CN110418547A - 数据中心 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种数据中心，属于计算机技术领域。数据中心包括集装箱1、机柜组2和空调模组3，其中：集装箱1内部设置有竖直隔板，竖直隔板将集装箱1分隔为设备区和冷却区，空调模组3设置在冷却区，机柜组2设置在设备区；集装箱1的第一侧壁与机柜组2之间形成热通道，集装箱1的第二侧壁与机柜组2之间形成冷通道；热通道的第一端与空调模组3的空调进风口相通，冷通道的第一端与空调模组3的空调送风口相通；机柜组2包括IT机柜组21和辅助功能机柜组22，IT机柜组21中的IT机柜与竖直隔板之间至少设置有一个辅助功能机柜组22中的机柜。采用本公开，可以有效解决相关技术中机柜功率升级时便捷性较差的技术问题。

Description

数据中心

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，具体涉及一种数据中心。

背景技术

随着信息技术的发展，对于数据中心的需求快速增长，集装箱式数据中心作为一种低成本、高集成度、高效能和机动灵活的数据中心逐渐被各大厂商采用。集装箱式数据中心内部通常设置有多个机柜，这些机柜中放置有大量服务器，由于服务器在工作时会发出热量，因此数据中心的散热变得相当重要。

相关技术中的散热方式是在各机柜之间设置列间空调等冷却设备，以此来满足机柜的散热需求。

在实现本公开的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

列间空调与机柜为配套设计，在这种情况下，如果想要对机柜的功率进行升级，由于机柜的散热需求变化，列间空调也必须进行相应的更换，使得集装箱式数据中心的机柜进行功率升级时的便捷性较差。

发明内容

为了解决相关技术中存在的技术问题，本公开实施例提供了一种数据中心，所述数据中心的技术方案如下：

本公开提供了一种数据中心，所述数据中心包括集装箱1、机柜组2和空调模组3，其中：

集装箱1内部设置有竖直隔板，所述竖直隔板将集装箱1分隔为设备区和冷却区，空调模组3设置在所述冷却区，机柜组2设置在所述设备区；

集装箱1的第一侧壁与机柜组2之间形成热通道，集装箱1的第二侧壁与机柜组2之间形成冷通道；

所述热通道的第一端与空调模组3的空调进风口相通，所述冷通道的第一端与空调模组3的空调送风口相通；

机柜组2包括IT机柜组21和辅助功能机柜组22，IT机柜组21中的IT机柜211与所述竖直隔板之间至少设置有一个辅助功能机柜组22中的机柜。

可选的，空调模组3包括换热器、空气加湿器和蒸发器，所述热通道的第一端与所述换热器的第一换热回路的第一端相通，所述第一换热回路的第二端与所述冷通道的第一端相通；

所述蒸发器和所述空气加湿器设置在所述换热器的第二换热回路中；

所述第二换热回路包括进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均与外界相通。

可选的，所述换热器为管壳式换热器，所述第一换热回路为管程，所述第二换热回路为壳程。

可选的，所述第一换热回路的第一端设置有第一风机，所述出气口上设置有第二风机。

可选的，辅助功能机柜组22包括配电柜221。

可选的，辅助功能机柜组22还包括不间断供电柜222和电池柜223。

可选的，辅助功能机柜组22还包括消防监控一体柜224；

IT机柜211与所述竖直隔板之间设置有消防监控一体柜224。

可选的，集装箱1的第三侧壁上设置有门，所述第三侧壁位于所述设备区；

所述门上设置有监控屏；

所述监控屏，用于显示消防监控一体柜224监控得到的数据。

可选的，所述热通道的第二端与所述冷通道的第二端之间设置有分隔门。

可选的，集装箱1的顶壁设置有强弱电走线架和光纤桥架。

可选的，集装箱1的第四侧壁具有网状结构；

所述第一侧壁和所述第二侧壁位于所述冷却区的部分具有网状结构。

可选的，集装箱1内壁上设置有照明灯。

本公开的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：

本公开实施例提供的数据中心在散热时，冷通道中的冷空气穿过机柜组2到达热通道，在这一过程中，冷空气冷却机柜组2中发热的设备，并被发热的设备加热后变为热空气，进入热通道。然后，热通道中的热空气进入空调模组3的空调进风口，并被空调模组3冷却，变为冷空气，然后经空调模组3的空调送风口重新进入到冷通道，然后，继续上述循环。

