专利名称：数据中心的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及数据中心，且更具体地涉及容纳在便携式自容纳容器(例如，装运容器)中的数据中心。
背景技术：
规划和构造传统数据中心需要大量的资金、规划和时间。规划传统数据中心的挑战包括:使计算密度最大化(即，提供给定物理空间内的最大量的计算能力)。此外，可能难以(并非不可能)使用足够有效地的可用空间以提供足够的计算能力。—旦数据中心被构造成，可能难以升级以保持与当前技术一致。例如，可能难以(并非不可能)扩展满负载操作的现有数据中心，这是因为扩展可能需要附加电源和冷却源，这些附加电源和冷却源简单地是不可利用的或安装起来昂贵。
发明内容
因此，需要一种用于降低实现数据中心所需的成本、规划和/或时间的装置。还需要一种与传统数据中心相比需要更少的成本、规划和/或时间的的数据中心。能够构造用于具体用户需求的可定制数据中心也是期望的。能够与现有数据中心集成的数据中心也是有利的。还需要一种在设置和安装期间需要更少时间和努力的数据中心。如从下述详细说明和附图能够显而易见的，本发明提供这些以及其他优势。
图1是容纳在容器内部的数据中心的立体图。图2是图1的容器的放大局部立体图，省除了该容器的纵向侧部、前部和人行门以便观看该容器的内部。图3是贯穿该容器横向截取的图1的数据中心的放大局部剖面立体图，并且省除了该容器的第一纵向侧部和第二纵向侧部。图4是图1的数据中心的放大局部剖面立体图，省除了该数据中心的电气系统并且该视图贯穿该容器纵向截取。图5是图1的数据中心的放大局部剖面立体图，省除了该数据中心的电气系统并且该视图贯穿该容器横向截取。图6是图1的数据中心的托架的前视图，所述托架容纳示例性计算设备。图7A是图1的数据中心的放大局部剖面立体图，省除了该数据中心的竖直冷却系统并且该视图贯穿该容器纵向截取。图7B是图1的数据中心的电气系统的电气示意图。图8A是图1的数据中心的实施方式的放大局部剖面立体图，所述数据中心包括不间断电源(“UPS”)、省除其竖直冷却系统并且该视图贯穿该容器纵向截取。图SB和图SC是图1的数据中心的电气系统的电气示意图，所述数据中心包括UPS。图9是图5的托架的立体图，省除了示例性计算设备。图10是图1的数据中心的放大局部剖面立体图，省除了该数据中心的电气系统并且该视图贯穿该容器纵向截取。图11是数据中心的另选实施方式的放大局部剖面立体图，所述数据中心包括沿其顶蓬部和地板部的开口和百叶窗、省除了该数据中心的电气系统、并且该视图贯穿该容器横向截取。图12是图11的数据中心的放大局部剖面立体图，所述数据中心包括沿其顶蓬部和地板部的另选百叶窗、省除了该数据中心的电气系统以及该数据中心的竖直冷却系统部分、并且该视图贯穿该容器纵向截取。图13是数据中心的另选实施方式的放大局部立体图，所述数据中心包括沿其顶蓬部和侧部的开口和百叶窗。图14是图13的数据中心的放大局部立体图，省除了沿所述数据中心的顶蓬部的百叶窗并且包括沿该数据中心的侧部的百叶窗组件。
具体实施例方式参考图1，本发明的方面涉及容纳在容器12内部的数据中心10。容器12能够是通常用于借助货船、有轨车、半牵引车等来装运货物的类型的常规运输容器。容器12是便携的并且能够被运送到使用现场，大致准备以所需的最小设置供使用。如将在下文详细描述的，数据中心10能够预构造成具有期望计算机硬件、数据存储容量和接口电子器件。例如，数据中心10能够根据顾客的需求和/或规格来构造。数据中心10被完全自容纳在容器12中，并且能够大致准备用于立即进行后续运送，因此减少对于现场技术人员的需要，并且在具体实施方式
