CN102662434B - 一种模块化数据中心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模块化数据中心，属于电子领域。所述模块化数据中心包括壳体、热管蒸发器模块、热管冷凝器模块及机架；壳体包括由密封隔板分隔成的下部室内区和上部室外区，下部室内区设置有机架和热管蒸发器模块，机架的背面设置着热管蒸发器模块，热管蒸发器模块与热管冷凝器模块相连，热管蒸发器模块用于将机架上设备产生的热量传递给热管冷凝器模块；上部室外区内设置有热管冷凝器模块，上部室外区设有进风口和出风口，热管冷凝器模块经进风口及出风口与外界空气进行热量交换实现自然风冷。本发明实施例具有布局合理，空间利用率高，集成度高的优点，采用自然风冷降低了能源的使用，采用本发明使得所述数据中心能够在工厂完成装配，无需在现场安装，具有安装及维护方便的优点。

Description

一种模块化数据中心
技术领域
本发明涉及一种数据中心，特别涉及一种模块化数据中心。
背景技术
目前，通常将数据中心设于机房。由于传统土建数据机房在建设和部署时，需要考虑未来业务容量，初步建设需一次到位，导致初期的投资投入高，但实际运行初期基础设施的能源利用效率低，后期机房可扩展性差。目前，随着机房内的设备密度和功率不断上升，传动土建数据机房不能扩展，造成客户建设、运行数据中心的成本不断增长，而如何解决数据中心的能效和按需部署成为业界的难题，模块化数据中心应运而生。
模块化数据中心通常指的是集装箱数据中心，简单的说，就是不把数据中心设在机房，而是找一个大的集装箱，搁在具备网络和电源的空地上。现有的集装箱数据中心通常有两种布局方式。
方式一
一种集装箱数据中心，至少包括两个横向布置的集装箱并形成设备区和热管交热器区，设备区内放置一排设备机架，热管交换器区内有热管交换器，且用密封隔板隔成两部分，形成冷凝端区和蒸发端区，其中冷凝端区两侧装有风机，热管与外界空气进行换热降温，蒸发端区与设备区间的隔板上装有风机，并与设备机架前后通道形成循环风道，设备排出的热风与蒸发端区的管翅热交换，变成冷风回到设备的进风口。
方式二
另外一种集装箱数据中心，包括两个垂直堆叠在一起的集装箱，其中一个集装箱为设备箱，内放置一排设备机架，另一集装箱为热管交换器箱，热管交换器箱分成两部分，其一为冷凝端，其二为蒸发端，设备箱与热管交换器箱的连接面有进出风口并装有风机，设备排出的热风与热管蒸发端的蒸发器管翅进行换热，变成冷风回到设备的进风口，冷凝器端与室外空气通过侧壁通风口和风机进行冷却。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于上述方式一及方式二均将一集装箱作为设备箱，另一集装箱作为热管交换器箱，故存在空间利用率低，集成度不高的缺陷，并且由于上述方式一及方式二均为现场工程，故存在工程安装复杂，维护不便的缺陷。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的空间利用率低，集成度不高的缺陷，以及工程安装复杂，维护不便的缺陷，本发明实施例提供了一种模块化数据中心。所述技术方案如下：
一种模块化数据中心，包括壳体、热管蒸发器模块、热管冷凝器模块及机架；所述壳体包括由密封隔板分隔成的下部室内区和上部室外区，所述下部室内区设置有所述机架和所述热管蒸发器模块，所述机架的背面设置着所述热管蒸发器模块，所述热管蒸发器模块与所述热管冷凝器模块相连，所述热管蒸发器模块用于将所述机架上设备产生的热量传递给所述热管冷凝器模块；所述上部室外区内设置有所述热管冷凝器模块，所述上部室外区设有进风口和出风口，所述热管冷凝器模块经所述进风口及所述出风口与外界空气进行热量交换实现自然风冷。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：相比现有技术，本发明实施例通过将所述壳体分隔为下部室内区和上部室外区，并且在所述下部室内区设置着所述机架和所述热管蒸发器模块，在所述上部室外区设置所述热管冷凝器模块并设置了进风口和出风口，具有布局合理的优点，解决了现有技术中存在的空间利用率低，集成度不高的问题，而且采用自然风冷，解决了能效问题，此外，由于本发明实施例采用上述结构，使得所述数据中心能够在工厂完成装配，无需在现场安装，具有安装及维护方便的优点，解决了工程安装复杂，维护不便的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例所述模块化数据中心的正立面图；
图2是图1中的A-A剖视图；
图3是图1中的B-B剖视图；
图4是本发明实施例所述热管蒸发器模块和热管冷凝器模块的结构图；
图5是本发明又一实施例所述模块化数据中心的侧立面图；
图6是本发明再一实施例所述模块化数据中心的侧立面图。
图中各符号表示含义如下：
10壳体，11密封隔板，12下部下部室内区，13上部上部室外区，14进风口，15出风口，16水管，
