TWI392432B - 一種伺服器機櫃 - Google Patents

Description

一種伺服器機櫃 A cabinet of server

本發明係有關一種伺服器機櫃，尤其是指一種包含一冷卻流體管路組之伺服器機櫃，該冷卻流體管路組可將冷卻流體送至伺服器內之熱交換室，直接對該發熱源進行降溫。

於資訊爆炸之今日，一般電子計算裝置已不敷使用於處理大量的資料運算，目前，普遍使用伺服器等強大的運算裝置來處理，而雲端運算之技術亦是各國強力發展之趨勢，使得伺服器之使用量持續上升，但當伺服器在處理龐大的資料運算之同時，熱量的產生亦可能造成機器過熱的問題，此外，以典型資料中心的伺服器在運算所使用的電力為例，通常散熱系統需要消耗相當於一倍的電力，因此當伺服器高密度集中於雲端資料中心，機房甚至需要高達兩倍的額外散熱系統。由此可見，雲端高密度伺服器若未妥善處理散熱問題，將造成伺服器工作不穩定甚至無法運轉、耗費能源、機房無法維持維運品質、增加機房管理成本等議題，而如何對設有大量伺服器之機櫃進行散熱降溫，亦是一項眾人欲探討之焦點。

目前，部分伺服器機櫃之散熱方式，僅使用風扇來降低伺服器機櫃之溫度，但此方式仍需搭配較低的室內溫度，使用較低溫空氣由風扇送入機櫃來進行熱交換，故以此方式散熱相當消耗冷氣資源；另外，亦有些伺服器機櫃設有利用流體相變化來吸收熱量之熱交換裝置，以兩相流體搭配散熱鰭片進行散熱，冷卻流體流經該熱交換裝置來進行降溫時，流體吸收散熱鰭片中的大量熱量而汽化，以此法可較上述之方式節省冷氣資源，但此法僅單純進行機櫃所有熱量之熱交換，當所需要冷卻之熱量很大時，仍需要很低的冷卻流體之溫度以及很高的冷卻流體流量，故亦相當耗損能源。

綜合上述，因此亟需一種可減少熱交換器之散熱負載，以及可節省冷氣能源之伺服器機櫃來解決習用技術所產生之問題。

本發明係為一種伺服器機櫃，其係結合一機櫃熱交換器與一冷卻流體管路組，利用該冷卻流體管路組冷卻機櫃內某些發熱源，進而減少機櫃熱交換器的散熱負載，除可減少該機櫃熱交換器之散熱負載之外，亦可節省能源。

本發明提供一種伺服器機櫃，其係包含：一殼體，該殼體內形成一容置空間；一機櫃熱交換器，設置於該殼體上，該機櫃熱交換器包含一第一冷卻流體輸入管路，一第一冷卻流體輸出管路以及複數個鰭片，該第一冷卻流體輸入管路以及該第一冷卻流體輸出管路貫穿該些鰭片，該第一冷卻流體輸入管路以及該第一冷卻流體輸出管路係用來輸送一第一冷卻流體；一冷卻流體管路組，設置於該機櫃熱交換器之一側，該冷卻管路組包含一第二冷卻流體輸入管路以及一第二冷卻流體輸出管路，該第二冷卻流體輸入管路以及該第二冷卻流體輸出管路係用來輸送一第二冷卻流體，該第二冷卻流體輸入管路以及該第二冷卻流體輸出管路上分別設置複數個接頭；至少一第一管線，分別包含相對之一第一端以及一第二端，該第一管線之該第一端連接於該第二冷卻流體輸入管路之該些接頭的其中之一；至少一第二管線，分別包含相對之一第一端以及一第二端，該第二管線之該第一端連接於該第二冷卻流體輸出管路之該些接頭的其中之一；至少一伺服器，設置於該容置空間，該伺服器包含至少一發熱源以及至少一熱交換室，該熱交換室用來對該發熱源進行熱交換，該第一管線之該第二端以及該第二管線之該第二端分別連通於該熱交換室，該第一管線及該第二管線用來輸送該第二冷卻流體進入以及離開該熱交換室；以及至少一風扇模組，設置於該容置空間且位於該機櫃熱交換器與該伺服器之間。

在另一實施例中，一種伺服器機櫃，其係包含：一殼體，該殼體內形成一容置空間；一機櫃熱交換器，係設置於該殼體之側面；一冷卻流體管路組，係與該機櫃熱交換器設置於該殼體之同一側面；至少一伺服器，係設置於該容置空間，該伺服器包含至少一發熱源及至少一熱交換室；以及至少一風扇模組，其係設置於該容置空間且位於該機櫃熱交換器與該伺服器之間；其中，該機櫃熱交換器具有複數個鰭片，用以與該至少一風扇模組的入口側的空氣進行熱交換，該冷卻流體管路組連通該熱交換室，該熱交換室與該發熱源進行熱交換。