中，减少对于安装和设置计算硬件、路由数据电缆和路由电力电缆等的需要。如将在下文详细描述的，容器12内的环境能够被气候控制，以提供用于操作计算设备和硬件的合适环境。例如，容器12内的环境能够提供最优化功率消耗(包括，用于照明的足够功率)、冷却、通风和空间利用。数据中心10能够构造成提供适用于远程位置、临时位置等的有效自容纳计算方案。容器12具有与第二纵向侧部16相对的第一纵向侧部14。容器12还包括:第一端部18，所述第一端部在所述第一纵向侧部14和所述第二纵向侧部16之间横向地延伸；以及第二端部20，所述第二端部在所述第一侧部14和所述第二侧部16之间横向地延伸。作为非限制性示例，所述第一纵向侧部14和所述第二纵向侧部16中的每个都能够是大约40英尺长以及大约9.5英尺高。第一端部18和第二端部20能够是大约8.5英尺宽和大约
9.5英尺高。第一端部18和第二端部20中的一个能够包括人行门24。容器12还包括顶部或顶蓬部30，所述顶部或顶蓬部在第一侧部14和第二侧部16之间横向地延伸并且在第一端部18和第二端部20之间纵向地延伸。容器12还包括底部或地板部32，该底部或地板部在第一侧部14和第二侧部16之间横向地延伸并且在第一端部18和第二端部20之间纵向地延伸。该容器12能够安装在柱子33或块体等上面，以升高到地面以上。如图2所示并且如本领域技术人员所理解的，地板部32包括支承框架40，该支承框架具有与第二纵向延伸框架构件42B横向间隔开的第一纵向延伸框架构件42A。第一纵向延伸框架构件42A和第二纵向延伸框架构件42B分别沿第一纵向侧部14和第二纵向侧部16 (见图1)延伸并且分别支承该第一纵向侧部14和第二纵向侧部16。地板部32还包括多个横向延伸框架构件44,所述横向延伸框架构件在第一纵向延伸框架构件42A和第二纵向延伸框架构件42B之间横向地延伸。多个横向延伸的空隙或下部通风室46被限定在横向延伸框架构件44之间。如果若在图3中所述的实施方式中所示的那样，横向延伸框架构件44具有带有敞开内侧部47的C形截面形状，那么下部通风室46能够每个均包括C形横向延伸框架构件44的敞开内侧部47。空气能够在下部通风室46内在地板部32内横向流动，该下部通风室包括C形横向延伸框架构件44的敞开内侧部47。横向延伸框架构件44能够有助于引导或导向该横向空气流。每个横向延伸框架构件44都能够由具有C形截面形状的单个长形构件构成。然而，每个横向延伸框架构件44都能够包括三个横向延伸部:第一部分50、第二部分52以及第三部分54。第一部分50邻近于第一纵向侧部14，第二部分52邻近于第二纵向侧部16，第三部分54定位在第一部分50和第二部分52之间。第一对间隔开的纵向延伸支承表面56A和56B由横向延伸框架构件44的第一部分50支承。第二对间隔开的纵向延伸支承表面58A和58B由横向延伸框架构件44的第二部分52支承。在所述的实施方式中，横向延伸框架构件44的第三部分54由纵向延伸支承表面56B和58B侧面相接。图4提供了数据中心10的纵向剖面。为了描述目的，已经省除第一端部18和人行门24，以更好地观看容器12内的部件。第一纵向侧部14、第二纵向侧部16、第一端部18(见图1)、第二端部20、顶蓬部30和地板部32限定用户(例如，技术员)借助人行门24 (见图1)能够接近的封闭中空内部60。转到图3和图5，在该内部60内，多个支架或托架70沿第一纵向侧部14和第二纵向侧部16的每个设置。由横向延伸框架构件44的第一部分50支承的第一对间隔开的纵向延伸支承表面56A和56B (见图2和图3)支承沿第一纵向侧部14延伸的多个托架70(见图3)。由横向延伸框架构件44的第二部分52支承的第二对间隔开的纵向延伸支承表面58A和58B支承沿第二纵向侧部16延伸的多个托架70 (见图3和图4)。中央走廊部72被限定在托架70之间并且位于横向延伸框架构件44的第三部分54上方。在该中央走廊部72中，横向延伸框架构件44的第三部分54支承走道74。可选地，走道74能够包括穿孔部76以及在该穿孔部76旁边纵向延伸的一个或多个沟道或电线管理通道78A和78B。可选地，一个或多个沟道或电线管理通道(未示出)能够沿顶蓬部30在中央走廊部72中延伸。穿孔部76利用透气的、多孔的或穿孔的材料来构成。例如，穿孔部76能够利用穿孔瓦片80来构成，从而允许空气流动通过该瓦片、从该瓦片上方到该瓦片下方并且进入到下部通风室46中。穿孔瓦片80能够是本领域已知的任何标准穿孔计算机房瓦片。