后置冷却背板的数据中心微模块结构的制作方法

本发明涉及数据中心技术领域，特别是涉及一种后置冷却背板的数据中心微模块结构。

背景技术：

目前，人工智能、大数据和云计算等新一代信息技术的兴起使得数据中心行业的发展面临前所未有的复杂环境，并推动数据中心技术领域不断变革。网络应用种类和数量的极大丰富带来了海量数据，给数据中心这一互联网基础设施提出了更多和更高的要求。随着ai概念的兴起，以及越来越多的ai应用的落地，业界对高速计算的需求日渐增多，gpu加速计算服务器在数据中心中的部署规模将持续增长，而gpu加速计算服务器产生的热能是传统cpu的数倍，要想适应未来ai的发展，数据中心的散热技术必须变革。

然而，当前数据中心内仍部署有大量原有的低热密度服务器机柜，使用传统的机房空调进行散热。新部署的高热密度服务器机柜所排出的热量远大于原有的低热密度服务器机柜，无法继续使用机房空调这样的低冷量散热设备进行散热。此外，新部署的高热密度服务器机柜所排出的高热量也会破坏数据中心原有的气流流通回路，进而影响数据中心的整体散热效果。

因此，针对集成高热密服务器机柜的数据中心的应用需求，有必要提出一种新的后置冷却背板的数据中心微模块结构，以解决上述问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新的后置冷却背板的数据中心微模块结构，用于解决现有数据中心无法解决高热密服务器机柜散热的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种后置冷却背板的数据中心微模块结构，其特征在于，包括：

至少一组机柜组，一组所述机柜组包括两排间隔排布的机柜，所述机柜上设有与其内部相连通的出风面及进风面，所述出风面与所述进风面分别设置于所述机柜相对的两侧；所述机柜组中两所述机柜的所述出风面相邻近；

内部静压箱，设置于两排所述机柜之间，与所述机柜的出风面相连接；

若干个通道式前门结构，分别设置于各所述机柜的所述进风面的外侧；所述通道式前门结构的内部中空，其一侧面的上部设有与其内部相连通的第一进风口，同一侧面的下部设有将其内部与所述机柜内部相连通的第一出风口；

顶部静压箱，位于各所述机柜的上部，所述顶部静压箱包括第二进风口及第二出风口，所述顶部静压箱内部经由所述第二进风口与所述内部静压箱内部相连通，且所述顶部静压箱内部经由所述第二出风口与所述通道式前门结构的所述第一进风口相连通；

若干个冷却背板，分别设置于各所述机柜的所述出风面上。

作为本发明的一种优选方案，所述后置冷却背板的数据中心微模块结构还包括回风温度传感器，所述回风温度传感器位于所述顶部静压箱内靠近所述通道式前门结构的一侧。

作为本发明的一种优选方案，所述后置冷却背板的数据中心微模块结构还包括出风温度传感器，所述出风温度传感器位于所述顶部静压箱内靠近所述内部静压箱的一侧。

作为本发明的一种优选方案，所述顶部静压箱的高度不小于所述通道式前门结构深度的两倍，且所述顶部静压箱的宽度与单排所述通道式前门结构在排列方向上所占宽度的总和相等。

作为本发明的一种优选方案，所述顶部静压箱沿其深度方向上的截面形状为等截面的矩形，且所述顶部静压箱沿其宽度方向上的截面的形状为等截面的矩形。

作为本发明的一种优选方案，所述顶部静压箱沿其深度方向上的截面形状为变截面的矩形，且所述顶部静压箱沿其宽度方向上的截面形状为等截面图形。

作为本发明的一种优选方案，所述冷却背板为水冷背板或风冷背板。

作为本发明的一种优选方案，所述水冷背板内部装有冷冻水盘管。

作为本发明的一种优选方案，所述冷却背板为可拆卸式设置于所述出风面上。

作为本发明的一种优选方案，所述通道式前门结构的宽度与所述机柜的宽度相等。

作为本发明的一种优选方案，所述通道式前门结构与所述机柜可拆卸连接。

作为本发明的一种优选方案，所述通道式前门结构与所述机柜之间设有胶垫。

作为本发明的一种优选方案，所述通道式前门结构的顶部为弧形导向面。

作为本发明的一种优选方案，所述冷却背板的宽度与所述机柜出风面的宽度相等，且所述冷却背板的高度与所述机柜出风面的高度相等。

作为本发明的一种优选方案，所述内部静压箱为长方体结构。

作为本发明的一种优选方案，所述内部静压箱上设有与其内部相连通的维修门。

作为本发明的一种优选方案，所述内部静压箱的深度不小于机柜深度的两倍；所述内部静压箱的宽度与单排所述机柜所占宽度的总和相等；所述内部静压箱的高度不小于所述机柜及所述顶部静压箱高度的总和。

