一种集装箱数据中心的制作方法

本实用新型涉及计算机技术领域，特别涉及一种集装箱数据中心。

背景技术：

随着电子信息行业的飞速发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段。集装箱数据中心是一个可作为数据中心构建的标准模块，将计算、存储、网络资源等IT设施都设计到一个集装箱中。集装箱数据中心的内部需要全年进行降温。

目前，主要是通过在集装箱数据中心的内部安装多个精密空调，通过各个精密空调将机柜等设备产生的热量排到数据中心的外部。

但是，采用精密空调全年对集装箱数据中心进行散热，耗电量比较大，从而造成能耗比较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种集装箱数据中心，能够降低能耗。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种集装箱数据中心，包括：箱体、至少一个机柜、包括有氟泵的第一制冷机构和提供冷源的第二制冷机构；

所述箱体的内部设置有IT区；

所述IT区包括有机柜子区、热通道和冷通道；

所述至少一个机柜设置在所述机柜子区；

所述第二制冷机构，用于当所述箱体外部的温度达到预设的温度阈值时，利用所述冷源冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中；

所述第一制冷机构，用于当所述箱体外部的温度未达到所述温度阈值时，基于所述氟泵冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中。

优选地，

所述箱体的内部进一步设置有制冷区；

所述制冷区通过隔板被划分为第一子区和第二子区；

所述第一制冷机构，进一步包括：蒸发装置和冷凝装置；

所述蒸发装置设置在所述第一子区；

所述氟泵和所述冷凝装置设置在所述第二子区；

所述蒸发装置分别与所述氟泵和所述冷凝装置相连；

所述冷凝装置与所述氟泵相连；

所述蒸发装置通过内部流通的冷却液体冷却从所述热通道流入的热风，冷却得到的冷风从所述第一子区进入到所述冷通道中，且汽化后的冷却液体进入所述冷凝装置中；

所述冷凝装置，用于冷凝所述汽化后的冷却液体，并将冷凝过程产生的热量从所述第二子区排到所述箱体的外部，以及冷凝形成的冷却液体被所述氟泵抽送到所述蒸发装置中。

优选地，

所述第二制冷机构，包括：新风处理机组、冷水机组和膨胀水阀；

所述冷水机组与所述膨胀水阀形成并联关系，且与所述新风处理机组相连；

所述冷水机组，用于当所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，向所述新风处理机组提供冷冻水；

所述新风处理机组，用于利用所述所述冷水机组提供的所述冷冻水冷却从所述热通道流入的热风，将冷却得到的冷风送回所述冷通道中，以及将加热后的冷冻水送回所述冷水机组中。

优选地，

进一步包括：送风管道；

所述新风处理机组利用所述冷冻水冷却得到的冷风从所述送风管道回到所述冷通道中。

优选地，

进一步包括：回风管道；

所述回风管道中设置有第一阀门和第二阀门；

所述第一阀门在所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，开启；以及在所述箱体外部的温度未到达所述温度阈值时，关闭；

所述第二阀门在所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，关闭；以及在所述箱体外部的温度未到达所述温度阈值时，开启；

所述热通道中的热风，能够通过开启的所述第一阀门流入所述第二制冷机构，以及能够通过开启的所述第二阀门流入所述第一制冷机构。

优选地，

进一步包括：供电机构；

所述箱体的内部进一步设置有供电区；

所述供电机构设置在所述供电区；

所述供电机构，用于分别为所述至少一个机柜、所述第一制冷机构和所述第二制冷机构供电。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种散热方法，包括：

当箱体外部的温度达到预设的温度阈值时，提供冷源的第二制冷机构利用所述冷源冷却从热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回冷通道中；

当所述箱体外部的温度未达到所述温度阈值时，包括有氟泵的第一制冷机构基于所述氟泵冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中。

优选地，

所述第一制冷机构，进一步包括：蒸发装置和冷凝装置；

所述当所述箱体外部的温度未达到所述温度阈值时，包括有氟泵的第一制冷机构基于所述氟泵冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中，包括：

