CZ308146B6 - Mobile modular data centre - Google Patents

Abstract

The mobile modular data centre consists of a standard container (0) containing a complete cooling system, a power supply system, data racks for computer technology and a fire-fighting, monitoring and alarm system, none of which exceeds the external dimensions of the container. The condenser (23) for removing condensation heat from the ICT part (2) of the container is in two mechanically separated and secured air-conditioning units (3) in the front walls of the container (0), and in the inner space of the container (0) ) across the container (0) an inlet corridor (1) with closable openings on both sides in the outer shell of the container and separated from the spaces of the technological systems by an internal partition with a closable opening.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu prostorového uspořádání vnitřní části, především řešení kondenzační (venkovní) části chladicího systému, Modulárních Mobilních Datových Center (dále jen “MMDC”), která jsou tvořena standardizovaným kontejnerovým krytem vybaveným veškerou podpůrnou technologií (kompletní systém chlazení, systém napájení elektrickou energií, datové stojany pro výpočetní techniku, hasicí, monitorovací a zabezpečovací systém) určeným pro provozování informačních a komunikačních zařízení (dále jen “ICT zařízení”), se vyznačuje tím, že jednotky pro odvod kondenzačního tepla z vnitřního prostoru kontejneru jsou umístěny ve dvou samostatných mechanicky oddělených a zabezpečených sektorech v čelních stěnách kontejneru, což umožňuje postupné připojování nebo odpojování jednotlivých základních modulů v jeden uzavřený celek s jedním společným koridorem procházejícím všemi moduly bez vlivu na provoz ostatních modulů datového centra.The invention relates to a method of spatial arrangement of an internal part, in particular a solution of a condensation (outdoor) part of a cooling system, Modular Mobile Data Centers (MMDC), which consists of a standardized container housing equipped with all supporting technology (complete cooling system, power supply system) , data stands for computer technology, fire extinguishing, monitoring and security system) intended for operation of information and communication equipment (hereinafter referred to as “ICT equipment”), characterized by the fact that units for condensation heat removal from the inner space of the container are located in two separate mechanically separate and secure sectors in the container fronts, allowing the successive attachment or disconnection of the individual base modules into one closed unit with one common corridor passing through all without affecting the operation of other data center modules.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosavadní praxe provedení mobilních datových center je konstrukčně provedena tak, že část systému chlazení pro odvod tepla do okolních prostor je standardně umístěná mimo základní obrys modulu datového centra (kontejneru). Typicky jsou tyto části umísťovány na střechu kontejneru, vedle kontejneru nebo do samostatného volně stojícího modulu. Toto řešení významným způsobem omezuje mobilitu, flexibilitu a modularitu mobilního datového centra. Modularita spočívá v možnosti pospojování více jednotlivých modulů v jeden samostatně stojící celek. Pro možnost spuštění takto konstrukčně navrženého mobilního datové centra je obvykle nutné nejprve jednotlivé moduly pospojovat. To znamená propojit například technologický modul chlazení s modulem ICT části a oba tyto moduly připojit na modul, určený pro napájení celého DC elektrickou energií. Montáž a případná demontáž jednotlivých modulů v takto konstrukčně navrženém datovém centru, neumožňuje zachování trvalého provozu ICT.The current practice of designing mobile data centers has been designed in such a way that a part of the cooling system for the dissipation of heat to the surrounding areas is by default located outside the basic outline of the data center module (container). Typically, these parts are placed on the roof of the container, next to the container or in a separate free-standing module. This solution significantly limits the mobility, flexibility and modularity of the mobile data center. Modularity consists in the possibility of interconnecting several individual modules into one standalone unit. In order to run such a mobile data center, it is usually necessary to connect the individual modules first. This means to interconnect, for example, the technological module of cooling with the module of the ICT part and connect both of these modules to the module intended for supplying the entire DC with electricity. The installation and possible dismantling of individual modules in such a data center designed in such a way does not allow for the permanent operation of ICT.

