Герметизация охлаждающих рядов для систем охлаждения серверных ферм



Герметизация охлаждающих рядов для систем охлаждения серверных ферм
Герметизация охлаждающих рядов для систем охлаждения серверных ферм
Герметизация охлаждающих рядов для систем охлаждения серверных ферм
Герметизация охлаждающих рядов для систем охлаждения серверных ферм
Герметизация охлаждающих рядов для систем охлаждения серверных ферм
Герметизация охлаждающих рядов для систем охлаждения серверных ферм

 


Владельцы патента RU 2562442:

ЯХО! ИНК. (US)

Изобретение относится к системам охлаждения Центров хранения и обработки данных. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения Центров хранения и обработки данных. Помещение для охлаждения серверов включает: пространство чернового пола, образуемое полом, боковыми стенками и фальшполом, расположенными над полом; внутреннее пространство, расположенное над пространством чернового пола и образуемое черновым полом, боковыми стенками и потолком; корпус, расположенный во внутреннем пространстве, в котором корпус образует внутреннее пространство и включает отверстие серверной стойки, предназначенное для сопряжения со стойкой; охлаждающий и перемешивающий модуль; стойку, включающую один или несколько установленных в ней блоков; один или несколько охлаждающих вентиляторов; одно или несколько вентиляционных отверстий в фальшполу; одно или несколько вентиляторных устройств во внутреннем пространстве. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится в основном к системам охлаждения Центров хранения и обработки данных.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Быстрое развитие услуг по Интернету, таких как электронная почта по Интернету, поиск по Интернету, размещение информации на веб-сайте и обмен видеоклипами между пользователями по Интернету предъявляет все более возрастающие требования к вычислительной мощности и емкости запоминающих устройств серверов в Центрах обработки и хранения данных. По мере повышения эксплуатационных характеристик серверов также растет потребление энергии серверами несмотря на меры, принимаемые по разработке конструкций маломощных интегральных схем. Например, в процессе работы у одного из наиболее широко используемых серверных процессоров - процессора AMD Opteron - потребляемая мощность достигает 95 ватт. Потребляемая мощность серверного процессора Intel Xeon находится в диапазоне от 110 до 165 ватт. Процессоры являются только частью сервера, тем не менее другие компоненты сервера, такие как охлаждающие вентиляторы и устройства хранения данных потребляют дополнительную мощность.

[0003] Серверы обычно устанавливают в стойках в Центрах хранения и обработки данных. Существует большое разнообразие вариантов конфигураций стоек. Конструкция типовой стойки включает монтажные балки, на которых монтируют несколько блоков оборудования, таких как блейд-серверы, и устанавливают их вертикально в стойке один над другим. Одна из наиболее широко используемых стоек - 19-дюймовая стойка - представляет собой стандартизированную конструкцию для монтажа оборудования, такого как серверы 1U или 2U. Одно стойко-место на указанном типе стойки обычно имеет размеры, составляющие 1,75 дюйма в высоту и 19 дюймов в ширину. Сервер, который может быть установлен в одном стойко-месте, обычно обозначают как сервер 1U. В Центрах хранения и обработки данных в стандартной стойке обычно плотно установлены серверы, устройства хранения данных, коммутаторы и (или) телекоммуникационное оборудование.

[0004] В помещении Центра хранения и обработки данных необходимо поддерживать приемлемые температурные режимы и уровень влажность для надежной работы серверов, которые обычно снабжены охлаждающими вентиляторами, засасывающими и прогоняющими воздух через шасси для охлаждения. Потребляемая мощность стойки, на которой плотно установлены друг над другом серверы, работающие на процессорах Opteron или Хеоп, может составлять от 7000 до 15000 ватт. В результате этого в серверных стойках могут возникнуть исключительно локализованные тепловые нагрузки. Тепло, рассеиваемое серверами в стойках, поступает в помещение Центра хранения и обработки данных. Тепло, суммарно выделяемое плотно установленным в стойках оборудованием, может оказать негативное воздействие на эффективность эксплуатации и надежность оборудования в стойках, так как оно охлаждается путем подачи окружающего воздуха. Таким образом, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха во многих случаях являются важной частью конструкции эффективно функционирующего Центра хранения и обработки данных.

[0005] Типовой Центр хранения и обработки данных потребляет от 10 до 40 мегаватт мощности. Большая часть потребляемой энергии распределяется между работающими серверами и системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Было определено, что на долю систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха приходится от 25 до 40 процентов потребляемой мощности в Центрах хранения и обработки данных. В Центре хранения и обработки данных, потребляющем 40 мегаватт мощности, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха могут потреблять от 10 до 16 мегаватт мощности. Существенная экономия может быть достигнута за счет использования эффективных систем охлаждения и способов, снижающих энергопотребление. Например, снижение потребляемой мощности системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с 25 до 10 процентов от мощности, потребляемой Центрами хранения и обработки данных, позволяет сэкономить 6 мегаватт мощности, являющейся достаточной для электропитания тысяч жилых домов.

[0006] В помещении Центра хранения и обработки данных серверные стойки обычно компонуют в ряды с чередованием «холодных» и «горячих» проходов («коридоров»)между ними. Все серверы установлены в стойках с целью создания схемы воздушного потока от внешней стороны к тыльной стороне, в соответствии с которой кондиционированный воздух втягивается из охлаждающих рядов, расположенных перед стойкой, и тепло отводится через «горячие» ряды позади стоек. Обычно используют конструкцию помещения с фальшполом для установки под полом системы распределения воздуха, в которой охлажденный воздух подают через вентиляционные отверстия фальшпола вдоль «холодных» проходов.

