[发明专利]高效节能数据中心

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷、热通道被服务器机架分开的数据中心系统。

本发明进一步涉及一种上述数据中心系统的服务器机架。

本发明更进一步涉及一种控制数据中心温度的方法。

背景技术

数据中心是安装了所谓热通道和冷通道的大型计算机房。服务器机架将该热通道从该冷通道分离，其上有服务器,通常设置为将冷空气从该冷通道抽出以冷却该支架上的服务器，并将热空气排出至该热通道。计算机房空调(CRAC)单元从该热通道吸入空气，通常是通过该计算机房的天花板砖，并通过该冷通道的穿孔地板砖和/或炉排将冷缺后的空气返回给该冷通道。众所周知，在该CRAC单元中流动空气所需的导管通常由吊顶和高架地板限定。

数据中心需要大量的能源来运行。这些能源一大部分由该CRAC单元所消耗。众所周知的是，空调单元，例如CRAC单元，其效率取决于内部空气，也就是从该热通道抽取的空气的温度。在服务器低活跃度的情况下，相关联的热管道中的空气也可能是相应的低温，因此对该CRAC单元的效率产生负面影响。这是不希望发生的，因为这将推高该数据中心作为一个整体的能源消耗，这不仅增加了该数据中心的运营成本，而且如果该数据中心的能源需求无法满足的话，也会增加停电风险，这是非常不希望发生的。因此，希望尝试提高数据中心的能源效率。

美国专利文献US8,156,753B2公开了一种数据中心冷却解决方案，提供了采用挡板、门和屋顶部分来阻止数据中心的热空气被夹带到冷通道中的技术，其中该数据中心通常包含空气冷却系统和高架地板结构。高架地板结构配置为通过地板上大量的炉排和穿孔地砖将冷空气传递进入该数据中心。电子设备架被布置在该炉排和穿孔地砖的周围，这样设备机架的前脸面对该炉排和穿孔地板砖。挡板、门或屋顶部分的集合，抑制了由该空气冷却系统提供的冷空气和该电子设备所排出的热空气的混合。这改进了该服务器的冷却，因此提高了该热通道和该冷通道之间的温度梯度。然而，如果该温度梯度小，例如因为服务器的低活跃性,这个解决方案解决不了CRAC效率低下的问题。

美国专利文献US2011/0303406A1公开了一种计算机房空调系统，包括，每个机架的每个前面和后面的温度检测单元，用于检测支架前面和后面的空气温度。控制装置，用于获取每个温度检测单元的所测温度并基于所测温度进行控制。在配置上，该控制装置包括温差计算单元，该单元基于每个测量和获取的温度计算每个支架前面冷空气和后面热空气的温差，发热元件，即服务器，冷却控制单元，该单元基于计算出的温差将地板下空间的冷空气调节至该计算机房。因为小的温度梯队，该CRAC单元内的空气流减少了，这改进了该数据中心的能源效率。尽管如此，这仍然需要该CRAC单元在降低的效率下运行，即使空气流减少。

发明内容

本发明旨在提供一种可以被操作以进一步提高能源效率的数据中心系统。

本发明进一步提供一种在上述数据中心系统中使用的服务器机架。

本发明更进一步提供一种控制数据中心温度的方法。

根据本发明的一个方面，所提供的数据中心系统包括了，冷通道，其包含第一穿孔地板元件；热通道，其包含第二穿孔地板元件和每个单元都可开关的天花板元件；服务器机架，包括将该冷通道从该热通道中分离的多个服务器；空调单元，具有通过该天花板元件耦合到该热通道的输入，和通过该第一穿孔地板元件耦合到该冷通道的输出；以及控制器，将该数据中心系统在第一配置和第二配置中切换，其中在第一配置中该天花板元件被打开、该第二穿孔地板元件被关闭，在第二配置中该天花板元件被关闭、该第二穿孔地板元件被打开。

在本系统中，如果不需要将空气从该热通道送至该空调(AC)单元，该空调(AC)装置可以被绕过。在这个绕过模式中，该热通道来的空气通过包括该第一穿孔地板元件和该可调节的第二穿孔地板元件的该高架地板，再循环到该冷通道。该地板元件例如可能是地砖。这具有这样的优点，该空调(AC)单元可以保持在待机模式下降低能耗操作，从而提高了该数据中心系统的能源效率。

该控制器可以被设置为，当该冷通道的温度达到设定的阈值，例如28℃时，在该第一配置和该第二配置间切换。如果该冷通道的温度超过这个设定的阈值，该服务器机架中该服务器的冷却可能会受到损害，这样在达到这一温度时，该空调(AC)单元应被纳入再循环回路中，以确保该冷通道的空气温度不超过这个温度。