CN102804945B - 模块化数据中心 - Google Patents

Abstract

数据中心包括形成具有底侧的外壳的模块化构建结构。外部支撑系统从模块化构建结构延伸。一系列热沉每个被配置为从外壳的内部向外部延伸并在模块化构建结构的底侧下面突出到流体中。电子组件和设备被容纳在外壳内。

Description

模块化数据中心

背景技术

典型的数据中心包括在操作期间一起产生显著热量的许多计算机系统。产生的此热量是不期望的，因为计算机系统中的处理器通常在较低的温度下更高效地工作并具有较低的故障率。数据中心可以采用巨大的冷却系统以便保持服务器相关设备的正确工作温度范围。这些冷却系统通常是昂贵的且包括大量基础设施。先前的冷却解决方案包括浮置数据中心和闭环流体冷却系统。另外，先前的模块化数据中心已使用常规空调系统。

由于这些及其它原因，需要本发明。

附图说明

包括附图是为了提供实施例的进一步理解且被结合到本说明书中并构成其一部分。附图举例说明实施例并连同本说明一起用于解释实施例的原理。将很容易认识到其它实施例和实施例的许多预定优点，因为通过参考以下详细说明，其被更好地理解。附图的元件相互之间不一定按比例。相同的附图标记指定相应的类似部分。

图1是根据一个实施例的模块化数据中心的侧视图。

图2是沿着线2-2截取的图1的模块化数据中心实施例的横截面图。

图3是沿着线3-3截取的图1的模块化数据中心实施例的横截面图。

图4是图1的模块化数据中心实施例的底视图。

图5是被浸没在流体中的模块化数据中心的一个实施例的侧视图。

具体实施方式

在以下详细说明中，对附图进行参考，附图构成其一部分，并且在附图中以图示的方式示出了其中可以实施本发明的特定实施例。在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“前（leading）”、“后（trailing）”等的方向性术语是参考所述的图的取向使用的。由于实施例的组件能够以许多不同的取向定位，所以方向性术语是用于说明性目的，并且绝不意图是限制性的。应理解的是在不脱离本发明的范围的情况下可以利用其它实施例且可以进行结构或逻辑改变。因此，不应以限制性意义来进行以下详细说明，并且由随附权利要求来限定本发明的范围。

应理解的是除非另外具体地说明，可以将本文所述的各种示例性实施例的特征相互组合。

图1是模块化数据中心100的一个实施例的侧视图。模块化数据中心100包括模块化构建结构102、支持系统104和热沉（heatsink）106。在一个实施例中，模块化构建结构102包括在结构框架110周围构造的壳体外壳108。在一个实施例中，壳体外壳108包括波纹钢且结构框架110包括结构钢，虽然可以使用其它适当材料（例如铝）以及其它适当的构造组合物。模块化构建结构102包括热沉106被附着到的底部112。在一个实施例中，底部112包括钢、玻璃纤维、聚氯乙烯（PVC）或其它适当材料。

模块化构建结构102形成容纳设备120的外壳，在图2和3中示出。在一个实施例中，模块化构建结构102是模块化、独立的自足单元。在一个示例性实施例中，模块化构建结构102是标准货运集装箱。模块化构建结构102被确定尺寸并配置为适当地容纳电子信息技术（IT）设备120并适合于其中将部署数据中心100的环境。模块化构建结构102的实施例包括绝缘和非绝缘结构。

模块化构建结构102包括提供个人和设备的可及性的一个或多个门116。在所示的实施例中，模块化构建结构102包括吊眼（liftingeye）114以促进数据中心100的装运、放置和去除。在一个实施例中，模块化数据中心100诸如通过侧至侧或端至端附着可连接到附加模块化数据中心。

在一个实施例中，模块化构建结构102是水/液体密封的且适合于被至少部分地浸没。在一个实施例中，模块化构建结构102的底部112是防水且可浸没的。在一个实施例中，热沉106在底部112中被与在底部112下面向外突出的翼片侧118组装。在一个实施例中，热沉106可密封在底部112内并保持包括热沉106和底部112的液体密封组件113。在一个实施例中，热沉106适合于在水或其它适当冷却流体中浸没。热沉106包括适当的导热和非腐蚀性材料。