[0007] Важным фактором при эффективном охлаждении Центра хранения и обработки данных является регулирование воздушного потока и циркуляции воздуха внутри Центра хранения и обработки данных. Установки для кондиционирования воздуха компьютерных залов подают холодный воздух через плитки пола, в том числе через вентиляционные отверстия между стойками. Как и серверы, установки кондиционирования воздуха компьютерных залов также потребляют значительное количество мощности. Одна установка кондиционирования воздуха компьютерного зала может иметь до трех электродвигателей мощностью 5 лошадиных сил, и для охлаждения Центра хранения и обработки данных может потребоваться до 150 установок кондиционирования воздуха компьютерного зала. В совокупности установки для кондиционирования воздуха компьютерных залов потребляют существенное количество мощности в Центре хранения и обработки данных. Например, в помещении Центра хранения и обработки данных с компоновочной схемой «горячих» и охлаждающих рядов горячий воздух из «горячих» рядов вытягивается из «горячего» ряда и рециркулируется через установки для кондиционирования воздуха компьютерных залов. Установки кондиционирования воздуха компьютерных залов охлаждают воздух. Вентиляторы, приводимые в действие электродвигателями установок кондиционирования воздуха компьютерных залов, подают охлажденный воздух в проходящий под полом канал приточной вентиляции, образуемый фальшполом. Давление, создаваемое за счет подачи охлажденного воздуха в расположенный под полом канал приточной вентиляции, обеспечивает нагнетание охлажденного воздуха вверх через вентиляционные отверстия в черновом полу и обеспечивает его подачу в «холодные» проходы, в сторону которых направлены серверные стойки. С целью достижения достаточного расхода воздуха сотни мощных установок кондиционирования воздуха компьютерного зала могут быть установлены по всей площади стандартного помещения Центра хранения и обработки данных. Тем не менее размещение установок кондиционирования воздуха компьютерного зала в основном по углам помещения Центра хранения и обработки данных негативно влияет на их способность эффективно увеличивать расход воздуха.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Настоящее изобретение предусматривает создание устройств и способов, предназначенных для эффективного охлаждения Центров хранения и обработки данных, в которых используют конструкцию фальшпола. В конкретном примере осуществления настоящее изобретение предусматривает создание конструкции герметизации охлаждающих рядов, включающей, по меньшей мере, одно отверстие серверной стойки, сконфигурированное для сопряжения с одной или несколькими серверными стойками, и охлаждающий модуль, соединенный с верхней поверхностью конструкции герметизации охлаждающих рядов. Отверстия серверной стойки сконфигурированы для сопряжения с серверными стойками таким образом, чтобы передняя поверхность (фронтальная панель) серверных стоек сопрягалась с внутренним пространством, образуемым конструкцией герметизации охлаждающих рядов. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения отверстия серверных стоек и серверные стойки плотно соединены с помощью зажимов и (или) уплотнительных прокладок с целью снижения утечек воздуха вовнутрь конструкции герметизации охлаждающих рядов и из нее. Конструкция герметизации охлаждающих рядов расположена на фальшполу, в результате чего обеспечивается создание различных воздушных каналов и устройств кондиционирования воздуха.

[0009] В ряде примеров осуществления настоящего изобретения используют охлаждающие вентиляторы серверов, установленных в стойках, для втягивания холодного воздуха из конструкции герметизации охлаждающих рядов от фронтальной панели серверных стоек и для выпуска горячего воздуха с тыльной стороны серверных стоек. Охлаждающий модуль, установленный в верхней части конструкции герметизации охлаждающих рядов, охлаждает горячий воздух, пропуская его через охлаждающие змеевики, установленные внутри охлаждающего модуля. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения через змеевики пропускают холодную воду для обеспечения теплообмена с горячим воздухом в охлаждающем модуле.

[0010] В одном примере осуществления настоящего изобретения устройства и способы предназначены для охлаждения горячего воздуха внутри помещения для охлаждения серверов Центра хранения и обработки данных без подачи внешнего воздуха. Горячий воздух, выбрасываемый серверными вентиляторами, может быть частично охлажден одним или несколькими вентиляторными устройствами либо может быть повторно подан в помещение. Горячий воздух или частично охлажденный горячий воздух поступает в охлаждающие модули, которые могут быть расположены в верхней части конструкции герметизации охлаждающих рядов. Горячий воздух или частично охлажденный горячий воздух охлаждают водяными охлаждающими змеевиками внутри охлаждающих модулей, и охлажденный воздух поступает под действием силы тяжести в конструкцию герметизации охлаждающих рядов и за счет более низкого давления, созданного во внутреннем пространстве конструкции герметизации охлаждающих рядов. Серверные вентиляторы втягивают холодный воздух из отверстий серверных стоек, соединенных с конструкцией герметизации охлаждающих рядов, для охлаждения серверов и выбрасывают горячий воздух с тыльной стороны серверных стоек.