本公开实施例提供的数据中心，不包含列间空调，在满足机柜组2的总发热功率不超过空调模组3的冷却功率的条件下，可方便地对机柜进行功率升级，从而，本公开实施例提供的数据中心在对机柜进行功率升级时的便捷性较好。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是根据本公开实施例示出的一种数据中心的示意图；

图2是根据本公开实施例示出的一种空调模组3的示意图。

图例说明

1、集装箱，2、机柜组，3、空调模组，4、分隔门，5、门，21、IT机柜组，22、辅助功能机柜组，211、IT机柜，221、配电柜，222、不间断供电柜，223、电池柜，224、消防监控一体柜，301、换热器，302、空气加湿器，303、蒸发器，304、第一风机，305、第二风机。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开实施例提供了一种数据中心，数据中心包括集装箱1、机柜组2和空调模组3，其中，集装箱1内部设置有竖直隔板，竖直隔板将集装箱1分隔为设备区和冷却区，空调模组3设置在冷却区，机柜组2设置在所述设备区。集装箱1的第一侧壁与机柜组2之间形成热通道，集装箱1的第二侧壁与机柜组2之间形成冷通道。热通道的第一端与空调模组3的空调进风口相通，冷通道的第一端与空调模组3的空调送风口相通。机柜组2包括IT机柜组21和辅助功能机柜组22，IT机柜组21中的IT机柜211与竖直隔板之间至少设置有一个辅助功能机柜组22中的机柜。

其中，集装箱1可以是国际标准40尺标准箱体，也可以是国际标准20尺标准箱体。集装箱1的防护等级为IP55，可以适应户外场景。IT机柜组21中包括多个IT机柜211，辅助功能机柜组22包含有配电柜和电池柜等为IT机柜211提供能源或起辅助功能的机柜。

在实施中，本公开实施例提供的数据中心在散热时，冷通道中的冷空气穿过机柜组2到达热通道，在这一过程中，冷空气冷却机柜组2中发热的设备，并被发热的设备加热后变为热空气，进入热通道。然后，热通道中的热空气进入空调模组3的空调进风口，并被空调模组3冷却，变为冷空气，然后经空调模组3的空调送风口重新进入到冷通道，然后，继续上述循环。

本公开实施例提供的数据中心，不包含列间空调，在满足机柜组2的总发热功率不超过空调模组3的冷却功率的条件下，可方便地对机柜进行功率升级，从而，本公开实施例提供的数据中心在对机柜进行功率升级时的便捷性较好。

由于从空调送风口出来的冷空气，总是沿着机柜组2的排布方向以一定的速度，进入到冷通道，所以必然会导致穿过与垂直隔板相邻的机柜(也即与制冷模组3的送风口相邻的机柜)的冷空气较少，从而，使得与垂直隔板相邻的机柜的冷却效果较差。

由于IT机柜211的发热功率大，且重要程度较高，所以为了使得IT机柜211均得到足够的冷却，应该在IT机柜组21与竖直隔板之间至少设置一个辅助功能机柜组22中的机柜，可选的，该机柜可以是消防监控一体柜。从而，使得发热功率大，且重要程度高的IT机柜211均达到较好的冷却效果。

可选的，空调模组3的具体结构可以如下：空调模组3包括换热器、空气加湿器和蒸发器，热通道的第一端与换热器的第一换热回路的第一端相通，第一换热回路的第二端与冷通道的第一端相通。蒸发器和空气加湿器设置在换热器的第二换热回路中。第二换热回路包括进气口和出气口，进气口和出气口均与外界相通。

