CN106659046A - 服务器机柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种服务器机柜。其包括柜体，柜体内设置数据中心的多个服务器、电源模块、电池模块以及两个供电体；电源模块与市电连接，用于将市电转换为各服务器所需的指定电压的直流电，电源模块通过两个供电体分别与各服务器和电池模块电连接，用于为各服务器供电，同时为电池模块充电；电池模块，还用于当市电不正常时，向两个供电体放电，以为各服务器供电；还可通过在柜体背部设置制冷背板，为机柜散热。本发明的技术方案，省去独立设置的电力室、电池室和空调机房，降低了与布置现场的建筑的耦合度；且不需要占用较大的机房面积；还可以降低数据中心的机电系统的复杂度，整体设置在服务器机柜中即可，非常有利用数据中心内各结构的灵活部署。

Description

服务器机柜

【技术领域】

本发明涉及数据中心的基础设备技术领域，尤其涉及一种服务器机柜。

【背景技术】

随着云计算业务的高速发展，对应的数据中心的规模越来越大，系统复杂度不断增加，为了支撑服务器及网络设备的正常工作，保证系统不间断供电及制冷，数据中心通常配置大量电气设备，例如可以包括不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply；UPS)、高压直流传输(High Voltage Direct CurrentTransmission；HVDC)、蓄电池以及柴发电机等等。

现有技术中，上述设备在数据中心需要设置独立的机房。图1为现有技术的数据中心的供电系统的平面图。如图1所示，现有技术的数据中心的供电系统在数据中心设置独立的电力室、电池室，用来安装不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply；UPS)/高压直流输电(High Voltage Direct CurrentTransmission；HVDC)及铅酸蓄电池等电气设备。

上述设备在数据中心需要设置独立的电力室和电池室，且独立的电力室、电池室与布置现场的建筑耦合度高，且需要占用大量机房面积，例如通常会占整个数据中心面积的50％以上；导致整个数据中心的机电系统的架构复杂、庞大，非常不利于数据中心的灵活部署。

【发明内容】

本发明提供了一种服务器机柜，用于解决现有技术中的数据中心部署不灵活的技术问题。

本发明提供一种服务器机柜，包括：柜体，所述柜体内设置数据中心的多个服务器、电源模块、电池模块以及两个供电体；

其中所述电源模块与市电连接，用于将所述市电转换为各所述服务器所需的指定电压的直流电，所述电源模块通过所述两个供电体分别与各所述服务器和所述电池模块电连接，用于为各所述服务器供电，同时为所述电池模块充电；所述电池模块，还用于当所述市电不正常时，向所述两个供电体放电，以为各所述服务器供电。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述电池模块采用多个串联的锂电池组成。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述两个供电体采用两根电缆或者两个母排实现。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述电池模块采用clip连接器分别与两个所述供电体连接。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述电池模块，用于检测所述电源模块的输入是否异常，当所述电源模块的输入异常时，所述电池模块确定所述市电异常，通过所述两个供电体为各所述服务器供电。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述电池模块，用于检测所述电源模块是否无输出电压，当所述电源模块无输出电压时，所述电池模块确定所述市电异常，通过所述两个供电体为各所述服务器供电。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，，在所述柜体的外部的背侧还设置有制冷背板。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述制冷背板包括固定框架和旋转框架，所述固定框架通过连接附件设置在所述柜体的外部的背侧，所述旋转框架的一侧与所述固定框架的一侧铰接，以使得所述旋转框架能够沿着所述固定框架的一侧旋转打开，或者旋转至于所述固定框架贴合在一起；在所述旋转框架内设置有水冷换热器。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述水冷换热器包括供水管接头、供水管、出水管以及出水管接头；所述供水管接头与所述供水管连接，所述出水管接头与所述出水管连接；所述供水管接头和所述出水管接头设置在所述旋转框架的顶部；所述供水管与所述出水管设置在所述旋转框架内。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述旋转框架的顶部和所述固定框架的顶部、靠近所述铰接的连接轴的位置还设置有可伸缩横架，所述可伸缩横架能够控制所述旋转框架沿所述铰接的连接轴、相对于所述固定框架旋转打开0到90度。