[0011] В дополнительных примерах осуществления настоящего изобретения устройства и способы включают перемешивание внешнего холодного воздуха для охлаждения серверов. В одном примере осуществления настоящего изобретения работа потолочных воздушных клапанов внутри Центра хранения и обработки данных может регулироваться с помощью устройства для регулирования температуры, и они могут открываться в том случае, когда внешняя температура достигает определенного порогового значения. Внешний воздух поступает в Центр хранения и обработки данных и проходит через охлаждающий модуль, установленный в верхней части конструкции герметизации охлаждающих рядов. Серверные вентиляторы втягивают холодный воздух из конструкции герметизации охлаждающих рядов. Горячий воздух вытягивается наружу с помощью потолочных вытяжных вентиляторов. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения могут быть использованы увлажнители для кондиционирования внешнего воздуха с целью регулирования влажности воздуха в помещении для охлаждения серверов центра хранения и обработки данных, в частности, в тех случаях, когда внешний воздух не соответствует эксплуатационным требованиям для функционирования серверов и иного оборудования. Тем не менее в последние годы производители серверного оборудования существенно ослабили требования к влажности воздуха в связи с совершенствованием техники.

[0012] Более полное понимание существа и преимуществ различных примеров осуществления настоящего изобретения может быть достигнуто из нижеследующего подробного описания, ведущегося со ссылками на прилагаемые рисунки.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] ФИГ. 1 - схема, иллюстрирующая конструкцию герметизации охлаждающих рядов и охлаждающий модуль.

[0014] ФИГ. 2 - схема, иллюстрирующая конструкцию герметизации охлаждающих рядов со встроенными серверными стойками и охлаждающий модуль.

[0015] ФИГ. 3 - схема, иллюстрирующая помещение для охлаждения серверов

Центра хранения и обработки данных, содержащая конструкцию герметизации охлаждающих рядов, охлаждающий модуль, вытяжные вентиляторы на крыше и смесительную камеру с воздушными клапанами, регулирующими внутреннюю и внешнюю циркуляцию воздуха, и фальшпол с одной или несколькими опорными брусами.

[0016] ФИГ. 4 - схема, иллюстрирующая опорный брус в фальшполу, закрепленный металлической пластиной в нижней части конструкции герметизации охлаждающих рядов.

[0017] ФИГ. 5 - схема, иллюстрирующая конструкцию герметизации охлаждающих рядов со встроенными серверными стойками, сервер, размещенный на одной из серверных стоек, и охлаждающий модуль.

[0018] ФИГ. 6 - схема, иллюстрирующая сервер с серверным вентилятором, втягивающим холодный воздух, кондиционированный охлаждающим модулем.

ОПИСАНИЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Нижеприведенные иллюстративные примеры осуществления настоящего изобретения и их особенности описаны и проиллюстрированы со ссылками на устройства, способы и системы, которые рассматриваются как иллюстративные примеры, не ограничивающие объем настоящего изобретения.

[0020] На ФИГ. 1 проиллюстрирован пример охлаждающего модуля 100 и пример конструкции герметизации охлаждающих рядов 106. Конструкция герметизации охлаждающих рядов 106 может включать раму, панели, двери и отверстия серверных стоек. Отверстие серверной стойки представляет собой отверстие в конструкции герметизации охлаждающих рядов 106, которое может быть соединено с серверной стойкой. Конструкция герметизации охлаждающих рядов 106 может быть выполнена из различных материалов, таких как сталь, композитные материалы или углеродные материалы, из которых может быть изготовлен корпус, образующий внутреннее пространство, включающее, по меньшей мере, одно отверстие серверной стойки, обеспечивающее взаимодействие блока стоечного исполнения с внутренним пространством.

[0021] Охлаждающий модуль 100 может быть установлен и расположен на верхней части конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 и соединен с верхней поверхностью конструкции герметизации охлаждающих рядов 106. Охлаждающий модуль 100 включает один или несколько охлаждающих змеевиков 102. Жидкость, проходящую по охлаждающим змеевикам 102, используют для обеспечения теплообмена с относительно горячим воздухом, проходящим через охлаждающий модуль 100, в результате чего воздух охлаждается. В одном примере осуществления настоящего изобретения охлаждающий модуль 100 дополнительно включает корпус, внутри которого размещены охлаждающие змеевки 102. Корпус охлаждающего модуля может быть снабжен одним или несколькими отверстиями 104, через которые воздух поступает в корпус. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения отверстия 104 могут быть снабжены воздушными фильтрами. Корпус охлаждающего модуля может быть снабжен одним или несколькими отверстиями, соединенными с верхней поверхностью конструкции герметизации охлаждающих рядов 106, и через указанные отверстия холодный воздух выходит из охлаждающего модуля и поступает во внутреннее пространство, образованное конструкцией герметизации охлаждающих рядов.

[0022] В ряде примеров осуществления настоящего изобретения воду пропускают через охлаждающие змеевики 102, функционирующие в качестве теплообменников. Водяные насосы, водоохлаждающее оборудование и связанная с ними водопроводная система (не показано) подают охлажденную воду в охлаждающие змеевики 102. В других примерах осуществления настоящего изобретения по охлаждающим змеевикам 102, функционирующим в качестве теплообменников, подают иные виды жидкостей, такие как водно-гликолевый раствор, пар или хладагент.

[0023] В ряде примеров осуществления настоящего изобретения охлаждающие змеевики 102 могут представлять собой змеевидные линии трубопроводов. В других примерах осуществления настоящего изобретения охлаждающим змеевиками 102 могут быть приданы иные формы, например прямые, линии трубопроводов. В зависимости от габаритов конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 могут варьироваться потребность в холоде, скорость воздушного потока, физические характеристики охлаждающих змеевиков 102 и количество охлаждающих змеевиков в охлаждающем модуле 100. В одном примере осуществления настоящего изобретения используют два охлаждающих змеевика внутри охлаждающего модуля 100.

