伺服器機櫃的降溫設備的製作方法
2023-12-09 05:59:31 3
專利名稱：伺服器機櫃的降溫設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種降溫設備，且特別涉及一種應用於伺服器機櫃的降溫設備。
背景技術：
目前有許多企業部署數十部或數百部成本較低的小型伺服器以應付網絡流量需求，為求更進一步提高經濟效應，進而發展出刀鋒伺服器。所謂刀鋒伺服器是指將處理器、 存儲器、甚至硬碟機等伺服器系統的硬體整合到單一的主機板上。在一個伺服器機櫃內即可容納數十個或更多個的刀鋒伺服器。由於刀鋒伺服器可共享電源供應器、顯示器、鍵盤等資源，因此可有效地整合至大型數據中心環境中。隨著雲端科技的發展，對於伺服器的負擔及效能要求越來越高，因此，一個伺服器機櫃所產生的熱能亦隨之大量增加，若是僅依靠伺服器中的風扇進行散熱，恐有散熱效率不佳而影響其效能的疑慮。因此，如何有效地提升伺服器機櫃的散熱效率便成為一個重要的課題。
發明內容
因此本發明的目的就是在提供一種伺服器機櫃的降溫設備，用於提升伺服器機櫃的散熱效率。依照本發明一實施例，提出一種伺服器機櫃的降溫設備，其架設於至少一個伺服器機櫃的上方或下方。伺服器機櫃的降溫設備包括位於伺服器機柜上方或下方的後端的風扇模塊、位於伺服器機柜上方或下方的前端的熱交換器模塊、以及連接風扇模塊與熱交換器模塊的風導管。使風扇模塊抽取伺服器機櫃的後端排出的熱風，在熱風由風導管進入熱交換器模塊而降溫成冷風之後，由伺服器機櫃前端排出。熱交換器模塊包括多個熱交換器，以及並聯熱交換器的管路。管路包括入口、出口、以及設置於入口及出口的多個調節閥。伺服器機櫃的降溫設備還包括設置於熱交換器模塊下方的集水盤。伺服器機櫃的降溫設備還包括控制電路，控制電路與風扇模塊及熱交換器模塊連接。風扇模塊包括脈衝寬度調製(Pulse Width Modulation ；PWM)風扇。根據上述實施例，本發明至少具有以下優點1.每一個伺服器機櫃的降溫設備能夠用於降溫至少一個伺服器機櫃。由於伺服器機櫃的降溫設備是安裝在伺服器機櫃的上方或下方，因此不會阻礙伺服器機櫃的前後門的開啟。2.熱交換器模塊中的熱交換器的數量可以視伺服器機櫃中的伺服器數量調整，由於熱交換器模塊中的熱交換器是經由管路並聯，因此可以輕易地增加熱交換器數量。3.通過降低流進熱交換器模塊的流體的溫度，能夠使得伺服器機櫃中的水氣遇冷凝結成水珠被集水盤收集，而達到除溼的功效。4.控制電路可以根據伺服器機櫃的溫度或伺服器機櫃的耗電量改變風扇模塊的轉速以及熱交換器模塊中流體的流量，達到節能省電的功效。
5.本發明也可以應用在雲端技術中，由雲端作業系統即時地監控各個伺服器機櫃的運作狀態，並發送信號至中央信息管理服務系統(centermessage manage service ； CMMS)，以管理各伺服器機櫃以及其所對應的降溫設備的運作情形。
為讓本發明的上述和其它目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，給出附圖如下圖1是本發明的伺服器機櫃的降溫設備一實施例的示意圖；圖2是圖1中的熱交換器模塊的立體視圖；圖3是本發明的伺服器機櫃的降溫設備的方塊圖；圖4是本發明的伺服器機櫃的降溫設備的另一實施例的示意圖。附圖標記說明100 伺服器機櫃的降溫設備；110 風扇模塊；120 熱交換器模塊；121 :集水盤； 122 熱交換器；IM 管路；125 分流入口 ；1 入口 ；127 分流出口 ；1 出口 ；130 風導管；140 調節閥；150 控制電路；152 監控單元；巧4 溫度傳感器；155 連接接口 ；156 風扇連接器；158 調節閥連接器；190 伺服器機櫃；192 伺服器；194 前端；196 後端；198 集線控制單元；200 伺服器機櫃的降溫設備；210 風扇模塊；220 熱交換器模塊；230 風導管；290 伺服器機櫃；292 伺服器；294 前端；296 後端；298 雲端作業系統