Tyto obtíže spojené s vyššími prostorovými nároky, složitější infrastrukturou související s propojením jednotlivých modulů, vyšší energetickou náročností oddělených modulů, celkově zhoršenou mobilitou vyššího počtu modulů, vedly k řešení umožňující umístění všech částí datového centra včetně podpůrných technologií do jednoho uzavřeného přepravitelného prostoru.These difficulties, coupled with higher space requirements, more complex infrastructure associated with interconnection of individual modules, higher energy consumption of separate modules, and overall impaired mobility of a higher number of modules, have led to a solution enabling all parts of the data center, including supporting technologies, to be located in one enclosed transportable space.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky a nevýhody dosud známých (mobilních) datových center do značné míry odstraňuje prostorové řešení, které umožňuje umístění všech částí datového centra, tedy ICT zařízení i podpůrných technologií, v jednom uzavřeném prostoru rozděleného do 3 základních úseků: vstupní koridor, klimatizační část a ICT část.The above-mentioned shortcomings and disadvantages of known (mobile) data centers are largely eliminated by a spatial solution that allows placing all parts of the data center, ie ICT equipment and supporting technologies, in one enclosed space divided into 3 basic sections: entrance corridor, air conditioning and ICT part.

To je umožněno zejména způsobem umístění kondenzační části chladicího systému do dvou samostatných mechanicky oddělených a zabezpečených sektorů v obou čelních částech kontejneru. Tyto části tvoří samostatný mechanický celek, integrovaný v prostoru kontejneru, způsobem zajišťujícím bezchybnou fůnkci systému při zachování vnějších rozměrů kontejneru a plné mechanické zabezpečení všech částí. Venkovní chladicí vzduch pro kondenzační jednotky je přiváděn přes čelní stěny kontejneru a ohřátý vzduch je odváděn přes střešní konstrukci kontejneru do venkovního prostoru.This is made possible in particular by way of placing the condensation part of the cooling system in two separate mechanically separated and secured sectors in both front parts of the container. These parts form a separate mechanical unit, integrated in the container space, in a manner ensuring flawless functioning of the system while maintaining the external dimensions of the container and full mechanical securing of all parts. The outdoor cooling air for the condensing units is supplied through the container front walls and the heated air is discharged through the container roof structure to the outside.

Toto unikátní řešení společně se standardními rozměry a konstrukčním provedením kontejnerů, včetně standardizovaných kotvicích rohových prvků kontejnerů, umožňují snadnouThis unique solution, along with standard container dimensions and construction, including standardized container anchors, makes it easy

- 1 CZ 308146 B6 manipulovatelnost, rychlou přepravitelnou pomocí běžných transportních prostředků. Tím je umožněno mobilní datové centrum jednoduše dovézt na vybrané místo, připojit k přípojce elektrického napájení, osadit výpočetní techniku potřebnou pro konkrétní aplikaci a spustit do běžného provozu. Kontejnerový kryt mobilního datového centra nevyžaduje žádné speciální stavební základy pro jeho uložení v místě instalace.Manipulability, fast transportable by conventional means of transport. This allows the mobile data center to be easily transported to a selected location, connected to the power supply, fitted with the computer technology required for a specific application and put into normal operation. The mobile data center container cover does not require any special building foundations to be stored at the installation site.

Další podstatnou výhodou tohoto řešení je možnost postupného připojování a odpojování jednotlivých modulů do společného celku propojeného společným koridorem bez vlivu na provoz ostatních modulů datového centra. Každý kontejner tvoří jeden zcela autonomní modul datového centra, který je možno provozovat nezávisle na ostatních modulech, případně je možno všechny moduly datově pospojovat. Každý modul datového centra má svůj vlastní redundantní systém napájení i redundantní systém chlazení. Kromě vlastního prostoru pro instalaci ICT zařízení ICT část, obsahují kontejnery podpůrné systémy standardně používané pro provoz datových center, kterými jsou stabilní hasicí zařízení - SHZ, elektrická požární signalizace - EPS, elektronická kontrola vstupu - EKV, elektrický zabezpečovací systém - EZS, kamerový systém CCTV, zařízení pro monitoring a datovou konektivitu instalovaných zařízení.Another significant advantage of this solution is the possibility to gradually connect and disconnect individual modules to a common unit interconnected by a common corridor without affecting the operation of other data center modules. Each container consists of one completely autonomous data center module, which can be operated independently of the other modules, or all modules can be connected by data. Each data center module has its own redundant power system and redundant cooling system. In addition to their own space for the installation of ICT equipment ICT part, containers contain support systems standardly used for the operation of data centers, which are stable fire extinguishers - SHZ, fire alarm - EPS, electronic access control - EKV, electric security system - EZS, CCTV , equipment for monitoring and data connectivity of installed equipment.

