CN107750117B - 一种集装箱数据中心 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集装箱数据中心，包括：箱体、至少一个服务器机柜、至少一个空调末端以及空气换热装置，其中，所述箱体内部包括有设备区和热通道；所述至少一个服务器机柜和所述至少一个空调末端设置在所述设备区；所述空气换热装置设置在所述箱体的外部；每一个服务器机柜内部的热空气释放至热通道中，并当箱体外部的温度未超过预设的温度阈值时，从所述热通道进入所述空气换热装置中；所述空气换热装置，用于利用所述箱体外部的空气冷却从所述热通道流入的热空气；经过冷却的热空气从所述空气换热装置流通至所述至少一个空调末端；每一个所述空调末端，用于对从所述空气换热装置流入的已经过冷却的热空气再进行冷却。本方案能够降低能耗。

Description

一种集装箱数据中心

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种集装箱数据中心。

背景技术

随着电子信息产业的不断发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段。集装箱数据中心是一个可作为数据中心构建的标准模块，将计算、存储、网络资源等IT设施都设计到一个集装箱中。这些IT设施在工作时会产生大量的热量，为不影响其正常工作，则需要对集装箱数据中心的内部进行全年降温。

目前，主要是利用集装箱数据中心内部部署的空调末端直接对IT设施产生的热量进行散热。但众所周知，空调末端的耗电量非常大，那么如果一年四季均是直接利用空调末端进行内部降温的话，则将会造成巨大的能耗。

发明内容

本发明实施例提供了一种集装箱数据中心，能够降低能耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种集装箱数据中心，包括：箱体、至少一个服务器机柜、至少一个空调末端以及空气换热装置，其中，

所述箱体内部包括有设备区和热通道；

所述至少一个服务器机柜和所述至少一个空调末端设置在所述设备区；

所述空气换热装置设置在所述箱体的外部；

每一个所述服务器机柜内部的热空气释放至所述热通道中，并当所述箱体外部的温度未超过预设的温度阈值时，从所述热通道进入所述空气换热装置中；

所述空气换热装置，用于利用所述箱体外部的空气冷却从所述热通道流入的热空气；

经过冷却的热空气从所述空气换热装置流通至所述至少一个空调末端；

每一个所述空调末端，用于对从所述空气换热装置流入的已经过冷却的热空气再进行冷却。

优选地，

所述空气换热装置，包括：空气盘管和至少一个风机；

当所述箱体外部的温度未超过预设的温度阈值时，所述热通道中的热空气流入所述空气盘管；

所述至少一个风机，在运转时，能够使得所述箱体外部的空气吹过所述空气盘管，以对流入所述空气盘管中的热空气进行冷却。

优选地，

进一步包括：进风风道；

所述热通道与所述空气换热装置通过所述进风风道相连；

所述进风风道上设置有控制风阀；

所述控制风阀，在所述箱体外部的温度未超过所述温度阈值时，开启，以使得所述热通道中的热空气进入所述空气换热装置中；以及在所述箱体外部的温度超过所述温度阈值时，关闭，以使得所述热通道中的热空气不能流入所述空气换热装置中；