其中，空气加湿器可以是喷淋器，也可以是湿膜，以空气加湿器为喷淋器的情况为例。

在实施中，换热器为管壳式换热器，第一换热回路为管程，第二换热回路为壳程。第一换热回路的第一端设置有第一风机(即管程第一端设置有风机)，出气口上设置有第二风机。可选的，第一风机也可以设置在第一换热回路的第二端(即管程第二端)，第二风机也可以设置在第二换热回路的进气口。

管程的第一端设置的风机，用于引导热通道的热空气进入管程。壳程的出气口上设置的风机，用于引导外界的空气进入壳程。喷淋器(即空气加湿器)用于喷淋冷水，使壳程中的空气的温度降低。蒸发器为盘管形式，蒸发器中存在冷媒，当空调机组开启时，蒸发器温度降低，从而可以使壳程中的空气的温度降低。

本公开实施例提供的数据中心在散热时，冷通道中的冷空气穿过机柜组2到达热通道，在这一过程中，冷空气冷却机柜组2中发热的设备，并被发热的设备加热后变为热空气，进入热通道。热通道中的热空气经换热器的管程的第一端设置的风机引导进入管程，同时外界的空气经换热器的壳程的出气口设置的风机引导进入壳程中。在换热器中，壳程中的低温空气与管程内的热空气进行间接换热，从而，使管程内的热空气冷却为冷空气进入到冷通道中，然后，继续上述循环。

本公开实施例提供的数据中心，不包含列间空调，在满足机柜组2的总发热功率不超过空调模组3的冷却功率的条件下，可方便地对机柜进行功率升级，从而，本公开实施例提供的数据中心在对机柜进行功率升级时的便捷性较好。例如，限定机柜组2的总功率为80kW，则工作人员在不改变空调模组3的情况下，可以根据需要，灵活的选择部署八个10kW机柜，或十个8kW机柜，或四个20kW机柜。而且，由于空调模组3与机柜组2之间比较独立，所以还可以方便地单独对空调模组3进行升级改造，从而使得数据中心可以支持更高功率的机柜组2，使得数据中心的弹性扩容设计十分方便，提高了数据中心应用于不同场景的能力。

并且，空调模组3的制冷模式可以根据外界空气温度来选择。空调模组3有三种制冷模式，分别为干工况运行模式、湿工况运行模式和湿工况加机械制冷运行模式。

在干工况运行模式下，利用换热器的壳程的出气口设置的风机将外界的冷空气引导进入壳程中，在换热器中壳程中的冷空气与集装箱1内的热空气进行间接换热，从而实现对集装箱1内热空气的降温。

在湿工况运行模式下，利用换热器的壳程的出气口设置的风机将外界的空气引导进入壳程中，同时开启喷淋器，喷淋器喷淋冷水使得进入壳程的空气的温度降低，然后在换热器中壳程中的空气与集装箱1内的热空气进行间接换热，从而实现对集装箱1内热空气的降温。

在湿工况加机械制冷运行模式下，利用换热器的壳程的出气口设置的风机将外界的空气引导进入壳程中，同时开启喷淋器和空调机组，喷淋器喷淋冷水使得壳程中的空气温度降低，由于蒸发器中存在低温的冷媒，位于壳程中的蒸发器也会降低壳程中气体的温度，从而使得壳程中的冷空气与集装箱1内热空气进行间接换热，实现对集装箱1内热空气的降温。

基于空调模组3的三种冷却模式，当外界温度较低时，可以不启动喷淋器和空调机组，只采用自然风冷却集装箱1内的热空气，避免额外的能源浪费。当外界温度较高时，可以只启动喷淋器，从而，在满足数据中心散热需求的条件下，避免能源的浪费。当外界温度很高时，可以同时启动喷淋器和空调机组，以满足数据中心的散热需求。三种冷却模式的具体切换条件可以如表1所示。

表1

可选的，辅助功能机柜组22可以包括多种类型的机柜，具体机柜类型可以如下所述：辅助功能机柜组22包括配电柜221，辅助功能机柜组22还包括不间断供电柜222和电池柜223，辅助功能机柜组22还包括消防监控一体柜224。

