CN207252112U - 一种数据中心设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种数据中心设备及系统,本申请能够根据需要将所需数据中心设备运输到现场进行拼接,得到所需数据中心系统,大大降低了运输成本;且由于各数据中心设备之间采用拼接方式,工作人员可以根据现场地形灵活确定数据中心系统的布局结构,打破了地形对数据中心系统搭建的约束,并且,在对数据中心系统的要求变更时,可以直接拆除不需要的组件,并利用其他组件进行替换,非常方便,不需要返厂重建,大大降低了工期。
Description
技术领域
本申请主要涉及数据中心技术领域,更具体地说是涉及一种数据中心设备及系统。
背景技术
在实际应用中,任何数据中心系统的实施通常都包括楼宇和机电两部分,具体可以分为咨询、设计、招投标、楼宇建造、机电设备安装以及系统调整等流程。
通常情况下,现有的数据中心系统通常是集装箱式的,一个1000平米的数据中心系统从平地搭建到完成,需要1年半到2年的时间,即便是对已有的数据中心系统进行改造,也需要花费半年到1年的时间完成,导致整个工期较长,成本偏高,资源无法重复利用,且运输过程非常麻烦。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供了一种数据中心设备及系统,采用可拆卸连接的各组件拼接成数据中心系统,便于到现场进行组装与拆卸,简单灵活,大大降低了运输及人工成本,缩短了工期。
为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:
本申请实施例还提供一种数据中心设备,包括:供电组件、制冷组件以及至少一个可拆卸连接的信息技术设备组件,其中,所述供电组件、所述制冷组件以及所述信息技术设备组件根据现场地形进行拼接组装:
所述供电组件包括至少一个可拆卸连接的低压配电模组,且所述低压配电模组中设置有冷通道和热通道;
所述信息技术设备组件中设置有冷通道和热通道,并与所述供电组件对应的通道连通;
所述制冷组件包括至少一种可拆卸连接的制冷模组,分别与所述冷通道和所述热通道连通,将得到的冷空气输送至所述冷通道,冷却所述信息技术设备组件和所述供电组件工作过程中产生的热量。本申请实施例还提供一种数据中心系统,由多个上述数据中心设备拼接而成。
由此可见,与现有技术相比,本申请提供了一种数据中心设备及系统,本申请能够根据需要将所需数据中心设备运输到现场进行拼接,得到所需数据中心系统,大大降低了运输成本;且由于各数据中心设备之间采用拼接方式,工作人员可以根据现场地形灵活确定数据中心系统的布局结构,打破了地形对数据中心系统搭建的约束,并且,在对数据中心系统的要求变更时,可以直接拆除不需要的组件,并利用其他组件进行替换,非常方便,不需要返厂重建,大大降低了工期。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种数据中心设备的结构示意图;
图2(a)和图2(b)为本申请实施例提供的IT设备组件的结构示意图;
图3(a)为本申请实施例提供的一种低压配电模组的结构示意图;
图3(b)为本申请实施例提供的一种不间断供电模组的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种制冷组件的结构示意图;
图5(a)~图5(c)为本申请实施例提供的一种数据中心设备布局结构的拼接过程示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种数据中心设备布局结构示意图;
图7(a)~图7(c)分别为本申请实施例提供的数据中心设备三种不同工作模式的工作过程示意图;
图8(a)和图8(b)为本申请实施例提供的两种数据中心系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通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,都属于本实用新型保护的范围。