每一个所述空调末端的后门回风管道，在所述箱体外部的温度超过所述温度阈值时，开启，以使得所述热通道中的热空气流入相应的所述空调末端中。

优选地，

所述箱体内部进一步包括有冷通道；

每一个所述空调末端，用于利用流通的制冷剂对从所述空气换热装置流入的已经过冷却的热空气再进行冷却，并将再冷却产生的冷空气释放至所述冷通道中；

每一个所述服务器机柜从所述冷通道中吸入冷空气，以利用吸入的冷空气吸收自身内部产生的热量。

优选地，

进一步包括：温度采集装置；

所述温度采集装置设置在所述箱体的外部；

所述温度采集装置，用于采集所述箱体外部的温度。

优选地，

进一步包括：配电柜；

所述配电柜设置在所述设备区；

所述配电柜，用于对所述至少一个服务器机柜以及所述至少一个空调末端进行供电。

优选地，

进一步包括：消防瓶、工具架以及监控显示屏；

所述箱体内部进一步包括有监控区；

所述消防瓶、所述工具架以及所述监控显示屏均设置在所述监控区。

本发明实施例提供了一种集装箱数据中心，该集装箱数据中心包括：箱体、至少一个服务器机柜、至少一个空调末端以及空气换热装置，其中，空气换热装置设置在箱体的外部，那么在进行降温时，若箱体外部的温度未超过预设的温度阈值，则各个服务器机柜产生的热空气不再直接进入到各个空调末端，而是首先进入到箱体外部的空气换热装置，由空气换热装置利用箱体外部的冷空气，也即自然冷源实现对热空气的第一次冷却，接下来经过一次冷却的热空气再进入到各个空调末端，由各个空调末端再进行冷却。由于进入空调末端的热空气已经进行过一次冷却，所以降低了空调末端的工作负荷，达到降低能耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图3是本发明又一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图4是本发明再一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图5是本发明再一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图6是本发明再一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种集装箱数据中心，包括：箱体101、至少一个服务器机柜102、至少一个空调末端103以及空气换热装置104，其中，

所述箱体101内部包括有设备区S1和热通道S2；

所述至少一个服务器机柜102和所述至少一个空调末端103设置在所述设备区S1；

所述空气换热装置104设置在所述箱体101的外部；

每一个所述服务器机柜102内部的热空气释放至所述热通道S2中，并当所述箱体101外部的温度未超过预设的温度阈值时，从所述热通道S2进入所述空气换热装置104中；

所述空气换热装置104，用于利用所述箱体101外部的空气冷却从所述热通道S2流入的热空气；

经过冷却的热空气从所述空气换热装置104流通至所述至少一个空调末端103；

每一个所述空调末端103，用于对从所述空气换热装置104流入的已经过冷却的热空气再进行冷却。

本发明实施例提供了一种集装箱数据中心，该集装箱数据中心包括：箱体、至少一个服务器机柜、至少一个空调末端以及空气换热装置，其中，空气换热装置设置在箱体的外部，那么在进行降温时，若箱体外部的温度未超过预设的温度阈值，则各个服务器机柜产生的热空气不再直接进入到各个空调末端，而是首先进入到箱体外部的空气换热装置，由空气换热装置利用箱体外部的冷空气，也即自然冷源实现对热空气的第一次冷却，接下来经过一次冷却的热空气再进入到各个空调末端，由各个空调末端再进行冷却。由于进入空调末端的热空气已经进行过一次冷却，所以降低了空调末端的工作负荷，达到降低能耗的目的。

如图2所示，在本发明一个实施例中，所述空气换热装置104，包括：空气盘管1041和至少一个风机1042；

当所述箱体外部的温度未超过预设的温度阈值时，所述热通道S2中的热空气流入所述空气盘管1041；

所述至少一个风机1042，在运转时，能够使得所述箱体101外部的空气吹过所述空气盘管1041，以对流入所述空气盘管1041中的热空气进行冷却。

其中，预设的温度阈值可依据实际情况进行设定，通常情况下可设定为16或17摄氏度。

上述实施例中，风机的运转可加速对热空气的冷却，不过，为了能够进一步降低能耗，在比较寒冷的天气下还可控制各个风机停止运转，从而只依靠外界的冷空气对从流入空气盘管中的热空气进行自然冷却。

在本发明一个实施例中，进一步包括：进风风道；

所述热通道与所述空气换热装置通过所述进风风道相连；

所述进风风道上设置有控制风阀；

所述控制风阀，在所述箱体外部的温度未超过所述温度阈值时，开启，以使得所述热通道中的热空气进入所述空气换热装置中；以及在所述箱体外部的温度超过所述温度阈值时，关闭，以使得所述热通道中的热空气不能流入所述空气换热装置中；

每一个所述空调末端的后门回风管道，在所述箱体外部的温度超过所述温度阈值时，开启，以使得所述热通道中的热空气流入相应的所述空调末端中。

上述实施例中，还进一步包括有回风风道，其中，回风风道的一端分别连接各个空调末端，然后回风风道的另一端连接至空气换热装置，那么当箱体外部的温度未超过预设的温度阈值时，控制进风风道上的控制风阀开启，然后汇集在热通道中的热空气通过进风风道进入空气换热装置中，并在空气换热装置中实现第一次冷却，然后经过第一次冷却的热空气通过回风管道回流至各个空调末端，接下来各个空调末端利用内部流通的制冷剂对流入的热空气进行第二次冷却。那么当箱体外部的温度超过预设的温度阈值时，说明当前环境不适合进行外部冷却，此时控制进风风道上的控制风阀关闭、回风通道关闭，以及控制各个空调末端的后门回风通道开启，这样，汇集至热通道中的热空气将直接通过后门回风通道进入各个空调末端，直接利用各个空调末端中流通的制冷剂进行冷却。

