CN114340347A - 集装箱式数据中心、边缘数据中心及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种集装箱式数据中心、边缘数据中心及工作方法。集装箱式数据中心包括:冷却系统,具有多个冷却装置;供配电系统,具有供电电路;控制系统,与所述冷却系统及所述供配电系统电连接;其中,所述控制系统包括多个控制装置,所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作。本申请实施例提供的技术方案,采用集装箱式设计结构的数据中心或边缘数据中心,其作为一个整体进行设计、建造和测试,交付周期短,且安全运行可靠性高。
Description
技术领域
本申请涉及数据中心技术领域,尤其涉及一种集装箱式数据中心、边缘数据中心及工作方法。
背景技术
随着互联网、云计算、大数据和人工智能等新一代信息技术的发展,数据中心作为海量数据的主要存储与运算处理的实体,其需求量越来越大。数据中心是一个聚集了大量服务器、存储设备、网络设备等设备的IT设备场所,是实现数据信息的集中处理、存储、传输、交换和集中管理等服务的平台。
数据中心通常包括服务器系统、网络系统、电气系统、冷却系统、弱电监测系统、综合布线系统、给排水系统、消防系统、安防系统等等,是一个复杂系统的综合体。数据中心快速交付的同时还能保证较高的运行可靠性,是数据中心领域不断探索和发展的方向。
发明内容
本申请实施例提供一种集装箱式数据中心、边缘数据中心及工作方法。采用本申请实施例提供的技术方案实现的集装箱式数据中心及边缘数据中心,可快速交付的同时还具有较高可靠性。
在本申请的一个实施例中,提供了一种集装箱式数据中心。该集装箱式数据中心包括:
冷却系统,具有多个冷却装置,用于冷却所述数据中心;
供配电系统,具有供电电路,用于为所述数据中心供电;
控制系统,与所述冷却系统及所述供配电系统电连接;
其中,所述控制系统包括多个控制装置,所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作。
在本申请的又一个实施例中,提供了一种边缘数据中心。该边缘数据中心包括:
边缘计算设备,设置在集装箱内;
冷却系统,具有多个冷却装置,用于冷却工作中发热的所述边缘计算设备;
供配电系统,具有供电电路,用于为所述边缘数据中心供电;
控制系统,与所述冷却系统及所述供配电系统电连接;
其中,所述控制系统包括多个控制装置,所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作。
在本申请的又一个实施例中,还提供了一种数据中心中控制装置的工作方法。所述方法适用于所述数据中心中多个控制装置中的第一控制装置,相应的,所述方法包括:
控制所述数据中心中至少一个第一冷却装置工作;
检测所述多个控制装置中的至少一个第二控制装置是否工作异常;
在检测出所述至少一个第二控制装置中存在有工作异常的目标控制装置时,获取所述目标控制装置负责的至少一个第二冷却装置的标识;
根据所述至少一个第二冷却装置的标识,与所述至少一个第二冷却装置建立通信连接;
基于已建立的通信链路,控制所述数据中心中至少一个第二冷却装置工作。
本申请实施例提供的技术方案,采用集装箱式设计结构的数据中心或边缘数据中心,其作为一个整体进行设计、建造和测试,现场安装前便完成了组装和调试,其交付周期短。另外,本申请实施例提供的技术方案中冷却系统、供配电系统及控制系统均做了高可靠性设计,其中,冷却系统包括多个冷却装置,供配电系统可具有多路供电电路,控制系统包括多个控制装置。所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作;即多个控制装置中的任一控制装置出现故障时,其他控制装置可接管该故障控制装置的工作任务,数据中心的安全运行有了可靠的保障。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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为本申请一实施例提供的集装箱式数据中心的外观结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的集装箱式数据中心的内部结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的集装箱式数据中心的各系统关系示意图;
