[发明专利]用于服务器群冷却系统的冷排封装

说明书

本发明涉及用于服务器群冷却系统的冷排封装。设备、方法和系统针对数据中心的高效冷却。本发明的一些实施例允许通过外壳实现冷排封装并允许服务器风扇从冷排封装结构汲取冷空气以使安装在服务器机架上的服务器冷却。在其他具体实施例中，所公开的系统可以用于将外部冷空气混合到冷排封装结构中以使服务器冷却。在一些实施例中，本发明涉及使用连接夹，以将冷排封装结构的顶部或者底部横杆紧固到服务器机架的顶部或者底部横杆。

本申请是申请日为2010年3月31日、题为“用于服务器群冷却系统的冷排封装”的中国发明专利申请No.201080017605.1的分案申请。

技术领域

本发明大体涉及用于数据中心的冷却系统。

背景技术

互联网服务(例如网页电子邮件、网页搜索、网站托管、以及网页视频分享)的迅速增长正产生了对于来自数据中心的服务器的运算和存储能力的日益高涨的需求。在服务器的性能正在提高的同时，尽管在集成电路的低功耗设计方面进行了努力，然而服务器的功耗也升高了。例如，最广泛使用的服务器处理器之一，AMD的皓龙(Opteron)处理器以高达95瓦的功率运行。英特尔的至强(Xeon)服务器处理器在110和165瓦之间的功率运行。然而，处理器仅是服务器的一部分；服务器中的其他部分(例如冷却风扇和存储装置)还消耗额外的功率。

在数据中心，服务器通常被布置在机架中。对于机架存在多种物理构造。通常的一种机架构造包括安装轨，多个设备单元(例如刀片式服务器)被安装至安装轨，并在机架内竖直地堆叠。最广泛使用的19英寸机架之一是用于安装诸如1U或2U服务器的设备的标准化系统。这种类型机架上的一个机架单元通常高1.75英寸，宽19英寸。可以安装在一个机架单元中服务器通常被设计为1U服务器。在数据中心，标准机架通常密集地群集有服务器、存储装置、开关、和/或电信设备。

数据中心室应该维持在对于服务器(通常其具有通过机箱抽吸空气的冷却风扇来进行冷却)的可靠运转而言可接受的温度和湿度。密集地堆叠有配备了皓龙或至强处理器的服务器的机架的功耗可以在7,000和15,000瓦之间。由此，服务器机架可以产生非常集中的热负荷。由机架中的服务器散发的热被排向数据中心室。由密集地群集的机架所共同产生的热会对机架中的设备的性能和可靠性产生不利的影响，这是因为它们依靠周围空气以冷却。因此，加热、通风、空调(HAVC)系统通常是高效数据中心的设计的重要部分。

典型的数据中心消耗10至40百万瓦的功率。能耗的大部分在服务器的运转与HVAC系统之间分配。预计HVAC系统占用了数据中心使用的功率的百分之25至40之间。对于消耗40百万瓦功率的数据中心而言，HAVC系统可以消耗10至16百万瓦的功率。可以通过利用减少能量使用的高效冷却系统和方法来实现显著的成本降低。例如，将HVAC系统的功耗从占数据中心所使用的功率的百分之25降低到百分之10，带来6百万瓦功率的节省，这足以对数千居民住宅进行供电。

在数据中心室中，服务器机架通常成排地布局，并在它们之间具有交替的冷、热通道。全部服务器被安装到机架中，以实现前-后气流模式，其从位于机架前方的冷排汲取经调节的空气，并通过机架后方的热排将热排出。升高的地板空间设计通常用于容纳地板下空气分配系统，在地板下空气分配系统处，冷却后的空气沿着冷通道通过升高的地板中的孔进行供应。