[0024] Ввиду того, что холодный воздух в целом тяжелее горячего воздуха, холодный воздух, охлажденный охлаждающими змеевиками 102, обычно перемещается в направлении вниз во внутреннее пространство, образованное конструкцией герметизации охлаждающих рядов 106, которая может быть расположена ниже и соединена с охлаждающим модулем 100. Конструкция герметизации охлаждающих рядов 106 включает корпус, образующий внутреннее пространство. Корпус включает, по меньшей мере, одно отверстие 110 серверной стойки, сконфигурированное для сопряжения с несколькими серверными стойками. Отверстие серверной стойки 110 сконфигурировано для сопряжения с серверными стойками таким образом, чтобы внешняя поверхность серверных стоек пересекалась с внутренним пространством конструкции герметизации охлаждающих рядов 106. В одном примере осуществления настоящего изобретения шесть стандартных серверных стоек могут быть соединены с отверстием 110 серверной стойки. В другом примере осуществления настоящего изобретения двенадцать стандартных серверных стоек могут быть соединены с отверстием 110 серверной стойки. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения серверные стойки и отверстия 110 серверных стоек могут быть соединены вместе с помощью одного или нескольких зажимных устройств 112. В других примерах осуществления настоящего изобретения серверные стойки и отверстия 110 серверных стоек могут быть размещены последовательно друг за другом. В ряде других примеров осуществления настоящего изобретения могут быть использованы уплотняющие материалы, такие как прокладки для плотного соединения отверстия 110 серверной стойки с серверными стойками. Серверы устанавливают в стойки с целью достижения схемы воздушного потока от внешней стороны к тыльной стороне, при которой кондиционированный воздух втягивается из конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 спереди и нагретый воздух выбрасывается позади стоек.

[0025] В одном примере осуществления настоящего изобретения конструкция герметизации охлаждающих рядов 106 может включать более одного отверстия 110 серверной стойки. Отверстие 110 серверной стойки может сопрягаться с серверной стойкой таким образом, чтобы внешняя сторона серверов или иных устройств, установленных в сервере, сопрягалась с внутренним пространством, образованным конструкцией герметизации охлаждающих рядов 106. Указанная конфигурация позволяет достичь схемы воздушного потока от внешней стороны к тыльной стороне, при которой охлаждающие вентиляторы серверов или иных блоков стоечного исполнения втягивают воздух из внутреннего пространства и отводят воздух, нагретый процессором (-ами) и иными компонентами из задней панели, как проиллюстрировано на ФИГ. 4. В ряде примеров осуществление настоящего изобретения серверная стойка и конструкция герметизации охлаждающих рядов могут быть в основном герметизированы; кондиционированный холодный воздух во внутреннем пространстве конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 втягивается серверными вентиляторами вовнутрь серверов для охлаждения последних. В других примерах осуществления настоящего изобретения серверную стойку и конструкцию герметизации охлаждающих рядов 106 располагают последовательно друг за другом таким образом, чтобы серверные вентиляторы внутри серверов втягивали кондиционированный холодный воздух во внутреннем пространстве конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 в серверы.

Относительно горячий воздух подают обратно в охлаждающий модуль 100 в верхней части конструкции герметизации охлаждающих рядов 106, где происходит теплообмен между воздухом и охлаждающими змеевиками 102. Холодный воздух из охлаждающего модуля 100 опускается в конструкцию герметизации охлаждающих рядов 106 и втягивается и прогоняется до тыльной стороны серверов с помощью серверных вентиляторов, размещенных в серверах. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения в серверных стойках неплотно установлены серверы и иное оборудование. Ввиду того что серверы и другое оборудование установлены в стойке вертикально друг над другом, неплотное размещение оборудования может создать зазоры во внутреннем пространстве конструкции герметизации охлаждающих рядов. Из внутреннего пространства конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 может происходить утечка холодного воздуха, в то время как горячий воздух может циркулировать обратно во внутреннее пространство, в результате чего снижается эффективность охлаждения. С целью предотвращения утечек воздуха зазоры могут быть блокированы панелями, установленными в серверной стойке, что предотвращает утечку воздуха и его поступление в конструкцию герметизации охлаждающих рядов через зазоры.

[0026] В одном примере осуществления настоящего изобретения конструкция герметизации охлаждающих рядов 106 может дополнительно включать устройства контроля стабильности 114 в нижней части конструкции. Устройства контроля стабильности 114 могут содержать элементы, конструкция которых способна выдержать сейсмическое перемещение, возникающее во время природных катастроф, таких как землетрясение. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения устройство контроля стабильности может включать металлическую пластину, прикрепленную к опорному брусу в черновом полу, как проиллюстрировано на ФИГ. 4. При использовании устройств контроля стабильности 114 конструкция герметизации охлаждающих рядов 106 может быть поднята с пола. В результате этого холодный воздух может вытекать, а горячий воздух может поступать с нижней стороны конструкции герметизации охлаждающих рядов 106. С целью предотвращения утечек воздуха в одном примере осуществления настоящего изобретения нижняя сторона конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 может быть закрыта панелью, герметизирующей нижнюю поверхность, при этом к панели могут быть прикреплены устройства контроля стабильности 114.