具體實施例方式以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明的精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在了解本發明的優選實施例後，當可由本發明所教示的技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明的精神與範圍。圖1是本發明的伺服器機櫃的降溫設備一實施例的示意圖。伺服器機櫃的降溫設備100架設在至少一個伺服器機櫃190上方，用於降溫伺服器機櫃190。伺服器機櫃190中設置有多個伺服器192，其中伺服器機櫃190包括前端194及後端196，伺服器機櫃190的前端194是指顯示伺服器192的狀態並具有操作面板的一端，伺服器機櫃190的後端196 是指連接線所連接的一端。伺服器機櫃的降溫設備100裝設在伺服器機櫃190的上方，以在更換伺服器機櫃190中的伺服器192時，不影響伺服器機櫃190開啟前後門。伺服器機櫃的降溫設備100包括風扇模塊110、熱交換器模塊120、以及連接風扇模塊110與熱交換器模塊120的風導管130。伺服器機櫃的降溫設備100設置於伺服器機櫃190的上方，風扇模塊110位於伺服器機櫃190的後端196，而熱交換器模塊120位於伺服器機櫃190的前端194，風扇模塊110與熱交換器模塊120優選為突出於伺服器機櫃190 之外。風扇模塊110中的風扇優選為脈衝寬度調製風扇，以實時地反應溫度調整風扇轉速。伺服器機櫃的降溫設備100還包括控制電路150，控制電路150可設置於伺服器機櫃 190上，與風扇模塊110及熱交換器模塊120連接，以根據伺服器機櫃190的溫度改變風扇模塊110及熱交換器模塊120的散熱效率。伺服器192運作時會產生大量的熱能，這些熱能會以熱風的形式從伺服器機櫃190的後端196排出。風扇模塊110能夠抽取這些熱風，熱風經由風導管130送到熱交換器模塊120中，熱風經過熱交換器模塊120降溫成冷風後，由伺服器機櫃190的前端194排
出ο由於風扇模塊110在抽取熱風時會在伺服器機櫃190的後端196形成負壓，再加上熱空氣上升及冷空氣下降的作用，經由熱交換器模塊120冷卻後的冷風會由伺服器機櫃 190的前端194下沉而經過整個伺服器機櫃190，達到降溫的作用。通過風扇模塊110抽取空氣以及伺服器192中內建的風扇方向，會在伺服器機櫃190的前端194與後端196之間產生壓力差，使得冷風由伺服器機櫃190的前端194流向伺服器機櫃190的後端196而帶走伺服器機櫃190中的伺服器192所產生的熱量。伺服器機櫃190由後端196排出的熱風再進入伺服器機櫃的降溫設備100，以達成循環地降低伺服器機櫃190的溫度的目的。圖2是圖1中的熱交換器模塊的立體視圖。熱交換器模塊120包括並聯的多個熱交換器122，以及連接這些熱交換器122的管路124。其中管路IM具有一入口 1 以及一出口 128。水或冷媒等用於進行熱交換的流體由入口 1 進入並聯的多個熱交換器122，熱交換器122與前述的熱風進行熱交換，接著，流體再經由出口 1 離開熱交換器模塊120。其中管路IM還包括由入口 1 分支的多個分流入口 125以及由出口 1 分支的多個分流出口 127。分流入口 125以及分流出口 127分別與熱交換器122連接，以並聯這些熱交換器122。流體由入口 1 流進熱交換器模塊120之後，流體進入各個分流入口 125， 與各個熱交換器122進行熱交換。