CN111503785A - 一种微模块数据中心及相应的制冷调度方法 - Google Patents

一种微模块数据中心及相应的制冷调度方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微模块数据中心及相应的制冷调度方法，其中微模块数据中心包括若干第一微模块、第二微模块、连通活页以及控制器，每一第二微模块至少一端部与第一微模块的一端部连接，以使第二冷通道的至少一端部与所述的第一冷通道对接；连通活页设置在冷通道对接处，控制器检测第二微模块中的列间空调的故障情况并控制连通活页的启闭。其制冷调度方法用于对上述的微模块数据中心进行制冷调度，以保证数据中心的制冷要求。本发明提供的微模块数据中心及相应的制冷调度方法，可以有效降低现有的微模块数据中心的配置成本以及总能耗。

Description

一种微模块数据中心及相应的制冷调度方法
技术领域
本发明涉及微模块数据中心技术领域，具体涉及一种微模块数据中心及相应的制冷调度方法。
背景技术
微模块数据中心通常由多组微模块组成，每个微模块均集成有封闭的冷通道，以及供电、制冷、机柜、监控、布线、消防、安防等子系统，是一个独立的中小型数据中心，再大型的互联网和运营商数据中心的应用越来越广泛。
现有的每个微模块都具有其独立的制冷环境，为了满足微模块自身的制冷需求，一般会配备相应的冗余列间空调，以达到制冷冗余要求，通常而言每个微模块内至少会多配置一台列间空调以形成N+1的制冷冗余模式，以避免单台空调故障导致微模块内的ICT设备过热。
然而每个微模块均配置一台冗余列间空调，会相应地增加空调内机和外机成本，同时会增加微模块内列间空调的占用空间，进一步增加投资成本和空调能耗。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种微模块数据中心及相应的制冷调度方法，其能够有效降低现有的微模块数据中心的空调的成本和能耗。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种微模块数据中心，包括：
若干个第一微模块，每一所述的第一微模块均包括一第一冷通道，且配置有至少一个冗余列间空调；
若干个第二微模块，每一所述的第二微模块均包括一第二冷通道，且每一第二微模块至少一端部与第一微模块的一端部连接，以使所述的第二冷通道的至少一端部与所述的第一冷通道对接；
若干个连通活页，其设于每一第一冷通道与对应的第二冷通道的对接处；
控制器，其连接于每一第二微模块中的所有列间空调以及每一连通活页，并用于在检测到第二微模块中的列间空调发生故障或制冷不足时，控制对应的连通活页打开以共享与该第二微模块连通的第一微模块中的冷空气。
进一步地，所述的第一微模块和/或第二微模块中的列间空调分布于所述的第二冷通道的一侧或两侧。
进一步地，所述的第一冷通道与第二冷通道的对接处为连接壁，所述的连通活页装设于所述的连接壁；每一所述的连通活页均包括第一活页和第二活页，所述的第一活页靠近所述的第二冷通道的一侧内壁，所述的第二活页靠近所述的第二冷通道的另一侧内壁。
进一步地，所述的第一活页和第二活页在打开时朝向所述的第二冷通道。
进一步地，所述的第一活页和第二活页的打开角度根据所述的第二微模块所需的冷量确定。
进一步地，还包括若干个温度传感器，其设置于所述的第二微模块中，以采集所述的第二冷通道中的空气温度。
本发明还提供一种制冷调度方法，应用于上述的一种微模块数据中心，包括：检测所述的第二微模块中的列间空调是否发生故障；
在所述的第二微模块中的列间空调发生故障时，且通过温度传感器确定该第二微模块的第二冷通道中的空气温度超过设定阈值时，控制与该第二微模块连接的连通活页切换至开启状态，并开启对应的第一微模块中的冗余列间空调；
在所述的第二微模块中的列间空调发生故障时，且通过温度传感器确定该第二微模块的第二冷通道中的空气温度未超过设定阈值时，控制与该第二微模块连接的连通活页保持关闭状态；
在所述的第二微模块中的列间空调未发生故障时，控制与该第二微模块连接的连通活页保持关闭状态；
在所述的第二微模块中的列间空调未发生故障时，且通过温度传感器确定该第二微模块的第二冷通道中的空气温度超过设定阈值时，控制与该第二微模块连接的连通活页切换至开启状态，并开启对应的第一微模块中的冗余列间空调。
进一步地，所述的控制器获取第二微模块中发生故障的列间空调位于该第二微模块中的具体位置，并控制对应于该故障的列间空调所在位置的第一活页或第二活页开启。
进一步地，在控制与具有故障或制冷不足的列间空调的第二微模块的第二冷通道连接的连通活页开启前，检测该第二微模块两侧是否为第一微模块，若是，则根据该第二微模块两侧的第一微模块各自的负载功率确定打开的连通活页。