[0027] В одном примере осуществления настоящего изобретения в корпусе конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 может быть установлена одна или несколько дверей 108. Дверь 108 открывается и закрывается, тем самым позволяя персоналу Центра хранения и обработки данных входить в конструкцию герметизации охлаждающих рядов для выполнения различных работ, таких как техническое обслуживание серверов. Дверь 108 может быть снабжена изоляцией с целью предотвращения утечки холодного воздуха из конструкции герметизации охлаждающих рядов 106.

[0028] Габариты конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 могут значительно варьироваться в зависимости от требуемого количества серверных стоек, потребности в охлаждении серверов и т.д. В одном примере осуществления настоящего изобретения от шести до двенадцати стандартных серверных стоек могут быть соединены с соответствующими отверстиями 110 серверных стоек конструкции герметизации охлаждающих рядов 106. Другие шесть-двенадцать стандартных серверных стоек могут быть соединены с отверстиями серверных стоек на противоположной стороне конструкции герметизации охлаждающих рядов. Расстояние между противоположными отверстиями серверных стоек может составлять 4 фута. Высота конструкции герметизации охлаждающих рядов 106 может составлять 12 футов и длина также может составлять 12 футов.

[0029] На ФИГ. 2 проиллюстрирован пример охлаждающего модуля 200, конструкции герметизации охлаждающих рядов 206 и встроенных серверных стоек 208 и 210. В указанном примере система аналогична системе, проиллюстрированной на ФИГ. 1, за тем исключением, что серверные стойки являются неотъемлемой частью системы. В данном примере осуществления настоящего изобретения не требуется соединение и уплотнение между конструкцией герметизации охлаждающих рядов 206 и серверными стойками 208 и 210, так как серверные стойки являются частью конструкции герметизации охлаждающих рядов 206. Серверы могут быть установлены во встроенные серверные стойки 208 и 210 с целью достижения схемы воздушного потока от внешней стороны к тыльной стороне. Внешняя поверхность встроенных серверных стоек 208 и 210 пересекается с внутренним пространством конструкции герметизации охлаждающих рядов 206. Серверные вентиляторы внутри сервера втягивают холодный воздух из конструкции герметизации охлаждающих рядов 206 для охлаждения серверов и выбрасывают относительно горячий воздух с тыльной стороны серверных стоек. Далее горячий воздух подают в охлаждающий модуль 200 через одно или несколько отверстий 204, в котором происходит теплообмен между горячим воздухом и одним или несколькими охлаждающими змеевиками 202. Охлаждающий модуль 200 может быть расположен на верхней поверхности конструкции герметизации охлаждающих рядов 206 и может быть соединен с верхней поверхностью конструкции герметизации охлаждающих рядов 206 через отверстие на верхней стороне конструкции герметизации охлаждающих рядов 206 и нижней стороне охлаждающего модуля 200. Холодный воздух обычно перемещается в направлении вниз, в частности, когда в серверные вентиляторы втягивают холодный воздух из конструкции герметизации охлаждающих рядов, создавая более низкое давление воздуха во внутреннем пространстве конструкции герметизации охлаждающих рядов 206.

[0030] Охлаждающие системы, проиллюстрированные на ФИГ. 1 и 2, могут работать во внутреннем пространстве, образованном помещением для охлаждения серверов центра хранения и обработки данных, как описывалось выше, втягивая воздух из внутреннего пространства и подавая охлажденный воздух во внутреннее пространство конструкции герметизации охлаждающих рядов 106. Тем не менее в ряде примеров осуществления настоящего изобретения охлаждающие системы также могут работать во взаимосвязи с помещением для охлаждения серверов Центра хранения и обработки данных, которое включает устройство для регулирования расхода воздуха, обеспечивающее использование внешнего воздуха. На ФИГ. 3 проиллюстрировано помещение 300 для охлаждения серверов центра хранения и обработки данных с одним или несколькими потолочными вытяжными вентиляторами 316, потолочными воздушными клапанами 314, регулирующими забор внешнего воздуха, смесительной камерой 318, воздушными клапанами 312, регулирующими циркуляцию воздуха, поступающего в смесительную камеру 318, и фальшполом 332. Один или несколько опорных брусов 322 удерживают фальшпол 332. Одно или несколько вентиляционных отверстий 320 расположены на фальшполу таким образом, чтобы обеспечивалась смена воздуха между внутренним пространством 330 и пространством чернового пола 324. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения один или несколько вентиляторных агрегатов 328 могут быть предназначены для нагнетания воздуха из пространства чернового пола 324 во внутреннее пространство 330. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения вентиляторный агрегат может представлять собой установку кондиционирования воздуха компьютерных залов, включающую один или несколько вентиляторов. Установки кондиционирования воздуха компьютерных залов могут быть расположены по углам зала Центра хранения и обработки данных. Установки кондиционирования воздуха компьютерных залов обеспечивают подачу воздуха через плитки пола, в которых устроены вентиляционные отверстия 320. Например, горячий воздух из горячих рядов вытягивается из горячего ряда и подается на установки кондиционирования воздуха компьютерных залов. Установки кондиционирования воздуха компьютерных залов могут частично охлаждать воздух или непосредственно подавать его обратно во внутреннее пространство, в котором работает охлаждающий модуль 302, обеспечивающий дальнейшее кондиционирование воздуха и его подачу в корпус 306. Вентиляторы, приводимые в действие двигателями установок кондиционирования воздуха компьютерных залов, подают воздух в расположенные под полом каналы приточной вентиляции, образуемые фальшполом. Давление, создаваемое нагнетаемым воздухом в расположенные под полом каналы приточной вентиляции, обеспечивает подачу воздуха в направлении вверх через вентиляционные отверстия в черновом полу и его нагнетание во внутреннее пространство помещения 500 для охлаждения серверов.