当所述箱体外部的温度未达到所述温度阈值时，

所述蒸发装置通过内部流通的冷却液体冷却从所述热通道流入的热风，冷却得到的冷风进入到所述冷通道中，且汽化后的冷却液体进入所述冷凝装置中；

所述冷凝装置冷凝所述汽化后的冷却液体，并将冷凝过程产生的热量排到所述箱体的外部，以及冷凝形成的冷却液体被所述氟泵抽送到所述蒸发装置中。

优选地，

所述第二制冷机构，包括：新风处理机组、冷水机组和膨胀水阀；

所述当箱体外部的温度达到预设的温度阈值时，提供冷源的第二制冷机构利用所述冷源冷却从热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回冷通道中，包括：

当所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，

所述冷水机组向所述新风处理机组提供冷冻水；

所述新风处理机组利用所述所述冷水机组提供的所述冷冻水冷却从所述热通道流入的热风，将冷却得到的冷风送回所述冷通道中，以及将加热后的冷冻水送回所述冷水机组中。

本实用新型实施例提供了一种集装箱数据中心及散热方法，该集装箱数据中心采用包括有氟泵的第一制冷机构和提供冷源的第二制冷机构交叉进行制冷，其中，当数据中心外部温度较高时，也即达到预设的温度阈值时，采用冷源对数据中心进行降温，而当数据中心外部温度较低时，也即未到达预设的温度阈值时，则基于氟泵对数据中心进行自然冷却循环降温。相比较于使用精密空调进行降温，采用冷源的降温方式能耗比较小，而且在数据中心外部温度较低时，氟泵的耗电量非常低，因此本方案利用氟泵和冷源的交叉散热方式能够降低能耗。

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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图2是本实用新型另一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图3是本实用新型又一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；

图4是本实用新型再一个实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种集装箱数据中心，该集装箱数据中心可包括：

箱体101、至少一个机柜102、包括有氟泵的第一制冷机构103和提供冷源的第二制冷机构104；其中，

所述箱体101的内部设置有IT区；

所述IT区包括有机柜子区、热通道和冷通道；

所述至少一个机柜102设置在所述机柜子区；

所述第二制冷机构104，用于当所述箱体101外部的温度达到预设的温度阈值时，利用所述冷源冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中；

所述第一制冷机构103，用于当所述箱体101外部的温度未达到所述温度阈值时，基于所述氟泵冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中。

本实用新型实施例提供了一种集装箱数据中心，该集装箱数据中心采用包括有氟泵的第一制冷机构和提供冷源的第二制冷机构交叉进行制冷，其中，当数据中心外部温度较高时，也即达到预设的温度阈值时，采用冷源对数据中心进行降温，而当数据中心外部温度较低时，也即未到达预设的温度阈值时，则基于氟泵对数据中心进行自然冷却循环降温。相比较于使用精密空调进行降温，采用冷源的降温方式能耗比较小，而且在数据中心外部温度较低时，氟泵的耗电量非常低，因此本方案利用氟泵和冷源的交叉散热方式能够降低能耗。

在本实用新型实施例中，所述箱体的内部进一步设置有制冷区；所述制冷区通过隔板被划分为第一子区和第二子区；如图2所示，所述第一制冷机构，可包括有：氟泵1031、蒸发装置1032和冷凝装置1033；

所述蒸发装置1032设置在所述第一子区；

所述氟泵1031和所述冷凝装置1033设置在所述第二子区；

所述蒸发装置1032分别与所述氟泵1031和所述冷凝装置1033相连；

所述冷凝装置1033与所述氟泵1031相连；

所述蒸发装置1032通过内部流通的冷却液体冷却从所述热通道流入的热风，冷却得到的冷风从所述第一子区进入到所述冷通道中，且汽化后的冷却液体进入所述冷凝装置1033中；

所述冷凝装置1033，用于冷凝所述汽化后的冷却液体，并将冷凝过程产生的热量从所述第二子区排到所述箱体的外部，以及冷凝形成的冷却液体被所述氟泵1031抽送到所述蒸发装置中。