本发明实施例中，能够实现两种工作方式的切换，当外界温度较高时，则直接控制空调末端对热通道中的热空气进行冷却，而当外界温度较低时，则先由空气换热装置对热通道中的热空气进行第一次冷却，然后再将第一次冷却后的热空气交由空调末端进行散热，这样，在末端空调的出风温度相同的情况下使得空调末端的工作负荷降低，进而使得降低制冷系统的能耗。

如图3所示，在本发明一个实施例中，所述箱体101内部进一步包括有冷通道S3；

每一个所述空调末端103，用于利用流通的制冷剂对从所述空气换热装置104流入的已经过冷却的热空气再进行冷却，并将再冷却产生的冷空气释放至所述冷通道S3中；

每一个所述服务器机柜102从所述冷通道S3中吸入冷空气，以利用吸入的冷空气吸收自身内部产生的热量。

本发明实施例中，各个服务器机柜和各个空调末端肩并肩排列，可形成位于服务器机柜前方的冷通道以及位于服务器机柜后方的热通道，空调末端释放的冷空气进入到冷通道中，然后各个服务器机柜从冷通道中吸入冷空气进行内部降温，吸收热量的冷空气温度升高，然后再释放至热通道中，以此实现服务器机柜内部的降温。

在本发明一个实施例中，进一步包括：温度采集装置；

所述温度采集装置设置在所述箱体的外部；

所述温度采集装置，用于采集所述箱体外部的温度。

上述实施例中，可在箱体的外部设置温度采集装置，然后利用该温度采集装置能够实时确定出箱体外部的温度值，从而能够确定出当前环境下是否可以利用空气换热装置进行散热。如图4所示，在本发明一个实施例中，进一步包括：配电柜105；

所述配电柜105设置在所述设备区S1；

所述配电柜105，用于对所述至少一个服务器机柜102以及所述至少一个空调末端103进行供电。

上述实施例中，配电柜与各个服务器机柜、各个空调末端可肩并肩排列，主要用来为这些服务器机柜和这些空调末端进行供电。

如图5所示，在本发明一个实施例中，进一步包括：消防瓶106、工具架106以及监控显示屏106；

所述箱体101内部进一步包括有监控区S4；

所述消防瓶106、所述工具架106以及所述监控显示屏106均设置在所述监控区S4。

其中，监控区并不只单单设置有消防瓶、工具架以及监控显示屏，其他一些不发热或者发热量相对较小的设备均可设置在该监控区。

如图6所示，为一种集装箱数据中心，包括：箱体601、6个服务器机柜602、两个空调末端603、空气换热装置604、配电柜605、消防瓶等不发热或发热量相对较小的设备606、两个空调室外机607、控制风阀608、进风风道609以及回风风道610，其中，空气换热装置604中包括有空气盘管6041和3个风机6042，箱体601内部包括有设备区S1、热通道S2、冷通道S3以及监控区604，在箱体601的外部还应设置有温度采集装置(图中未画出)。每一个服务器机柜602会从冷通道S3中吸入冷空气，然后被吸入的冷空气吸收服务器机柜602内部的热量，冷空气温度升高，变为热空气并释放至热通道S2中，在箱体601外部的温度未超过预设的温度阈值时，控制风阀608开启，此时热通道S2中的热空气依次通过控制风阀608、进风风道609进入空气盘管6041中，运转的3个风机6042能够使得箱体601外部的空气吹过空气盘管6041，从而对空气盘管6041中的热空气进行第一次降温，第一次降温后的热空气从空气盘管6041中进入回风风道610，并从回风风道610回风至两个空调末端603中(该过程中，两个空调末端603的后门回风管道均是处于关闭状态，以阻止热通道S2中的热空气直接进入到空调末端中)，两个空调末端603在通过回风管道610接收到已经过降温的热空气后，再利用流通的制冷剂与热空气进行换热，这样，换热后的热空气温度降低，变为冷空气，并释放至冷通道中。而当箱体601外部的温度超过预设的温度阈值时，则控制风阀608关闭，两个空调末端603的后门回风风道均开启，此时从每一个服务器机柜602中释放到热通道S2中的热空气将直接进入到两个空调末端的后门回风管道中，直接由两个空调末端对热空气进行冷却。