接著，這些流體再從分流出口 127流出匯入出口 128，再由出口 1 離開熱交換器模塊120。熱交換器模塊120還包括多個調節閥140。調節閥140分別設置在入口 126以及出口 128，以調節流進或流出熱交換器模塊120的流體的流量。熱交換器模塊120可還包括集水盤121，以提供除溼功效。當欲進行除溼時，可以降低流進熱交換器模塊120的流體溫度，大氣中的水氣接觸到溫度較低的管路124，會在其上凝結成水珠，水珠再落至集水盤 121中收集，以達到除溼的作用。圖3是本發明的伺服器機櫃的降溫設備的方塊圖。本發明可以應用在雲端作業系統298之中。控制電路150設置在伺服器機櫃190上。控制電路150包括監控單元152、溫度傳感器154、風扇連接器156、調節閥連接器158，以及與伺服器機櫃190中的伺服器192 連接的連接接口 155。溫度傳感器154、風扇連接器156、調節閥連接器158以及連接接口 155分別與監控單元152連接，由雲端作業系統298經由集線控制單元198通過連接接口 155到監控單元152讀取或傳送信號。溫度傳感器IM用於檢測伺服器機櫃190的溫度，尤其是用於檢測伺服器機櫃190 的前後端的進出口溫度。溫度傳感器1 所讀取到的溫度傳送至監控單元152，再通過連接接口 155到集線控制單元198給雲端作業系統四8中。風扇模塊110可以經由風扇連接器156讀取監控單元152中溫度傳感器IM提供的伺服器機櫃190的前後端的環境溫度， 並根據伺服器機櫃190的前後端環境溫度改變風扇模塊110中的風扇的轉速。同樣地，監控單元152可根據溫度傳感器IM所回傳的伺服器機櫃190前後端的環境溫度改變流進熱交換器122的流體的流量。調節閥140優選為電磁式調節閥，使監控單元152提供的流量信號經由調節閥連接器158進入調節閥140，而通過調節閥140改變流進熱交換器122的流體的流量。
伺服器機櫃190中還包括集線控制單元198，集線控制單元198分別與伺服器192 以及連接接口巧5連接，每個伺服器192皆由雲端作業系統298所管理。使用者可以通過雲端作業系統298經由集線控制單元198開啟或關閉個別伺服器192。伺服器192的運作狀態可以由集線控制單元198傳送至雲端作業系統四8，雲端作業系統298可以經由集線控制單元198到連接接口 155而進入監控單元152之中。由於伺服器192的運作數量以及負荷量與其耗電量會與其所產生的熱能正相關。因此，監控單元152也可根據云端作業系統 298經由集線控制單元198所提供的指令信號改變風扇模塊110的轉速以及調節閥140的流量。在其它實施例之中，雲端作業系統298可同時監控以及管理多個伺服器機櫃190 的運作狀態，並發送信號至中央信息管理服務系統，以管理各伺服器機櫃190以及其所對應的降溫設備的運作情形。圖4是示本發明的伺服器機櫃的降溫設備的另一實施例的示意圖。伺服器機櫃的降溫設備200也可以設置在至少一個伺服器機櫃290的下方。伺服器機櫃290中包括多個伺服器四2。伺服器機櫃的降溫設備200包括位於伺服器機櫃290下方的後端四6的風扇模塊210、位於伺服器機櫃290下方的前端294的熱交換器模塊220、以及連接風扇模塊210 與熱交換器模塊220的風導管230。其中風扇模塊210與熱交換器模塊220優選為突出於伺服器機櫃290之外，而不會在更換伺服器四2時影響伺服器機櫃四0的開啟。伺服器機櫃290中的伺服器四2由後端296所排出的熱氣可以由風扇模塊210抽取，經由風導管230進入熱交換器模塊220降溫，再由伺服器機櫃四0的前端294送出。通過風扇模塊210抽氣時產生的負壓，能夠實現空氣循環的使用，而達到降溫的效果。根據上述實施例，本發明至少具有以下優點1.每一個伺服器機櫃的降溫設備可以用於降溫至少一個伺服器機櫃。由於伺服器機櫃的降溫設備安裝在伺服器機櫃的上方或下方，因此不會阻礙伺服器機櫃的前後門的開