[0031] Охлаждающий модуль 302 включает один или несколько охлаждающих змеевиков 304, и он соединен со смесительной камерой 318. Верхняя поверхность конструкции герметизации охлаждающих рядов 306 соединена с охлаждающим модулем 302. Отверстия 308 серверных стоек в корпусе конструкции герметизации охлаждающих рядов 306 соединены с серверными стойками 310. Серверы могут быть установлены в серверных стойках с целью достижения схемы воздушного потока от внешней стороны к тыльной стороне. Передняя поверхность серверных стоек пересекается с внутренним пространством конструкции герметизации охлаждающих рядов 306. Серверные вентиляторы внутри серверов втягивают холодный воздух из конструкции герметизации охлаждающих рядов 306 для охлаждения серверов и выбрасывают горячий воздух из серверных стоек.

[0032] Помещение 300 для охлаждения серверов может работать в различных режимах. В одном режиме в помещении 300 для охлаждения серверов внешний воздух не нагнетают в указанное помещение. Вентиляторные агрегаты 328 могут частично охлаждать горячий воздух, выбрасываемый из серверов, и подавать частично охлажденный горячий воздух обратно во внутреннее пространство. Частично охлажденный горячий воздух подают обратно в смесительную камеру 318 и охлаждающий модуль 302. В другом режиме внешний холодный воздух не подают в помещение 300 для охлаждения серверов. Вентиляторные агрегаты 328 просто рециркулируют горячий воздух, выбрасываемый из серверов, обратно во внутреннее пространство. Горячий воздух подают обратно в смесительную камеру 318 и охлаждающий модуль 302. В другом режиме внешний холодный воздух подают в помещение 300 для охлаждения серверов. Потолочные воздушные клапаны 314 открыты, в то время как воздушные клапаны 312 в смесительной камере закрыты. Внешний холодный воздух проходит через охлаждающий модуль 302 и поступает в конструкцию герметизации охлаждающих рядов 306.

[0033] В одном примере осуществления настоящего изобретения потолочные воздушные клапаны 314 закрыты, а воздушные клапаны 312 в смесительной камере открыты. Часть горячего воздуха, выбрасываемая из серверов, вытягивается за пределы помещения 300 для охлаждения серверов с помощью одного или нескольких потолочных вытяжных вентиляторов 316. Часть горячего воздуха поступает в смесительную камеру 318 через открытые воздушные клапаны 312. Горячий воздух внутри смесительной камеры втягивается в охлаждающий модуль 302, в котором происходит теплообмен между воздухом и охлаждающими змеевиками 304. Далее холодный воздух поступает в конструкцию герметизации охлаждающих рядов 306 под действием силы тяжести и за счет более низкого давления во внутреннем пространстве конструкции герметизации охлаждающих рядов 306.

[0034] В другом примере осуществления настоящего изобретения потолочные воздушные клапаны 314 открыты, в то время как воздушные клапаны 312 в смесительной камере закрыты. Внешний холодный воздух поступает в смесительную камеру 318 через открытые воздушные клапаны 314, проходит через охлаждающий модуль 304 и протекает вниз во внутреннее пространство конструкции герметизации охлаждающих рядов 306.

[0035] В ряде примеров осуществления настоящего изобретения устройство для контроля температуры управляет открытием и закрытием воздушных клапанов 312 и 314. При достижении соответствующего уровня внешней температуры устройство для контроля температуры открывает потолочные воздушные клапаны 314, обеспечивая поступление внешнего воздуха в помещение, и закрывает воздушные клапана 312 в смесительной камере с целью предотвращения поступления горячего воздуха, выбрасываемого из серверов, в смесительную камеру. В том случае, когда внешняя температура является слишком высокой для помещения 300 для охлаждения серверов, устройство для контроля температуры закрывает потолочные воздушные клапаны 314 с целью предотвращения поступления теплого внешнего воздуха вовнутрь и открывает воздушные клапаны 312, обеспечивая поступление горячего воздуха, выбрасываемого из серверов, обратно в смесительную камеру. Использование внешнего естественного холодного воздуха существенно сокращает энергопотребление Центров хранения и обработки данных, так как в этом случае снижаются энергозатраты на охлаждение жидкости, циркулирующей по охлаждающему модулю 100. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения открывание и закрывание воздушных клапанов 312 и 314 и работа потолочных вытяжных вентиляторов 316 регулируется электронным устройством, таким как устройство контроля температуры, отслеживающее температуру внутри и снаружи помещения для охлаждения серверов и регулирующее работу воздушных клапанов и вентиляторов с целью достижения оптимальной эффективности при охлаждении помещения.,

[0036] В зависимости от расположения Центра хранения и обработки данных может варьироваться влажность внешнего холодного воздуха. В том случае, когда влажность внешнего холодного воздуха является низкой, внешний воздух может быть кондиционирован таким образом, чтобы уровень влажности соответствовал требованиям надежной работы серверов. Несмотря на то что производители серверов существенно понизили уровень требований в отношении влажности воздуха для обеспечения надежной работы серверного оборудования, соответствующий уровень влажности наружного воздуха внутри помещения для охлаждения серверов Центра хранения и обработки данных до сих пор является важным фактором эффективности и надежности оборудования в центре хранения и обработки данных. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения один или несколько увлажнителей могут быть установлены в смесительной камере 318 для кондиционирования влажности воздуха, проходящего через смесительную камеру.