Hlavní výhodou je garance vysoké dostupnosti (redundantní napájení a chlazení), operativní a rychlá instalace a deinstalace (vše zapojeno z výroby), vysoká flexibilita (možnost rozšíření připojením dalších kontejnerů), úplná modularita, vysoká fyzická bezpečnost všech částí systému.The main advantage is the guarantee of high availability (redundant power and cooling), operative and quick installation and deinstallation (all connected from the factory), high flexibility (possibility of extension by connecting additional containers), complete modularity, high physical security of all parts of the system.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Provedení mobilního datového centra je znázorněno na přiložené výkresové dokumentaci. Obrázek č. 1 je půdorys zařízení Iks MMDC, obr. 2 je pohled v řezu na MMDC, obr. 3 zobrazuje uložení Iks MMDC v terénu, obr. 4 zobrazuje kompletní sestavu uložení více kusů MMDC v terénu, obr. 5 zobrazuje celkové rozměry kontejneru MMDC a celkové uspořádání technologií, obr. č. 6. zobrazuje detailní rozvržení celého prostoru MMDC v řezech včetně umístění venkovní (kondenzační) části systému chlazení.The design of the mobile data center is illustrated in the accompanying drawings. Fig. 1 is a plan view of an Iks MMDC device; Fig. 2 is a sectional view of an MMDC; Fig. 3 shows a deposition of Iks MMDCs in the field; Fig. 4 shows a complete assembly of multiple MMDCs in the field; MMDC and the overall arrangement of the technologies, Fig. 6. shows a detailed layout of the entire MMDC space in sections, including the location of the outdoor (condensing) part of the cooling system.

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

V této části je uveden popis technického řešení MMDC jako celku včetně technického řešení kondenzační části systému chlazení, která je hlavní součástí patentových nároků.This part describes the technical solution of MMDC as a whole, including the technical solution of the condensation part of the cooling system, which is the main part of the claims.

Mobilní modulární datové centrum MMDC je rozděleno do tří základních částí. Vstupní koridor 1, ICT část 2 a klimatizační část 3. Klimatizační část 3 je rozdělena do dvou částí, umístěných v obou čelních prostorách kontejneru. Rozdělení těchto prostorů je zřejmé z výkresu č. 1.The MMDC mobile modular data center is divided into three basic parts. Entrance corridor 1, ICT part 2 and air conditioning part 3. The air conditioning part 3 is divided into two parts, located in both front spaces of the container. The division of these spaces is clear from drawing No. 1.

Vstupní koridor 1 - odděluje citlivé technologie od vnějšího prostředí, umožňuje přístup do ICT části 2 určené pro instalaci ICT zařízení. Vstupní koridor 1 je zároveň určen pro instalaci hlavních napájecích rozvaděčů umožňujících připojené napájení z aktivní napájecí větve - RH-A 4 i pasivní napájecí větve - RH-P 5, dále je zde instalován rozvaděč distribuční jednotky sítě RDJS 6, který umožňuje připojení mobilního náhradního zdroje elektrické energie. Připojení vnějších zdrojů je prováděno pomocí zásuvek a konektorů 7, umístěných v klimatizační části 3. Prostor vstupního koridoru 1 je uzavřen dvojicí vstupních dveří 8.Entrance Corridor 1 - separates sensitive technologies from the external environment, allowing access to ICT Part 2 for the installation of ICT equipment. Input Corridor 1 is also intended for installation of main power distributors enabling connected power supply from active power supply line - RH-A 4 and passive power supply line - RH-P 5, there is also installed switchboard of distribution unit of network RDJS 6, which enables connection of mobile spare source electricity. The external sources are connected by sockets and connectors 7 located in the air-conditioning part 3. The space of the entrance corridor 1 is closed by a pair of entrance doors 8.

ICT část 2 - prostor pro umístění ICT zařízení. Tato část je běžně nazývána jako datový sál.ICT part 2 - space for placement of ICT equipment. This section is commonly referred to as a data hall.