例如，合适瓦片包括由马里兰州的杰瑟普的Tate Access Floors, Inc.出售的制造部件编号20-0357。电线管理通道78A和78B每个都具有敞开顶部82和附接到其上的一个或多个可移除盖84。每个盖84能够联接到每个电线管理通道78A和78B的敞开顶部82。作为非限制性示例，盖84能够借助摩擦连接、卡合连接等而联接到通道78A和78B的敞开顶部82。可选地，托架70能够借助隔离器或隔离联接器86被联接到第一对间隔开的纵向延伸支承表面56A和56B以及第二对间隔开的纵向延伸支承表面58A和58B，所述隔离器或隔离联接器构造成吸收容器12相对于托架70的运动。隔离联接器86有助于防止对安装到托架70上的任何计算设备的损坏，所述损坏可能由当容器被移动到使用位置时、在地震事件期间(例如，地震)等出现的容器12的运动引起。如图5所示，每个托架70还能借助隔离联接器86被联接到第一纵向侧部14和第二纵向侧部16中的一个，以在运送期间或地震事件等期间防止该托架倒塌或撞击到容器12的第一纵向侧部14和第二纵向侧部16中。在如图4所示的实施方式中，五个托架70沿第一纵向侧部14和第二纵向侧部16中的每个设置。然而，这不是必要的，并且取决于用于构造托架70和容器12两者的尺寸，能够沿第一纵向侧部14和/或第二纵向侧部16设置不同数量的托架70。如从图5最佳地所不,第一上部通风室90A被设置成邻近于第一纵向侧部14和顶蓬部30，第二上部通风室90B被设置成邻近于第二纵向侧部16和顶蓬部30。设置在第一上部通风室90A中的空气由竖直冷却系统100A (将在下文更详细地描述)冷却。设置在第二上部通风室90B中的空气由与竖直冷却系统100A大致类似的竖直冷却系统100B冷却。被冷却的空气从第一上部通风室90A和第二上部通风室90B向下流入到容器12的内部60的中央走廊部72中，并且流向走道74。中央走廊部72主要用作这样的管道，该管道用于接收并结合来自竖直冷却系统100A和100B两者的被冷却的空气。换句话说，竖直冷却系统100A和100B使容器12的在托架70之间的内部60的中央走廊部72充满冷却空气。作为非限制性示例，容器12的内部60的中央走廊部72中的空气能够具有从大约75华氏度至大约79华氏度的温度，在一些实施方式中具有大约77华氏度的温度。结合的被冷却的空气穿过走道74的穿孔部76并且进入到横向延伸下部通风室46中。下部通风室46内的冷却空气朝向第一纵向侧部14和第二纵向侧部16两者沿横向延伸框架构件44横向流动。如下文所述的，被冷却的空气被向上抽吸到托架70中，向上流动通过该托架，并且返回到在托架70上方的第一上部通风室90A和第二上部通风室90B，在此处，该被冷却的空气分别被竖直冷却系统100A和100B再次冷却。竖直冷却系统100A和100B彼此机械地分离并且独立地操作。如果竖直冷却系统100A和100B中的一个不起作用，那么另一个起作用的竖直冷却系统继续冷却流入中央走廊部72中并且因此进入到下部通风室46中的空气，用于将其分配到在第一纵向侧部14处的托架70以及在第二纵向侧部16处的托架，而不考虑哪个竖直冷却系统不起作用。如此，数据中心10能够单独借助竖直冷却系统100A和100B中的一个来冷却。竖直冷却系统100A和100B两者都能够联接到公共主电源或单独主电源。此外，竖直冷却系统100A和100B能够联接到公共冷却水供给系统或水源(见图10)。电气系统图6提供了用于存放计算设备102的其中一个托架70的前视图。被接收在托架70内的具体计算设备102能够包括任何计算装置(例如，刀片式服务器，因此底板等)以及本领域已知的任何其他类型的安装在机架上的电子设备。托架70的结构在下文被详细描述。转到图7A、图7B和图8A，电气系统110向由托架70容纳的计算设备102(见图6)供应电力。为了便于描述，从图7A、图7B省除了计算设备102。一个或多个电力线112A和112B(见图8A)向电气系统110供应电力。作为非限制性示例，每条电力线112A和112B能够向电气系统110供应大约600安培Y形(WYE)的电力。