一种自然冷却集装箱数据中心的制作方法

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种自然冷却集装箱数据中心。

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。集装箱数据中心在加强基础管理的同时，为维持恒定的室内温度需要全年为之降温。

目前，主要利用氟利昂作为制冷剂，通过压缩机、冷凝器等为冷却液降温，进而为集装箱数据中心降温。

但是，现有的冷却方式的能耗较高，不符合绿色节能发展的趋势。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种自然冷却集装箱数据中心，能够降低冷却所需的能耗。

本发明实施例提供了一种自然冷却集装箱数据中心，包括：集装箱本体、冷却装置和至少一个机柜；

所述冷却装置中流通有冷却液；

所述冷却装置，包括：干冷器和至少一个列间空调；

所述集装箱本体中设置有隔板，所述隔板将所述集装箱本体划分成热通道、冷通道和机柜区；

各个所述机柜与各个所述列间空调设置于所述机柜区；

所述干冷器，用于采集外部的空气，利用所述空气冷却所述冷却液；

各个所述列间空调与所述干冷器相连，用于采集所述热通道中的热空气，利用冷却后的所述冷却液将所述热空气冷却成冷空气，并释放至所述冷通道。

优选地，

所述冷却装置，进一步包括：风冷冷水机组；

所述干冷器与所述风冷冷水机组相连、所述风冷冷水机组与各个所述列间空调相连；

所述干冷器，用于利用所述空气将所述冷却液冷却至第一温度；

所述风冷冷水机组，用于将所述干冷器冷却至所述第一温度的所述冷却液冷却至第二温度；

各个所述列间空调，用于利用所述第二温度的所述冷却液将所述热空气冷却成所述冷空气。

优选地，

所述风冷冷水机组，包括：第一压缩机、第一冷凝器、第一蒸发器、第一电子膨胀阀、第一三通阀、第一蓄液箱、第一水泵和风机；

所述第一水泵与各个所述列间空调相连；

所述第一三通阀分别与所述第一水泵、所述干冷器和所述第一蒸发器相连；

所述第一蒸发器分别与所述第一蓄液箱、所述干冷器、所述第一电子膨胀阀和所述第一压缩机相连；

所述第一蓄液箱与所述第一水泵相连；

所述第一冷凝器分别与所述风机、所述第一压缩机和所述第一电子膨胀阀相连。

优选地，

所述冷却装置，进一步包括：水冷冷水机组；

所述干冷器与所述水冷冷水机组相连、所述水冷冷水机组与各个所述列间空调相连；

所述干冷器，用于利用所述空气将所述冷却液冷却至第三温度；

所述水冷冷水机组，用于将所述干冷器冷却至所述第三温度的所述冷却液冷却至第四温度；

各个所述列间空调，用于利用所述第四温度的所述冷却液将所述热空气冷却成所述冷空气。

优选地，

所述水冷冷水机组，包括：第二压缩机、第二冷凝器、第二蒸发器、第二电子膨胀阀、第二三通阀、第二蓄液箱和第二水泵；

所述第二水泵与各个所述列间空调相连；

所述第二三通阀分别与所述第二水泵、所述干冷器和所述第二蒸发器相连；

所述第二蒸发器分别与所述第二蓄液箱、所述干冷器、所述第二电子膨胀阀和所述第二压缩机相连；

所述第二蓄液箱与所述第二水泵相连；

所述第二冷凝器分别与所述第二压缩机、所述第二电子膨胀阀和外部的冷却水塔相连。

优选地，

进一步包括：监控装置和消防柜；

所述监控装置，用于当监测到所述热通道中的温度高于预先设置的温度阈值时，向所述消防柜发送灭火指令；

所述消防柜，用于根据所述监控装置发送的所述灭火指令，向各个所述机柜喷洒惰性气体。

优选地，

进一步包括：供电装置；

所述供电装置，用于为所述冷却装置和各个所述机柜供电。

优选地，

所述供电装置，包括：蓄电池和不间断电源配电柜；

所述不间断电源配电柜分别与所述蓄电池、各个所述机柜和所述冷却装置相连。

优选地，

所述风冷冷水机组的数量为两个，各个所述风冷冷水机组互为备用。

优选地，

所述干冷器的数量为两个，各个所述干冷器互为备用。

本发明实施例提供了一种自然冷却集装箱数据中心，包括：集装箱本体、冷却装置和至少一个机柜，其中，所述冷却装置，包括：干冷器和至少一个列间空调，该干冷器可以利用外部的空气冷却流经的冷却液。各个列间空调利用冷却后的冷却液将热通道中的热空气冷却成冷空气，并释放至所述冷通道，以保持机柜区的温度保持在一定范围内。该自然冷却集装箱数据中心利用空气作为冷源，与氟利昂作为制冷剂相比，涉及设备少，能够降低冷却所需的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明一个实施例提供的一种自然冷却集装箱数据中心的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种自然冷却集装箱数据中心的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种风冷冷水机组的结构示意图；