为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。其中,为了方便理解本申请技术方案,将对下文实施例可能涉及到的技术术语进行解释说明,具体如下:
统一标准尺寸:该尺寸没有特定的比例及数据要求,可根据实际情况灵活变化,但一旦选定尺寸,所有设备模块均为统一该尺寸,本专利以可陆路运输的最大集装箱尺寸为例,但并不局限于此。
参照图1,为本申请实施例提供的一种数据中心设备的结构示意图,该数据中心设备可以包括:按照预设尺寸预制的至少一个信息技术(InformationTechnology,IT)设备组件100、至少一个供电组件200以及至少一个制冷组件300。
其中,同一类制冷组件的尺寸(包括组件的长和宽)可以相同,同一类供电组件的尺寸也可以相同,同一类信息技术设备组件的尺寸也可以相同,且各组件的长和宽可以是一定倍数关系,以方便工作人员进行数据中心系统的拼接,当然,各组件的尺寸可以按照统一标准确定,即各组件的尺寸可以相同也可以不同,本申请对各模组的长和宽均不作限定,可以根据实际需要确定。
在本实施例中,预制的各IT设备组件100、供电组件200以及制冷组件300之间可以通过拼接方式实现连接,因此,上述IT设备组件100(即IT模组)、供电组件200以及制冷组件300可以具有统一连接部件,以使各组件能够任意拼接;或者,根据各组件之间的工作关系,设置相匹配的连接部件等等,本申请对各组件之间的拼接连接方式不作限定。
参照图2(a)和图2(b),IT设备组件100可以根据统一标准尺寸部署18个机柜、1个管控柜以及1组强弱电走线架、1组光纤桥架、2组LED照明、2个视频摄像头、1个封闭端门以及封闭端门和固定框架等等,但IT设备组件100的组成结构并不局限于此,图2(a)和(b)中并未示出各组成部分,且需要说明的是,对于IT设备组件内各部件的组成关系以及尺寸大小关系,并不局限于图中所示的关系,可以根据实际需要进行调整,本申请在此不再一一详述。
在实际应用中,由于IT设备组件100可以用来部署机柜设备(即IT设备)以及网络设备,通常还需要电力供电以及冷热空气流通。因此,为了保证冷热空气流通,IT设备组件100中通常可以集成冷通道和热通道。
可选的,本实施例可以根据IT设备组件100中各器件的统一标准尺寸与机柜尺寸的差值,可以将冷通道和热通道与机柜分别集成在一个壳体内,如图2(a)所示的IT设备组件100中形成了冷通道21,还设置了管控柜22实现弱电监控;图2(b)所示的IT设备组件100中还可以形成热通道23。需要说明的是,该冷通道21和热通道23是利用该IT设备组件100中各机柜的位置关系,形成的两个不同空间通道,但并不局限于图2(a)和(b)所示结构。
另外,在实际拼接中,可以根据各IT设备组件100中冷通道和热通道的位置,实现多个IT设备组件100的拼接,保证数据中心系统的整个冷通道和热通道的畅通,实现冷热空气的流畅传输,本申请对多个IT设备组件100的拼接方式不作限定。
具体的,本申请可以将一个IT设备组件100的冷通道一侧与另一个IT设备组件100的冷通道侧进行物理连接,以此类推,从而形成搭建的数据中心系统的冷空气传输通道;同理,该IT设备组件100的热通道侧可以与第三个IT设备组件100的热通道侧物理连接,以形成数据中心系统的热空气传输通道。
可选的,对于任意两个IT设备组件100的物理连接处可以进行密封防水,以避免传输空气泄露,对其他器件造成不良影响。本申请对物理连接处采用的密封防水手段不作限定,可以在物理连接处外表面覆盖防水材料,如橡胶塑料类材料,金属类材料等等,本申请对采用的防水材料不作限定。
此外,在本实施例实际应用中,可以根据数据中心设备的实际功能需要,确定具有相应功能的IT设备组件100的类型和数量,以及具有其他辅助功能的IT设备组件100的类型和数量,本申请在此不再一一详述。
供电组件200主要是用于为数据中心设备提供电力供应,即为组成当前数据中心设备的各组件供电,根据不同设计以及供电需求,该供电组件200可以包括供电来源模块、中压配电模组、低压配电模组、蓄能模组、新能源模组及不间断供电模组中一种或几种模块组合。