啟ο2.熱交換器模塊中的熱交換器的數量可以視伺服器機櫃中的伺服器數量調整，由於熱交換器模塊中的熱交換器是經由管路並聯，因此可以輕易地增加熱交換器數量。3.通過降低流進熱交換器模塊的流體的溫度，可以使得伺服器機櫃中的水氣遇冷凝結成水珠被集水盤收集，而達到除溼的功效。4.控制電路可以根據伺服器機櫃的溫度或伺服器機櫃的耗電量改變風扇模塊的轉速以及熱交換器模塊中流體的流量，達到節能省電的功效。5.本發明也可以應用在雲端技術中，由雲端作業系統實時地監控各個伺服器機櫃的運作狀態，並發送信號至中央信息管理服務系統，以管理各伺服器機櫃以及其所對應的降溫設備的運作情形。雖然本發明已通過優選實施例公開，然而本發明並不局限於此，本領域的任何技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可作出各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍應以權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種伺服器機櫃的降溫設備，架設於至少一個伺服器機櫃的上方，該伺服器機櫃的降溫設備包括風扇模塊，位於所述至少一個伺服器機柜上方的後端；熱交換器模塊，位於所述至少一個伺服器機柜上方的前端；和風導管，連接所述風扇模塊與所述熱交換器模塊，使所述風扇模塊抽取所述至少一個伺服器機櫃的後端排出的熱風，在熱風由所述風導管進入所述熱交換器模塊而降溫成冷風之後，由所述至少一個伺服器機櫃的前端排出。
2.一種伺服器機櫃的降溫設備，架設於至少一個伺服器機櫃的下方，所述伺服器機櫃的降溫設備包括風扇模塊，位於所述至少一個伺服器機櫃下方的後端；熱交換器模塊，位於所述至少一個伺服器機櫃下方的前端；和風導管，連接所述風扇模塊與所述熱交換器模塊，使所述風扇模塊抽取所述至少一個伺服器機櫃的後端排出的熱風，在熱風由所述風導管進入所述熱交換器模塊而降溫成冷風之後，由所述至少一個伺服器機櫃的前端排出。
3.如權利要求1或2所述的伺服器機櫃的降溫設備，其中所述熱交換器模塊包括多個熱交換器、以及並聯這些熱交換器的管路。
4.如權利要求1或2所述的伺服器機櫃的降溫設備，其中所述管路包括入口、出口、以及設置於入口和出口處的多個調節閥。
5.如權利要求1或2所述的伺服器機櫃的降溫設備，還包括集水盤，該集水盤設置於所述熱交換器模塊的下方。
6.如權利要求1或2所述的伺服器機櫃的降溫設備，還包括集線控制電路，所述集線控制電路與所述風扇模塊、所述熱交換器模塊相連接。
7.如權利要求1或2所述的伺服器機櫃的降溫設備，還包括雲端作業系統，該雲端作業系統經由集線控制單元控制所述風扇模塊、所述熱交換器模塊、及所述伺服器機櫃中的多個伺服器。
8.如權利要求1或2所述的伺服器機櫃的降溫設備，還包括中央信息管理服務系統，雲端作業系統通過所述中央信息管理服務系統管理所述至少一個伺服器機櫃及其所對應的伺服器機櫃的降溫設備的運作情形。
全文摘要
一種伺服器機櫃的降溫設備，架設於至少一個伺服器機櫃的上方或下方。伺服器機櫃的降溫設備包括位於伺服器機柜上方或下方的後端的風扇模塊、位於伺服器機柜上方或下方的前端的熱交換器模塊、以及連接風扇模塊與熱交換器模塊的風導管。使風扇模塊抽取伺服器機櫃的後端排出的熱風，在熱風由風導管進入熱交換器模塊而降溫成冷風之後，由伺服器機櫃前端排出。
文檔編號H05K7/20GK102340972SQ20101023959
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者林愷宏, 陳志明, 陳朝榮, 黃文亮 申請人:廣達電腦股份有限公司