进一步可选地，如上所述的服务器机柜，所述柜体内还设置有用于组织所述柜体内气流循环的风扇。

本发明的服务器机柜，包括：柜体，所述柜体内设置数据中心的多个服务器、电源模块、电池模块以及两个供电体；其中所述电源模块与市电连接，用于将所述市电转换为各所述服务器所需的指定电压的直流电，所述电源模块通过所述两个供电体分别与各所述服务器和所述电池模块电连接，用于为各所述服务器供电，同时为所述电池模块充电；所述电池模块，还用于当所述市电不正常时，向所述两个供电体放电，以为各所述服务器供电。本发明的技术方案，与现有技术相比，省去独立设置的电力室和电池室，可以降低与布置现场的建筑的耦合度；而且不需要占用较大的机房面积；且由于本发明的技术方案中省去了现有的供电系统中的UPS/HVDC，可以降低数据中心的机电系统的复杂度，减少数据中心的供电设备的结构，整体设置在服务器机柜中，使用时，可以直接以服务器机柜作为一个整体，布置在现场即可，可以减少现场施工的工作量，非常有利用数据中心内各结构的灵活部署。

【附图说明】

图1为现有技术的数据中心的供电系统的平面图。

图2为本发明的服务器机柜一实施例的前视图。

图3为本发明的服务器机柜一实施例的后视图。

图4为本发明的服务器机柜另一实施例的前视图。

图5为本发明的服务器机柜另一实施例的后视图。

图6为现有技术的数据中心的一种制冷系统的平面图。

图7为本发明的服务器机柜再一实施例的结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

图2为本发明的服务器机柜一实施例的前视图；图3为本发明的服务器机柜一实施例的后视图。如图2和图3所示，本实施例的服务器机柜包括：柜体1，柜体1内设置数据中心的多个服务器2、电源模块3、电池模块4以及两个供电体5；

其中电源模块3与市电连接，用于将市电转换为各服务器2所需的指定电压的直流电。例如各服务器2可以需要压差为12V的直流电(Direct Current；DC)。如图3所示，市电输入至电源模块3，其中市电中的两路分别为市电的正极和负极。电源模块3接收到市电之后，由于市电为交流电(Alternating Curret；AC)，电源模块3首先将AC转化为一定电压的DC；然后再将一定电压的DC转换成指定电压的DC。例如可以将将市电的220V的AC转换为240V的DC，然后再将240V的DC转换为12V的DC。然后电源模块3通过两个供电体5分别与各服务器2和电池模块4电连接，用于为各服务器2供电，同时为电池模块4充电；本实施例的电源模块3转换成的指定电压之后，需要通过两个供电体5将该指定电压的电输送给电池模块4和各服务器2，即两个供电体5之间的压差为指定电压，其中电压较高的供电体5作为正极，电压较低的供电体5作为负极，从而形成供电回路。在市电正常时，电源模块3可以通过两个供电体5为电池模块4充电。电池模块4还用于当市电不正常时，向两个供电体5放电，以为各服务器2供电。

例如，可选地，本实施例的电池模块4采用多个串联的锂电池组成。锂电池相对于现有的铅酸蓄电池，具有更高的能量密度，可以大大地节省电池模块4所占的空间，以及在现场的占地面积。

再例如可选地，本实施例的两个供电体5采用两根电缆或者两个母排实现。

如图2和图3所示，本实施例的电池模块4可以采用clip连接器6分别与两个供电体5连接。

本实施例的服务器机柜，通过改变现有技术中的供电方案，省去现有技术的UPS/HVDC，而由电源模块3直接接入市电，并转化为指定电压的DC，以给各服务器2供电；而本实施例的电源模块3和电池模块4本身体积较小，从而可以将电源模块3、电池模块4和数据中心的各服务器2一起设置在服务器机柜的柜体1中，与现有技术相比，省去独立设置的电力室和电池室，可以降低与布置现场的建筑的耦合度；而且不需要占用较大的机房面积；且由于本实施例省去了现有的供电系统中的UPS/HVDC，可以降低数据中心的机电系统的复杂度，减少数据中心的供电设备的结构，整体设置在服务器机柜中，使用时，可以直接以服务器机柜作为一个整体，布置在现场即可，可以减少现场施工的工作量，非常有利用数据中心内各结构的灵活部署。

而且本实施例的服务器机柜，所有部件可以全部工厂流水线生产，大幅减少现场施工，与建筑及机房完全解耦，质量更可控；而且还可以大幅减少现场施工和调试时间，大幅提升数据中心建设、部署速度；再者还可以支持服务器弹性部署，随需而建，灵活部署，减少初期投资；而且本实施例的服务器机柜可以灵活匹配不同机房环境、不同功率密度，架构适应性强；本实施例的服务器机柜取消了功能性要求高的电力电池室等，通过合理布局，可以大幅提升建筑单位面积装机量。