其中,该供电组件200包括的各配电模组可以作为一个独立设备使用,也可以集成在同一个壳体内使用,或者几个集成起来使用等等,本申请对各配电模组的组合使用方式不作限定。并且,各模组之间可以采用拼接方式实现连接,方便用户根据实际供电需要的变化,来相应调整供电组件200包含的供电模组数量以及种类,也就是说,当实际供电需求发生变化时,可以相应拆除某一个或多个供电模组,或者增加某一个或多个供电模组,过程灵活且方便,具体过程本申请不作详述。
可选的,中压配电模组可以包括:市电进线接口、计量柜、出线柜、PT(Potentialtransformer,电压互感器)及防雷接地等等,本申请对中压配电模组的组成结构不作限定,可以根据实际需要确定;并且,根据目前搭建的数据中心设备的不同需要,可以选择一个或多个中压配电模组进行供电,通常情况下,选取的各中压配电模组的尺寸可以相同,但根据需要也可以不同,具体可以根据实际组装需要确定,本申请对此不作详述。
其中,当数据中心设备采用的中压配电模组是中压柴油发电机,该中压配电模组通常需要中压柴发进线柜,但并不局限于此。
在本申请实际应用中,中压配电柜可以用于整个数据中心设备(甚至是整个数据中心系统)的电力供应,其电力来源于可以是供电局供电线路,也就是说市电可以直接连接中压配电柜,电压信号再输出至低压配电模组中的变压器,根据实际需要,低压配电模组可以继续向不间断供电模组供电,再由该不间断供电模组为IT设备组件100以及制冷组件300供电。
可选的,对于中压配电模组工作过程中产生的热量,可以通过引入的自然冷空气实现散热,也可以通过输入制冷组件300产生的冷空气,进行内部空气的降温,相应地,对中压配电模组产生的热空气,可以直接排放至大气中,也可以输入制冷组件300中,本申请对其冷却方式不作限定。
如图3(a)所示,低压配电模组3-1可以包括变压器3-11、低压主输出柜3-12、无功补偿柜3-13、联络柜3-14,输出馈线柜3-15等,还可根据需要添加有源滤波柜3-16等功能配电柜,本实施例在此不再一一列举,需要说明的是,低压配电模组的组成结构并不局限于图3(a)所示的组成结构,且各组成模块的尺寸关系也并不局限于图3(a)所示的关系,可以根据实际需要确定,本申请不再一一详述。
在本实施例中,低压配电模组工作过程中也会产生热量,需要冷空气进行降温,与上述中压配电模组内空气的冷却方式类似,其所需冷空气可以是自然冷空气,也可以是制冷组件300输出的冷空气,相应低压配电模组输出的热空气可以排入大气,也可以输送至制冷组件300,本申请对低压配电模组内空气的冷却方式不作限定。
可选的,该低压配电模组可以与中压配电模组集成在同一个壳体内,避免供电模块过多造成搬运过程中的丢失,或安装错误等,当然可以独立设置,方便工作人员根据数据中心设备中各模组的尺寸关系,合理调整各供电模组的组装位置等,本申请对此不作限定。
如图3(b)所示,不间断供电模组3-2可以包括1个HVDC(high-voltage directcurrent,高压直流输出)整流柜3-21、2个电池柜3-22、1个制冷不间断电源柜3-23、1个配电柜3-24以及1组强电走线架、1组弱电走线架、1组光线桥架、封闭侧门以及封板、1个封闭端门以及封板和固定框架等等,但并不局限于图3(b)所示的组成结构,且对于该不间断供电模组中各部件的尺寸关系和组装位置也不局限于图3(b)所示,都可以根据实际需要进行调整,本申请对此不再一一列举。
其中,在不间断供电模组的实际工作过程中也会产生热量,需要冷却空气对其进行冷却,保证其合适的工作温度,因此,如图3(b)所示,不间断供电模组中通常会设置有冷通道3-25和热通道3-26,进入冷通道3-25的冷空气可以自然冷空气,也可以是通过冷通道模组输出的冷空气,相应的,热通道3-26输出的热空气可以直接排到大气,也可以经热通道模组传输至制冷组件300,由此可见,不间断供电模组也可以通过外界环境空气进行自然降温,或者利用制冷组件300进行冷却降温,本申请对不间断供电模组内空气的冷却降温方式不作限定。