[0037] На ФИГ. 4 детально проиллюстрирован опорный брус 412 в сочетании с металлическим стержнем 414 с резьбой по всей длине, который прикреплен к металлической пластине 406 в нижней части конструкции герметизации охлаждающих рядов. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения металлический стержень 414 соединен с опорным брусом 412 с помощью приваренной к полу соединительной детали с резьбой по всей длине. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения болт 408 и фиксирующий элемент 410 могут быть использованы для крепления металлической пластины 406 к металлическому стержню 414. Металлическая пластина 406 может быть расположена в нижней части конструкции герметизации охлаждающих рядов. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения металлическая пластина 406 может являться частью устройства контроля стабильности конструкции герметизации охлаждающих рядов. В других примерах осуществления настоящего изобретения опорные брусы фальшпола позволяют противостоять сейсмических явлениям, таким как землетрясения. Металлический стержень 414 с резьбой по всей длине может быть прикреплен к полу с помощью приваренной соединительной детали 418 с резьбой по всей длине. Металлический стержень 414 также позволяет противостоять сейсмическим явлениям, таким как землетрясения. За счет крепления конструкции герметизации охлаждающих рядов к одному или нескольким опорным брусам и к металлическим стержням с резьбой по всей длине система обеспечивает сейсмическую защиту с помощью опорных брусов фальшпола. В ряде примеров осуществления настоящего изобретения установка дополнительных металлических стержней с резьбой по всей длине обеспечивает более эффективную сейсмическую защиту.

[0038] На ФИГ. 5 проиллюстрирован охлаждающий модуль 500, конструкция герметизации охлаждающих рядов 502, серверные стойки 504 и сервер 506, установленный на серверной стойке. Система в данном примере аналогична системе, приведенной на ФИГ. 2. Кондиционированный холодный воздух поступает в конструкцию герметизации охлаждающих рядов 502 через охлаждающий модуль 500, расположенный в верхней части конструкции герметизации охлаждающих рядов 502. Серверные вентиляторы внутри сервера 506 втягивают кондиционированный холодный воздух из внутреннего пространства конструкции герметизации охлаждающих рядов 502 и охлаждают сервер 506.

[0039] На ФИГ. 6 проиллюстрирован охлаждающий модуль 600, охлаждающий змеевики 602, сервер 604 и серверный вентилятор 606 внутри сервера 604. Кондиционированный холодный воздух из охлаждающего модуля 600 и охлаждающих змеевиков 602 втягивается серверным вентилятором 606 и проходит через сервер 604 для охлаждения сервера. Относительно горячий воздух выбрасывается из сервера 604 с помощью серверного вентилятора 606.

[0040] Настоящее изобретение было пояснено со ссылками на конкретные примеры осуществления. Например, несмотря на то что описание примеров осуществления настоящего изобретения велось со ссылками на конкретные компоненты и конструкции, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что также могут быть использованы различные сочетания компонентов и схем. Другие примеры осуществления настоящего изобретения должны быть очевидны специалистам в данной области техники. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается описанными примерами или отдельными элементами, за исключением того, что определено в прилагаемой формуле изобретения.

1. Помещение для охлаждения серверов, включающее:
пространство чернового пола, образуемое полом, боковыми стенками и фальшполом, расположенными над полом;
внутреннее пространство, расположенное над пространством чернового пола и образуемое черновым полом, боковыми стенками и потолком;
корпус, расположенный во внутреннем пространстве, в котором корпус образует внутреннее пространство и включает отверстие серверной стойки, предназначенное для сопряжения со стойкой;
охлаждающий и перемешивающий модуль, предназначенный для подачи охлаждающего воздуха во внутреннее пространство, образованное корпусом;
стойку, включающую один или несколько установленных в ней блоков, в котором стойка сопрягается с отверстием серверной стойки таким образом, чтобы соответствующие передние поверхности одного или нескольких блоков стоечного исполнения сопрягались с внутренним пространством, образуемым корпусом;
один или несколько охлаждающих вентиляторов, предназначенных для отведения воздуха из внутреннего пространства через соответствующие передние поверхности одного или нескольких блоков стоечного исполнения и выброса нагретого воздуха из одного или нескольких блоков стоечного исполнения во внутреннее пространство;
одно или несколько вентиляционных отверстий в фальшполу, через которые происходит обмен воздуха между пространством чернового пола и внутренним пространством, причем одно или несколько вентиляционных отверстий распложены за пределами внутреннего пространства;
одно или несколько вентиляторных устройств во внутреннем пространстве, предназначенные для нагнетания воздуха из пространства чернового пола во внутреннее пространство через одно или несколько вентиляционных отверстий.

2. Помещение для охлаждения серверов по п. 1, в котором один или несколько опорных брусов, установленных на полу, служат опорой для фальшпола.

