TWI608333B - Combined data center and its heat dissipation method - Google Patents

Description

組合式數據中心及其散熱方法

本發明係關於一種組合式數據中心及其散熱方法，係以機房模組化、標準化與空調系統散熱技術應用於數據中心，可有效提升組合式數據中心的散熱效率，並降低機房整體耗能。

目前現有的以貨櫃方式的資料中心主要為密閉的空間，並將電腦機櫃設置於密閉式的貨櫃機房中，並透過熱交換器來降低機房內部的溫度，換言之，空氣僅限於在密閉機房內部流動，當機房內部的空氣被電腦機櫃加熱後，便需經過熱交換器冷卻，藉此不斷地循環來調整控制資料中心的作業環境。由此可知，習知技術若欲穩定地控制貨櫃式資料中心之作業環境，必須持續開啟熱交換器，此將造成電力不斷地被消耗。

由於伺服器機櫃內的電子元件在運行過程中會產生大量的熱量，為及時將該等熱量從伺服器機櫃排出以保證伺服器機櫃的正常工作，業界通常在箱體上開設進風口及出風口，藉由風扇從進風口吸入冷風，與伺服器機櫃進行熱交換後，將熱量從出風口排出。為防止灰塵進入箱體，通常在進風口內加裝防塵網，使用一段時間後，大量灰塵聚集於該 防塵網上，需人工將防塵網拆下並將其上的灰塵抹除，以防止防塵網被阻塞影響通風散熱效果。但此種藉由人工抹除灰塵方法成本高，效率低。

本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本組合式數據中心及其散熱方法。

本發明之目的係導入貨櫃式雲端機房優點，綠色節能機房規劃，使機房架構標準化，縮短機房建置作業時程；機房高度密集化設計、架構簡單、製造與維護容易，達到降低機房的建置、運轉與維護成本之結果。

以隔熱箱體組裝，可放置於戶外或室內，並可搭配外部空調設備進行外氣冷卻功能，降低機房空調耗能。

本發明模組化之箱體設計，依機櫃使用需求進行縱向組合擴充，各箱體以連結扣做連結，可將箱體容量適度延伸，並易使其各箱體進行分解或組合；每一箱體尺寸均符合現行貨櫃車載運標準規格，便於吊裝與運送。

一種組合式數據中心，係以複數個箱體組合而成，其中各箱體係包括熱氣室，其熱氣室底部係設有回風孔，並與熱通道連接；冷氣室，係由外部空調設備供給冷卻空氣到箱體的冷氣室，再輸送到冷通道；佈線區，係提供電力、空調、網路、消防之電力傳輸配線線路之配置；冷通道，係接收冷氣室提供之冷卻空氣，並經由冷通道進入機櫃；機櫃，係放置電力櫃、備援空調櫃、網路櫃、或資通訊機櫃之任何電子資訊系統機櫃；熱通道，係將收集機櫃排放之熱氣送至 外部空調設備或經由熱氣室之排氣孔排放到大氣。

其中箱體外部係由箱板或具有隔熱材的箱板組成，冷通道、及熱通道，其內部上方另裝設有照明之燈具，箱體係符合貨櫃車載運之標準規格，箱體係另以連結扣將各箱體進行連結，且另包括熱氣室連接孔、冷氣室連接孔、冷通道連接孔、熱通道連接孔、佈線區連接孔，以連接箱體與箱體間的熱氣室、冷氣室、冷通道、熱通道、及佈線區，並於第一個箱體前側與最後一個箱體後側的熱通道係設有一出入門，另於箱體側邊上設有維修門，以方便維修人員由維修門進入。

一種組合式數據中心及其散熱方法，其冷卻空氣之氣流流動，係經由冷氣室下方的送風口進入冷通道，再由冷通道進入機櫃冷卻，機櫃將升溫後的熱氣排放至熱通道，再經由熱通道上方回風口導入熱氣室，最後再由熱氣室排放熱氣至外部空調設備或經由排氣孔排放到大氣，其中冷卻空氣，係由外部空調設備提供。