电气系统110包括一个或多个配电面板120A和120B，这些配电面板均分别具有多个断路器122A-M以及122A-N，这些断路器保护容器12内的各种带电部件(包括竖直冷却系统100A和100B、计算设备102等)免受功率骤增(例如由低电压引起的电流消耗过量、电缆互连故障、或引起过量电流消耗的任何其他状况)。作为非限制性示例，配电面板120A的断路器122A-M和配电面板120B的断路器122A-N能够具有小于22KIA的故障等级。电力线112A借助断开开关124A被联接到电气系统110，该断开开关124A构造成将电力线112A的电流与配电面板120A和120B选择性地断开。例如，该断开开关能够构造用于600安培交流电(AC)。电力线112B能够联接到单独的断开开关124B，该断开开关124B构造成用于选择性地断开电力线112B的电流。在所述的实施方式中，配电面板120A向竖直冷却系统100A提供电力，配电面板120B向竖直冷却系统100B提供电力。配电面板120A和120B中的每个还沿容器12的第一纵向侧部14和第二纵向侧部16两者向托架70提供电力。在图7B中，沿容器12的第一纵向侧部14延伸的五个托架70被标记为〃CARR.#9〃、"CARR.#7"、"CARR.#5"、"CARR.#3〃和〃CARR.#1〃，沿容器12的第二纵向侧部16延伸的五个托架70被标记为〃CARR.#8〃、"CARR.#6〃、"CARR.#4"、"CARR.#2〃 和"CARR.#0〃。多个电导线130被连接到配电面板120A的断路器122A-M以及配电面板120B的断路器122A-N。被联接到配电面板120A的断路器122C-G和1221-M的每个电导线130均沿第一纵向侧部14在托架70后面延伸，被连接到配电面板120B的断路器122C-G和1221-M的每个电导线130均沿第二纵向侧部16在托架70后面延伸。沿第一纵向侧部14和第二纵向侧部16延伸的电导线130将电力输送到多个电插座132，该电插座能够安装到第一纵向侧部14和第二纵向侧部16或托架70上。为了便于说明，在图7A中，省除了将电力传导到所选择的电插座132的电导线130。取决于实施细节以及视满足电力需求的情况而定，每个托架70都能够包括两个或更多个电插座132。为了便于说明，在图7B中针对每个托架70示出了两个电插座132。在所述的实施方式中，用于托架"CARR.#8"的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122C。用于托架"CARR.#6〃的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122D。用于托架〃CARR.#4〃的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122E。用于托架"CARR.#2〃的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122F。用于托架〃CARR.#0〃的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122G。转到沿第二纵向侧部16的托架70，用于托架"CARR.#9"的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器1221。用于托架〃CARR.#7"的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122J。用于托架"CARR.#5"的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122K。用于托架〃CARR.#3〃的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122L。用于托架〃CARR.