图2和3提供了根据图1的实施例的模块化数据中心100的横截面图。如所示，模块化构建结构102容纳各种类型的电子IT设备120，诸如计算机服务器、其它计算机系统、网络区域存储设备、数据通信路由器和交换机、用以使得其可操作的电子支撑设备（例如，电子开关板及其它电子设备）。在一个实施例中，电子IT设备120是机架安装的，虽然还可以使用其它适当的安装，诸如机柜安装。模块化构建结构102被配置为提供用以电子IT设备120进行操作的安全且稳定的环境。

在一个实施例中，模块化数据中心100的支撑系统104被牢固地固定于模块化构建结构102。在另一实施例中，支撑系统104是可去除的以进行装运和/或可互换替换。在一个实施例中，支撑系统104包括在底部112以下突出的至少一个底脚或支腿，其适合于将数据中心100支撑在底层地面结构上。在一个实施例中，支撑系统104的至少一个底脚从底部112可调整并可扩展至由箭头121指定的期望距离，以从而将模块化构建结构102保持在底层地面结构之上期望的高度。在另一实施例中，支撑系统104的至少一个底脚在由箭头121指示的预定距离处从底部112延伸，以从而将模块化构建结构102保持在预定高度上。

在一个实施例中，支撑系统104包括用于负荷分配和稳定的管状、有角或I形部件和底板。在实施例中，支撑系统104是电缆系统、有浮力的浮置系统或其它适当系统。支撑系统104是用于模块化数据中心100的外部支撑系统，使得在底部112下面延伸的热沉106不在结构上支撑模块化数据中心100。另外，在一个实施例中，支撑系统104由不是腐蚀性的材料形成（例如不锈钢或镀锌钢）或包括非腐蚀性涂层（例如橡胶薄膜）。

图4是根据图1的实施例的模块化数据中心100的底视图。在一个实施例中，热沉106被沿着由底部112的箭头23所指示的长度串联地组装。在一个实施例中，热沉106延伸模块化数据中心100的由箭头125所指示的宽度并被并串联地安装。在一个说明性的适当示例性实施例中，模块化数据中心100包括一系列的33个热沉106，每个测量84英寸宽乘10?英寸深乘12英寸高。在一个实施例中，热沉106在翼片侧118上包括笔直翼片119。在一个实施例中，热沉106被沿着底部102交错。在一个实施例中，热沉106是可移动且可替换的。在图4中未示出选择热沉106以举例说明框架部件124。框架部件124（例如角、沟道或栏杆）被配置在底部112中并为热沉106提供支撑。在一个实施例中，热沉106可使用垫圈、粘合剂、焊接、螺栓、夹紧机制或其它适当装置密封在底部112内。热沉106的实施例由铜、铝、铝合金或其它适当的导热和非腐蚀性材料形成。

参考图2和3，在一个实施例中，热沉106的顶面122一起形成扁平表面，其在模块化数据中心100的内部130内形成底板组件129。在一个实施例中，热沉106的顶面122一起形成冷板131以吸收由模块化数据中心100的内部130上的各种发热电子IT组件120产生的热量。在一个实施例中，单独的内部冷板被热耦合到热沉106。在一个实施例中，机架水平（racklevel）冷却溶液与冷板131相连以提供机架水平冷却。热沉106从模块化数据中心100的内部130延伸至外部132。在一个实施例中，热沉106在底部112下向外部132延伸箭头140所指示的深度，小于由箭头121所指示的外部支撑系统104的高度。

图5是模块化数据中心100的一个实施例的侧视图。在一个实施例中，支撑系统104适合于在诸如水流或池子的流体主体150内将数据中心100保持在由箭头140所指示的预定浸没深度上。在一个实施例中，支撑系统104提供可调整支撑以将数据中心100保持在由箭头140所指示的期望浸没深度上。在一个实施例中，热沉106的翼片侧118被至少部分地浸没在流体主体150中。在一个实施例中，流体主体150流过并且在模块化数据中心100下面。随着流体主体150流过热沉106的翼片侧188上的翼片119，发生从热沉106至流体主体150的热传递。在一个说明性的适当示例性实施例中，每个热沉106用18℃下的3mph的流速下的流水提供10kW的热传递并且结果得到的冷板131温度达到21.4℃。在一个实施例中，流动流体（例如水）的温升是最小的以限制环境影响。