需要说明的是,本申请提供的数据中心设备至少可以包括一个或多个低压配电模组,在不需要中压配电模组和不间断供电模组的情况下,供电局供电线路可以直接给低压配电模组的变压器供电,再由该低压配电模组给数据中心设备的其他模组供电,满足数据中心设备的供电需求。
以经典配电架构为例对数据中心设备中的供电组件200的组成结构进行说明,但并不局限于本实施例描述的供电组件200的组成结构,参照图1,该配电架构通常可以包括上述低压配电模组3-1和不间断供电模组3-2,各模块可以按照统一尺寸预制,也就是说,各低压配电模组的尺寸相同,各不间断供电模组的尺寸相同,但低压配电模组和不间断供电模组之间的尺寸可以不同,也可以相同,通常会根据搭建数据中心设备的各组件的尺寸确定,以保证各组件能够搭建结构稳定的数据中心系统。
在实际应用中,参照图1所示,不间断供电模组3-2的尺寸可以是IT设备组件100尺寸的1/2,但并不局限于此,可以根据实际需要确定各模块的尺寸及关系,本申请仅以图1所示的各模块的尺寸关系为例进行说明,但并不局限于图1所示的关系。
可选的,在拼接供电组件时,可以将低压配电模组与不间断供电模组一侧物理连接,再将不间断供电模组的另一侧与IT设备组件物理连接,如图1所示的拼接方式,但并不局限于此,当各组件或其包含的模组尺寸发生改变后,各组件及其模组之间的布局可以相应调整,本申请在此不再一一详述。
另外,对于其他供电模组,如新能源模组可以包含但不限于水电、风电、潮汐能转换、海洋能转换、天然气冷热电三联供模块及并网模块;蓄能模组可以包含但不限于柴油发电机模块、天然气发电机模块、电池模块等等,本申请可以根据实际需要选择搭建数据中心设备所需的供电组件,且对于各供电模组,其包含的各组成部件的组装位置关系以及尺寸大小,可以根据实际需要确定,本申请对此不作限定。
需要说明的是,关于本申请搭建数据中心设备所需供电组件200的类型以及每一种供电组件200的数量,可以根据该数据中心设备的组成确定,本申请对此不作限定。而且,在实际应用中,根据将要搭建的数据中心设备而的需求,预制所需各供电组件200后,可以在制作现场拼接各供电组件200构成一个整体,再运输至施工现场;也可以将需要各供电组件200运输到施工现场进行拼接组装,运输灵活方便,且降低了运输成本。
参照图4,制冷组件300可以用于为数据中心系统提供冷量,来冷却各用电设备工作产生的热量。
在实际应用中,其由上述供电组件200供电,产生的冷空气经过冷通道传输至各产热模块,如上述各IT设备组件100以及各供电组件200等,从而降低这些产热模块过程期间产生的热量,而这些产热模块工作过程中产生的热空气可以进入形成的热通道,传送回该制冷组件300进行降温冷却。
可选的,在本申请中,基于不同的冷却方式,该制冷组件300可以包括冷水机组模组、直接膨胀式风冷机房空调模组、AHU(Air Handling Unit,空气处理机组)自然冷却模组、自然水体自然冷却模组、顶置式空调模组、氟泵空调模组、热管空调模组、空气泵制冷模组、地源热泵制冷模组、背板水冷模组、蓄冷模组等等,在实际应用中,可以选取其中的一个或多个组成数据中心设备的制冷组件300,具体可以该数据中心设备的实际需要选择,本申请对此不作限定。
以空调模组为例,参照图1,制冷组件300可以包括空调模组3-31以及空调连接组件3-32,其中,空调模组3-31可以产生冷空气,空调连接组件主要用来实现空调模组3-31与数据中心设备中的其他组件或模组的连接,本申请对其具体组成结构不作限定。
由此可见,本申请制冷组件300除了包括产生冷空气的制冷模组外,还可以包括相应的连接组件,保证制冷模组与其他模组的可靠连接,还可以保证该制冷模组产生的冷空气能够可靠地被输送至其他模组的冷通道,且其他模组形成的热通道传送的热空气能够顺利进入该制冷模块,本申请对各连接组件的组成结构均不作限定,对于不同的制冷模组,其对应的连接组件可以不同,也可以相同。