其中，IT机柜211与竖直隔板之间设置有消防监控一体柜224，不间断供电柜222包括高压直流柜和UPS(Uninterruptible Power System，不间断电源)柜。

以不间断供电柜222为高压直流柜为例，IT机柜211中可以设置有多个服务器，IT机柜211的数量可以根据实际需要调整。高压直流柜222中可以设置有多个整流模块，整流模块用于将交流电进行整流变为直流电。电池柜223中可以设置有多个电池，电池柜223的数量可以为2。消防监控一体柜224用于实现数据中心的监控功能和消防功能。

在实施中，数据中心的电力来源于两路380V外市电。外市电通过输电线输送至配电柜221，配电柜221输出两路供电，一路直接与IT机柜211内的服务器的第一电源模块、其余机柜中需要交流电的电源模块和空调模组3相连接，另一路经过高压直流柜222进行直流整流后，一部分给电池柜223内的电池充电，另一部分与IT机柜221内服务器的第二电源模块和其余机柜中需要直流电的电源模块相连接，实现高压直流供电，从而，实现数据中心的市电直供加高压直流的供电方式。

消防监控一体柜224通过设置在集装箱1内壁上的视频摄像头和第三侧壁上的门禁装置来实现数据中心的监控功能，通过设置在集装箱1内壁的视频摄像头、烟感报警器和气体灭火器来实现数据中心的消防功能，从而使得数据中心更加安全。

可选的，当数据中心的用电设备需要使用交流电时，可以用UPS柜替换高压直流柜(即此时不间断供电柜222为UPS柜)，从而满足数据中心使用交流电的需求。

UPS柜可以为数据中心的用电设备提供稳定和不间断的电力供应。当外市电输入正常时，UPS柜将外市电稳压后再供应给其他用电设备，同时还利用外市电为UPS柜内的电池充电；当外市电中断时，UPS柜可以将电池内的直流电变为交流电继续为其他用电设备供电。

可选的，为了方便的监控数据中心，集装箱1的第三侧壁上设置有门，第三侧壁位于设备区。门上设置有监控屏。监控屏，用于显示消防监控一体柜224监控得到的数据。

其中，第三侧壁上设置的门可以是对开门。该门可以是自动门，也可以是手动门。

在实施中，当消防监控一体柜224设置在IT机柜211与竖直隔板之间时，由于门设置在位于设备区第三侧壁上，使得工作人员观看消防监控一体柜224监控得到的数据十分不方便，因此，可以在门上设置有监控屏，监控屏与消防监控一体柜224中的设备电性连接，工作人员可以通过观看门上设置的监控屏就可以了解到监控中心的情况，从而使得工作人员可以方便的监控数据中心。

为了防止非工作人员违规进入数据中心，第三侧壁上设置有门禁装置。门禁装置可以是感应卡式门禁装置、指纹识别门禁装置、虹膜识别门禁装置或面部识别门禁装置。当工作人员需要进入数据中心内部进行相应操作时，经过门禁装置许可后，方可进入到数据中心内部，从而，提高了数据中心的安全性，防止非工作人员随意进入数据中心。

可选的，为了防止热通道和冷通道第二端相通，影响集装箱内气体的流动，热通道的第二端与冷通道的第二端之间设置有分隔门。

其中，分隔门可以是单开门。

在实施中，分隔门设置在热通道的第二端。分隔门的存在可以防止热通道和冷通道的空气在流动过程中流动错乱。当工作人员需要进入热通道时，可以打开分隔门，进入热通道进行相应操作。

可选的，为了便于电线与光纤的走线，集装箱1的顶壁设置有强弱电走线架和光纤桥架。

在实施中，强弱电走线架可以方便强电电线和弱点电线的布置和走线，光纤桥架可以方便光纤的布置和走纤，从而使得在集装箱1内部的电线和光纤布线整洁，不会十分杂乱，提高了工作人员工作时的安全性。