图4为本申请一实施例提供的集装箱式数据中心中两个控制装置的原理性示意图;
图5为本申请一实施例示出的两路供电电路的示意图;
图6为本申请一实施例示出的冷却系统中冷却装置与液冷机柜的连接示意图;
图7为本申请一实施例示出的数据中心中控制装置的工作方法示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等,仅仅是用于区分各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、装置、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。下文描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
图1示出了本申请一实施例提供的一种集装箱式数据中心的外观结构示意图。图2示出了本申请实施例提供的集装箱式数据中心的内部结构示意图。图3示出了本申请实施例提供的集装箱式数据中心的各系统关系示意图。具体的,参见图1至图3所示,所述集装箱式数据中心100包括:冷却系统1、供配电系统20及控制系统4。其中,冷却系统1具有多个冷却装置,用于冷却所述数据中心。供配电系统20具有供电电路,用于为所述数据中心供电。控制系统4与所述冷却系统1及所述供配电系统20电连接。所述控制系统4包括多个控制装置,所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作。
其中,所述供配电系统可具有多路供电电路,相应的,所述多个控制装置均具有所述多路供电电路的切换控制能力,
冷却系统中的冷却装置的数量可根据集装箱内数据中心的制冷需求来确定。比如,集装箱内数据中心包括多个液冷机柜,每个液冷机柜中都安装有IT设备(如服务器)。此时,可为每个液冷机配置两个冷却装置。
如图4所示的一具体实例,所述控制系统4包括第一控制装置411及第二控制装置422。所述多个冷却装置分为两部分,分别为第一部分冷却装置和第二部分冷却装置。在协同模式下,所述第一控制装置411用于负责所述第一部分冷却装置的控制工作,所述第二控制装置422用于负责所述第二部分冷却装置的控制工作。所述第一控制装置411无法工作时,所述第二控制装置422调整工作模式为独立模式,以与所述第一部分冷却装置建立通信连接,并负责所述第一部分冷却装置及所述第二部分冷却装置的控制工作。
在一可实现的具体实施方案中,所述第二控制装置422与所述第一控制装置411可通过发送检测信息的方式来检测对方是否工作正常。例如,
所述第二控制装置422,用于向所述第一控制装置411发送检测信息,若在预设时长内接收到所述第一控制装置411反馈的检测响应,则按照所述协同模式工作;若在预设时间内未接收到所述第一控制装置411反馈的检测响应,则确定所述第一控制装置411无法工作,调整工作模式为所述独立模式工作。
具体的,所述检测信息可以是心跳信息。所述第一控制装置411与所述第二控制装置422可互发检测信息。或者,所述第一控制装置411负责发检测信息,第二控制装置负责接收并响应检测信息。上述内容中提供了第二控制装置422向第一控制装置411发送检测信息的情况。实质上,第一控制装置411也可向第二控制装置422发送检测信息,以等待第二控制装置422的检测响应。
如图2所示的集装箱内部结构的示意图。本实施例中,一个控制装置可设置在一个控制柜内,且配置有对应的人机交互装置。其中,控制柜位于所述集装箱内。所述人机交互装置用以按照其对应的控制装置的控制指令显示相应的信息,并为用户提供交互接口以便于用户通过交互接口触发相应的用户指令或导出数据。如图2所示的实施例,这所述第一控制装置411可设置在图2中的第一控制柜41内,第二控制装置422可设置图2中的第二控制柜42内。