下面为清楚说明本申请制冷组件的工作过程,本申请将以经典水冷冷水机组+AHU风墙模组的组合为例进行说明,根据工作需要,制冷组件300可以选择冷水机组模块,冷却塔模块、冷冻泵模块、冷却泵模块、风墙模块、冷水盘管模块、风阀模块等等,且选择的这些模块可按照预设尺寸制成独立模块,或者将至少部分模块集成在一起完成制冷组件的拼接组装。
需要说明的是,关于搭建数据中心设备的制冷组件的组成结构并不局限于上文描述的组成结构,可以根据不同制冷需要,相应挑选用于组装成制冷组件300的组成;并且,在数据中心设备的工作过程,若制冷需求发生变化,需要更改其制冷组件300的组成结果,由于该数据中心设备都是有各个模组拼接而成,且制冷组件300也是由不同模块拼接而成,所以,工作人员可以在施工现场直接将不需要的制冷模块拆卸下来,替换成需要的其他制冷模块,或者将增加的制冷模块直接拼接到现有的制冷组件即可,非常方便,大大降低了数据中心设备结构更改成本。
可选的,在本实施例中,确定搭建数据中心系统的多个数据中心设备,以及各数据中心设备所需的组件以及各组件包含的功能模组后,可以将这些功能模组在生产车间全部预制完毕,之后,将这些功能模组运输到数据中心系统的施工现场,由工作人员结合施工现场的地理环境进行吊装拼接,搭建成所需的数据中心系统。可见,这种运输数据中心系统的最小功能模组的方式,提高了运输灵活性,降低了运输成本。
当然,根据实际需要,在将数据中心设备所需的功能模块预制完毕后,也可以在生产车间现场进行装配,将功能模组拼接成多个组件,再运输至数据中心设备的施工现场,或者,直接拼接成数据中心设备运输到其施工现场都可以,本申请对数据中心设备的拼接场地不作限定。
下面将结合图5(a)~图5(c)来说明图1所示的数据中心设备布局结构的拼接过程,但并不局限于图1示出的结构拼接方式,本实施例仅以构成图1所示的数据中心系统组成结构为例进行说明。
在实际应用中,可以先将多个IT设备组件100并列拼接起来,如图5(a)所示,之后,如图5(b)所示,可以在每个IT设备组件100的一端拼接上一个不间断供电模组3-2,使得各模块的冷通道和热通道将分别连通,从而形成一个热空气传输通道和冷空气传输通道;之后,如图5(c)所示,可以将低压配电模组3-1拼接到不间断供电模组3-2的另一端,由于供电组件中的各模块的高度相同,为了节省空间,可以将低压配电模组3-1的长边侧与不间断供电模组3-2的短边侧连接,但并不局限于此。最后,将制冷组件300拼接到各IT设备模块100的另一端,搭建成所需的数据中心设备,如图1所示。
需要说明的是,关于数据中心设备的拼接方式以及模块的布局,并不局限于图1所示的组成结构,可以根据具体地形的不同给出相应的组合方式,如图6,数据中心设备的制冷组件可以共用一个蓄冷罐,由至少一个冷机产生该蓄冷罐中的冷空气,但并不局限于图6所示的拼接结构。
综上,本申请数据中心设备是由多个功能组件拼接而成,可以灵活选择拼接场地以及运输方式,降低运输成本。并且,在楼宇建造成后,若用户对数据中心系统的组成结构要求发生改变,所需数据中心设备发生改变,由于其包括的各组件及其模组之间尺寸可以设置成一定倍数关系,同一类型模组的尺寸也可以相同,所以,本申请能够直接按照用户当前要求,重新预制新的组件或模组与其他组件或模组,来拼接需要更改的数据中心设备即可,不需要重新定制整个数据中心系统,降低了设备成本,且提高了数据中心系统搭建效率。
而且,即便在数据中心设备运营过程中,因业务需要而进行搬迁时,本申请可以快速将数据中心设备分拆成各个组件,甚至是更小的功能模组,再运输到新的目的地进行拼接组建,非常方便,实现了设备的重复利用,大大降低了数据中心建设成本;且由于数据中心设备的整个搭建过程可以根据现场地理环境进行调整,使得数据中心设备的搭建不受限于土建条件。
需要说明的是,对于本申请提供的数据中心设备并不局限于上文列举的组件,根据需要还可以包括监控组件、消防组件等等,其与上述数据中心设备的各组件的拼接方式与上文描述的拼接方式类似,本实施例在此不再一一详述。并且,对于搭建数据中心设备的各组件及其包含的各模组的尺寸关系,并不局限于上文描述以及附图示出的关系,可以根据实际需要灵活设定,非常方便,且能够适用于任何地形特点的环境。