#1"的电插座132每个分别(借助一对电导线130)被联接到配电面板120A和120B的断路器122M。电气系统110能够包括用于每个电插座132的单独的电源133 (例如，480VAC电源)。每个主电源133均能够被联接在配电面板120A和120B的断路器122C-G和1221-M中的一个与电插座132之间。主电源133被联接到控制器134 (在下文描述)。控制器134向主电源133发送指令，以指示这些电源向其相应电插座132中的一个或更多个通过电力或停止向其相应电插座132中的一个或多个发送电力。由此，控制器134控制哪些电插座132被供电以及哪些电插座不被供电。此外，配电面板120A的断路器122H借助电导线130被联接到竖直冷却系统100A，配电面板120B的断路器122B借助电导线130被联接到竖直冷却系统100B。可选地，配电面板120A的断路器122B能够被联接到竖直冷却系统100B，配电面板120B的断路器122N能够被联接到竖直冷却系统100A。配电面板120B的断路器122H能够借助电导线130被联接到可选增湿器123。可选增湿器123能够包括湿度传感器(未示出)，所述湿度传感器构造成产生指示容器12内的湿度的湿度信号。控制器134能够联接到可选增湿器123并且构造成接收该湿度信号并且解释该湿度信号以确定容器12内的湿度。控制器134能够向增湿器123发送指令，从而基于该湿度信号来指示该增湿器增加或减少容器12内的湿度。响应于来自控制器134的指令，增湿器123能够增加其水蒸汽输出以增加容器12内的空气内部的湿度或者减小其输出以减小容器12内的空气内部的湿度。参考图8A-8C，可选地，电气系统110能够包括一个或多个不间断电源(“UPS”)114、连续电源(“CPS”)、备用电池等。当至电力线112B的电力被中断时，UPS114向数据中心10的各个带电部件提供电力，所述带电部件包括竖直冷却系统100A和100B、计算设备102等。在所述的实施方式中，电气系统110包括构造成向全部托架70以及定位在数据中心10内的其他电气设备(例如，冷却系统100A和100B)提供电力的单个UPS114。UPSl 14能够包括一个或多个电池115。能够从数据中心10省除一个或多个托架70，以提供容器12内用于UPS114的物理空间。作为非限制性示例，单个UPS 114能够装配在由其中一个托架70占用的同一覆盖区或空间包络面内。作为另一非限制性示例，单个UPS 114能够装配在由一对横向相邻托架70占用的同一覆盖区或空间包络面内。在这种实施方式中，UPS 114能够装配在托架70中的第一托架的空间包络面内，并且UPS 114的电池115能够占用与这些托架70的横向相邻于该第一托架的第二托架相同的空间包络面。因此，数据中心10能够基于用户对于计算设备102的需要以及由此所需的托架70数量对比可靠性(即，包括或不包括一个或多个可选UPS 114)而构造成。UPS 114能够从电力线112B和/或电力线112A接收电力。UPS 114借助断开开关124C被联接到配电面板120A和120B。在所述的实施方式中，设置UPS旁路开关124D。在正常操作期间，开关124A、124B和124C闭合并且UPS旁路开关124D断开。通过断开开关124AU24B和124C并且闭合UPS旁路开关124D，UPS 114被绕过。控制器134能够被联接到开关124A、124B、124C和124D并且构造成断开它们，以切断至配电面板120A和120B的电力。图8B中的虚线示出了将控制器134联接到开关124A、124C和124D的控制线。控制线携载来自控制器的指令，从而指示开关124AU24C和124D断开，以切断至配电面板120A和120B的全部电力。另一控制线(未示出)能够用于将控制器134连接到断开开关124B。UPS 114构造成检测至配电面板120A和120B的电力何时被中断并且何时开始向其放出电力，以避免或减少到电气系统110的其他部件的任何电力损失的持续时间。在所述的实施方式中，从电力线112B (借助断开开关124B)接收的电力由UPS114通过断开开关124C发送到配电面板120A和120B。