如上所述，本发明提供一种后置冷却背板的数据中心微模块结构，具有以下有益效果：

本发明通过引入一种后置冷却背板的数据中心微模块结构，可有效解决普通机房内多台高热密度服务器机柜的散热问题，通过使用冷却背板对机柜排出的热空气进行冷却，省去了空调末端风机的能耗，提升了机柜的散热效率，且节省了机房空间。

附图说明

图1显示为本发明实施例一中提供的一组机柜组的俯视图。

图2显示为本发明实施例一中提供的若干组机柜组构成的数据中心微模块的俯视图。

图3显示为本发明实施例一中提供的后置冷却背板的数据中心微模块结构的结构示意图。

图4显示为本发明实施例一中提供的后置冷却背板的数据中心微模块结构的横截面示意图。

图5显示为本发明实施例一中提供的变截面顶部静压箱的示意图。

图6显示为本发明实施例二中提供的后置冷却背板的数据中心微模块结构的结构示意图。

图7显示为本发明实施例三中提供的后置冷却背板的数据中心微模块结构的结构示意图。

图8显示为本发明实施例三中提供的后置冷却背板的数据中心微模块结构的横截面示意图。

元件标号说明

11机柜

12出风面

13进风面

14通道式前门结构

15内部静压箱

16顶部静压箱

17冷却背板

18维修门

d1冷却背板的宽度

d2通道式前门结构的宽度

d3顶部静压箱的宽度

w1通道式前门结构的深度

w2内部静压箱的深度

w3机柜的深度

h1顶部静压箱的高度

h2冷却背板的高度

h3内部静压箱的高度

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

如图1至图5所示，本发明提供了一种后置冷却背板的数据中心微模块结构，包括：

至少一组机柜组10，一组所述机柜组10包括两排间隔排布的机柜11，所述机柜11上设有与其内部相连通的出风面12及进风面13，所述出风面12与所述进风面13分别设置于所述机柜11相对的两侧；所述机柜组10中两所述机柜11的所述出风面12相邻近；

内部静压箱15，设置于两排所述机柜11之间，与所述机柜11的出风面12相连接；

若干个通道式前门结构14，分别设置于各所述机柜11的所述进风面13的外侧；所述通道式前门结构14的内部中空，其一侧面的上部设有与其内部相连通的第一进风口，同一侧面的下部设有将其内部与所述机柜11内部相连通的第一出风口；

顶部静压箱16，位于各所述机柜11的上部，所述顶部静压箱16包括第二进风口及第二出风口，所述顶部静压箱16内部经由所述第二进风口与所述内部静压箱15内部相连通，且所述顶部静压箱16内部经由所述第二出风口与所述通道式前门结构14的所述第一进风口相连通；

若干个冷却背板17，分别设置于各所述机柜11的所述出风面12上。

如图1所示，是一组机柜组10的俯视图，一组所述机柜组10由一对机柜11呈间隔排布构成，所述机柜11上设有与其内部空间相连通的出风面12及进风面13，其中所述出风面12位于一对所述机柜11之间相邻近的一面上，所述进风面13位于与所述出风面12相对的另一侧。所述机柜组10中两所述机柜11的出风面12相邻近是指两所述机柜11的出风面12位于两所述机柜11之间的所述内部静压箱15的左右相对的两侧。每个所述机柜11分别设置有对应的通道式前门结构14，所述通道式前门结构14位于所述机柜11的所述进风面13的外侧。每个所述机柜11还分别设置有对应的冷却背板17，位于所述机柜11的所述出风面12上。在两个所述机柜11的所述出风面12之间设置有内部静压箱15。