进一步的,如图4所示,本实施例中的各控制装置还可通过相应的交换机接入监测网中,以通过交换机接收监测网中传送的监测信息。所述控制装置可根据接收到监测信息做出合适的控制决策。具体的,如图4,第一控制装置411通过交换机A接入监测网,第二控制装置422通过交换机B接入监测网。
进一步的,如图4所示,所述控制装置可包括冷却控制单元及切换单元,所述冷却控制单元与所述冷却系统电连接用以控制所述冷却系统中的至少部分冷却装置工作,所述切换单元与所述多路供电电路电连接用以控制所述多路供电电路的切换。所述切换单元还具有至少一个预留接口,以便于扩展供电电路的数量。
本实施例中所述多路供电电路可包括多路市电供电电路。如图5所示的例子,包括两路市电供电电路的方案。其中,任一一路市电供电电路可采用如下结构实现。即,市电供电电路包括:一级配电装置、高压直流装置、蓄电池及二级配电装置。其中,一级配电装置用于通过电力线缆连接市电供电线路。高压直流装置,与所述一级配电装置电连接,用于将所述一级配电装置接入的交流电转变为高压直流电;在所述市电供电正常时,作为电源为所述数据中心供电。蓄电池与所述高压直流装置电连接,用于在所述市电供电正常时,利用所述高压直流装置输出的电能充电;在所述市电供电异常或中断时,作为电源为所述数据中心供电。二级配电装置与所述高压直流装置及所述蓄电池电连接,用于为所述数据中心的不同负载提供电源支路接口。
具体实施时,如图2所示,多路供电电路的一级配电装置可安装在一级配电柜24中,多路供电电路的二级配电装置可安装在二级配电柜23中。比如,图3所示的两路供电电路,分别为A路供电电路及B路供电电路。一级配电柜24中设有A路一级配电装置及B路一级配电装置。同样的,二级配电柜23设有A路二级配电装置及B路二级配电装置。各路供电电路中的高压直流装置(High Voltage Direct Current,HVDC)可分别安装在不同的高压直流柜中。如图2所示,第一高压直流柜211内设置有图3中的高压直流装置01;第二高压直流柜221内设置有图3中的高压直流装置02。同样的,各路供电电路中配置的蓄电池也可安装在不同的蓄电池柜中。例如,图3中的蓄电池01可设置在图2中的第一蓄电池柜212中,蓄电池02可设置在图2中的第二蓄电池柜222中。进一步的,如图2所示,多路供电电路的二级配电装置可安装在二级配电柜23中,多路供电电路的二级配电装置可安装在二级配电柜23中。比如,图3所示的两路供电电路,分别为A路供电电路及B路供电电路。一级配电柜24中设有一级配电装置,该一级配电装置输出两路。本实施例中,将各装置安装在独立对应的柜中,方便工作人员检修维护,另外,还可起到隔离、隔热等作用。
蓄电池可选用铅酸电池或锂离子电池。电蓄电池容量根据数据中心负载情况选择,在无外电源时具备提供不少于预设时长的电力支持。例如,所述蓄电池的电池容量可配置为能供数据中心稳定运行10分钟、30分钟、1小时或更长,本实施例对此不作限定。
本实施例中一级配电柜为高压直流装置提供多路连接点,二级配电柜为数据中心不同负载电源支路提供相应的连接端口。
本实施例中除市电供电电路外,还可包括多路绿色能源供电电路,比如太阳能正供电电路、风力发电供电电路;进一步的还可包括柴油发电机提供供电电路等等。
在集装箱内布置这些装置、柜体也是需要设计的,假设集装箱数据中心具有两路供电电路。这两路供电电路中的两个蓄电池各自安装的两个蓄电池柜,这两个蓄电池柜可分散设置在集装箱的不同位置。因为蓄电池在充放电时会发热,将两个蓄电池柜布置在一起,会导致集装箱内局部温度过高。将蓄电池柜分散开,有利于蓄电池柜的散热。例如,图2所示的例子,沿集装箱长度方向,第一蓄电池柜212和第二蓄电池柜222位于集装箱的两端。另外,对于安装有控制装置的控制柜、电控柜等具有仪表等电子设备的,可设置在远离热源的一侧。例如图2,在集装箱的宽度方向,安装有数据中心的IT设置液冷机柜2设置在集装箱的一侧,第一控制柜41和第二控制柜42、第一电控柜51和第二电控柜52可设置在集装箱的另一侧。
