後面所設壁板111之間亦具有一間距D2而形成通道。

請參閱圖2、圖4所示，該伺服器機架12前端在未設置伺服器120的抽屜式空間分別設有一隔板121，以便將該伺服器機架12內部與框架110前面所形成通道隔開，進而使伺服器機架12的前端和後端相互隔離。

請配合參閱圖2、圖5所示，該空調機20與相鄰的伺服器機架12並列，該空調機20具有一前端及一後端，該空調機20前端對應框架110前面，其後端對應框架110後面；該空調機20後端與框架110後面所設壁板111之間具有一間距，更具體的說，該空調機20後端與相鄰各伺服器機架12的後端係相互連通，進而形成一熱通道101。

該空調機20內設有一個以上的風機21、一蒸發器22、一顯熱交換器23及一膨脹閥(圖中未示)；其中，蒸發器22位於風機21與顯熱交換器23之間，該風機21對應位於空調機20的前端，顯熱交換器23對應位於空調機20的後端。當空調機20運作時，風機21將送出經過冷卻的氣流以形成正壓冷通道，各伺服器機架12上的伺服器120內部設有散熱風扇，將由冷通道將冷空氣吸入，並經由熱通道送回空調機20的顯熱交換器23，在此狀態下，熱通道是屬於負壓狀態。

如前揭所述，各伺服器機架12上的伺服器120係由冷通道抽入冷空氣，並將熱空氣送出至熱通道，經由負壓的熱通道送回空調機20。為確保熱空氣流動不受環境、設施、線材阻礙，前述熱通道進一步結合風道30形成一多維的熱空氣流動空間，在本創作的一較佳實施例中，主要是在外櫃11上方設有一風道30，該風道30和熱通道相互連通。該風道30係由複數中空且底部透空的矩形風箱31所組成，每一風箱31與相鄰風箱31的一側壁形成有開口，以便使相鄰的風箱31得以相互連通，前述的多數風箱31是設置在該框架110頂部，且透過框架110頂部透空的一端與該熱通道相連通。換言之，各伺服器120送出的熱空氣除了經由熱通道回送至空調機20外，亦可向上透過風箱31送回熱通道。

除上述實施例在外櫃11的上方設有一風道30外，外櫃11下方也可以設置與熱通道相通的風道，該風道可由前述的組合風箱構成，也可以由下方透空的高架地板所構成。

在具體應用方式上，前述的空調機櫃10可以單列獨立使用或成對的作雙列使用。以單列獨立使用的其中一種態樣是將該空調機櫃10設置在一獨立隔間內，空調機20向獨立隔間吹送冷空氣，而在獨立隔間內構成正壓冷通道，各伺服器機架12上的伺服器120由冷通道抽入冷空氣，經熱交換後送出熱空氣，而通過熱通道及風道30送回空調機20。

單列獨立使用的另外一種態樣，是在外櫃11內部形成冷通道，主要是使框架110前面的門板為不透氣的非網板，而空調機20前端的風機21透過導流或採用離心式風機而由側向送風，將冷空氣送入伺服器機架12與門板112之間的通道，以形成一正壓冷通道，再由各伺服器機架12上的伺服器120自冷通道抽入冷空氣，經熱交換後送出熱空氣，隨後通過熱通道及風道30送回空調機20。

在前述單列獨立使用的態樣下，可針對上述冷通道在空調機櫃10上方和／或下方增設風道，針對冷通道設置的風道與針對熱通道設置的風道30係各自獨立，針對冷通道設置的風道可如前述由複數的風箱組成，位於空調機櫃10下方的風道可由高架地板下方的通道構成。

作為雙列使用的態樣，首先請參閱圖6所示，主要係由兩空調機櫃10、10A相對設置，兩空調機櫃10、10A之間並保留一通道(如圖7所示)，兩空調機櫃10、10A與其間的通道上方共同設有一風道30A。該通道一端設有一背牆50，以便將通道的一端封閉，該通道另端處則設有一電動門40，常態下，該通道另端亦由電動門40所封閉，當有維護檢修伺服器需求時再開啟電動門40以開放該通道。