如图2所示，是由若干组机柜组10构成的数据中心微模块的俯视图，由五组机柜组10沿箭头所示a方向排布。每个所述机柜11分别设置有对应的通道式前门结构14，所述通道式前门结构14位于所述机柜11的所述进风面13的外侧。每一排上的每个所述机柜11都分别设置有对应的冷却背板17，位于每个所述机柜11的所述出风面12上。在两排所述机柜11的所述出风面12之间的间隙形成内部静压箱15。所述冷却背板17的宽度d1与所述机柜出风面12的宽度相等。所述通道式前门结构14的宽度d2与所述机柜11的宽度相等。所述内部静压箱15的宽度与单排所述机柜11所占宽度的总和相等。

图3是本实施例所述后置冷却背板的数据中心微模块结构的结构示意图，需要指出的是，为了使图中细节更易展示，图中所述机柜11、所述内部静压箱15和所述通道式前门结构14都做了部分透明化处理。如图3所示，所述顶部静压箱16设置于所述机柜11上方，并连通所述通道式前门结构14和所述内部静压箱15，且与外界隔绝，不与外部空气发生热交换。作为优选方案，所述通道式前门结构14与所述机柜11可拆卸连接，以便维护时拆卸，在连接处设置有胶垫，以确保系统的密封性。所述内部静压箱15为长方体结构。在所述内部静压箱15与所述机柜11不相接的一侧设有维修门18，供维护人员出入所述内部静压箱15进行维护，在所述维修门18关闭时，所述内部静压箱15完全密封，从而使得微模块内空气不与外部空气发生热交换。在该示例中，所述通道式前门结构14的形状可以为矩形，即所述通道式前门结构14的顶部为平面导向面，且所述通道式前门结构14的顶部与所述通道式前门结构14的侧壁垂直连接。

如图4所示，是本实施例所提供的后置冷却背板的数据中心微模块结构的横截面图，其中箭头标示了空气的流动方向。所述机柜11中的热空气经由所述出风面12排出时，通过所述冷却背板17冷却为冷空气，并进入所述内部静压箱15；所述冷空气经过所述内部静压箱15和所述顶部静压箱16进入所述通道式前门结构14，经由所述进风面13进入所述机柜11，并带走所述机柜11的热量。优选地，所述冷却背板17的高度h2与所述机柜出风面12的高度相等。所述内部静压箱15的深度w2不小于机柜11的深度w3的两倍。所述内部静压箱15的高度h3不小于所述机柜11及所述顶部静压箱16高度的总和(h1+h2)。

作为示例，所述后置冷却背板的数据中心微模块结构还包括回风温度传感器，所述回风温度传感器位于所述顶部静压箱16内靠近所述通道式前门结构14的一侧。为了监控从所述顶部静压箱16进入所述通道式前门结构14内部的空气的回风温度，本发明在所述顶部静压箱16内靠近所述通道式前门结构14的一侧设置了回风温度传感器，以精确监控通入所述通道式前门结构14内空气的回风温度。当所述回风温度传感器检测到所述回风温度偏离设定的标准值时，可以及时发出警报，避免所述机柜11内的温度过高，导致服务器宕机。

作为示例，所述后置冷却背板的数据中心微模块结构还包括出风温度传感器，所述出风温度传感器位于所述顶部静压箱16内靠近所述内部静压箱15的一侧。通过对进入所述顶部静压箱16内的所述出风温度的监控，可以准确把握所述冷却背板17的冷却效果，实时调节所述冷却背板17的制冷效率，使整个系统内的温度维持在设定范围内。

作为示例，所述顶部静压箱16的高度h1不小于所述通道式前门结构14深度w1的两倍，且所述顶部静压箱16的宽度d3与单排通道式前门结构14在排列方向上所占宽度的总和相等。如图4所示，所述顶部静压箱16的高度h1至少不小于所述通道式前门结构14深度w1的两倍，这确保了所述顶部静压箱16具有一定的气流流通面积，有助于提高所述顶部静压箱16的静压效果。如图3所示，所述顶部静压箱16的宽度d3与所述单排通道式前门结构14在排列方向上所占宽度的总和相等，这确保了所述顶部静压箱16能够顺畅地导通所述通道式前门结构14与内部静压箱15。