本实施例所述的集装箱式数据中心的内部结构可参见图2所示,所述集装箱可设有多个专用门,比如专用工作人员进出的第一门101、专用于液冷机柜2进出或检修的第二门102、以及朝向冷却装置的外冷组件111的第三门103等等。集装箱内部空间具有沿长度方向的两端,分别为第一端(对应图2中的左侧端)及第二端(对应图2中的右侧端)。集装箱内部空间具有沿宽度方向的两侧,分别为第一侧(对应图2中的上方)及第二侧(对应图2中的下方)。自所述第一端至第二端,所述集装箱的第一侧顺次设置有:第二蓄电池柜222、第二高压直流柜221、第二冷液分配单元112、液冷机柜2、第一冷液分配单元122、第一高压直流柜211、第一蓄电池柜212、二级配电柜23、电力监测柜3及一级配电柜24。自所述第一端至第二端,所述集装箱的第二侧顺次设置有:净化装置9、补给装置8、补给泵7、水力装置6、第一控制柜41、第二控制柜42、第一电控柜51、第二电控柜52、另一水力装置6、消防装置10等。
本实施例中的电力监测柜内可设有多种监测装置、设备等,可进行数据采集,如电压、电流、频率、功率、温度、开关量(如开关位置、阀位置)、事件信号(如开关状态的变位等)、预告信号、超温跳闸信号等等。第一电控柜51和第二电控柜52中仪表、装置等均相同,且具有相同的功能。第一电控柜和第二电控柜互为备用,以在其中一个电控柜故障时另一个电控柜承担两个电控柜的工作。这里需要说明的是:本实施例中对电控柜、电力监测柜、一级配电柜、二级配电柜、高压直流柜等的具体实现结构不作具体限定,可依据数据中心的实际需求确定,也可参照相关文献记载的内容实现。
由于冷冻水式冷却装置所消耗的能源相较风冷或水冷式设备较小,因此,数据中心可采用冷冻水式冷却装置来进行温度调节,且为了对输送给冷却装置的冷冻水进行控制,通常会将冷冻水通过CDU(Coolant Distribution Unit,冷液分配单元)传输到冷却装置的外冷组件,以实现冷冻水按需分配。冷冻水源可以为该数据中心所在地区的自来水、湖水或井水等,本实施例对此不作限定。即本实施例中的冷却装置可采用如下结构实现。具体的,所述冷却装置包括换热组件及外冷组件。所述换热组件设置在所述集装箱内,所述外冷组件设置在所述集装箱外。所述换热组件包括换热器及冷液分配单元。所述换热器用于吸收所述数据中心的IT设备工作中产生的热量。冷液分配装置与所述换热器及所述外冷组件流体连通形成冷液循环管路,用于调节冷液循环管路中冷液的流量和流速。冷液分配装置通过保持外冷供水温度、供水压力稳定来实现恒温、恒压控制策略,以防止冷液温度过低,又能在低热负荷时节能,提高数据中心的PUE(PowerUsageEffectiveness,电源使用效率)。比如,在热负荷低时,减少冷液循环管路中的冷液的流量或流速,从而节省电能。
如图6所示的一具体实施例,所述集装箱式数据中心包括两个冷却装置。其中一个冷却装置包括:第一换热组件113和第一外冷组件111;另一个冷却装置包括:第二换热组件123和第二外冷组件121。所述第一换热组件113包括第一换热器及第一冷液分配单元122(参见图2);第二换热组件123包括第二换热器及第二冷液分配单元112(参见2)。
外冷组件可包括蒸发冷凝组件及动力组件,所述蒸发冷凝组件利用蒸发冷却方式散去所述换热器吸收的热量,所述动力组件为所述蒸发冷凝组件提供制冷动力。所述蒸发冷凝组件可包括:冷凝器、喷淋装置、通风装置等。其中,冷凝器与所述动力组件连接。喷淋装置用于向所述冷凝器喷洒散热液体。通风装置,用于为所述冷凝器提供散热气流。所述外冷组件还包括集水盘及加热装置,所述集水盘位于所述冷凝器的下方,用于收集喷淋装置喷洒的散热液体;所述加热装置用以在所述集水盘内的液体温度低于阈值时启动加热。
动力组件可包括压缩机和泵,其中,压缩机和泵用于通过液冷循环管路来循环流体。压缩机和泵可单独工作,即一个工作,另一个关闭。当然,压缩机和泵也可同时工作,同时工作时,压缩机可采用变频的方式工作。
如图6和图2所示,本实施例提供的所述冷却装置还可包括水力装置6。其中,所述水力装置6设置在所述集装箱内;所述水力装置6用于在接收所述控制系统的控制指令后,向所述冷液循环管路中补充冷液。