V této části jsou instalovány především datové stojany 9, určené pro instalaci ICT zařízení a vnitřní chladicí jednotky 10. instalované v řadě s datovými stojany 9. Dále jsou zde instalovány ostatní podpůrné technologie pro provoz ICT zařízení. Jsou to UPS zdroje 11, rozvaděče sálové distribuce - RTN-A 12 a RTN-B 13 určené pro napájení jednotlivých datových stojanů 9. Dále jeIn this part there are installed mainly data racks 9 intended for installation of ICT equipment and indoor cooling units 10 installed in series with data racks 9. Furthermore there are installed other supporting technologies for operation of ICT equipment. These are UPS sources 11, main distribution cabinets - RTN-A 12 and RTN-B 13 designed for powering individual data racks 9. Furthermore, it is

-2 CZ 308146 B6 zde instalován kompletní systém stabilního hasicího zařízení - (SHZ), systém elektrická požární signalizace - (EPS), elektronický zabezpečovací systém - (EZS), elektronická kontrola vstupu (EKV) a kamerový systém - (CCTV).A complete fire extinguishing system - (SHZ), an electric fire alarm system - (EPS), an electronic security system - (EZS), an electronic access control system (ECV) and a camera system - (CCTV) are installed here.

Stabilní hasicí zařízení (SHZ) je určeno pro hašení případného požáru v prostoru ICT části 2. Obsahuje řídicí ústřednu 14. která vyhodnocuje signály z opticko kouřových detektorů v prostoru ICT části. Další částí je tlaková láhev 15 s hasivem a distribuční potrubí hasiva.The fixed fire extinguishing system (SHZ) is intended for extinguishing a possible fire in the ICT part 2 space. It includes a control panel 14 which evaluates the signals from the optical smoke detectors in the ICT part space. Another part is the extinguishing cylinder 15 and the extinguishing manifold.

Elektrická požární signalizace (EPS) obsahuje opticko kouřový detektor 16. instalovaný ve vstupním koridoru E Jeho signál je zaveden do ústředny EZS 17.The fire alarm (EPS) comprises an optical smoke detector 16 installed in the entrance corridor E Its signal is applied to the intrusion control panel 17.

Elektronický zabezpečovací systém (EZS) obsahuje magnetické kontakty na obou dveří vstupního koridoru a pohybové detektory ve vstupním koridoru i v části ICT. Dále je součástí ústředna EZS 17 s ovládací klávesnicí.The electronic security system (EZS) contains magnetic contacts on both doors of the entrance corridor and motion detectors in the entrance corridor and in the ICT part. It is also part of the control panel 17 with control keypad.

Elektrická kontrola vstupu (EKV) zajišťuje řízený a evidovaný přístup do ICT části 3 každého modulu datového centra. Obsahuje řídicí jednotku 18 umístěnou v prostoru ICT části 2, dále čtečky 19 identifikačních médií umístěné vedle vstupních dveří ICT části uvnitř i vně prostoru.Electrical access control (EKV) provides controlled and recorded access to the ICT part 3 of each data center module. It comprises a control unit 18 located in the ICT compartment 2, and identification media readers 19 located next to the entrance door of the ICT compartment both inside and outside the compartment.

Kamerový systém (CCTV) zajišťuje přehled vnitřního prostoru vstupního koridoru 1 a ICT části 2, v reálném čase. Obsahuje dvě IP kamery instalované pod stropem modulu 20.CCTV provides real-time visibility into the internal space of entrance corridor 1 and ICT part 2. It contains two IP cameras installed under the ceiling of module 20.

Klimatizační část 3 - zajišťuje veškeré potřeby ICT zařízení i podpůrných ICT zařízení z hlediska odvodu tepla. Klimatizační část je určena pro chlazení pouze jednoho modulu datového centra. Je rozdělena do dvou částí, které jsou umístěny v obou čelních stěnách kontejneru. Klimatizační část je oddělena přepážkou 21 od vstupního koridoru 1 i od prostoru ICT části 2. Přístup do obou klimatizačních částí 3 je umožněn z vnějšího prostoru modulu, přes uzamykatelné protidešťové žaluzie 22. Hlavními částmi chladicího systému jsou vnitřní chladicí jednotky 10 umístěné v řadě s datovými stojany 9 uvnitř prostoru ICT části 3. Dalšími částmi chladicího systému jsou kondenzátory 23 a ventilátory 24 umístěné v obou klimatizačních částech 3. Ventilátory 24 nasávají chladicí vzduch přes vzduchotechnické žaluzie 22 a odvádějí teplo z kondenzátoru 23 do venkovního prostoru nad kontejner. Toto řešení umožňuje řazení jednotlivých modulů datového centra vedle sebe, při zachování přístupu pro servis do obou prostorů klimatizační části.Air-conditioning part 3 - provides all the needs of ICT equipment and supporting ICT equipment in terms of heat dissipation. The air conditioner is designed to cool only one data center module. It is divided into two parts, which are located in both front walls of the container. The air-conditioning part is separated by a partition 21 from the entrance corridor 1 as well as from the ICT part 2. The access to both air-conditioning parts 3 is enabled from the outside of the module through lockable rain shutters 22. The main parts of the cooling system are indoor cooling units 10 The other parts of the cooling system are the condensers 23 and the fans 24 located in the two air-conditioning parts 3. The fans 24 draw cooling air through the air blinds 22 and transfer heat from the condenser 23 to the outside above the container. This solution allows to arrange the data center modules side by side, while maintaining service access to both areas of the air-conditioning section.