3. Помещение для охлаждения серверов по п. 2, в котором стойка прикреплена к черновому полу и, по меньшей мере, к одному опорному брусу из нескольких опорных брусов.

4. Помещение для охлаждения серверов по п. 1, в котором, по меньшей мере, один или несколько блоков стоечного исполнения включают, по меньшей мере, один из нескольких охлаждающих вентиляторов.

5. Помещение для охлаждения серверов по п. 1, дополнительно включающее один или несколько регуляторов подвода внешнего воздуха для селективной подачи воздуха снаружи устройства охлаждения сервера в пространство чернового пола.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат - повышение эффективности охлаждения нагревающихся электронных компонентов, увеличение плотности установки вычислительных узлов, обеспечение функционирования серверной фермы при отрицательных температурах окружающей среды, а также сохранение эффективности охлаждения и экономии электроэнергии при установке неполного количества вычислительных узлов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для испытания объектов на электромагнитную совместимость с одновременными электромагнитным и климатическим воздействиями на объект испытания.

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора. Цель изобретения - улучшение процесса охлаждения тепловыделяющих электронных компонентов.

Изобретения относятся к компьютерным системам, монтируемым в серверных стойках и залах, а также к их охлаждению. Технический результат - обеспечение компьютерной системы с эффективным охлаждением, в которой возможен беспрепятственный монтаж/демонтаж оборудования в процессе ее работы.

Группа изобретений относится к области радиоэлектронной техники и может быть использована при конструировании корпусов радиоэлектронных устройств. Технический результат - обеспечение интенсивного отведения тепла от тепловыделяющих радиоэлектронных элементов при их контакте с дном корпусов при одновременной минимизации передачи тепла к радиоэлектронным элементам при герметизации корпусов при помощи пайки или сварки, что повышает надежность и долговечность работы радиоэлектронных устройств.

Изобретение относится к металлокерамической связанной подложке и, в частности, к объединенной подложке с жидкостным охлаждением, и к способу ее изготовления. Технический результат - уменьшение затрат на материалы и изготовление, и уменьшение изгиба (деформации формы), повышение прочности и теплоизлучающей производительности.

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и может быть использовано в конструкциях блоков радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в состав которых устанавливаются сменные модули электронные, и, работающих в условиях повышенного тепловыделения элементами РЭА, значительных механических нагрузок, а также агрессивных погодно-климатических факторов при войсковой эксплуатации.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к охлаждению тепловыделяющих элементов электронной аппаратуры. Технический результат - обеспечение высокоэффективного отвода тепла от каждого из собранных в модуль полупроводниковых светодиодов при минимальном значении сопротивления теплопередаче и минимальном влиянии неконденсированных примесей.

Изобретение относится к теплоотводящей технике, может использоваться в теплообменных системах газового и жидкостного охлаждения, а также для отведения тепла от термонагруженных твердых элементов.

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано для обеспечения эффективного отвода тепла от печатных плат с размещенными на них электронными компонентами.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат - повышение эффективности охлаждения нагревающихся электронных компонентов, увеличение плотности установки вычислительных узлов, обеспечение функционирования серверной фермы при отрицательных температурах окружающей среды, а также сохранение эффективности охлаждения и экономии электроэнергии при установке неполного количества вычислительных узлов.

Изобретения относятся к компьютерным системам, монтируемым в серверных стойках и залах, а также к их охлаждению. Технический результат - обеспечение компьютерной системы с эффективным охлаждением, в которой возможен беспрепятственный монтаж/демонтаж оборудования в процессе ее работы.

Изобретение относится к теплоотводящей технике, может использоваться в теплообменных системах газового и жидкостного охлаждения, а также для отведения тепла от термонагруженных твердых элементов.

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения компонентов электронной аппаратуры. Технический результат - повышение энергоэффективности системы охлаждения.

Изобретение относится к системе (1) для кондиционирования воздуха внутреннего пространства центра (2) обработки данных, оснащенного электронным оборудованием (3). Технический результат - обеспечение во внутреннем пространстве центра обработки данных наиболее подходящих значений температуры и относительной влажности для его корректной работы в широком диапазоне географических областей с различным климатом.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться для нормализации температуры процессоров современных компьютеров. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения компьютерного процессора.

Изобретение относится к системам охлаждения Центров хранения и обработки данных. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения.

Изобретение относится к системам охлаждения для Центров хранения и обработки данных. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения.

Изобретение предназначено для охлаждения электронных устройств бортовой аппаратуры космических аппаратов (КА). Технический результат - повышение эффективности охлаждения устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты и силовые модули с различными тепловыделениями, в том числе предназначенных для эксплуатации в условиях невесомости.

Изобретение относится к вентиляции и управлению температурой в камерах для электронного оборудования, в частности к устройствам и способам управления воздушным потоком внутри таких камер.

Использование: для охлаждения и теплоотвода, например охлаждения компонентов компьютерной техники. Сущность изобретения заключается в том, что способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов на основе применения полупроводниковых лазеров заключается в применении термомодуля, примыкающего холодными спаями к электронному компоненту, а горячие спаи термомодуля представляют собой матрицу полупроводниковых лазеров, предназначенную для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока, в энергию электромагнитного излучения оптического диапазона, отводящую тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду. Технический результат: обеспечение возможности повышения эффективности теплопередачи, уменьшения габаритов теплоотвода, увеличения интенсивности работы систем охлаждения. 1 ил.
Наверх