由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：
1、通过将第二微模块的端部与第一微模块的端部连接，使第二冷通道的端部与第一冷通道对接，并通过控制器控制设置在第一冷通道和第二冷通道对接处的连接活页的启闭，从而控制第一冷通道与第二冷通道的连通，在控制器检测到第二微模块中的列间空调发生故障或制冷不足时，控制对应的连通活页打开，此时第一微模块中的冗余空调产生的多余的冷空气会输送至第二微模块的第二冷通道，从而使第二冷通道中的空气保持适当的温度，避免因第二微模块的列间空调故障导致第二冷通道的空气温度过高，由于第二微模块中没有设置冗余空调，减少了空调设置数量，从而降低了微模块数据中心的建设成本，也降低了空调的能耗，此外由于按照第一微模块、第二微模块、第一微模块的顺序排列，每个微模块互相对接，降低了微模块数据中心的占地空间，也使冷通道的相互对接变得更为容易。
2、将列间空调设置在第二微模块中的第二冷通道的一侧或两侧，靠近列间空调的ICT设备受该处列间空调的制冷效果的影响较大，当第二微模块中的某一列间空调故障时，对应的ICT设备可能过热的概率也较高，因此通过将连通活页设置为包括第一活页和第二活页的结构，且使第一活页和第二活页分别靠近第二冷通道的两侧，在检测到某一列间空调故障时，即可根据该故障的列间空调所处的位置开启相应的活页，从而使第一冷通道中的冷气可以最先接触到该故障的列间空调附近的ICT设备，从而达到较佳的制冷效果。
3、第一活页和第二活页在打开时朝向第二冷通道，从而形成延长的供冷气通过的管道，可增加冷气的收束效果，更加具有对故障的列间空调附近的ICT设备的制冷针对性；同时对第一活页和第二活页的打开角度进行限定，在第二微模块所需的冷量较多时，打开角度大，使冷空气可以迅速地输送至第二微模块中，当第二微模块所需的冷量较小时，打开角度小，冷空气较为缓慢地输送至第二微模块中，从而避免用于输送冷空气的第一微模块的温度下降过快。
4、在第二微模块中设置温度传感器，实时监控第二微模块中的第二冷通道的空气温度，在ICT设备负载不高，产生的热量较低的情况下，通过温度传感器判断第二微模块在列间空调出现故障时是否需要第一微模块中的冗余空调协助，若此时第二微模块中剩余的可工作的列间空调所产生的冷量足够该第二微模块使用，则无需开启连通活页，从而实现更加智能的制冷调度；同时还可直接用于判断第二微模块中的制冷效果是否足够，在制冷效果不足时也可控制连通活页打开。
5、在第二微模块中的列间空调出现故障需要进行制冷调度时，还可通过判断该第二微模块两侧的第一微模块各自的负载功率大小，在某一侧的负载功率较低时，可打开对应侧的连通活页，并保持负载功率较高的第一微模块的连通活页关闭，从而避免负载功率稿的第一微模块的连通活页开启后导致该第一微模块内的制冷量降低过多。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，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为本发明提供的一种微模块数据中心的实施例的结构示意图。
主要附图标记说明：
10、第一微模块；11、第一列间空调；12、第一冷通道；13、冗余列间空调；20、第二微模块；21、第二列间空调；22、第二冷通道；30、连通活页；31、第一活页；32、第二活页。
具体实施方式
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的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动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。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
参见图1，图1示出了本发明提供的一种微模块数据中心的实施例的结构示意图，在该实施例中包括三个微模块，从左至右分别为第一微模块10、第二微模块20和另一个第一微模块10，三个微模块侧面互相对接，以形成长条形的外形结构，最后形成第二冷通道20在中间，第一冷通道10位于两侧的结构，。当然，在本实施例中采用三个微模块组成一个微模块数据中心，在其他的实施例中，可以为由五个微模块组成一个微模块数据中心，或是七个微模块组成一个微模块数据中心，且第一微模块10和第二微模块20可自由进行排布，只要满足第二微模块20至少有一个端部与第一位模块10的一个端部相连接即可。