考虑到实际运输等情况，可通过对现有标准的集装箱进行改进。例如，本实用新型实施例中的箱体由4个集装箱体组合而成，共有两个制冷区，每一个制冷区采用20尺的标准集装箱，而IT区是由两个40尺集装箱拼接而成，其中，制冷区的第一子区与IT区之间设置有推拉门，从而当蒸发器通过内部流通的冷却液体冷却从热通道进入的热风时，冷却产生的冷风将通过该推拉门进入IT区的冷通道内，以为IT区中的各个机柜进行散热，而制冷区的第二子区也设置有推拉门，为的是将冷凝装置产生的热量排到数据中心的外面，从而通过耗能非常少的氟泵实现自然冷却循环制冷。其中，IT区可根据实际需求进行扩容。

另外，第一制冷机构还包括有膨胀阀、管路等等。

如图3所示，在本实用新型一个实施例中，所述第二制冷机构104，可包括：新风处理机组1041、冷水机组1042和膨胀水阀1043；

所述冷水机组1042与所述膨胀水阀1043形成并联关系，且与所述新风处理机组1041相连；

所述冷水机组1042，用于当所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，向所述新风处理机组1041提供冷冻水；

所述新风处理机组1041，用于利用所述所述冷水机组1042提供的所述冷冻水冷却从所述热通道流入的热风，将冷却得到的冷风送回所述冷通道中，以及将加热后的冷冻水送回所述冷水机组1042中。

其中，膨胀水阀起到稳压的作用。

例如，新风处理机组共包括有多个管道接口，其中一个管道接口是用来接收从IT区的热通道流入的热风，一个管道接口是将冷却产生的冷风送回到IT区的冷通道，一个管道接口是用来接收从冷水机组提供的冷冻水，而另一个管道接口是将通过冷却热风而加热的冷冻水送回到冷水机组中，再有一个管道接口是定期将数据中心外部的新鲜空气带入到数据中心中，以提高数据中心内部的空气质量。

另外，第二制冷机构还包括有循环泵、仪表、阀门组件及管路等等。

在本实用新型一个实施例中，进一步包括：送风管道；

所述新风处理机组利用所述冷冻水冷却得到的冷风从所述送风管道回到所述冷通道中。

在本实用新型一个实施例中，进一步包括：回风管道；

所述回风管道中设置有第一阀门和第二阀门；

所述第一阀门在所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，开启；以及在所述箱体外部的温度未到达所述温度阈值时，关闭；

所述第二阀门在所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，关闭；以及在所述箱体外部的温度未到达所述温度阈值时，开启；

所述热通道中的热风，能够通过开启的所述第一阀门流入所述第二制冷机构，以及能够通过开启的所述第二阀门流入所述第一制冷机构。

本实用新型实例中，为节能减排，那么在利用冷源进行制冷时，则不再使用氟泵进行制冷，而利用氟泵进行制冷时，则同样不再使用冷源进行制冷，从而可以在回风管道中设置两个阀门，通过阀门的开启和关闭来控制热通道中的热风的走向。

在本实用新型一个实施例中，进一步包括：供电机构；

所述箱体的内部进一步设置有供电区；

所述供电机构设置在所述供电区；

所述供电机构，用于分别为所述至少一个机柜、所述第一制冷机构和所述第二制冷机构供电。

其中，供电机构可包括有高压输入柜、变压器、低压配电柜、不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)配电柜和电池柜等设备组成，主要是为数据中心内部的各个机柜等所有需要供电的设备进行供电，而且不间断电源UPS和电池柜可用来为数据中心内部的各个机柜进行应急供电。而且，可将供电机构和包括有氟泵的第一制冷机构安装在一个20尺的集装箱中，其中，供电机构和第一制冷机构之间需要进行隔离。

上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本实用新型方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本实用新型方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本实用新型实施例提供了一种基于上述任一实施例中的集装箱数据中心的散热方法，该方法可以包括：

当箱体外部的温度达到预设的温度阈值时，提供冷源的第二制冷机构利用所述冷源冷却从热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回冷通道中；