請配合參閱圖7所示，兩空調機櫃10、10A係以具門板112的一端相對，而由位於二者之間的通道構成一冷通道100，兩空調機櫃10、10A的熱通道101、101A則分別位於相對外側。在本實施例中，兩空調機櫃10、10A上方的風道30A係由複數的矩形中空風箱31A、32A、33A所組成，各風箱31A、32A、33A係相互連通，其中位於空調機櫃10、10A上方的風箱31A、33A係令其底部透空，進而分別與兩空調機櫃10、10A的熱通道101、101A相互連通。

當兩空調機櫃10、10A的空調機20正常運作時，空調機20分別朝冷通道100吹送冷空氣，兩空調機櫃10、10A內的伺服器120、120A則分別由冷通道100抽取冷空氣，經由熱交換後向熱通道101、101A、風道30A送出熱空氣。儘管兩空調機櫃10、10A上方的風道30A係相互連通，但空調機櫃10的熱空氣進入風道30A時，通常會就近由其上方的風箱31A送回本身的空調機20，而空調機櫃10A的熱空氣進入風道30A時，也會就近由其上方的風箱33A送回本身的空調機20。

然而，若兩空調機櫃10、10A中任一的空調機20失能時，假設是空調機櫃10A的空調機20失能時，由於另一部空調機櫃10的空調機20仍正常運作，並向冷通道100供應冷空氣，因此兩空調機櫃10、10A的伺服器120、120A依舊可由冷通道100吸入冷空氣，而空調機20正常運作的空調機櫃10其送出的熱空氣將分別經由熱通道101、風箱31A送回空調機20。而空調機20故障的空調機櫃10A，其伺服器送出的空氣依然進入其熱通道101A與風道30A，進入風道30A的熱空氣將通過其上方的風箱33A、風箱32A、空調機櫃10上方的風箱31A回送至空調機櫃10的空調機20。由上述可知，兩空調機櫃10、10A配合其上方的風道30A，除提供多維的熱對流空間以避免熱空氣流動受阻外，亦可在其中一列空調機櫃之空調機失能時，仍能保持冷房功能並作好熱管理。

上述雙列應用的實施態樣中係在兩空調機櫃10、10A上方共同設有一相通的風道30A，該風道30A並分別與兩空調機櫃10、10A的熱通道101、101A相通。除上述在兩空調機櫃10、10A上方共同設有相通的風道30A外，亦可在兩空調機櫃10、10A的下方設置風道或同時在兩空調機櫃10、10A上方、下方均設有風道。在本實施例中，係在同時在兩空調機櫃10、10A上方設有風道30A，下方亦設有一風道30B，在本實施例中，所稱的風道30B有別於由複數風箱組成的風道30A，主要係由高架地板60下方的通道所構成，亦即兩空調機櫃10、10A係架設在高架地板60上，高架地板60對應兩空調機櫃10、10A的熱通道101、101A處形成開口，以便與該熱通道101、101A相通，在上述實施態樣下，伺服器120送出熱空氣後將可以由伺服器機架12後端向左和／或向右、向上、向下流動，在此狀態下，由於熱空氣是透過多維的熱流動空間流動，可有效避免因環境、設施、線材阻礙而影響熱空氣流動，從而可確保空調機20的冷卻能力。

由上述可知，本創作相較於傳統列間式機櫃是以多維空間進行熱管理，其對熱空氣流動路徑進行多維規劃，使機櫃內伺服器釋出的熱空氣可以通過多重路徑回送給空調機，而確保空調機的熱回流效率，進而提升冷房能力。

10、10A‧‧‧空調機櫃
100‧‧‧冷通道
101、101A‧‧‧熱通道
11‧‧‧外櫃
110‧‧‧框架
111‧‧‧壁板
112‧‧‧門板
12‧‧‧伺服器機架
120‧‧‧伺服器
121‧‧‧隔板
20‧‧‧空調機
21‧‧‧風機
22‧‧‧蒸發器
23‧‧‧顯熱交換器
30、30A、30B‧‧‧風道
31、31A、32A、33A‧‧‧風箱
40‧‧‧電動門
50‧‧‧背牆
60‧‧‧高架地板
90‧‧‧機櫃
91‧‧‧伺服器機架
92‧‧‧空調設備