模块化数据中心100可部署到诸如水流或池子的流体主体150中。在一个实施例中，流体主体150被从人造或天然的源改向以在模块化数据中心100下面流动。在一个实施例中，数据中心100可部署到客户设施处或位于紧挨着河流形成的人造支流中的本地池系统，其中，液位被保持在受控水平。沟渠例如是适当的流体主体150并提供用于部署模块化数据中心100的良好环境。被部分浸没的模块化数据中心100能够利用通过被组装到底部112中的一系列热沉106的天然或人造流体流动。

在一个实施例中，被组装的热沉106提供用于被用于电子IT设备120（诸如内部计算机系统）的冷却的内部冷板。被容纳在模块化数据中心100中的电子IT设备120的发热组件经由热沉106被热连接到流体主体150以在操作期间使热量从发热组件传递至流体主体150。热沉106通过直接热接触或辐射热接触来吸收并消散来自电子IT设备120的热量。热量是通过浸没在流体主体150中的热沉106传递的。以这种方式，热量被消散到周围环境中，特别是随着流体主体150流过热沉106而消散到其中。

虽然在本文中已经举例说明并描述了特定实施例，但本领域的技术人员应认识到在不脱离本发明的范围的情况下多种替换和/或等价实施方式可以代替所示和所述的特定实施例。本申请意图覆盖本文所讨论的特定实施例的任何修改或变更。因此，意图在于仅仅由权利要求及其等价物来限制本发明。

Claims (15)

1.一种模块化数据中心，包括：

模块化构建结构，其限定具有底侧的外壳；

从所述模块化构建结构延伸的外部支撑系统，配置用于支撑所述模块化构建结构的重量；

装配到所述底侧的一系列热沉，每个热沉从外壳的内部延伸到外部并具有在模块化构建结构的底侧下面突出到流体中的翼片；以及

被容纳在外壳中并热耦合到所述一系列热沉的电子设备。

2.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述一系列热沉形成模块化构建结构的底板组件。

3.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述外部支撑系统包括从模块化构建结构的底侧延伸预定距离的至少一个底脚，其中所述预定距离足以部分或完全地将所述翼片浸没在流体中。

4.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述外部支撑系统是可调整的。

5.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述模块化构建结构包括金属。

6.权利要求1所述的模块化数据中心，包括：

冷板，其被热耦合到热沉，在外壳的内部中形成底板。

7.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述一系列热沉的顶面在外壳的内部中一起形成冷板。

8.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述模块化构建结构可至少部分地浸没。

9.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述一系列热沉可至少部分地浸没。

10.权利要求1所述的模块化数据中心，其中，所述外壳的内部是防水的。

11.一种模块化数据中心，包括：

具有底侧的模块化外壳主体，所述底侧具有一长度和一宽度，所述模块化外壳主体包括从所述底侧延伸的外部结构支撑系统，所述外部结构支撑系统包括配置以支撑所述模块化外壳主体的重量的承重组件；

至少一个计算系统，其被容纳在模块化外壳主体内部；以及

包括分别沿所述底侧的所述长度和所述宽度连续地延伸的多行热沉的热沉底板，所述热沉的每一个包括沿着所述模块化外壳主体的内部延伸的顶侧和沿着所述模块化外壳主体的外部延伸的翼片侧，

其中，沿着所述模块化外壳主体的底侧延伸的所述热沉底板的所述翼片侧是可浸没的。

12.权利要求11所述的模块化数据中心，其中，所述外部结构支撑系统被配置为将模块化数据中心支撑在流体主体内的预定高度处。

13.权利要求11所述的模块化数据中心，其中，所述底侧是防水的。

14.一种操作数据中心中的电子设备的方法，该方法包括：

将电子设备装入在液体密封模块化容器中，其中所述模块化容器包括具有框架部件的底板；

用所述框架部件组装热沉以形成热沉底板组件，其中所述热沉的翼片侧延伸至模块化容器的外部；

用支撑结构来支撑流体主体内的所述模块化容器，所述支撑结构配置以支撑所述模块化容器的重量；

将所述热沉底板组件至少部分地浸没在所述流体主体中，以使得所述热沉的所述翼片侧直接与所述流体主体接触；

用所述电子设备产生热；以及

通过从模块化容器的内部经浸没在所述流体主体中的所述热沉的热传递来冷却所述电子设备。

15.权利要求14所述的操作数据中心中的电子设备的方法，其中，所述热沉底板组件是可分段地去除的。