进一步的,如图2和图6所示所述的集装箱式数据中心还包括液冷机柜2。所述液冷机柜2内设有绝缘的浸没液,所述多个服务器浸没于所述浸没液中。所述液冷机柜2上设有浸没液循环装置,以使所述液冷机柜内的浸没液循环流动,并能与所述换热器进行热交换,以对所述数据中心的IT设备进行冷却。如图6所示,所述液冷机柜2上的浸没液循环装置可以是循环泵,循环泵可以有两个,分别为第一循环泵201和第二循环泵202。第一循环泵201设置在第一管路上,第二循环泵202设置在第二管路上。第一管路位于第一换热组件113内,以与第一换热组件113的换热器进行热交换。第二管路位于第二换热组件123内,以与第二换热组件123的换热器进行热交换。
再进一步的,本实施例中提供的所述集装箱式数据中心还可包括设置在集装箱内的净化装置9及补给装置8。具体实施时,所述补给装置8还可配置有相应的补给泵7。其中,所述净化装置9及所述补给装置8均与所述控制系统电连接;所述控制系统还用于在确定所述液冷机柜2中浸没液量和/或清洁度不符合要求时,控制所述净化装置9工作以对浸没液进行净化,和/或控制所述补给装置向所述液冷机柜2中补充适量的浸没液。具体实施时,所述控制系统可基于浸没液的导电率监测信号确定是否需要对液冷机柜2中浸没液进行净化;可根据浸没液的液位监测信号确定是否需要向所述液冷机柜2中补充适量的浸没液。
更具体的,本实施例中的所述控制系统中的控制装置可接收如下信息用于做出相应的控制决策:
冷液分配单元的供水温度、回水温度;
外冷组件出水温度、冷液循环泵入口温度、出口压力信息等;
液冷机柜中浸没液的液位、浸没液的导电率、浸没液的PH值等;
外冷组件运行状态、外冷组件的故障信号、外冷组件手动或自动切换指令、外冷组件启停指令、外冷组件变频信号、外冷组件运行中反馈的运行参数(如各开关阀的开度)等等;
冷却装置中冷液循环泵运行状态、冷液循环泵的故障信号、冷液循环泵手动或自动切换指令、冷液循环泵启停指令等;
CDU中电动调节阀控制及开度信息;
喷淋装置对应的补水箱的液位、集水盘中的液位等;
CDU中冷液的电导率、PH值等;
集水盘加热装置的加热状态、启动指令;
补给泵的运行状态、补给泵手动或自动切换、补给泵故障信号、补给泵启停状态等;
外冷组件中风机盘管的启停信号;
液冷机柜的供回液流量、液冷机柜中高位液体温度、低位液体温度;
液冷机柜的循环泵运行状态、故障信号、手动或自动切换、启停状态等。
集装箱式数据中心是将数据中心设在集装箱内,周围配备网络和电源。集装箱式数据中心具备高密度、低PUE、快速部署和一站式服务的特点。集装箱内冷热通道分离且全封闭,这样减少了冷空气消耗的电力。快速地部署指的是集装箱式数据中心不需要企业投放土地、机房建设以及硬件设备,这节约了企业建设数据中心的周期。
集装箱式数据中心采用整体系统设计,在设计上就综合考虑多方因素,在出厂前便完成的组装、功能测试等,到了工程现场只做一些简单的安装与功能验证即可投入使用,可见集装箱式数据中心可做到全栈交付(Full Stack Delivery)。
另外,本实施例数据中心的IT设备(如服务器等)采用单相浸没液体进行冷却。服务器等电子设备完全浸没在容纳绝缘冷却液的液冷机柜Tank中,浸没液吸收IT设备热量后仅升温(不发生相变),再通过液体循环系统与冷却系统的换热器进行换热,再通过外冷组件传热到外界环境。本实施例中冷却系统可选用绿色环保系统实现,比如,本实施中的外冷组件可包括蒸发冷凝组件,通过蒸发冷凝的方式进行冷却。具体的,夏天的时候,可对蒸发冷凝组件中的冷凝器喷淋水,以加快降温。冬天的时候,只需利用自然冷空气对蒸发冷凝组件中的冷凝器进行降温。
在边缘计算模式下,为更好的支撑高密度、大带宽和低时延场景,唯一有效的方式为在靠近用户的网络边缘侧构建服务平台,提供存储、计算、网络等资源,将部分关键服务下沉到接入网络边缘,以减少网络传输和多级转发带来的带宽与时延损耗。因此就出现了边缘数据中心(又可称为边缘互联网数据中心,Internet Data Center)。海量的数据不再需要上传至云端进行处理,大大降低了网络延时;同时,核心网传输压力下降,避免了网络堵塞,网络传输速率大大增加。
