[發明專利]在數據中心中被動產生電的機架上安裝的熱電發電機組件

有效

• 申請號: 201110360279.0
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102570919A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: D·D·S·卡薩利;R·C·F·德卡斯特羅;B·H·雷塔奧;T·C·羅塔
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 鮑進

技術領域

本發明涉及用于從數據中心內的熱差產生電的熱電發電機組件。

背景技術

數據中心面對的一個最大的挑戰是如何降低能耗以便更接近理想的綠色數據中心。投資于服務器虛擬化和合并、消耗更少能量的硬件、氣流研究、更好的制備安置和組織是為功率優化的綠色數據中心廣泛采取的技術。這些技術減少或優化了物理或計算方向的給定特性，從而可以實現能量節省。

在追求能量效率的設計完善的數據中心中，出于制備冷卻的目的，每個機架上的空的空間必須被填充以面板以保持熱側和冷側，從而更好地使用流過機架的氣流，由此通過降低操作冷卻系統，包括機房空調(CRAC)，所需的電量而節省能量。

發明內容

本發明的一個實施例提供了一種用于在計算機機架內產生電的裝置。該裝置包括：固定在具有第一側和第二側的平面組件內的多個熱電發電機模塊，其中每個熱電發電機具有暴露在平面組件的第一側上的第一導熱襯底和暴露在平面組件的第二側上的第二導熱襯底，并且其中所述多個熱電發電機模塊被可操作地耦連在電路內以從所述平面組件提供電流。所述裝置還包括：第一管道，用于跨平面組件的第一側引導第一流體流以便給第一導熱襯底提供熱；和第二管道，用于跨平面組件的第二側引導第二流體流以便從第二導熱襯底收取熱。所述平面組件被固定在第一和第二管道之間的殼體內，其中所述殼體具有用于被容納在計算機機架內的形狀因子。

本發明的另一個實施例提供了用于在計算機機架內產生電的另一種裝置。該裝置包括：以空間間隔開的關系固定在殼體內的平面熱電發電機組件堆，其中所述殼體具有用于被容納在計算機機架內的形狀因子。該裝置還包括每個熱電發電機組件的第一側上的冷空氣管道，用于跨每個熱電發電機組件的第一側引導冷空氣；和每個熱電發電機組件的第二側上的熱空氣管道，用于跨每個熱電發電機組件的第二側引導熱空氣。

附圖說明

圖1是用于根據熱差產生電壓的熱電設備的示意圖；

圖2是薄板形式的熱電發電機模塊的圖；

圖3是圖2的熱電發電機模塊的側視圖；

圖4a是包括在圖2和3的熱電發電機模塊陣列內的平面熱電發電機組件的平面圖；

圖4b是圖4a的熱電發電機組件的端視圖；

圖5是具有相關聯的氣流引導屏障的三個熱電發電機組件的立體組件視圖；

圖6是圖5的熱電發電機組件的殼體的正面(冷通道)立體視圖；

圖7是圖6的所述殼體的背面(熱通道)立體視圖；

圖8是跨空氣管道之一的進口和出口耦連的小型風扇組件的圖。

具體實施方式

本發明的一個實施例提供了一種用于在計算機機架內產生電的裝置。該裝置包括固定在具有第一側和第二側的平面組件內的多個熱電發電機模塊，其中每個熱電發電機模塊具有暴露在平面組件的第一側上的第一導熱襯底，以及暴露在平面組件的第二側上的第二導熱襯底，并且其中所述多個熱電發電機模塊被操作地耦連在電路內，以便從所述平面組件提供電流。該裝置還包括第一管道，用于在平面組件上引導第一流體流，以便給第一導熱襯底提供熱，和第二管道，用于在平面組件的第二側上引導第二流體流，以便從第二導熱襯底收取熱。所述平面組件被固定在第一和第二管道之間的殼體內，其中所述殼體具有用于被接收在計算機機架內的形狀因子。

單個熱電發電機模塊的構造是本領域中普遍理解的，并且可以使用各種構造材料和方式形成。然而，優選的熱電發電機模塊是基于半導體p-n結的固態器件。碲化鉍(Bi2Te3)和砷化鎵(GaAs)僅是適用于熱電發電機模塊的構造的半導體材料的兩個例子。本發明的實施例將這些半導體材料布置在熱側和冷側，從而創造半導體上的熱差，從而借助于塞貝克(Seeback)效應，產生某一數量的電。塞貝克效應是由于任意個體導電材料中的各對點之間的溫度差而在它們之間產生的凈源電動勢(EMF)，即絕對塞貝克EMF。當以閉環形式配置導體時，這種電壓差的存在導致導體內的連續電流。每開氏度溫度差在導電材料中產生數微伏的電壓。