本發明所提供一種組合式數據中心及其散熱方法，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.模組化箱體設計，依機櫃使用需求進行縱向組合擴充。

2.每一模組箱體尺寸符合貨櫃車載運規格，便於吊裝與運送。

3.模組箱體為一數據中心及其散熱方法構造，標準化產品設計：標準化設計，安裝簡單；組合式架構，可依實際機櫃使用需求進行擴充，應用彈性空間大。 箱體外部由箱板或具有隔熱材的箱板組成，內部配置標準化設計，構造簡單、compact。模組化箱體設計使冷熱通道完全隔離，對機櫃內IT設備直接冷卻，降低空調冷卻能量損失，降低機房的PUE值。

100‧‧‧箱體

110‧‧‧熱氣室

111‧‧‧回風孔

112‧‧‧排氣孔

120‧‧‧冷氣室

121、140‧‧‧佈線區

130‧‧‧冷通道

131‧‧‧機櫃

150‧‧‧熱通道

170‧‧‧熱氣室連接孔

171‧‧‧冷氣室連接孔

172‧‧‧冷通道連接孔

173‧‧‧佈線區連接孔

174‧‧‧維修門

175‧‧‧連結扣

176‧‧‧熱通道連接孔

177‧‧‧熱通道出入門

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：圖1為本發明組合式數據中心及其散熱方法之立體正視圖；圖2為本發明組合式數據中心及其散熱方法之剖面圖；圖3為本發明組合式數據中心及其散熱方法之側面圖；圖4為本發明組合式數據中心及其散熱方法之空氣氣流圖；圖5為本發明組合式數據中心及其散熱方法之正面空氣氣流圖；圖6為本發明組合式數據中心及其散熱方法之側面空氣氣流圖；圖7為本發明組合式數據中心及其散熱方法之箱體組合圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

以下，結合附圖對本發明進一步說明：

請參閱圖1、圖2、及圖3所示，為本發明組合式數據中心及其散熱方法之立體正視圖、剖面圖、及側面圖，本發明模組化之箱體100設計，依機櫃131使用需求進行縱向組合擴充，各箱體100以連結扣做連結，可將箱體100容量適度延伸；每一箱體100尺寸均符合現行貨櫃車載運標準規格，便於吊裝與運送。

其中模組化之箱體100係為一數據中心，其中箱體100外部係由箱板或具有隔熱材的箱板組成，其箱體100上層為熱氣室110，底部中間設有回風孔111，並與熱通道150連接，其熱通道150係將收集機櫃131排放之熱氣送至外部空調設備或由排氣孔112排放到大氣，其排氣風門，可直接或接風管排放於大氣；並由風門控制。

第二層係設有冷氣室120與佈線區121，其係由外部空調設備供給冷卻空氣到箱體100的冷氣室120，再輸送到冷通道130，另佈線區則提供電力、空調、網路、消防等電力傳輸配線線路之配置。

第三層為機櫃131配置、冷通道130、及熱通道150，冷卻空氣經由冷通道130進入機櫃131，進行機櫃131散熱，再依序將熱量排放到熱通道150，並再送至熱氣室110，其中冷通道130與熱通道150上方另裝設有可照明之燈具。

底層亦為佈線區140，亦提供電力、空調、網路、消防等電力傳輸配線線路之配置。

其機櫃131可分別為電力櫃、備援空調櫃、網路櫃、或資通訊機櫃等任何電子資訊系統機櫃。

請參閱圖4、圖5、及圖6所示，為本發明組合式 數據中心及其散熱方法之立體正視空氣流向圖、剖面空氣流向圖、及側面空氣流向圖，由圖中可知，氣流流動方向如圖所示，冷卻空氣經由冷氣室120下方的送風口進入冷通道130，再進入機櫃131冷卻後，由熱氣室接孔排出，機櫃131將熱氣排放至熱通道150，再經由熱通道150上方回風口111進入熱氣室110，達到冷卻機房目的。