边缘数据中心部署非常靠近信息源,具有属地化(地级市以下)部署特点,分布极为广泛,只满足属地用户需求,具有规模小、数量多、分散部署等特点。因此,就需要提出一种能快速部署、且安全可靠的实现方案。
本申请另一实施例提供了一种边缘数据中心,该边缘数据中心的结构可与上述实施提供的集装箱式数据中心类似。具体的,所述边缘数据中心包括:边缘计算设备、冷却系统、供配电系统及控制系统。其中,边缘计算设备设置在集装箱内。冷却系统具有多个冷却装置,用于冷却工作中发热的所述边缘计算设备。供配电系统,具有多路供电电路,用于为所述边缘数据中心供电。控制系统与所述冷却系统及所述供配电系统电连接。所述控制系统包括多个控制装置,所述多个控制装置均具有所述多路供电电路的切换控制能力,所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作。
其中,本实施例中所述边缘计算设备也可采用单相浸没液冷却方式进行冷却。即,边缘计算设备设置在如图2中所示的液冷机柜2中,液冷机柜中容置有绝缘的浸没液,该浸没液吸收边缘计算设备产生的热量,然后通过冷却装置中的换热组件及外冷组件,将该热量传热至外部环境。
进一步的,所述控制系统包括第一控制装置及第二控制装置。所述多个冷却装置分为两部分,分别为第一部分冷却装置和第二部分冷却装置。在协同模式下,所述第一控制装置用于负责所述第一部分冷却装置的控制工作,所述第二控制装置用于负责所述第二部分冷却装置的控制工作。所述第一控制装置无法工作时,所述第二控制装置调整工作模式为独立模式,以与所述第一部分冷却装置建立通信连接,并负责所述第一部分冷却装置及所述第二部分冷却装置的控制工作。
进一步的,所述冷却装置包括换热组件及外冷组件。其中,所述换热组件设置在所述集装箱内,所述外冷组件设置在所述集装箱外;所述换热组件包括换热器及冷液分配单元;所述换热器用于吸收所述边缘计算设备工作中产生的热量;冷液分配装置与所述换热器及所述外冷组件流体连通形成冷液循环管路,用于调节冷液循环管路中冷液的流量、流速和清洁度;所述外冷组件包括蒸发冷凝组件及动力组件,所述蒸发冷凝组件利用蒸发冷却方式散去所述换热器吸收的热量,所述动力组件为所述蒸发冷凝组件提供制冷动力。
进一步的,所述蒸发冷凝组件包括:冷凝器、喷淋装置及通风装置。其中,冷凝器与所述动力组件连接。喷淋装置用于向所述冷凝器喷洒散热液体。通风装置,用于为所述冷凝器提供散热气流。所述外冷组件还包括集水盘及加热装置,所述集水盘位于所述冷凝器的下方,用于收集喷淋装置喷洒的散热液体;所述加热装置用以在所述集水盘内的液体温度低于阈值时启动加热。
边缘硬件主要指边缘通用服务器、网络设备、制冷等一系列基础设施。边缘计算的部署位置往往更加靠近用户,所以在部署空间相对传统数据中心较小,机房的条件相对传统的数据中心也相对较差,部署规模随着用户动态灵活扩展和收缩,这些都对边缘硬件提出了更多的新的要求,其中包括但不限于:高密度的计算和存储能力、在更小的空间下操作和维护的能力、更高的可靠性(适应恶劣环境的稳定运行能力)、自散热能力等。
这里需要说明的是:本实施例提供的边缘数据中心的实现结构及控制系统的控制逻辑可与上述集装箱式数据中心相同。在本实施例中未详述的结构可参见上文中的内容,此处不作赘述。
基于上述各类型数据中心的实施例,如图7所示,本申请还提供一种数据中心中控制装置的工作方法。本实施例中所述的方法的执行主体可以是所述数据中心中多个控制装置中的任一控制装置。下文中为了方便描述,此处将本实施例的执行主体称为第一控制装置。具体的,所述方法包括:
S1、控制所述数据中心中至少一个第一冷却装置工作;
S2、检测所述多个控制装置中的至少一个第二控制装置是否工作异常;
S3、在检测出所述至少一个第二控制装置中存在有工作异常的目标控制装置时,获取所述目标控制装置负责的至少一个第二冷却装置的标识;
S4、根据所述至少一个第二冷却装置的标识,与所述至少一个第二冷却装置建立通信连接;
S5、基于已建立的通信链路,控制所述数据中心中至少一个第二冷却装置工作。
进一步的,上述步骤S2中“检测所述多个控制装置中的至少一个第二控制装置是否工作异常”,包括:
S21、向所述至少一个第二控制装置发送检测信息;