20热管，21热管冷凝器模块，22热管蒸发器模块，23柔性管道，211管壳，212管芯，213蒸汽腔，214工作介质，
30机架，31第一组机架，32第二组机架，33第三组机架，34第四组机架，35第五组机架，36第六组机架，37第一排机架，38第二排机架，
图中箭头方向表示空气流动方向。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1所示，本发明一实施例所述的一种模块化数据中心，包括壳体10、热管蒸发器模块22、热管冷凝器模块21及机架30，壳体10包括由密封隔板11分隔为下部室内区12和上部室外区13，下部室内区12设置着机架30和热管蒸发器模块22，机架30的背面设置着热管蒸发器模块22，热管蒸发器模块22与热管冷凝器模块21相连，热管蒸发器模块22用于将机架30上设备产生的热量传递给热管冷凝器模块21；上部室外区13内设置着热管冷凝器模块21，上部室外区13设有进风口14(参见图2)和出风口15(参见图2)，热管冷凝器模块21经进风口14(参见图2)及出风口15(参见图2)与外界空气进行热量交换实现自然风冷。
参见图1所示，其中，下部室内区12和上部室外区13并不一定指室内、室外，它们仅仅是两个相对的概念。
参见图1所示，机架30中所安装设备风扇是由及架的前面吹至机架的背面，这里机架的背面是风最终吹至的那面。
参见图1，本发明实施例通过将壳体10分隔为下部室内区12和上部室外区13，并且在下部室内区12设置着机架30和热管蒸发器模块22，参见图2，在上部室外区13设置热管冷凝器模块21并设置了进风口14和出风口15，具有布局合理的优点，解决了现有技术中存在的空间利用率低，集成度不高的问题；
本发明实施例采用自然风冷的热交换器方式，解决了能效问题，减少或不用空调，提升数据中心的能效，实现绿色节能，且工程安装简单，维护便利；
参见图2，本发明实施例中，上部室外区13通过进风口14和出风口15与外部空气直接流通，下部室内区12(参见图1)密封与外界无空气交换，避免了空气中灰尘及有害硫化气体对设备的影响，避免受地域限制；
此外，由于本发明实施例采用上述结构，使得所述数据中心能够在工厂完成装配，无需在现场安装，具有安装及维护方便的优点，解决了工程安装复杂，维护不便的问题。
如图1所示，具体地，下部室内区12纵向间隔布置着机架30，机架30至少为三组，至少三组机架中的任意两组相邻机架按照面对面方式布置或背对背方式布置。其中，本实施例中，纵向指壳体10的宽度方向，横向指壳体10的长度方向。
本实施例能够形成多个小通道，并兼容多个机架30深度，具有空间利用率高，集成度高的优点。
具体地，如图1所示，本实施例中，机架30包括第一组机架31至第六组机架36，每个机架30对应着自己的热管20，即每个机架30的背面设置着自己的热管蒸发器模块22，每个机架30的顶部设置着自己的热管冷凝器模块21，如图3所示，其中，第一组机架31与第二组机架32按照面对面的方式布置，第二组机架32与第三组机架33按照背对背的方式设置，第三组机架33与第四组机架34按照面对面的方式布置，第四组机架34与第五组机架35按照背对背的方式设置，第五组机架35与第六组机架36按照面对面的方式布置。
当然，本领域技术可以理解，机架30的组数还可以是三组、四组、五组等，至少为三组的数量，具体根据设备布局要求而定。
如图3所示，本实施例中，第一组机架31至第六组机架36中的每一组机架均包括三个机架30。
当然，本领域技术可以理解，每一组机架还可以包括一个机架、两个机架、四个机架等数量的机架，具体根据设备布局要求而定。
具体地，如图2所示，上部室外区13的侧部设有进风口14和出风口15。本实施例中，每个热管冷凝器模块21都对应着各自的进风口14和出风口15，具体地，本实施例以第一个机架30对应的热管冷凝器模块21为例加以说明，第一个机架的进风口14设于其所对应的热管冷凝器模块21的右侧，第一个机架的出风口15设于其所对应的热管冷凝器模块21的左侧。
当然，本领域技术人员可以理解，上部室外区13的侧部设有进风口，上部室外区13的顶部设有出风口，只要能够满足空气循环即可。
进一步地，如图2所示，上部室外区13中对应进风口14的位置设有水管16，水管16箱体为壳体10(如图1所示)。
如图5所示，本发明又一实施例所述的模块化数据中心，其与图1所示实施例的区别在于：下部室内区12横向布置着一排机架，具体地，本实施例中，下部室内区12设有第一排机架37，第一排机架37沿壳体10的长度方向平行设置，其余部分为相同之处，相同之处本例不再赘述。
如图5所示，本发明实施例通过将壳体10分隔为下部室内区12和上部室外区13，并且在下部室内区12设置着机架30和热管蒸发器模块22，在上部室外区13设置热管冷凝器模块21并设置了进风口14(参见图2)和出风口15(参见图2)，具有布局合理的优点，解决了现有技术中存在的空间利用率低，集成度不高的问题；
本发明实施例采用自然风冷的热交换器方式，解决了能效问题，减少或不用空调，提升数据中心的能效，实现绿色节能，且工程安装简单，维护便利；