图4是本发明又一个实施例提供的一种自然冷却集装箱数据中心的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种水冷冷水机组的结构示意图；

图6是本发明再一个实施例提供的一种自然冷却集装箱数据中心的结构示意图；

图7是本发明一个实施例提供的另一种自然冷却集装箱数据中心的结构示意图；

图8是本发明一个实施例提供的一种供电装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种自然冷却集装箱数据中心，包括：

集装箱本体101、冷却装置102和至少一个机柜103；

冷却装置102中流通有冷却液；

冷却装置102，包括：干冷器1021和至少一个列间空调1022；

集装箱本体101中设置有隔板1011，隔板1011将集装箱本体101划分成热通道a、冷通道b和机柜区c；

各个机柜103与各个列间空调1022设置于机柜区c；

干冷器1021，用于采集外部的空气，利用空气冷却上述冷却液；

各个列间空调1022与干冷器1021相连，用于采集热通道a中的热空气，利用冷却后的冷却液将热空气冷却成冷空气，并释放至冷通道b。

在图1所示的本发明实施例中，仅以一个列间空调进行展示。该干冷器1021可以利用外部的空气冷却流经的冷却液。各个列间空调1022利用冷却后的冷却液将热通道中的热空气冷却成冷空气，并释放至冷通道，以保持机柜区c的温度保持在一定范围内。该自然冷却集装箱数据中心利用空气作为冷源，与氟利昂作为制冷剂相比，涉及设备少，能耗降低冷却所需的能耗。

干冷器设置于集装箱本体的外部，以便于采集外部的空气。我国华北、西北及东北等地区，室外气温低于0℃的天数占全年的百分比相当可观，利用这一自然冷源成为节能的首要措施。

冷通道与热通道相隔离，以便于使机柜产生的热量集中于热通道，实现列间空调近端冷却，提高对冷空气的利用效率，降低数据中心的制冷功耗，降低pue(powerusageeffectiveness，能源使用效率)。冷却液可以根据实际情况进行选择，常见的冷却液为水。

列间空调，放在服务器机柜列间，靠近散热设备。由于靠近热源，空调的回风温度高，能效较高。需要说明的是，列间空调的数量与机柜的数量和散热量有关。

在本发明的一个实施例中，当干冷器不足以满足机柜的散热需求时，冷却装置中还可以包括其他的用于冷却的装置，以与干冷器结合，共同为冷却液进行降温。在本实施例中，存在两种实现方式：

方式一：干冷器+风冷冷水机组；

如图2所示，冷却装置102还包括：风冷冷水机组1023；

干冷器1021与风冷冷水机组1023相连、风冷冷水机组1023与各个列间空调1022相连；

干冷器1021，用于利用空气将冷却液冷却至第一温度；

风冷冷水机组1023，用于将干冷器1021冷却至第一温度的冷却液冷却至第二温度；

各个列间空调1022，用于利用第二温度的冷却液将热空气冷却成冷空气。

干冷器与风冷冷水机组通过管道相连，风冷冷水机组可以将干冷器冷却至第一温度的冷却液进一步冷却至第二温度。当机柜的数量较多，散热量较大时，风冷冷水机组与干冷器相结合，共同为冷却液降温。

如图3所示，风冷冷水机组1023，包括：第一压缩机10231、第一冷凝器10232、第一蒸发器10233、第一电子膨胀阀10234、第一三通阀10235、第一蓄液箱10236、第一水泵10237和风机10238；