S22、在预设时长内未接收到第二控制装置反馈的检测响应,则确定未反馈检测响应的第二控制装置工作异常。
本申请各实施例,如集装箱式数据中心、边缘数据中心等,数据中心中的控制装置可实现上述各步骤对应的功能。
本申请各实施例提供的技术方案,冷却系统、供配电系统及控制系统均做了高可靠设计,可达到数据中型可靠性等级TierⅢ的要求,即“在线维护”的标准。在线维护的的标准是:设备与分配路径均设置冗余,系统的任一组件均可在不影响系统运行的情况下进行更换或维护。另外,为减低PUE,本实施例中的数据中心可采用单相浸没液体冷却的方式对服务器、交换机等电子设备进行冷却降温。冷却系统可为中的冷源可为无压缩式冷源,可实现全年自然冷却。单相浸没液体冷却+自然冷却系统可大幅降低数据中心的PUE,高效解决服务器的散热。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种集装箱式数据中心,其特征在于,包括:
冷却系统,具有多个冷却装置,用于冷却所述数据中心;
供配电系统,具有供电电路,用于为所述数据中心供电;
控制系统,与所述冷却系统及所述供配电系统电连接;
其中,所述控制系统包括多个控制装置,所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作。
2.根据权利要求1所述的集装箱式数据中心,其特征在于,所述控制系统包括第一控制装置及第二控制装置;以及
所述多个冷却装置分为两部分,分别为第一部分冷却装置和第二部分冷却装置;
在协同模式下,所述第一控制装置用于负责所述第一部分冷却装置的控制工作,所述第二控制装置用于负责所述第二部分冷却装置的控制工作;
所述第一控制装置无法工作时,所述第二控制装置调整工作模式为独立模式,以与所述第一部分冷却装置建立通信连接,并负责所述第一部分冷却装置及所述第二部分冷却装置的控制工作。
3.根据权利要求2所述的集装箱式数据中心,其特征在于,
所述第二控制装置,用于向所述第一控制装置发送检测信息,若在预设时长内接收到所述第一控制装置反馈的检测响应,则按照所述协同模式工作;若在预设时间内未接收到所述第一控制装置反馈的检测响应,则确定所述第一控制装置无法工作,调整工作模式为所述独立模式工作。
4.根据权利要求2所述的集装箱式数据中心,其特征在于,一个控制装置设置在一个控制柜内,且配置有对应的人机交互装置;其中,
控制柜位于所述集装箱内;
所述人机交互装置用以按照其对应的控制装置的控制指令显示相应的信息,并为用户提供交互接口以便于用户通过交互接口触发相应的用户指令或导出数据;
所述供电配电系统具有多路供电电路;所述多个控制装置均具有所述多路供电电路的切换控制能力;
所述控制装置包括冷却控制单元及切换单元,所述冷却控制单元与所述冷却系统电连接用以控制所述冷却系统中的至少部分冷却装置工作,所述切换单元与所述多路供电电路电连接用以控制所述多路供电电路的切换;
所述切换单元还具有至少一个预留接口,以便于扩展供电电路的数量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的集装箱式数据中心,其特征在于,所述供电配电系统具有多路供电电路,所述多路供电电路包括多路市电供电电路;其中,市电供电电路包括:
一级配电装置,用于通过电力线缆连接市电供电线路;
高压直流装置,与所述一级配电装置电连接,用于将所述一级配电装置接入的交流电转变为高压直流电;在所述市电供电正常时,作为电源为所述数据中心供电;
蓄电池,与所述高压直流装置电连接,用于在所述市电供电正常时,利用所述高压直流装置输出的电能充电;在所述市电供电异常或中断时,作为电源为所述数据中心供电;
二级配电装置,与所述高压直流装置及所述蓄电池电连接,用于为所述数据中心的不同负载提供电源支路接口。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的集装箱式数据中心,其特征在于,所述冷却装置包括换热组件及外冷组件;其中,
所述换热组件设置在所述集装箱内,所述外冷组件设置在所述集装箱外;
所述换热组件包括换热器及冷液分配单元;
所述换热器用于吸收所述数据中心的IT设备工作中产生的热量;
