[发明专利]在数据中心中被动产生电的机架上安装的热电发电机组件

说明书

技术领域

本发明涉及用于从数据中心内的热差产生电的热电发电机组件。

背景技术

数据中心面对的一个最大的挑战是如何降低能耗以便更接近理想的绿色数据中心。投资于服务器虚拟化和合并、消耗更少能量的硬件、气流研究、更好的制备安置和组织是为功率优化的绿色数据中心广泛采取的技术。这些技术减少或优化了物理或计算方向的给定特性，从而可以实现能量节省。

在追求能量效率的设计完善的数据中心中，出于制备冷却的目的，每个机架上的空的空间必须被填充以面板以保持热侧和冷侧，从而更好地使用流过机架的气流，由此通过降低操作冷却系统，包括机房空调(CRAC)，所需的电量而节省能量。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种用于在计算机机架内产生电的装置。该装置包括：固定在具有第一侧和第二侧的平面组件内的多个热电发电机模块，其中每个热电发电机具有暴露在平面组件的第一侧上的第一导热衬底和暴露在平面组件的第二侧上的第二导热衬底，并且其中所述多个热电发电机模块被可操作地耦连在电路内以从所述平面组件提供电流。所述装置还包括：第一管道，用于跨平面组件的第一侧引导第一流体流以便给第一导热衬底提供热；和第二管道，用于跨平面组件的第二侧引导第二流体流以便从第二导热衬底收取热。所述平面组件被固定在第一和第二管道之间的壳体内，其中所述壳体具有用于被容纳在计算机机架内的形状因子。

本发明的另一个实施例提供了用于在计算机机架内产生电的另一种装置。该装置包括：以空间间隔开的关系固定在壳体内的平面热电发电机组件堆，其中所述壳体具有用于被容纳在计算机机架内的形状因子。该装置还包括每个热电发电机组件的第一侧上的冷空气管道，用于跨每个热电发电机组件的第一侧引导冷空气；和每个热电发电机组件的第二侧上的热空气管道，用于跨每个热电发电机组件的第二侧引导热空气。

附图说明

图1是用于根据热差产生电压的热电设备的示意图；

图2是薄板形式的热电发电机模块的图；

图3是图2的热电发电机模块的侧视图；

图4a是包括在图2和3的热电发电机模块阵列内的平面热电发电机组件的平面图；

图4b是图4a的热电发电机组件的端视图；

图5是具有相关联的气流引导屏障的三个热电发电机组件的立体组件视图；

图6是图5的热电发电机组件的壳体的正面(冷通道)立体视图；

图7是图6的所述壳体的背面(热通道)立体视图；

图8是跨空气管道之一的进口和出口耦连的小型风扇组件的图。

具体实施方式

本发明的一个实施例提供了一种用于在计算机机架内产生电的装置。该装置包括固定在具有第一侧和第二侧的平面组件内的多个热电发电机模块，其中每个热电发电机模块具有暴露在平面组件的第一侧上的第一导热衬底，以及暴露在平面组件的第二侧上的第二导热衬底，并且其中所述多个热电发电机模块被操作地耦连在电路内，以便从所述平面组件提供电流。该装置还包括第一管道，用于在平面组件上引导第一流体流，以便给第一导热衬底提供热，和第二管道，用于在平面组件的第二侧上引导第二流体流，以便从第二导热衬底收取热。所述平面组件被固定在第一和第二管道之间的壳体内，其中所述壳体具有用于被接收在计算机机架内的形状因子。

单个热电发电机模块的构造是本领域中普遍理解的，并且可以使用各种构造材料和方式形成。然而，优选的热电发电机模块是基于半导体p-n结的固态器件。碲化铋(Bi2Te3)和砷化镓(GaAs)仅是适用于热电发电机模块的构造的半导体材料的两个例子。本发明的实施例将这些半导体材料布置在热侧和冷侧，从而创造半导体上的热差，从而借助于塞贝克(Seeback)效应，产生某一数量的电。塞贝克效应是由于任意个体导电材料中的各对点之间的温度差而在它们之间产生的净源电动势(EMF)，即绝对塞贝克EMF。当以闭环形式配置导体时，这种电压差的存在导致导体内的连续电流。每开氏度温度差在导电材料中产生数微伏的电压。