当UPS 114检测到电力线112B不再携载电流时，UPS114能够构造成开始从电池115向配电面板120A和120B放出电力；或另选地，将电力从电力线112A发送到配电面板120A和120B。在图8A-8C所示的实施方式中，UPS 114包括静态开关116。在电线112B发生电力损失的情况下，静态开关114能够向电力线112A传输负载(例如，计算设备102)。如果电力线112A也不提供电力，那么UPS 114将从电池115向电气系统110的配电面板120A和120B放出电力。另选地，在电力线112B发生电力损失的情况下，UPS114将开始从电池115向电气系统110的配电面板120A和120B放出电力。当UPS 114已经放出其存储的全部能量时，静态开关116将向电力线112A传输负载(例如，计算设备102)。与单独将UPS 114联接到电力线112B相比，将UPS 114的静态开关116联接到电力线112A提供更大的故障容差。下文的表A和表B提供其中主电源、电力线112A、电力线112B、电池115和静态开关116能够将电力引导到配电面板120A和120B的一对非限制性示例。在表A和表B中，术语“是(YES)”表示主电源在静态开关116处提供电力，而术语“否(NO)”表示主电源在静态开关116处不提供电力。
权利要求
1.一种数据中心，所述数据中心包括: 容器，所述容器包括电力系统以及网络，所述电力系统包括多个电源，这些电源每个都联接到电插座，所述网络被联接到所述多个电源中的每个； 多个计算装置，所述多个计算装置被联接到所述多个电源的所述电插座以及所述网络两者；以及 控制器，所述控制器由所述网络联接到所述多个电源中的每个，所述控制器可操作以指示所述多个电源中的第一部分向其相应电插座提供电力以及指示所述多个电源中的第二部分不向其相应电插座提供电力，所述第二部分与所述第一部分不同，所述控制器由所述网络联接到所述多个计算装置并且可操作以通过所述网络发送指令到所述多个计算装置中的、联接到与所述多个电源的所述第一部分联接的电插座的任何计算装置。
2.根据权利要求1所述的数据中心，所述数据中心结合向所述电力系统供应电力的主电源使用，其中，所述电力系统还包括至少一个电力断开开关，所述电力断开开关被联接在所述主电源和所述多个电源之间，所述控制器由所述网络联接到所述至少一个电力断开开关，并且所述控制器可操作以打开所述至少一个电力断开开关，由此终止向所述多个电源供电。
3.一种使用控制器的电力控制方法，所述控制器通过网络以及一条或多条电力线联接到多个计算装置，所述方法包括: 感测输入电源、UPS、计算设备的单个部件、非计算设备的单个部件等的电力可用性、状况或消耗； 将所述电力可用性、状况或消耗与预定值进行比较；以及 如果所述电力的可用性、状况或消耗超过所述预定值，那么提供信号。
4.根据权利要求3所述的方法，该方法还包括: 接收所述信号；以及 终止向所选择的源供电或终止从所选择的源供电。
全文摘要
本发明涉及数据中心。装运容器内的数据中心在其内部具有下部通风室和上部通风室。上部通风室中的被加热的空气从该通风室离开进入到与其相邻的多个热交换器中。由热交换器冷却的空气朝向下部通风室行进并且进入到该下部通风室中。数据中心包括多个托架，每个托架均包括设备接收部，该设备接收部定位在与下部通风室开放连通的敞开底部和与上部通风室开放连通的敞开顶部之间。每个托架内的风扇均将被冷却的空气从下部通风室向上抽吸到托架的敞开底部中，将被冷却的空气向上吹动通过设备接收部从而冷却被接收在其中的任何计算设备，以及将被冷却的空气通过敞开顶部排出到上部通风室中。
文档编号G06F17/00GK103106179SQ201210271640
公开日2013年5月15日 申请日期2012年7月31日 优先权日2011年8月1日
发明者S·V·R·海尔瑞吉尔, M·L·杰娜, B·D·科布伦茨, D·L·安德森, D·追格尔斯, H·W·小翰道斯克 申请人:希莱斯凯尔公司