冷液分配装置与所述换热器及所述外冷组件流体连通形成冷液循环管路,用于调节冷液循环管路中冷液的流量和流速。
7.根据权利要求6所述的集装箱式数据中心,其特征在于,还包括液冷机柜;
所述液冷机柜内设有绝缘的浸没液,所述多个服务器浸没于所述浸没液中;
所述液冷机柜上设有浸没液循环装置,以使所述液冷机柜内的浸没液循环流动,并能与所述换热器进行热交换,以对所述数据中心的IT设备进行冷却。
8.根据权利要求7所述的集装箱式数据中心,其特征在于,还可包括设置在集装箱内的净化装置及补给装置;其中,
所述净化装置及所述补给装置均与所述控制系统电连接;
所述控制系统还用于在确定所述液冷机柜中浸没液量和/或清洁度不符合要求时,控制所述净化装置工作以对浸没液进行净化,和/或控制所述补给装置向所述液冷机柜中补充适量的浸没液。
9.一种边缘数据中心,其特征在于,包括:
边缘计算设备,设置在集装箱内;
冷却系统,具有多个冷却装置,用于冷却工作中发热的所述边缘计算设备;
供配电系统,具有供电电路,用于为所述边缘数据中心供电;
控制系统,与所述冷却系统及所述供配电系统电连接;
其中,所述控制系统包括多个控制装置,所述多个控制装置分别负责一部分冷却装置的控制工作,并能在所述多个控制装置中一部分控制装置无法工作时,剩余部分控制装置调整工作模式以承担所述多个冷却装置的控制工作。
10.根据权利要求9所述的边缘数据中心,其特征在于,所述控制系统包括第一控制装置及第二控制装置;以及
所述多个冷却装置分为两部分,分别为第一部分冷却装置和第二部分冷却装置;
在协同模式下,所述第一控制装置用于负责所述第一部分冷却装置的控制工作,所述第二控制装置用于负责所述第二部分冷却装置的控制工作;
所述第一控制装置无法工作时,所述第二控制装置调整工作模式为独立模式,以与所述第一部分冷却装置建立通信连接,并负责所述第一部分冷却装置及所述第二部分冷却装置的控制工作。
11.根据权利要求9或10所述的边缘数据中心,其特征在于,所述冷却装置包括换热组件及外冷组件;其中,
所述换热组件设置在所述集装箱内,所述外冷组件设置在所述集装箱外;
所述换热组件包括换热器及冷液分配单元;所述换热器用于吸收所述边缘计算设备工作中产生的热量;冷液分配装置与所述换热器及所述外冷组件流体连通形成冷液循环管路,用于调节冷液循环管路中冷液的流量、流速和清洁度;
所述外冷组件包括蒸发冷凝组件及动力组件,所述蒸发冷凝组件利用蒸发冷却方式散去所述换热器吸收的热量,所述动力组件为所述蒸发冷凝组件提供制冷动力。
12.根据权利要求11所述的边缘数据中心,其特征在于,所述蒸发冷凝组件包括:
冷凝器,与所述动力组件连接;
喷淋装置,用于向所述冷凝器喷洒散热液体;
通风装置,用于为所述冷凝器提供散热气流;
所述外冷组件还包括集水盘及加热装置,所述集水盘位于所述冷凝器的下方,用于收集喷淋装置喷洒的散热液体;所述加热装置用以在所述集水盘内的液体温度低于阈值时启动加热。
13.一种数据中心中控制装置的工作方法,其特征在于,适用于所述数据中心中多个控制装置中的第一控制装置,所述方法包括:
控制所述数据中心中至少一个第一冷却装置工作;
检测所述多个控制装置中的至少一个第二控制装置是否工作异常;
在检测出所述至少一个第二控制装置中存在有工作异常的目标控制装置时,获取所述目标控制装置负责的至少一个第二冷却装置的标识;
根据所述至少一个第二冷却装置的标识,与所述至少一个第二冷却装置建立通信连接;
基于已建立的通信链路,控制所述数据中心中至少一个第二冷却装置工作。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,检测所述多个控制装置中的至少一个第二控制装置是否工作异常,包括:
向所述至少一个第二控制装置发送检测信息;
在预设时长内未接收到第二控制装置反馈的检测响应,则确定未反馈检测响应的第二控制装置工作异常。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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