CN203523224U - 一种模块化数据中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模块化数据中心，所述数据中心包括无水冷却模块、应用服务机柜、连接所述应用服务机柜与所述无水冷却模块的可维护通道。本实用新型提出了一种适应高热流密度的无水冷却模块化数据中心，将数据中心用标准化产品的方式生产出来，解决传统数据中心部署密度低、能效差的问题，同时本实用新型还利用无水冷却的方式为数据中心进行冷却，彻底杜绝了水对数据中心可能造成的隐患。

Description

一种模块化数据中心

技术领域

本实用新型涉及数据中心领域，尤其涉及一种模块化数据中心。

背景技术

传统数据中心的建设是一个漫长的、复杂的过程，涉及到建筑、暖通、消防、水电、照明、监控、机房装修等一系列的繁杂过程。在这一系列繁杂过程结束之后还有数据中心内部的机房供电、机房冷却、机房监控等一系列的专业工程建设。传统数据中心一般都是在建筑始建起就开始规划和建设，历时至少一到两年。因为建设周期长，过程复杂等原因，传统数据中心的建设投资巨大，且因为需要预先考虑未来若干年的营运需求，过容量设计和欠容量设计两种极端不合理现象频频出现。

传统数据中心在建设、运维方面的缺陷如下：传统的数据中心都是按照原有的通信机房的规格规划和建设，需要经过立项、规划、验收等十多个环节，导致整体建设周期过长，最短不会少于1年，一般都要数年时间，工程投入大、技术复杂。机房建设完成后，设备部署也十分原始，传统模式是以单台产品为单位，上架、上线等部署工作繁琐，部署速度受限。如果遇到突发需求，特别是出现新的商业契机其扩容能力就成为数据中心的巨大挑战。产品以机架为主，集成度低，电源等辅助模块占用大量的物理空间，使得传统数据中心的部署密度受到限制，从而限制了数据中心固定投资的使用效率。

并且，随着云计算时代的到来，数据中心带来了规模、成本、弹性三大挑战，粗放的数据中心建设模式具体表现出建设周期长、弹性差、管理手工化、部署项目化、资源利用率低、能耗高等诸多问题，并且数据中心IT负载的热负荷密度越来越大，单机架热负荷已由几千瓦上升到几十千瓦，散热压力较大并且现有的散热方式由于冷水直接进机房，散热效率较低，并会对数据中心造成安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种模块化数据中心，能够降低数据中心的部署成本，并为数据中心提供安全的冷却。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种模块化数据中心，所述数据中心包括无水冷却模块、应用服务机柜、连接所述应用服务机柜与所述无水冷却模块的可维护通道。

本实用新型提出了一种适应高热流密度的无水冷却模块化数据中心，将数据中心用标准化产品的方式生产出来，解决传统数据中心部署密度低、能效差的问题，同时本实用新型还利用无水冷却的方式为数据中心进行冷却，彻底杜绝了水对数据中心可能造成的隐患。

附图说明

图1为本实用新型模块化数据中心的结构示意图；

图2为本实用新型模块化数据中心的无水冷却模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

模块化数据中心是指由若干相互独立的模块构成，每个模块具备机房运行中的一个或多个***功能，这些即插即用的功能模块通过简单组装就能构成完整的机房运行环境。并且具备高密度、低碳节能、快速部署、绝佳定制、快速扩展、可移动等多重优势。

图1示出了本实用新型模块化数据中心的结构，如图1所示，所述数据中心包括：应用服务机柜1、无水冷却模块3、连接应用服务机柜1与无水冷却模块3的可维护通道2；

其中，应用服务机柜1，具体可包括管理机柜、服务机柜以及配电机柜等功能模块排列组成，各功能模块均是按照模块化的方式生产部署，可以根据需求灵活调整功能模块的数量，并支持在线拓展。具体地，应用服务机柜1的管理机柜负责监控整个模块化数据中心各个子***的运行状态，并将相关数据上传监控中心，还用于对数据中心的照明、消防、门禁、配电进行管理。所述配电机柜为一个模块化供电子***，用于为整个模块化数据中心提供两路或者多路供电，保证数据中心供电的正常。配电机柜将与管理机柜之间需要建立通信功能，以便于将重要的电力参数上传监控中心。

无水冷却模块3将冷源安全、可靠地输送到模块化数据中应用服务机柜1中的IT热负载的周围。具体地，所述无水冷却模块3的结构具体可参考图2，包括通过制冷剂管道33相互连接的制冷分配单元31和终端制冷单元32；所述制冷分配单元31包括与冷冻水进管34相连接的板换311、与所述板换311相连接的储液器312以及与储液器312相连接的制冷剂泵313；其中，所述板换311实现冷冻水和载冷剂之间的热交换；储液器312对冷冻水进行收集和储存；制冷剂泵313将冷冻水进行增压后通过制冷剂管道33输送至终端制冷单元32，由终端制冷单元32进行冷量的释放。