為使　貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，下文特將本發明之系統的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，以使得　審查委員可以了解本發明之特點，詳細說明陳述如下：請參閱圖一，圖一係為本發明之伺服器機櫃示意圖。

本發明提供一種伺服器機櫃1，其係包含：一殼體2，一機櫃熱交換器3，一冷卻流體管路組4，至少一第一管線5，至少一第二管線6，至少一伺服器7，以及至少一風扇模組8。該殼體2內形成一容置空間20；該機櫃熱交換器3設置於該殼體2上，該機櫃熱交換器3包含一第一冷卻流體輸入管路30，一第一冷卻流體輸出管路31以及複數個鰭片32，該第一冷卻流體輸入管路30以及該第一冷卻流體輸出管路31貫穿該些鰭片32，該第一冷卻流體輸入管路30以及該第一冷卻流體輸出管路31係用來輸送一第一冷卻流體0，該複數個鰭片32用來幫助該容置空間20之散熱，該第一冷卻流體0用來降低該複數個鰭片32之溫度，該第一冷卻流體0可為冷媒或是水，但不以此為限；請參閱圖二，圖二係為本發明之機櫃熱交換器以及冷卻流體管路組示意圖，本實施例中，該冷卻流體管路組4設置於該機櫃熱交換器3之一側，該冷卻管路組4包含一第二冷卻流體輸入管路40以及一第二冷卻流體輸出管路41，該第二冷卻流體輸入管路40以及該第二冷卻流體輸出管路41係用來輸送一第二冷卻流體00，該第二冷卻流體輸入管路40以及該第二冷卻流體輸出管路41上分別設置複數個接頭42，該複數個接頭42分別垂直設置於該第二冷卻流體輸入管路40以及該第二冷卻流體輸出管路41；該第二冷卻流體00可為冷媒或是水，但不以此為限；該至少一第一管線5分別包含相對之一第一端50以及一第二端51，該第一管線5之該第一端50連接於該第二冷卻流體輸入管路40之該些接頭42的其中之一；該至少一第二管線6分別包含相對之一第一端60以及一第二端61，該第二管線6之該第一端60連接於該第二冷卻流體輸出管路41之該些接頭42的其中之一；該至少一伺服器7設置於該容置空間20，請參閱圖三，圖三係為本發明之伺服器內之熱交換裝置示意圖，該伺服器7包含至少一發熱源70以及至少一熱交換室71，該熱交換室71與該發熱源70熱接觸，使該熱交換室71用來對該發熱源70進行熱交換，該第一管線5之該第二端51連通於該熱交換室71，該第二管線6之該第二端61連通於該熱交換室71，該第一管線5及該第二管線6用來輸送該第二冷卻流體00進入以及離開該伺服器7，以將該發熱源所產生的熱帶走，操作者可視機櫃內該伺服器7數量或是該發熱源70數量，來選擇需要使用幾組接頭42；該至少一風扇模組8設置於該容置空間20且位於該機櫃熱交換器3與該伺服器7之間，本實施例之該風扇模組8為側吹式風扇模組。由於吸熱可能造成冷卻流體汽化而使體積膨脹，故本實施例中，該第二冷卻流體輸出管路41之管徑大於該第二冷卻流體輸入管路40之管徑，若該第二冷卻流體00汽化時，較容易自管徑較大之該第二冷卻流體輸出管路32中排出；同理，該第一冷卻流體輸出管路31之管徑大於該第一冷卻流體輸入管路30之管徑。

該伺服器機櫃1利用該第一冷卻流體0自該第一冷卻流體輸入管路30流入該機櫃熱交換器3來進行機櫃整體之熱交換，吸收熱量之該第一冷卻流體0自該第一冷卻流體輸出管路31排出該機櫃熱交換器3，使得該機櫃熱交換器可以降低該風扇模組入口側的空氣溫度，該伺服器機櫃1不需放置於冷氣房內耗損冷氣能源來降溫，並使用該風扇模組8來降低該容置空間20內伺服器7的空氣溫度並且加強該容置空間20內之氣流循環；此外，該伺服器機櫃1更利用該冷卻流體管路組4來將該第二冷卻流體00輸送至該伺服器7內之該熱交換室71，以直接對該發熱源70進行降溫，該發熱源70可為中央處理單元或是晶片組等，但不以上述為限。該伺服器機櫃1透過該冷卻流體管路組4，可有效減少該機櫃熱交換器3的散熱負載，提升該伺服器機櫃1之散熱效率以及達到節省能源之功效。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以之限制本發明範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，故都應視為本發明的進一步實施狀況。