本发明实施例中，上部室外区13通过进风口14(参见图2)和出风口15(参见图2)与外部空气直接流通，下部室内区12密封与外界无空气交换，避免了空气中灰尘及有害硫化气体对设备的影响，避免受地域限制；
此外，由于本发明实施例采用上述结构，使得数据中心能够在工厂完成装配，无需在现场安装，具有安装及维护方便的优点，解决了工程安装复杂，维护不便的问题。
如图6所示，本发明再一实施例所述的模块化数据中心，其与图1所示实施例的区别在于：下部室内区12横向布置着两排机架，所述两排机架按照面对面的方式布置，具体地，本实施例中，采用简易拼装房结构，该拼装房被中间密封隔板11(实际为密封吊顶)隔离成下部室内区12和上部室外区13，下部室内区12设有第一排机架37及第二排机架38，第一排机架37及第二排机架38均沿壳体10的长度方向平行设置，并且第一排机架37及第二排机架38按照面对面的方式布置，其余部分为相同之处，相同之处本例不再赘述。
如图6所示，本发明实施例通过将壳体10分隔为下部室内区12和上部室外区13，并且在下部室内区12设置着机架30和热管蒸发器模块22，在上部室外区13设置热管冷凝器模块21并设置了进风口14(参见图2)和出风口15(参见图2)，具有布局合理的优点，解决了现有技术中存在的空间利用率低，集成度不高的问题；
本发明实施例采用自然风冷的热交换器方式，解决了能效问题，减少或不用空调，提升数据中心的能效，实现绿色节能，且工程安装简单，维护便利；
本发明实施例中上部室外区13通过进风口14(参见图2)和出风口15(参见图2)与外部空气直接流通，下部室内区12密封与外界无空气交换，避免了空气中灰尘及有害硫化气体对设备的影响，避免受地域限制；
此外，由于本发明实施例采用上述结构，使得所述数据中心能够在工厂完成装配，无需在现场安装，具有安装及维护方便的优点，解决了工程安装复杂，维护不便的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模块化数据中心，其特征在于，包括壳体、热管蒸发器模块、热管冷凝器模块及机架；
所述壳体包括由密封隔板分隔成的下部室内区和上部室外区，所述下部室内区设置有所述机架和所述热管蒸发器模块，所述机架的背面设置着所述热管蒸发器模块，所述热管蒸发器模块与所述热管冷凝器模块相连，所述热管蒸发器模块用于将所述机架上设备产生的热量传递给所述热管冷凝器模块；
所述上部室外区内设置有所述热管冷凝器模块，所述上部室外区设有进风口和出风口，所述热管冷凝器模块经所述进风口及所述出风口与外界空气进行热量交换实现自然风冷。
2.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述下部室内区纵向间隔布置着所述机架，所述机架至少为三组，至少三组机架中的任意两组相邻机架按照面对面方式布置或背对背方式布置。
3.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述下部室内区横向布置着一排机架。
4.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述热管蒸发器模块与所述热管冷凝器模块由外至内均包括管壳、管芯及蒸汽腔，所述管芯为多孔毛细结构，所述管芯中设有工作介质，使用中，所述热管蒸发器模块受热使得其所对应管芯中的工作介质蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向所述热管冷凝器模块放出热量凝结成液体，液体再沿所述热管冷凝器模块对应管芯流回至所述热管蒸发器模块，如此往复循环，热量便从所述热管蒸发器模块传递到所述热管冷凝器模块。
5.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述下部室内区横向布置着两排机架，所述两排机架按照面对面的方式布置。
6.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述上部室外区的侧部设有所述进风口和所述出风口。
7.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述上部室外区的侧部设有所述进风口，所述上部室外区的顶部设有所述出风口。
8.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述上部室外区中对应所述进风口的位置设有水管，所述水管用于提供冷水以降低所述进风口的空气温度，所述水管上设有喷雾装置，所述喷雾装置用于将所述水管中的出水进行雾化处理。
9.如权利要求1所述的模块化数据中心，其特征在于，所述热管蒸发器模块与所述热管冷凝器模块通过柔性管道相连。
10.如权利要求1-9任一项权利要求所述的模块化数据中心，其特征在于，所述壳体为集装箱的箱体或简易拼接房的房体。
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