综上，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，该集装箱数据中心包括：箱体、至少一个服务器机柜、至少一个空调末端以及空气换热装置，其中，空气换热装置设置在箱体的外部，那么在进行降温时，若箱体外部的温度未超过预设的温度阈值，则各个服务器机柜产生的热空气不再直接进入到各个空调末端，而是首先进入到箱体外部的空气换热装置，由空气换热装置利用箱体外部的冷空气，也即自然冷源实现对热空气的第一次冷却，接下来经过一次冷却的热空气再进入到各个空调末端，由各个空调末端再进行冷却。由于进入空调末端的热空气已经进行过一次冷却，所以降低了空调末端的工作负荷，达到降低能耗的目的。

2、在本发明实施例中，在比较寒冷的天气下还可控制各个风机停止运转，从而只依靠外界的冷空气对从流入空气盘管中的热空气进行自然冷却，进一步降低了能源消耗。

3、在本发明实施例中，热通道和空气换热装置通过进风风道相连，通过在进风风道上设置控制风阀，从而能够通过控制控制风阀的开启或关闭，来控制空气换热装置的使用。

4、在本发明实施例中，能够实现两种工作方式的切换，当外界温度较高时，则直接控制空调末端对热通道中的热空气进行冷却，而当外界温度较低时，则先由空气换热装置对热通道中的热空气进行第一次冷却，然后再将第一次冷却后的热空气交由空调末端进行散热，这样，在末端空调的出风温度相同的情况下使得空调末端的工作负荷降低，进而使得降低制冷系统的能耗。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃····〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种集装箱数据中心，其特征在于，包括：箱体、至少一个服务器机柜、至少一个空调末端以及空气换热装置，其中，

所述箱体内部包括有设备区和热通道；

所述至少一个服务器机柜和所述至少一个空调末端设置在所述设备区；

所述空气换热装置设置在所述箱体的外部；

每一个所述服务器机柜内部的热空气释放至所述热通道中，并当所述箱体外部的温度未超过预设的温度阈值时，从所述热通道进入所述空气换热装置中；

所述空气换热装置，用于利用所述箱体外部的空气冷却从所述热通道流入的热空气；

经过冷却的热空气从所述空气换热装置流通至所述至少一个空调末端；

每一个所述空调末端，用于对从所述空气换热装置流入的已经过冷却的热空气再进行冷却；

所述空气换热装置，包括：空气盘管和至少一个风机；

当所述箱体外部的温度未超过预设的温度阈值时，所述热通道中的热空气流入所述空气盘管；

所述至少一个风机，在运转时，能够使得所述箱体外部的空气吹过所述空气盘管，以对流入所述空气盘管中的热空气进行冷却；

进一步包括：进风风道；

所述热通道与所述空气换热装置通过所述进风风道相连；

所述进风风道上设置有控制风阀；

所述控制风阀，在所述箱体外部的温度未超过所述温度阈值时，开启，以使得所述热通道中的热空气进入所述空气换热装置中；以及在所述箱体外部的温度超过所述温度阈值时，关闭，以使得所述热通道中的热空气不能流入所述空气换热装置中；

每一个所述空调末端的后门回风管道，在所述箱体外部的温度超过所述温度阈值时，开启，以使得所述热通道中的热空气流入相应的所述空调末端中；

所述箱体内部进一步包括有冷通道；

每一个所述空调末端，用于利用流通的制冷剂对从所述空气换热装置流入的已经过冷却的热空气再进行冷却，并将再冷却产生的冷空气释放至所述冷通道中；

每一个所述服务器机柜从所述冷通道中吸入冷空气，以利用吸入的冷空气吸收自身内部产生的热量。

2.根据权利要求1所述的集装箱数据中心，其特征在于，

进一步包括：温度采集装置；

所述温度采集装置设置在所述箱体的外部；

所述温度采集装置，用于采集所述箱体外部的温度。

3.根据权利要求1所述的集装箱数据中心，其特征在于，

进一步包括：配电柜；

所述配电柜设置在所述设备区；

所述配电柜，用于对所述至少一个服务器机柜以及所述至少一个空调末端进行供电。

4.根据权利要求1至3任一所述的集装箱数据中心，其特征在于，

进一步包括：消防瓶、工具架以及监控显示屏；

所述箱体内部进一步包括有监控区；

所述消防瓶、所述工具架以及所述监控显示屏均设置在所述监控区。