0．．．第一冷卻流體

00．．．第二冷卻流體

1．．．伺服器機櫃

2．．．殼體

20．．．容置空間

3．．．機櫃熱交換器

30．．．第一冷卻流體輸入管路

31．．．第一冷卻流體輸出管路

32．．．鰭片

4．．．冷卻流體管路組

40．．．第二冷卻流體輸入管路

41．．．第二冷卻流體輸出管路

42．．．接頭

5．．．第一管線

50．．．第一端

51．．．第二端

6．．．第二管線

60．．．第一端

61．．．第二端

7．．．伺服器

70．．．發熱源

71．．．熱交換室

8．．．風扇模組

圖一係為本發明之伺服器機櫃示意圖。

圖二係為本發明之機櫃熱交換器以及冷卻流體管路組示意圖。

圖三係為本發明之伺服器內之熱交換裝置示意圖。

0．．．第一冷卻流體

00．．．第二冷卻流體

1．．．伺服器機櫃

2．．．殼體

20．．．容置空間

3．．．機櫃熱交換器

30．．．第一冷卻流體輸入管路

31．．．第一冷卻流體輸出管路

32．．．鰭片

4．．．冷卻流體管路組

40．．．第二冷卻流體輸入管路

41．．．第二冷卻流體輸出管路

7．．．伺服器

8．．．風扇模組

Claims (9)

1. 一種伺服器機櫃，其係包含：一殼體，該殼體內形成一容置空間；一機櫃熱交換器，設置於該殼體上，該機櫃熱交換器包含一第一冷卻流體輸入管路，一第一冷卻流體輸出管路以及複數個鰭片，該第一冷卻流體輸入管路以及該第一冷卻流體輸出管路貫穿該些鰭片，該第一冷卻流體輸入管路以及該第一冷卻流體輸出管路係用來輸送一第一冷卻流體；一冷卻流體管路組，設置於該機櫃熱交換器之一側，該冷卻管路組包含一第二冷卻流體輸入管路以及一第二冷卻流體輸出管路，該第二冷卻流體輸入管路以及該第二冷卻流體輸出管路係用來輸送一第二冷卻流體，該第二冷卻流體輸入管路以及該第二冷卻流體輸出管路上分別設置複數個接頭；至少一第一管線，分別包含相對之一第一端以及一第二端，該第一管線之該第一端連接於該第二冷卻流體輸入管路之該些接頭的其中之一；至少一第二管線，分別包含相對之一第一端以及一第二端，該第二管線之該第一端連接於該第二冷卻流體輸出管路之該些接頭的其中之一；至少一伺服器，設置於該容置空間，該伺服器包含至少一發熱源以及至少一熱交換室，該熱交換室用來對該發熱源進行熱交換，該第一管線之該第二端以及該第二管線之該第二端分別連通於該熱交換室，該第一管線及該第二管線用來輸送該第二冷卻流體進入以及離開該熱交換室；以及至少一風扇模組，設置於該容置空間且位於該機櫃熱交換器與該伺服器之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機櫃，其中該第二冷卻流體輸出管路之管徑大於該第二冷卻流體輸入管路之管徑。
3. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機櫃，其中該第一冷卻流體為冷媒或是水，該第二冷卻流體為冷媒或是水。
4. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機櫃，其中該冷卻流體管路組設置於該機櫃熱交換器之一側，該複數個接頭分別垂直於該第二冷卻流體輸入管路以及該第二冷卻流體輸出管路。
5. 一種伺服器機櫃，其係包含：一殼體，該殼體內形成一容置空間；一機櫃熱交換器，係設置於該殼體之側面；一冷卻流體管路組，係與該機櫃熱交換器設置於該殼體之同一側面；至少一伺服器，係設置於該容置空間，該伺服器包含至少一發熱源及至少一熱交換室；以及至少一風扇模組，其係設置於該容置空間且位於該機櫃熱交換器與該伺服器之間；其中，該機櫃熱交換器具有複數個鰭片，用以與該至少一風扇模組的入口側的空氣進行熱交換，該冷卻流體管路組連通該熱交換室，該熱交換室與該發熱源進行熱交換。
6. 如申請專利範圍第5項所述之伺服器機櫃，其中該機櫃熱交換器更進一步包含一第一冷卻流體輸入管路，一第一冷卻流體輸出管路，該第一冷卻流體輸入管路以及該第一冷卻流體輸出管路貫穿該些鰭片，該第一冷卻流體輸入管路以及該第一冷卻流體輸出管路係用來輸送一第一冷卻流體，用以降低該至少一風扇模組的入口側的空氣溫度。
7. 如申請專利範圍第5項所述之伺服器機櫃，其中該冷卻流體管路組更進一步包含一第二冷卻流體輸入管路以及一第二冷卻流體輸出管路，該第二冷卻流體輸入管路以一第一管線連通該熱交換室，該第二冷卻流體輸出管路以一第二管路連通該熱交換室，該冷卻流體管路組輸送一第二冷卻流體至該熱交換室以對該發熱源進行降溫。
8. 如申請專利範圍第7項所述之伺服器機櫃，其中該熱交換室與該發熱源熱接觸。
9. 如申請專利範圍第5項所述之伺服器機櫃，其中該發熱源為中央處理單元。