第一微模块10和第二微模块20的结构如图1所示，其包括一外壳体，以及装设在外壳体内部的若干ICT设备和列间空调，其中第二微模块20中的列间空调可以设置在第二冷通道的一侧或两侧。在本实施例中，第一微模块10中设置有三个第一列间空调11以及一个冗余列间空调13，第二微模块20中设置有三个第二列间空调21，在微模块中间还形成有冷通道，第一微模块10的第一冷通道12两侧规则排列共四个列间空调，第二微模块20的第二冷通道22两侧排列共三个列间空调。具体的，在本实施例中，第一微模块10和第二微模块20中的列间空调的排列方式如图1所示，该种排列方式可以使列间空调形成的冷气均匀散布在冷通道之中。
其中，冗余列间空调13即为标准配置列间空调数量的基础上还多配置一个或多个列间空调，标准列间空调数量是设计人员根据微模块的功率按照行业标准所配置的列间空调的数量，冗余列间空调通过多重备份增加制冷系统的可靠性，为避免能耗过大，本实施例中采用增加一个冗余列间空调的配置方式。在本发明中，将配置有冗余列间空调13的微模块称为第一微模块10，未配置冗余列间空调13的微模块称为第二微模块20。
微模块的外壳体侧壁面互相对接，并且第一微模块10和第二微模块20的冷通道互相对应，在第一冷通道12和第二冷通道22对接的侧壁位置，即形成的连接壁位置，设置有连通活页30。连通活页30包括第一活页31和第二活页32，其结构如图1所示，在本实施例中，第一活页31和第二活页32均包括转动结构及活页结构，转动结构包括电机及转轴，活页结构固接于转轴，电机的输出轴与转轴固接，同时电机被固定设置在连接壁上，从而使第一活页31和第二活页32可以转动，且第一活页31和第二活页32的转动方向相反。连通活页30关闭时第一活页31和第二活页32的一侧与微模块的外壳体的侧壁重合，从而阻断第一冷通道12与第二冷通道22的连通，连通活页30开启时第一活页31和第二活页32的一侧随活页转动远离微模块的外壳体的侧壁，从而打开第一冷通道12与第二冷通道22的连通。
特别地，在本实施例中，第一活页31和第二活页32打开时的方向朝向第二冷通道22，由于多余的冷空气是从第一冷通道12进入第二冷通道22，在第一活页31或第二活页32打开时，活页本身可与冷通道的侧壁形成供冷空气进入的管道，从而更集中地到达出现故障的列间空调的附近。
此外，第一活页31和第二活页32的打开角度可以根据第二微模块20所需的冷量进行调整，所需冷量的多少可以根据第二列间空调21的运行功率及第二微模块20中的ICT设备的运行功率获得。
此外，在第二微模块20的第二冷通道22中还设置有温度传感器，温度传感器可以检测第二冷通道22中的温度，从而对第二微模块20是否需要外部冷气供给进行判断。
此外还包括有控制器，每一微模块数据中心均设置有一相应的控制器，其与第二微模块20中的第二列间空调21连通活页30电连接，用于检测第二列间空调21是否出现故障或制冷是否足够，在第二列间空调21存在出现故障的情况时，对出现故障的第二列间空调21进行定位，同时用于控制连通活页30的开启与关闭，其可特定开启第一活页31或第二活页32。
本发明实施例还提供一种应用于上述的微模块数据中心的制冷调度方法，其通过控制器实时采集设备状态，并进行逻辑判断以下发控制命令，具体而言包括以下基础判断及控制过程：
S1、检测第二微模块20中的第二列间空调21是否发生故障；
S2、若第二列间空调21出现故障，且通过温度传感器确定该第二微模块20的第二冷通道22中的空气温度超过设定阈值时，控制与该第二微模块20连接的连通活页30切换至开启状态，同时开启对应的第一微模块10中的冗余列间空调13；
S3、若第二列间空调21出现故障，且通过温度传感器确定该第二微模块20的第二冷通道22中的空气温度未超过设定阈值时，控制与该第二微模块20连接的连通活页30保持关闭状态。
S4、若第二列间空调21未出现故障，则控制与该第二微模块20连接的连通活页30保持关闭状态；
S5、若第二列间空调21未出现故障，且通过温度传感器确定该第二微模块20的第二冷通道中22中的空气温度超过设定阈值时，控制与该第二微模块20连接的连通活页30切换至开启状态，并开启对应的第一微模块10中的冗余列间空调13。
在上述的基础上，控制器还可检测获取出现故障的第二列间空调21在第二微模块20中的具体位置，由于第二列间空调21设置于第二冷通道22的两侧，当某一第二列间空调21出现故障时，其附近的ICT设备相比更容易出现过热现象，此时通过控制器获取相关位置后，可控制靠近该位置的连通活页30中的某一活页开启，如，图1中下侧的第二列间空调21出现故障，控制器获取了该位置后，即可控制左侧或右侧的第一活页31打开，令第一微模块10中的冷空气进入第二冷通道22中，且集中到达出现故障的第二列间空调21附近。