基于上述描述的数据中心设备结构,其在实际运行过程中,通常会采用三种工作模式满足实际散热需要,分别可以记为第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式,不同外界环境可以选用不同的工作模式,而在不同工作模式下制冷组件中各器件的动作通常不同,保证满足当前数据中心设备的散热需求。
下面将对不同工作模式下数据中心系统中降温控制过程进行简单说明,但并不局限于本申请描述的这种工作方式。其中,在本实施例中,将以该制冷组件为AHU自然冷却模组为例进行说明,其他制冷组件的工作过程类似,本实施例在此不再一一详述。
在本申请中,为了实现可靠地冷热交换,保证数据中心设备中的各组件的元件处于合适的工作温度中,避免高温对其工作性能的不利影响,本实施例可以根据外界自然环境温度的改变来调整制冷组件内各阀门的动作。
具体的,参照图7(a)~图7(c),该AHU自然冷却模组可以包括:新风阀门71、新风预处理器72及过滤器73、排风阀门74、回风阀门75、混风阀门76、冷水盘管77、盘管旁通阀门78以及风扇墙79,控制器以及各种检测器等,本实施例在此不再一一详述。
在实际应用中,检测器可以包括温度检测器,用于来检测外界空气温度并发送至控制器,由控制器判断温度检测器检测到的当前外界空气温度是否小于第一预设温度阈值,如果是,可以利用外界冷空气对数据中心设备中的各模组工作环境进行冷却降温,此时数据中心设备可以进入第一工作模式,通常情况下是在外界环境比较冷的情况下发生,如冬季。
基于此,确定数据中心设备进入第一工作模式,即可以控制新风阀71开启、排风阀门74开启、回风阀门75关闭、混风阀门76开启以及盘管旁通阀门78开启。
具体参照图7(a)所示箭头表示的空气流通路径,通过开启的新风阀门71引入外界空气,经过新风预处理器72及过滤器73对外界空气的过滤处理,避免外界尘埃等杂质进入设备内,之后,将经过开启的盘管旁通阀门78达到风扇墙79,经过该风扇墙79进入并排拼接成的多个IT设备组件的冷通道(图7中并未示出),进而通过各IT设备组件的冷通道进入其他模组的冷通道,吸收数据中心设备中的各发热模组产生的热量。经过一段时间后,升温后的气体将通过各发热模组上方的热通道,经过开启的排风阀门74输送至外界大气。
其中,开启混风阀门76,主要是由于新风需要部分混风才能达到机房温度设定值,保证数据中心设备的制冷组件的正常工作,本申请对该混风阀门76的开启时间不作限定,可以根据当前环境温度确定。
由此可见,在数据中心设备所处自然环境温度比较低时,可以直接利用外界冷空气,对该数据中心设备的各发热模组进行散热处理,无需制冷组件自身产生冷空气,降低了设备功耗。
然而,当外界自然环境的温度过高时,如夏季,此时将无法再利用自然冷空气实现数据中心设备内发热模组的散热,可以控制制冷组件300进行机械制冷,产生冷空气来冷却数据中心设备内发热模组产生的热空气。所以,当温度检测器检测到的外界空气温度大于第二预设温度阈值,可以控制数据中心设备进入第二工作模式,即控制制冷组件300中的新风阀门71暂时开启、排风阀门74关闭、回风阀门75开启、混风阀门76开启以及盘管旁通阀门78关闭。
具体参照图7(b)所示的空气流通路径,初始将开启新风阀门71,待风量足够后关闭,也就是说,本申请可以间歇性控制新风阀门71开启,引入的外界空气经过新风预处理器72及过滤器73的处理,得到质量较高的空气后,将通过开启的混风阀门76达到冷水盘管77,由冷水盘管77内的冷却水对进入的高质量的空气进行冷却降温,从而使高温度的空气变为低温度的空气,即所需冷空气,通过风扇墙79进入并排拼接成的多个IT设备组件以及供电组件的冷通道,实现对IT设备组件以及供电组件工作环境的降温,在此期间,产生的热空气将通过IT设备组件以及供电组件上方的热通道返回至开启的回风阀门,此时,新风阀门71处于关闭状态,返回的热空气将继续进入冷水盘管77冷却,从而形成气体循环通道。