当所述箱体外部的温度未达到所述温度阈值时，包括有氟泵的第一制冷机构基于所述氟泵冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中。

在本实用新型一个实施例中，所述第一制冷机构，进一步包括：蒸发装置和冷凝装置；

所述当所述箱体外部的温度未达到所述温度阈值时，包括有氟泵的第一制冷机构基于所述氟泵冷却从所述热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回所述冷通道中，包括：

当所述箱体外部的温度未达到所述温度阈值时，

所述蒸发装置通过内部流通的冷却液体冷却从所述热通道流入的热风，冷却得到的冷风进入到所述冷通道中，且汽化后的冷却液体进入所述冷凝装置中；

所述冷凝装置冷凝所述汽化后的冷却液体，并将冷凝过程产生的热量排到所述箱体的外部，以及冷凝形成的冷却液体被所述氟泵抽送到所述蒸发装置中。

在本实用新型一个实施例中，所述第二制冷机构，包括：新风处理机组、冷水机组和膨胀水阀；

所述当箱体外部的温度达到预设的温度阈值时，提供冷源的第二制冷机构利用所述冷源冷却从热通道流入的热风，并将冷却得到的冷风送回冷通道中，包括：

当所述箱体外部的温度达到所述温度阈值时，

所述冷水机组向所述新风处理机组提供冷冻水；

所述新风处理机组利用所述所述冷水机组提供的所述冷冻水冷却从所述热通道流入的热风，将冷却得到的冷风送回所述冷通道中，以及将加热后的冷冻水送回所述冷水机组中。

下面将以图4所示的集装箱数据中心为例，详细说明本实用新型实施例提供的一种散热方法。

如图4所述，该集装箱数据中心包括有两个供电区A、两个制冷区(分别由第一子区B1和第二子区B2组成)、四个机柜子区C1、两个热通道C2以及IT区内除机柜子区CI和热通道C2外的冷通道C3，其中，供电区A内设置有供电机构401，制冷区中的第一子区B1中设置有蒸发装置4022，制冷区中的第二子区B2中设置有氟泵4021和冷凝装置4023，机柜子区C1内设置有至少一个机柜403，以及包括有两个回风管道4041、两个送风管道4042、每一个回风管道4041中设置的第一阀门4043和第二阀门4044、两个新风处理机组4051、两个冷水机组4052、两个膨胀水阀4053以及推拉门406。

基于图4，则当数据中心外部的温度达到预设的温度阈值时，如为20摄氏度，冷水机组4052通过送水管道将冷冻水送入到对应的新风处理机组4051，而且此时相应的第一阀门4043会开启，第二阀门4044关闭，那么热通道C2中的热风通过第一阀门4043进入到新风处理机组4051中，由流进内部的冷冻水对热风进行冷却，而此时氟泵不进行工作。当数据中心外部的温度未达到预设的温度阈值时，也即室外温度较低，此时第一阀门4043关闭，第二阀门4044开启，热通道C2中的热风通过第二阀门4044流入到第一子区B1，由第一子区B1中的蒸发装置4022对热风进行冷却，得到的冷风从第一子区B1通过相应的推拉门406进入到冷通道C3中。

综上，本实用新型各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本实用新型实施例中，该集装箱数据中心采用包括有氟泵的第一制冷机构和提供冷源的第二制冷机构交叉进行制冷，其中，当数据中心外部温度较高时，也即达到预设的温度阈值时，采用冷源对数据中心进行降温，而当数据中心外部温度较低时，也即未到达预设的温度阈值时，则基于氟泵对数据中心进行自然冷却循环降温。相比较于使用精密空调进行降温，采用冷源的降温方式能耗比较小，而且在数据中心外部温度较低时，氟泵的耗电量非常低，因此本方案利用氟泵和冷源的交叉散热方式能够降低能耗。

2、在本实用新型实施例中，当该集装箱数据中心的使用环境一直处于较低温度时，可只通过耗电量非常小的氟泵实现制冷，从而能够大大降低能耗，降低电源使用效率(Power Usage Effectiveness，PUE)值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。