第一水泵10237与各个列间空调1022相连；

第一三通阀10235分别与第一水泵10237、干冷器1021和第一蒸发器10233相连；

第一蒸发器10233分别与第一蓄液箱10236、干冷器1021、第一电子膨胀阀10234和第一压缩机10231相连；

第一蓄液箱10236与第一水泵10237相连；

第一冷凝器10232分别与风机10238、第一压缩机10231和第一电子膨胀阀10234相连。

方式二：干冷器+水冷冷水机组；

如图4所示，冷却装置1021，还包括：水冷冷水机组1024；

干冷器1021与水冷冷水机组1024相连、水冷冷水机组1024与各个列间空调1022相连；

干冷器1021，用于利用空气将冷却液冷却至第三温度；

水冷冷水机组1024，用于将干冷器1021冷却至第三温度的冷却液冷却至第四温度；

各个列间空调1022，用于利用第四温度的冷却液将热空气冷却成冷空气。

干冷器与水冷冷水机组通过管道相连，水冷冷水机组可以将干冷器冷却至第三温度的冷却液进一步冷却至第四温度。当机柜的数量较多，散热量较大时，水冷冷水机组与干冷器相结合，共同为冷却液降温。

如图5所示，水冷冷水机组1024，包括：第二压缩机10241、第二冷凝器10242、第二蒸发器10243、第二电子膨胀阀10244、第二三通阀10245、第二蓄液箱10246和第二水泵10247；

第二水泵10247与各个列间空调1022相连；

第二三通阀10245分别与第二水泵10247、干冷器1021和第二蒸发器10243相连；

第二蒸发器10243分别与第二蓄液箱10246、干冷器1021、第二电子膨胀阀10244和第二压缩机10241相连；

第二蓄液箱10246与第二水泵10247相连；

第二冷凝器10242分别与第二压缩机10241、第二电子膨胀阀10244和外部的冷却水塔相连。

风冷冷水机组是利用蒸发器使冷却液与冷媒进行热交换，冷媒吸收冷却液中的热负荷，使冷却液降温后﹐通过压缩机的作用使热量带到冷凝器，再由风扇散失到外界的空气中。

水冷冷水机组是利用蒸发器使冷却液与冷媒进行热交换，冷媒吸收冷却液中的热负荷，使冷却液降温后﹐通过压缩机的作用将热量带至冷凝器，由冷媒与水进行热交换﹐使水吸收热量后通过水管将热量带出外部的冷却塔散失。

在本发明的一个实施例中，为了防止机柜散热量高、热通道的温度过高形成火灾，如图6所示，该自然冷却集装箱数据中心，还包括：监控装置104和消防柜105；

监控装置104，用于当监测到热通道a中的温度高于预先设置的温度阈值时，向消防柜105发送灭火指令；

消防柜105，用于根据监控装置104发送的灭火指令，向各个机柜103喷洒惰性气体。

该监控装置可以放置于机柜区，也可以设置于机柜上。在本实施例中，采用气体灭火方式，喷洒的气体除了惰性气体，还可以包括：七氟丙烷、混合气体ig541和二氧化碳等。

在本发明的一个实施例中，为了使自然冷却集装箱数据中心中设备持续工作，如图7所示，该自然冷却集装箱数据中心，还包括：供电装置106；供电装置106，用于为冷却装置102和各个机柜103供电。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，供电装置106，包括：蓄电池1061和不间断电源配电柜1062；

不间断电源配电柜1062分别与蓄电池1061、各个机柜103和冷却装置102相连。

在本发明的一个实施例中，为了防止风冷冷水机组发生故障，影响散热，风冷冷水机组的数量为两个，各个风冷冷水机组互为备用。

这两个风冷冷水机组可以同时工作，其中一个发生故障时，另外一个可以承担故障风冷冷水机组的负荷。

需要说明的是，除了互为备用的方式，还可以采用一备一用的方式，即一个风冷冷水机组工作，另一个风冷冷水机组作为备用。

与风冷冷水机组相似的是，在本发明的一个实施例中，干冷器的数量为两个，各个干冷器互为备用。

综上，本发明各个实施例至少具有如下效果：

1、在本发明实施例中，干冷器可以利用外部的空气冷却流经的冷却液。各个列间空调利用冷却后的冷却液将热通道中的热空气冷却成冷空气，并释放至冷通道，以保持机柜区的温度保持在一定范围内。该自然冷却集装箱数据中心利用空气作为冷源，与氟利昂作为制冷剂相比，涉及设备少，能耗降低冷却所需的能耗。

2、在本发明实施例中，当干冷器不能满足散热的需求时，可以采用干冷器与水冷冷水机组，或者干冷器+风冷冷水机组的方式，使冷却液达到需求温度。在实际应用场景中，冷却方式可以根据空气的温度及机柜散热量等进行确定。

3、在本发明实施例中，集装箱本体中采用冷热隔离技术，利用隔板实现列间空调近端冷却，提高对冷空气的利用效率，降低制冷功耗，降低pue。

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。

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