可选的,在数据中心设备处于第二工作模式期间,可以实时检测内部风量,若检测到的风量小于预设风量阈值,可以再开启一会新风阀门71,使其内部风量达到预设风量阈值,保证当前工作模式下散热效率。需要说明的是,本申请对风量检测的方式不作限定。
作为本申请又一实施例,若数据中心设备的外界环境温度大于第一预设温度阈值且小于第二预设温度阈值,如当前处于春秋季节,可以将上述第一工作模式和第二工作模式的冷却方式混合起来,实现对数据中心设备内发热组件的冷却降温,此时,参照图7(c)箭头所示的空气流通路径,可以控制该数据中心设备处于第三工作模式,即控制新风阀开启、排风阀门开启、回风阀门开启、混风阀门开启以及盘管旁通阀门关闭,结合上述工作原理的描述,可以将引入的外界空气和室内空气混合后,通过风扇墙送至各IT设备组件和供电组件的冷通道,升温后的空气将经过热通道,一部分通过开启的排风阀门输送至大气,一部分通过开启的回风阀门返回冷水盘管冷却,从而满足数据中心系统内发热设备的散热需求。
由此可见,第三工作模式与第二工作模式的工作过程基本相同,区别在于第三工作模式期间,整个制冷冷量中自然冷却的占比和机械制冷占比的变化。例如,在第二工作模式中机械制冷贡献99%的冷量,而自然冷却只能贡献1%的冷量,甚至全部是机械制冷,完全不能使用自然冷却。而在第三种工作模式下,可能自然冷却可以贡献60%的冷量,而机械制冷只需要贡献40%就够了。需要说明的是,在这两种工作模式的具体应用中,并不局限于本实施例列举的这种比例关系,可以根据数据中心设备所处环境情况确定,本申请在此不再一一详述。
参照图8(a)和(b),本申请实施例还提供了一种数据中心系统的结构示意图,该系统可以包括多个数据中心设备,且由这多个数据中心设备拼接而成,可以认为本申请该数据中心系统是数据中心设备的扩展结构,本申请对多个数据中心设备的具体布局方式不作限定,可以根据现场地形特点确定,并不局限于图8(a)和图8(b)所示的结构。
可选的,对于数据中心系统的多个数据中心设备可以采用叠加方式拼接,且每一个数据中心设备中的各组件及其模组等,都可以采用叠加方式进行拼接,但并不局限于这一种拼接方式。
作为本申请另一实施例,该数据中心系统还可以包括:
结构连接组件,用于实现数据中心设备中的供电组件、制冷组件以及信息技术设备组件之间的可拆卸连接,和/或实现供电组件包括的各模组以及制冷组件包含的各模组之间的可拆卸连接等等,对于不同的连接需要,所采用的结构连接组件的具体结构可以不同,本申请在此不再一一列举。
可选的,若数据中心设备中的制冷组件包括至少一个空调模组,该结构连接组件可以包括空调连接组件,来实现该至少一个空调模组的进风口与数据中心设备形成的冷通道的连通,以及该至少一个空调模组的进风口与数据中心设备形成的热通道的连通,保证冷热空气的循环,实现对数据中心设备中发热模组产生的热量的吸收。
基于上述分析,由于数据中心系统是由多个数据中心设备拼接而成,所以,其具有本申请上述数据中心设备的所有优点。具体的,在构建的数据中心系统处于不同的环境下,将选择相应的工作模式实现该数据中心系统的降温处理,释放其模组产生的热量,避免工作温度过高,降低元件工作性能,甚至会对元件造成损坏的情况发生。
而且,本申请提供的数据中心系统,能够根据现场地形进行适应性布局,扩大了该数据中心系统适用范围;且该数据中心系统由多个数据中心设备拼接而成,该每一个数据中心设备是由多个组件及其包含的各模组拼接而成,从而使工作人员能够根据实际需要的变化,来调整搭建的数据中心系统的组成结构及其布局结构,非常灵活、方便,且大大降低了变更成本,缩短了数据中心系统的建设周期。
此外,对于构成数据中心设备的各组件及其包含的各模组的尺寸,可以根据现场环境条件的要求预定,可以多样化设置,方便工作人员根据实际需要的变更进行调整,拆卸过程操作简单,且被拆卸模组可以重复利用。并且,本申请数据中心系统可以根据环境条件,选择使用分布式能源站和/或柴油发电机等,可以选择自然冷却和/或机械冷却风方式释放热量,在增加了数据中心系统的便利性的同时,还增加了数据中心系统的绿色节能潜力,具有广阔的应用前景。