这里，所述无水冷却模块3可以包括多个终端制冷单元32，每个终端制冷单元包括与制冷剂泵313相连接的蒸发器、与所述蒸发器相连接的换热器、以及风机；本实用新型中无水冷却一方面通过蒸发器和换热器提高终端制冷单元32内部的运行温度，另一方面通过调节终端制冷单元32风机的风量调节实现冷却。空气从风机获取推动力，经过蒸发器被冷却。优选地，所述终端制冷单元在实现时可以设计的尽可能小，以节约机房空间。其中，所述风机具体可以为无级调速的EC轴流风机，所述换热器具体可以为翅片铜管式换热器或微通道形式的换热器；所述换热器内部使用由制冷分配单元31提供的HFC类氟利昂载冷剂。

具体地，制冷分配单元31利用冷冻水在板换311中冷却载冷剂，经过冷却的液态载冷剂汇聚在储液器312中，制冷剂泵313将被冷却之后的液态载冷剂增压后输送到终端制冷单元32的蒸发器中。在终端制冷单元32的蒸发器中，液态低温载冷剂将经历一个利用相变吸热的蒸发冷却过程。

所述终端制冷单元32能将实现100%显热制冷，这里所述100%显热制冷是指空气在流经换热器的时候其热量被吸走，从而获得冷却，但是冷却过程中空气的温度却始终高于其露点温度，从而防止空气在被冷却的过程中生成冷凝水，以避免冷凝水的存在给数据中心设备运行安全带来隐患。

进一步地，在终端制冷单元32内部还包括露点温度控制单元，实时监测流经终端制冷单32制冷前后的空气温度和湿度，判断冷风出风温度距离露点温度的距离，并自动调节风机的转速和风量，并将得到的数据上传至制冷分配单元31，以从无水冷却模块的上游即开始调节载冷剂的供液温度。

另外，在模块化数据中心的换热器内部流动的载冷剂优选是HFC类氟利昂。这是因为HFC类氟利昂作为载冷剂冷却是利用相变换，其热换热效率高。同时一旦模块化数据中心内部的载冷剂发生泄漏，HFC类载冷剂泄漏到空气中就会立刻蒸发，不会给数据中心IT设备造成任何的安全隐患。

连接应用服务机柜1与无水冷却模块3的可维护通道2用于为维护人员提供维护通道，还起到一个约束空气气流的作用；并且根据应用服务机柜和终端冷却单元层的进出风方向区分为集约冷通道和集约热通道，具体地，可维护通道2提供一个冷风或者热风的静压腔，为服务机柜提供一个均衡的冷却送风。同时该可维护通道2的两端设有可以关闭的门，维护人员可以通过两端的门进出通道，对IT设备以及模块化数据中心其他设备进行维护。

本实用新型所提到的模块化数据中心的诞生彻底改变了数据中心建设周期长、一次性投入大、能源消耗高、扩展性差的现状，使用户在低投入的情况下，快速、弹性、绿色地部署IT资源并提供服务。这种改变，不仅可助力中国实现发展低碳节能的绿色信息产业，更将使中国云计算事业加速发展。

本实用新型提出了一种适应高热流密度的无水冷却模块化数据中心，将数据中心用标准化产品的方式生产出来，解决传统数据中心部署密度低、能效差的问题，同时本实用新型还利用无水冷却的方式为数据中心进行冷却，彻底杜绝了水对数据中心可能造成的隐患。

本实用新型创新性提出一种适应高热流密度的无水冷却数据中心，这是一种可以在工厂规模化、标准化生产的，可以在现场按需部署、拓展的一揽子模块化产品。本实用新型所述及的模块化数据中心产品可以支持单机柜IT热负荷高达50KW。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种模块化数据中心，其特征在于，所述数据中心包括无水冷却模块、应用服务机柜、连接所述应用服务机柜与所述无水冷却模块的可维护通道。

2.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述无水冷却模块包括通过制冷剂管道相互连接的制冷分配单元和至少一个终端制冷单元。

3.根据权利要求2所述的数据中心，其特征在于，所述制冷分配单元包括与冷冻水进管相连接的板换、与所述板换相连接的储液器、以及与所述储液器相连接的制冷剂泵。

4.根据权利要求3所述的数据中心，其特征在于，所述终端制冷单元包括与制冷剂泵相连接的蒸发器、与所述蒸发器相连接的换热器。

5.根据权利要求4所述的数据中心，其特征在于，所述换热器内部为HFC类氟利昂载冷剂。

6.根据权利要求2所述的数据中心，其特征在于，所述终端制冷单元包括相互连接的露点温度控制单元和风机；所述露点温度控制单元通过实时监测流经空气的温度和温度，控制风机的转速和风量。

7.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述可维护通道的两端设置有可关闭的门。

8.根据权利要求7所述的数据中心，其特征在于，所述可维护通道为一静压腔。

9.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述应用服务机柜包括管理机柜、服务机柜及配电机柜的一种或多种。

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