此外，在上述的控制过程的基础上，还可通过控制器获取第一微模块10中的ICT设备的负载功率，由于设备运行的情况不同，同一微模块数据中心中的微模块之间的ICT设备的负载功率可能并不相同，在第二微模块20出现制冷不足的情况时，经过上述的控制过程此时需要打开与第二微模块20连接的连通活页30以接收第一冷通道12中的冷气，此时即可通过判断该第二微模块20两侧的第一微模块10各自的负载功率，选取其中负载功率较低的第一微模块10对应的连通活页进行控制。
本发明提供的一种微模块数据中心以及相应的制冷调度方法，不需要在每一个微模块中均设置冗余列间空调，降低了数据中心的建设成本以及总能耗，同时又可保证数据中心的制冷效果满足要求，避免设备过热。
上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微模块数据中心，其特征在于，包括：
若干个第一微模块，每一所述的第一微模块均包括一第一冷通道，且配置有至少一个冗余列间空调；
若干个第二微模块，每一所述的第二微模块均包括一第二冷通道，且每一第二微模块至少一端部与第一微模块的一端部连接，以使所述的第二冷通道的至少一端部与所述的第一冷通道对接；
若干个连通活页，其设于每一第一冷通道与对应的第二冷通道的对接处；
控制器，其连接于每一第二微模块中的所有列间空调以及每一连通活页，并用于在检测到第二微模块中的列间空调发生故障或制冷不足时，控制对应的连通活页打开以共享与该第二微模块连通的第一微模块中的冷空气。
2.如权利要求1所述的一种微模块数据中心，其特征在于，所述的第一微模块和/或第二微模块中的列间空调分布于所述的第二冷通道的一侧或两侧。
3.如权利要求2所述的一种微模块数据中心，其特征在于，所述的第一冷通道与第二冷通道的对接处为连接壁，所述的连通活页装设于所述的连接壁；每一所述的连通活页均包括第一活页和第二活页，所述的第一活页靠近所述的第二冷通道的一侧内壁，所述的第二活页靠近所述的第二冷通道的另一侧内壁。
4.如权利要求3所述的一种微模块数据中心，其特征在于，所述的第一活页和第二活页在打开时朝向所述的第二冷通道。
5.如权利要求4所述的一种微模块数据中心，其特征在于，所述的第一活页和第二活页的打开角度根据所述的第二微模块所需的冷量确定。
6.如权利要求5所述的一种微模块数据中心，其特征在于，还包括若干个温度传感器，其设置于所述的第二微模块中，以采集所述的第二冷通道中的空气温度。
7.一种制冷调度方法，应用于如权利要求6所述的一种微模块数据中心，其特征在于，包括：
检测所述的第二微模块中的列间空调是否发生故障；
在所述的第二微模块中的列间空调发生故障时，且通过温度传感器确定该第二微模块的第二冷通道中的空气温度超过设定阈值时，控制与该第二微模块连接的连通活页切换至开启状态，并开启对应的第一微模块中的冗余列间空调；
在所述的第二微模块中的列间空调发生故障时，且通过温度传感器确定该第二微模块的第二冷通道中的空气温度未超过设定阈值时，控制与该第二微模块连接的连通活页保持关闭状态；在所述的第二微模块中的列间空调未发生故障时，控制与该第二微模块连接的连通活页保持关闭状态；
在所述的第二微模块中的列间空调未发生故障时，且通过温度传感器确定该第二微模块的第二冷通道中的空气温度超过设定阈值时，控制与该第二微模块连接的连通活页切换至开启状态，并开启对应的第一微模块中的冗余列间空调。
8.如权利要求7所述的一种制冷调度方法，其特征在于，所述的控制器获取第二微模块中发生故障的列间空调位于该第二微模块中的具体位置，并控制对应于该故障的列间空调所在位置的第一活页或第二活页开启。
9.如权利要求7所述的一种制冷调度方法，其特征在于，在控制与具有故障或制冷不足的列间空调的第二微模块的第二冷通道连接的连通活页开启前，检测该第二微模块两侧是否为第一微模块，若是，则根据该第二微模块两侧的第一微模块各自的负载功率确定打开的连通活页。
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KR100936206B1 (ko) * 2009-05-11 2010-01-11 주식회사 에이엔피 마이크로프로세서가 탑재된 시스템 댐퍼
CN108617141A (zh) * 2018-05-04 2018-10-02 烽火通信科技股份有限公司 一种高功耗传输设备机柜及模块化机房
CN108834387A (zh) * 2018-09-06 2018-11-16 郑州云海信息技术有限公司 一种数据中心机房及其冷却系统
CN109982546A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 维谛技术有限公司 一种微模块数据中心、控制方法及装置

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