上述图2和图3是以在服务器机柜的柜体1的中间位置布置电源模块3和电池模块4，在上方和下方分别布置各服务器2、两个供电体5垂直于电源模块3、电池模块4以及所有的服务器2，以为电源模块3、电池模块4以及所有的服务器2供电。实际应用中，服务器机柜的柜体1内的电源模块3、电池模块4以及各服务器2的布局不限于图2和图3所示的布局。例如图4为本发明的服务器机柜另一实施例的前视图；图5为本发明的服务器机柜另一实施例的后视图。如图4和图5所示，本实施例中，是以将电源模块3和电池模块4设置在柜体1内的上方，将各服务器2设置在电源模块3和电池模块4之下。两个供电体5仍垂直于电源模块3、电池模块4以及所有的服务器2，以便于为电源模块3、电池模块4以及所有的服务器2供电。实际应用中，服务器机柜的柜体1内的电源模块3、电池模块4以及各服务器2的布局不限于上述布局，还可以采用其他布局，在此不再一一举例赘述。

进一步可选地，上述实施例中的电池模块4开始放电的时机具有如下两种方式：

第一种、电池模块4用于检测电源模块3的输入是否异常，当电源模块3的输入异常时，电池模块4确定市电异常，通过两个供电体5为各服务器2供电；亦即电池模块4放电。

第二种、电池模块4用于检测电源模块3是否无输出电压，当电源模块3无输出电压时，电池模块4确定市电异常，通过两个供电体5为各服务器2供电；亦即电池模块4放电。

另外，现有技术的数据中心除了需要设置独立的电力室和电池室，通常还设置有独立的制冷设备，如冷机、蓄冷罐、精密空调、inrow空调等等，以带走电气设备工作时产生的热量，降低电气设备工作的温度，保证数据中心的正常运行。例如图6为现有技术的数据中心的一种制冷系统的平面图。同理，数据中心的制冷系统也需要独立的机房，与布置现场的建筑耦合度高，且需要占用大量机房面积，导致整个数据中心的机电系统的架构复杂、庞大，非常不利于数据中心的灵活部署。

图7为本发明的服务器机柜再一实施例的结构图。如图7所示，本实施例的技术方案，在上述图2-图5所示实施例的技术方案的基础上，进一步解决现有技术中制冷系统需要设置独立机房，与布置现场的建筑耦合度高，导致数据中心的机电系统的架构复杂、庞大，非常不利于数据中心的灵活部署的技术问题。

如图7所示，本实施例的服务器机柜，在柜体1的外部的背侧还设置有制冷背板。本实施例的制冷背板的工作原理为通过在服务器机柜的柜体1的背部引入冷水，该冷水通过柜体1的背部，可以将柜体1中的热量带走，并排出由于吸收柜体1内的热量，从而变成的热水；通过不断的循环，可以为服务器机柜降温，使得服务器机柜1中的电气设备工作在安全的温度中，保证数据中心的服务器的安全运行。本实施例的制冷背板还可以采用其他冷媒，在此不再一一举例。

如图7所示，本实施例的制冷背板包括固定框架7和旋转框架8，固定框架7通过连接附件设置在柜体1的外部的背侧，旋转框架8的一侧与固定框架7的一侧铰接，以使得旋转框架8能够沿着固定框架7的一侧旋转打开，或者旋转至于固定框架7贴合在一起；旋转框架8和固定框架7的关系，类似于门与门框的关系。在旋转框架8内设置有水冷换热器9。这样，当使用时，可以将旋转框架8旋转至于固定框架7贴合的位置，这样，旋转框架8中的水冷换热器9可以在工作时从服务器机柜的柜体1背部带走柜体1内的热量，以对柜体1进行降温，使得柜体1内的电气设备工作在更加安全的环境中。当不使用时，可以相对于固定框架7，向外旋转旋转框架8，以打开旋转框架8，使得旋转框架8中的水冷换热器9远离服务器机柜的柜体1的背部。

进一步可选地，如图7所示，本实施例的服务器机柜中，水冷换热器包括供水管接头10、供水管、出水管以及出水管接头11；供水管接头10与供水管连接，出水管接头12与出水管连接；供水管接头10和出水管接头11设置在旋转框架8的顶部；供水管与出水管设置在旋转框架8内，所以图7中为示出。例如，本实施例中，供水管内可以通入冷水，出水管用于排出吸收了柜体1背部热量的热水，这样可以对服务器机柜的柜体1进行降温。