圖1係本創作之一背視角度立體圖。 圖2係本創作又一背視角度立體圖。 圖3係本創作之側視角度平面圖。 圖4係本創作之前視角度平面圖。 圖5係本創作之側視角度平面圖。 圖6係本創作一應用實施例之立體圖。 圖7係本創作一應用實施例之平面圖。 圖8係一種已知列間式機櫃之一使用狀態示意圖。 圖9係一種已知列間式機櫃另一使用狀態示意圖。

10‧‧‧空調機櫃

11‧‧‧外櫃

110‧‧‧框架

111‧‧‧壁板

112‧‧‧門板

12‧‧‧伺服器機架

120‧‧‧伺服器

121‧‧‧隔板

20‧‧‧空調機

30‧‧‧風道

31‧‧‧風箱

Claims (13)

1. 一種群組化機櫃，包括一個以上的空調機櫃、一個以上的風道；其中，該空調機櫃包括： 一外櫃； 一個以上的伺服器機架，係設於外櫃內，該伺服器機架供設置伺服器且具有一前端及一後端，其前端與後端相互隔離； 一個以上的空調機，係設於外櫃內且與伺服器機架並列，該空調機具有一前端和一後端，其後端與該伺服器機架的後端相通而形成一熱通道； 該風道係設於該外櫃的上方和／或下方，該風道和該熱通道相通。
2. 如請求項1所述之群組化機櫃，該外櫃為一矩形體，包括一組合式的中空框架、多數的壁板和多數的門板；其中：該框架具有一前面、一背面、兩側面、一頂部及一底部，前述壁板分別固定在該框架的背面和兩側面上； 該框架內部具有多個隔間，供分別設置前述的伺服器機架及空調機； 該伺服器機架的後端和框架後面所設壁板之間具有一間距。
3. 如請求項2所述之群組化機櫃，該伺服器機架前端對應於框架的前面，且與框架前面所設門板之間具有一間距； 該伺服器機架係由複數的直框條和橫框條組成，並形成多層的抽屜式空間供分別容置伺服器； 該伺服器機架前端在未設置伺服器的抽屜式空間分別設有一隔板。
4. 如請求項3所述之群組化機櫃，該空調機與相鄰的伺服器機架並列，該空調機前端對應該框架前面，其後端對應該框架後面； 該空調機後端與框架後面所設壁板之間具有一間距，該空調機後端與相鄰各伺服器機架的後端係相互連通以形成該熱通道。
5. 如請求項4所述之群組化機櫃，該空調機內設有一個以上的風機、一蒸發器、一顯熱交換器及一膨脹閥；其中，該蒸發器位於風機與顯熱交換器之間，該風機對應位於空調機的前端，該顯熱交換器對應位於空調機的後端。
6. 如請求項2所述之群組化機櫃，該框架頂部和／或底部在鄰近背面的一端係呈透空狀。
7. 如請求項2所述之群組化機櫃，該門板分設於該框架的前面，且分別對應於框架內的伺服器機架和空調機，該門板是由一通風的網板所構成。
8. 如請求項2所述之群組化機櫃，該壁板設有一隔熱夾層，該隔熱夾層內為空氣。
9. 如請求項1至8中任一項所述之群組化機櫃，該風道係由複數中空且底部透空的矩形風箱所組成，每一風箱與相鄰風箱的一側壁形成有開口，使相鄰的風箱相互連通。
10. 一種群組化機櫃，包括： 兩空調機櫃，該空調機櫃係如請求項1至8中任一項所述的空調機櫃；兩空調機櫃相對設置，兩空調機櫃之間具有一通道並形成一冷通道，兩空調機櫃的熱通道分別位於相對外側； 一個以上的風道，設於兩空調機櫃與其間通道的上方和／或下方，並分別與兩空調機櫃的熱通道相互連通。
11. 如請求項10所述之群組化機櫃，該通道一端設有一背牆，該通道另端處設有一電動門。
12. 如請求項10所述之群組化機櫃，該位於空調機櫃上方的風道主要係由複數的矩形中空風箱所組成，各風箱係相互連通，其中位於空調機櫃上方的風箱係令其底部透空，進而分別與兩空調機櫃的熱通道相互連通。
13. 如請求項10至12中任一項所述之群組化機櫃，兩空調機櫃係設於一高架地板上，該高架地板對應兩空調機櫃的熱通道處形成開口，藉以與該熱通道相通。