請參閱圖7所示，為本發明組合式數據中心及其散熱方法之箱體連接圖，係為模組式之箱體設計，每一箱體尺寸均符合現行貨櫃車載運標準規格(以現行20呎標準貨櫃為長6.10m、寬2.44m、高2.59m為例)，便於吊裝與運送，各箱體以連結扣175做連結，可將箱體容量適度延伸，各箱體上均各設有熱氣室連接孔170、冷氣室連接孔171、冷通道連接孔172、熱通道連接孔176、佈線區連接孔173，以連接箱體與箱體間的熱氣室、冷氣室、冷通道、熱通道、及佈線區，其熱通道連接孔係為箱體與箱體間之連接處，而第一個箱體前側與最後一個箱體後側的熱通道係設有一熱通道出入門177，以利維修人員進入，另在各箱體側邊上均設有維修門174，以方便維修人員由維修門174進入冷通道進行維修。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

100‧‧‧箱體

110‧‧‧熱氣室

111‧‧‧回風孔

112‧‧‧排氣孔

120‧‧‧冷氣室

121、140‧‧‧佈線區

130‧‧‧冷通道

131‧‧‧機櫃

150‧‧‧熱通道

Claims (9)

1. 一種組合式數據中心，係以複數個箱體組合而成，其中各箱體係包括：熱氣室，其該熱氣室底部係設有回風孔，並與熱通道連接；冷氣室，係由外部空調設備供給冷卻空氣到箱體的冷氣室，再輸送到冷通道；佈線區，係提供電力、空調、網路、消防之傳輸配線線路之配置；冷通道，係接收該冷氣室提供之冷卻空氣，並經由冷通道進入機櫃；該機櫃，係放置電力櫃、備援空調櫃、網路櫃、或資通訊機櫃之任何電子資訊系統機櫃；該熱通道，係將收集該機櫃排放之熱氣經由該熱氣室排放熱氣至外部空調設備或經由排氣孔排放到大氣；其中該箱體，係另包括熱氣室連接孔、冷氣室連接孔、冷通道連接孔、熱通道連接孔、佈線區連接孔，以連接箱體與箱體間的該熱氣室、該冷氣室、該冷通道、該熱通道、及該佈線區。
2. 如申請專利範圍第1項所述之組合式數據中心，其中該箱體，其外部係由箱板或具有隔熱材的箱板組成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之組合式數據中心，其中該冷通道、及該熱通道，其內部上方另裝設有照明之燈具。
4. 如申請專利範圍第1項所述之組合式數據中心，其中該箱體，係符合貨櫃車載運之標準規格。
5. 如申請專利範圍第1項所述之組合式數據中心，其中該箱體，係另以連結扣將各箱體進行連結，並易使其該各箱體分解或組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之組合式數據中心，其中該箱體，係另於第一個箱體前側與最後一個箱體後側的該熱通道係設有一出入門。
7. 如申請專利範圍第1項所述之組合式數據中心，其中該箱體，係另於該箱體側邊上設有維修門，以方便維修人員由該維修門進入。
8. 一種組合式數據中心散熱方法，其冷卻空氣之氣流流動，係經由外部空調設備，透過冷氣室連接孔、冷氣室再至冷氣室下方的送風口進入冷通道，再由該冷通道進入機櫃冷卻，並藉由箱體間之熱氣室連接孔、冷氣室連接孔、冷通道連接孔、熱通道連接孔、佈線區連接孔將其箱體與箱體間的該熱氣室、該冷氣室、該冷通道、該熱通道、及該佈線區相互連接，再使該機櫃將升溫後的熱氣排放至熱通道，再經由該熱通道上方回風口導入熱氣室，最後再由該熱氣室排放熱氣至外部空調設備或經由排氣孔排放到大氣。
9. 如申請專利範圍第8項所述之組合式數據中心散熱方法，其中該冷卻空氣，係由外部空調設備提供。