由于旋转框架8相对于固定框架7向外旋转时，可以打开0-180度的方向，而实际应用中，其实并不需要打开那么大的角度，而且如果打开超过90度，可能碰到服务器机柜的柜体1的另一侧设置的服务器机柜或者其他设备。因此，进一步可选地，如图7所示，本实施例的服务器机柜中，旋转框架8的顶部和固定框架7的顶部、靠近铰接的连接轴的位置还设置有可伸缩横架12，可伸缩横架12能够控制旋转框架8沿铰接的连接轴、相对于固定框架7旋转打开0到90度。本实施例中，通过设置可伸缩横架12，可以似得旋转框架8相对于固定框架7仅能够最大打开90度。

进一步可选地，本实施例的服务器机柜，在柜体1内还设置有用于组织柜体1内气流循环的风扇。该风扇可以组织柜体1内的气流循环，使得热量朝向柜体1的背部方向吹，从而使得水冷换热器9能够从柜体1的背部带走服务器机柜的柜体1内的热量。

本实施例的服务器机柜，不仅在柜体1内部集成了供电系统，同时还在柜体1的背部设置有制冷设备，而不用像现有技术一样，分别需要独立设置机房，因此，本实施例的服务器机柜，所有部件可以全部工厂流水线生产，大幅减少现场施工，与建筑及机房完全解耦，质量更可控；而且还可以大幅减少现场施工和调试时间，大幅提升数据中心建设、部署速度，数据中心建设的工期控制上也更有优势；再者还可以支持服务器弹性部署，随需而建，灵活部署，减少初期投资；而且本实施例的服务器机柜可以灵活匹配不同机房环境、不同功率密度，架构适应性强；本实施例的服务器机柜取消了功能性要求高的电力电池室以及制冷室等，通过合理布局，可以大幅提升建筑单位面积装机量。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种服务器机柜，其特征在于，包括：柜体，所述柜体内设置数据中心的多个服务器、电源模块、电池模块以及两个供电体；

其中所述电源模块与市电连接，用于将所述市电转换为各所述服务器所需的指定电压的直流电，所述电源模块通过所述两个供电体分别与各所述服务器和所述电池模块电连接，用于为各所述服务器供电，同时为所述电池模块充电；所述电池模块，还用于当所述市电不正常时，向所述两个供电体放电，以为各所述服务器供电。

2.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述电池模块采用多个串联的锂电池组成。

3.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述两个供电体采用两根电缆或者两个母排实现。

4.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述电池模块采用clip连接器分别与两个所述供电体连接。

5.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述电池模块，用于检测所述电源模块的输入是否异常，当所述电源模块的输入异常时，所述电池模块确定所述市电异常，通过所述两个供电体为各所述服务器供电。

6.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述电池模块，用于检测所述电源模块是否无输出电压，当所述电源模块无输出电压时，所述电池模块确定所述市电异常，通过所述两个供电体为各所述服务器供电。

7.根据权利要求1-6任一所述的服务器机柜，其特征在于，在所述柜体的外部的背侧还设置有制冷背板。

8.根据权利要求7所述的服务器机柜，其特征在于，所述制冷背板包括固定框架和旋转框架，所述固定框架通过连接附件设置在所述柜体的外部的背侧，所述旋转框架的一侧与所述固定框架的一侧铰接，以使得所述旋转框架能够沿着所述固定框架的一侧旋转打开，或者旋转至于所述固定框架贴合在一起；在所述旋转框架内设置有水冷换热器。

9.根据权利要求8所述的服务器机柜，其特征在于，所述水冷换热器包括供水管接头、供水管、出水管以及出水管接头；所述供水管接头与所述供水管连接，所述出水管接头与所述出水管连接；所述供水管接头和所述出水管接头设置在所述旋转框架的顶部；所述供水管与所述出水管设置在所述旋转框架内。

10.根据权利要求8所述的服务器机柜，其特征在于，所述旋转框架的顶部和所述固定框架的顶部、靠近所述铰接的连接轴的位置还设置有可伸缩横架，所述可伸缩横架能够控制所述旋转框架沿所述铰接的连接轴、相对于所述固定框架旋转打开0到90度。

11.根据权利要求8-10任一所述的服务器机柜，其特征在于，所述柜体内还设置有用于组织所述柜体内气流循环的风扇。