最后,需要说明的是,关于上述各实施例中,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、方法或者系统不仅包括那些要素,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系统所固有的要素。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系统中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种数据中心设备,其特征在于,包括:供电组件、制冷组件以及至少一个可拆卸连接的信息技术设备组件,其中,所述供电组件、所述制冷组件以及所述信息技术设备组件根据现场地形进行拼接组装:
所述供电组件包括至少一个可拆卸连接的低压配电模组,且所述低压配电模组中设置有冷通道和热通道;
所述信息技术设备组件中设置有冷通道和热通道,并与所述供电组件对应的通道连通;
所述制冷组件包括至少一种可拆卸连接的制冷模组,分别与所述冷通道和所述热通道连通,将得到的冷空气输送至所述冷通道,冷却所述信息技术设备组件和所述供电组件工作过程中产生的热量。
2.根据权利要求1所述的数据中心设备,其特征在于,所述供电组件、所述制冷组件以及所述信息技术设备组件包含的各模组的尺寸是预设尺寸的不同倍数。
3.根据权利要求1所述的数据中心设备,其特征在于,所述供电组件还包括:中压配电模组、不间断供电模组、新能源模组以及蓄能模组中的一个或多个的组合;
当所述供电组件包括至少一个所述中压配电模组以及至少一个所述不间断供电模组,所述中压配电模组外接电源,通过所述低压配电模组为相应的不间断供电模组供电,再由所述不间断供电模组为所述制冷组件以及所述信息技术设备组件供电。
4.根据权利要求1所述的数据中心设备,其特征在于,所述信息技术设备组件包括箱体,以及设置在所述箱体内,具有统一尺寸的多个机柜、管控柜、输电线架、光纤桥架、照明设备和/或摄像装置。
5.根据权利要求1所述的数据中心设备,其特征在于,所述供电组件、所述制冷组件以及所述信息技术设备组件的物理拼接处包裹有防水材料。
6.根据权利要求1所述的数据中心设备,其特征在于,所述制冷组件包括空气处理机组AHU风墙模组,所述AHU风墙模组包括新风阀门、新风预处理器及过滤器、排风阀门、回风阀门、混风阀门以及盘管旁通阀门,冷水盘管、风扇墙、控制器以及温度检测器;
所述控制器确定所述温度检测器检测到的外界空气温度小于第一预设温度阈值,控制所述新风阀门开启、所述排风阀门开启、所述回风阀门关闭、所述混风阀门开启以及所述盘管旁通阀门开启;
所述控制器确定所述温度检测器检测到的外界空气温度大于第二预设温度阈值,控制所述新风阀门开启预设时间后关闭、所述排风阀门关闭、所述回风阀门开启、所述混风阀门开启以及所述盘管旁通阀门关闭;
所述控制器确定所述温度检测器检测到的外界空气温度大于所述第一预设温度阈值,且小于所述第二预设温度阈值,控制所述新风阀门开启、所述排风阀门开启、所述回风阀门开启、所述混风阀门开启以及所述盘管旁通阀门关闭。
7.一种数据中心系统,其特征在于,由多个如权利要求1-6任意一项所述的数据中心设备拼接而成。
8.根据权利要求7所述的数据中心系统,其特征在于,多个所述数据中心设备采用叠加方式拼接。
9.根据权利要求7所述的数据中心系统,其特征在于,所述系统还包括:
结构连接组件,用于实现所述数据中心设备中的供电组件、制冷组件以及信息技术设备组件之间的可拆卸连接,和/或实现所述供电组件包括的各模组以及所述制冷组件包含的各模组之间的可拆卸连接。
10.根据权利要求9所述的数据中心系统,其特征在于,所述制冷组件包括至少一个空调模组,所述结构连接组件包括空调连接组件;
所述空调连接组件实现所述至少一个空调模组的出风口与所述数据中心设备形成的冷通道的连通,以及所述至少一个空调模组的进风口与所述数据中心设备形成的热通道的连通。
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