Provedení kontejneru umožňuje přímé spojování jednotlivých modulů do jednoho datového centra s jedním společným vstupním koridorem. Pružné spojení jednotlivých modulů umožňuje instalaci s minimální vzdáleností mezi moduly a umožňuje jejich postupnou instalaci i odinstalování při zachování provozu ostatních modulů datového centra. Pružné propojení zároveň poskytuje dostatečnou toleranci polohy jednotlivých modulů při jejich instalaci v terénu. Pružné spojení je kotveno do obvodového rámu vstupních dveří přes těsnicí přírubový profil pomocí šroubových spojů a je realizováno pružným vlnovcem. Ve vnitřním prostoru na podlaze je propojení řešeno hliníkovým plechem tvarovými zámky. Na střeše kontejnerů je pružný spoj chráněn krycím plechem, proti mechanickému poškození.The design of the container enables direct connection of individual modules into one data center with one common input corridor. Flexible connection of individual modules enables installation with minimal distance between modules and enables their gradual installation and uninstalling while maintaining the operation of other data center modules. At the same time, the flexible connection provides sufficient position tolerance of the individual modules when installed in the field. The elastic connection is anchored to the perimeter frame of the entrance door via a sealing flange profile by means of screw connections and is realized by a flexible bellows. In the interior space on the floor is interconnected aluminum sheet locks. On the roof of the containers, the flexible joint is protected by a cover plate against mechanical damage.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Typickými aplikacemi jsou vysoce dostupná a bezpečná dočasná datová centra s požadavkem na rychlou výstavbu, datová centra s předpokladem jejich přesunu do jiných lokalit, datová centra ve vzdálených lokalitách mimo obydlené oblasti, datová centra pro případy, kdy je nemožná aplikace stabilního řešení, datová centra pro případ, kdy je ekonomicky nevýhodné aplikace stabilního řešení, datová centra v případech prostorového omezení.Typical applications are high availability and secure temporary data centers requiring rapid construction, data centers expected to move to other locations, data centers in remote locations outside populated areas, data centers where stable application is impossible, data centers for a case where the application of a stable solution is economically disadvantageous, data centers in cases of spatial constraint.

Claims (1)

1. Mobilní modulární datové centrum, které je tvořeno standardizovaným kontejnerem (0),1. Mobile modular data center consisting of a standardized container (0), 5 obsahujícím kompletní systém chlazení, systém napájení elektrickou energií, datové stojany pro výpočetní techniku a hasicí, monitorovací a zabezpečovací systém, z nichž žádný systém nepřesahuje vnější rozměry kontejneru, vyznačující se tím, že kondenzátor (23) pro odvod kondenzačního tepla z ICT části (2) kontejneru je umístěn ve dvou samostatných mechanicky oddělených a zabezpečených klimatizačních částech (3) v čelních stěnách kontejneru (0), a ve ίο vnitřním prostoru kontejneru (0) je mezi kondenzátorem (23) umístěn napříč kontejnerem (0) vstupní koridor (1), opatřený na obou stranách ve vnějším plášti kontejneru uzavíratelnými otvory a oddělený od prostorů technologických systémů vnitřní přepážkou s uzavíratelným otvorem.5 comprising a complete cooling system, a power supply system, data racks for computer technology and an extinguishing, monitoring and security system, none of which exceeds the external dimensions of the container, characterized in that a condenser (23) for dissipating condensation heat from the ICT part ( 2) the container is located in two separate mechanically separated and secured air-conditioning parts (3) in the front walls of the container (0), and in the inner space of the container (0) is located between the condenser (23) across the container (0) ), provided on both sides in the outer shell of the container with closable openings and separated from the space of technological systems by an internal partition with a closable opening.