可选的，为了便于换热器的壳程与外界相通，集装箱1的第四侧壁具有网状结构。第一侧壁和第二侧壁位于冷却区的部分具有网状结构。

在实施中，基于上述网状结构，外界的空气可以很容易的进入到换热器的壳程中，从而，保证空调模组3的冷却效果。

可选的，为了便于工作人员夜间操作方便，集装箱1内壁上设置有照明灯。

其中，照明灯可以是LED照明灯。

在实施中，当工作人员需要在夜间进入到数据中心内部时，照明灯可以提供照明光，从而使得工作人员进行各项操作时更加方便和安全。照明灯可以设置在集装箱1的顶壁上，也可以设在集装箱1的第一侧壁和第二侧壁上。

在实际应用中，数据中心的散热过程如下所述：

在实施中，首先根据外界空气的温度选择好冷却模式，以湿工况运行模式为例，数据中心在散热时，冷通道中的冷空气穿过机柜组2到达热通道，在这一过程中，冷空气冷却机柜组2中发热的设备，并被发热的设备加热后变为热空气，进入热通道。热通道中的热空气经换热器的管程的第一端设置的风机引导进入管程，同时外界的空气经换热器的壳程的出气口设置的风机引导进入壳程中，喷淋器喷出的冷水使得进入换热器的壳程中的空气温度降低，然后，在换热器中，壳程中的低温空气与管程内的热空气进行间接换热，从而，使管程内的热空气冷却为冷空气进入到冷通道中，然后，继续上述循环。

本公开实施例提供的数据中心，不包含列间空调，在满足机柜组2的总发热功率不超过空调模组3的冷却功率的条件下，可方便地对机柜进行功率升级，从而，本公开实施例提供的数据中心在对机柜进行功率升级时的便捷性较好。并且，由于空调模组3与机柜组2之间比较独立，所以还可以方便地单独对空调模组3进行升级改造，从而使得数据中心可以支持更高功率的机柜组2，使得数据中心的弹性扩容设计十分方便，提高了数据中心应用于不同场景的能力。三种冷却模式的选择，也在一定程度上避免了能源的浪费。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据中心，其特征在于，所述数据中心包括集装箱1、机柜组2和空调模组3，其中：

集装箱1内部设置有竖直隔板，所述竖直隔板将集装箱1分隔为设备区和冷却区，空调模组3设置在所述冷却区，机柜组2设置在所述设备区；

集装箱1的第一侧壁与机柜组2之间形成热通道，集装箱1的第二侧壁与机柜组2之间形成冷通道；

所述热通道的第一端与空调模组3的空调进风口相通，所述冷通道的第一端与空调模组3的空调送风口相通；

机柜组2包括IT机柜组21和辅助功能机柜组22，IT机柜组21中的IT机柜211与所述竖直隔板之间至少设置有一个辅助功能机柜组22中的机柜。

2.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，空调模组3包括换热器、空气加湿器和蒸发器，所述热通道的第一端与所述换热器的第一换热回路的第一端相通，所述第一换热回路的第二端与所述冷通道的第一端相通；

所述蒸发器和所述空气加湿器设置在所述换热器的第二换热回路中；

所述第二换热回路包括进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均与外界相通。

3.根据权利要求2所述的数据中心，其特征在于，所述换热器为管壳式换热器，所述第一换热回路为管程，所述第二换热回路为壳程。

4.根据权利要求2所述的数据中心，其特征在于，所述第一换热回路的第一端设置有第一风机，所述出气口上设置有第二风机。

5.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，辅助功能机柜组22包括配电柜221。

6.根据权利要求5所述的数据中心，其特征在于，辅助功能机柜组22还包括不间断供电柜222和电池柜223。

7.根据权利要求5所述的数据中心，其特征在于，辅助功能机柜组22还包括消防监控一体柜224；

IT机柜211与所述竖直隔板之间设置有消防监控一体柜224。

8.根据权利要求7所述的数据中心，其特征在于，集装箱1的第三侧壁上设置有门，所述第三侧壁位于所述设备区；

所述门上设置有监控屏；

所述监控屏，用于显示消防监控一体柜224监控得到的数据。

9.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述热通道的第二端与所述冷通道的第二端之间设置有分隔门。

10.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，集装箱1的顶壁设置有强弱电走线架和光纤桥架。