作为示例，所述顶部静压箱16在其深度方向上为等截面的矩形，且所述顶部静压箱16在其宽度方向上为等截面的矩形。即所述顶部静压箱16是一个具有长方体结构的箱体。

作为示例，所述顶部静压箱16在其深度方向上为变截面的矩形，且所述顶部静压箱16在其宽度方向上为等截面图形。请参阅图5，作为本发明的一个优选方案，所述顶部静压箱16在其深度方向a1上可以是截面逐渐变大或变小的矩形，在其宽度方向a2上是等截面图形。所述顶部静压箱16在其深度方向a1上的截面变化可以有助于所述后置冷却背板的数据中心微模块结构的内部气流流动的优化，进一步提升系统的散热效率。

作为示例，所述冷却背板17为水冷背板或风冷背板。作为本发明的优选方案，使用水冷背板作为热空气冷却的手段，可以将高热密度服务器产生的热量最大限度地消除，具有高效低能耗的优点。当然，在其他的实施方案中也可以使用风冷背板等其他制冷手段。

作为示例，所述水冷背板内部装有冷冻水盘管。所述冷冻水盘管通过其内部的低温循环水流的热交换，使通过其表面的空气得到冷却，是一种高效低能耗的制冷手段。

作为示例，所述冷却背板17为可拆卸式设置于所述出风面12上。所述冷却背板17可以根据需要进行拆卸，以便维护人员进行维护。

实施例二

如图6所示，本发明还提供一种后置冷却背板的数据中心微模块结构，本实施例中所述的后置冷却背板的数据中心微模块结构的具体结构与实施例一中所述的后置冷却背板的数据中心微模块结构的具体结构大致相同，二者的区别在于：实施例一中所述的后置冷却背板的数据中心微模块结构中的所述通道式前门结构17的顶部为平面导向面，而本实施例中，所述通道式前门结构14的顶部为弧形导向面。所述弧形导向面的设置充分考虑了所述后置冷却背板的数据中心微模块结构内部的流体力学，使所述通道式前门结构14内部的气流流通更为流畅，进而提高所述后置冷却背板的数据中心微模块结构的散热效率。

本实施例中所述后置冷却背板的数据中心微模块结构的其他结构与实施例一中所述后置冷却背板的数据中心微模块结构的其他结构相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例三

请参阅图7至图8，本发明还提供一种后置冷却背板的数据中心微模块结构。如图7所示，本实施例中所述的后置冷却背板的数据中心微模块结构的具体结构与实施例二中所述的后置冷却背板的数据中心微模块结构的具体结构大致相同，二者的区别在于：本实施例中所述的后置冷却背板的数据中心微模块结构进一步增加了所述内部静压箱15的高度h3。这样不但可以在所述内部静压箱16的深度w2不变时，增加所述内部静压箱16的体积；也可以在所述内部静压箱16的体积不变时，尽可能减小所述内部静压箱16的占地面积，在确保一定静压效果的同时，使整个所述后置冷却背板的数据中心微模块结构的占地面积更小，节省了占用空间。如图8所示，是本实施例中所述后置冷却背板的数据中心微模块结构的横截面示意图。其中，所述内部静压箱15的高度h3相比实施例二进行了增加，引入了中部凸起的结构，从而提升了所述内部静压箱15的静压效果；所述通道式前门结构14的顶部设置了弧形导向面，增加了内部气流的流通效率，进一步提升了冷却效果。图中的箭头标示了所述后置冷却背板的数据中心微模块结构中的气流流动方向，所述机柜11中的热空气经由所述出风面12排出时，通过所述冷却背板17冷却为冷空气，并进入所述内部静压箱15；所述冷空气经过所述内部静压箱15和所述顶部静压箱16进入所述通道式前门结构14，经由所述进风面13进入所述机柜11，并带走所述机柜11的热量，所述弧形导向面的存在使得冷空气在所述通道式前门结构14中的流通更为顺畅。

综上所述，本发明提供了一种后置冷却背板的数据中心微模块结构，包括：至少一组机柜组、内部静压箱、若干个通道式前门结构、顶部静压箱和若干个冷却背板。本发明可有效解决普通机房内多台高热密度服务器机柜的散热问题，通过引入冷却背板对机柜排出的热空气进行冷却，省去了空调末端风机的能耗，提升了机柜的散热效率，且节省了机房空间。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。