下送风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，特别是涉及一种下送风数据中心微模块结构。

背景技术：

随着人工智能、大数据和云计算为代表的新一代信息技术的兴起，数据中心行业的发展正面临着前所未有的挑战。网络应用日趋丰富的种类和数量一方面带来了海量数据，同时也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。ai概念的兴起以及ai应用的落地使得业界对于高速计算的需求日渐增多，相比传统cpu更具优势的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下送风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下送风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，本发明提供一种下送风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和进风面，所述出风面与所述进风面分别设置于所述机柜组对的两侧；所述机柜组中两所述机柜的所述进风面相邻近；

内部静压箱，设置于两排所述机柜之间，与所述机柜的进风面相连接；

若干个通道式后门结构，分别设置于各所述机柜的所述出风面的外侧；所述通道式后门结构的内部中空，底部设有与其内部相连通的第一出风口，侧面设有将其内部与所述机柜内部相连通的第一进风口；

架空地板，架空设置于基底之上，和所述基底之间形成架空空间；所述架空地板位于所述机柜组、所述内部静压箱及所述通道式后门结构的下方；所述架空地板上设有与所述架空空间相连通的第二进风口及第二出风口，所述第二出风口位于所述内部静压箱的下方，所述第二进风口位于所述第一出风口的下方，且与所述第一出风口相连通；

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，所述下送风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通道式后门结构内。

作为本发明的一种优选方案，所述出风温度传感器位于所述第一出风口处。

作为本发明的一种优选方案，所述下送风数据中心微模块结构还包括进风温度传感器，所述进风温度传感器位于所述内部静压箱内。

作为本发明的一种优选方案，所述架空地板包含表面设置有若干间隔排布的通孔的通孔地板，位于所述机柜组中两所述机柜的进风面之间的所述通孔作为所述第二出风口，位于所述第一出风口的下方的所述通孔作为所述第二进风口。

作为本发明的一种优选方案，所述架空地板包含表面设置有若干个通孔及若干个通风口的通孔地板；若干个所述通风口分别位于所述机柜组中两所述机柜的进风面之间及所述第一出风口的下方，且位于所述机柜组中两所述机柜的进风面之间的所述通风口作为所述第二出风口，位于所述第一出风口的下方的所述通风口作为所述第二进风口；所述通孔位于若干个所述通风口的外围。

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，所述通道式后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，所述通道式后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，所述通道式后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，所述通道式后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，所述机柜出风面的宽度与所述内部静压箱的宽度相同。

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所述机柜的深度的两倍；所述内部静压箱的高度不小于机柜高度；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，所述回风通道上设有与其内部相连通的维修门。

如上所述，本发明提供一种下送风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下送风数据中心微模块结构，可满足普通地板下送风机房内同时增设多台高热密度服务器的需求。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下送风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下送风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带有通孔的通孔地板的俯视图。

图6显示为本发明实施例一中提供的带有通风口和通孔的通孔地板的俯视图。

图7显示为本发明实施例二中提供的下送风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下送风数据中心微模块结构的结构示意图。

图9显示为本发明实施例三中提供的下送风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进风面

13出风面

14架空地板

140通孔地板

141通孔

142通风口

15基底

16内部静压箱

17通道式后门结构

18冷却背板

19维修门

d1冷却背板的宽度

d2通道式后门结构的宽度

h1机柜出风面的高度

h2内部静压箱的高度

w1内部静压箱的深度

w2机柜的深度

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9。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6所示，本发明提供了一种下送风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进风面12及出风面13，所述进风面12与所述出风面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的所述进风面12相邻近；

内部静压箱16，设置于两排所述机柜11之间，与所述机柜11的进风面相连接；

若干个通道式后门结构17，分别设置于各所述机柜11的所述出风面13的外侧；所述通道式后门结构17的内部中空，底部设有与其内部相连通的第一出风口，侧面设有将其内部与所述机柜11内部相连通的第一进风口；

架空地板14，架空设置于基底15之上，和所述基底15之间形成架空空间；所述架空地板14位于所述机柜组10、、所述内部静压箱16及所述通道式后门结构17的下方；所述架空地板14上设有与所述架空空间相连通的第二进风口及第二出风口，所述第二出风口位于所述内部静压箱16的下方，所述第二进风口位于所述第一出风口的下方，且与所述第一出风口相连通；

若干个冷却背板18，分别设置于各所述机柜11的所述进风面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进风面12及出风面13，其中所述进风面12位于一对所述机柜11之间相邻近的一面上，所述出风面13位于与所述进风面12相对的另一侧。所述机柜组10中两所述机柜11的进风面12相邻近是指两所述机柜11的进风面12位于两所述机柜11之间的所述内部静压箱16的相对的两侧。每个所述机柜11分别设置有对应的通道式后门结构17，所述通道式后门结构17位于所述机柜11的所述出风面13的外侧。每个所述机柜11还分别设置有对应的冷却背板18，位于所述机柜11的所述进风面12上。在两个所述机柜11的所述进风面12之间的设置有内部静压箱16。

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后门结构17，所述通道式后门结构17位于所述机柜11的所述出风面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18，位于每个所述机柜11的所述出风面13上。在两排所述机柜11的所述进风面12之间的设置有内部静压箱16。所述冷却背板18的宽度d1与所述机柜出风面13的宽度相等。所述通道式后门结构17的宽度d2与所述机柜11的宽度相等。

图3是在本实施例中所述下送风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16和所述通道式后门结构17都做了部分透明化处理。如图3所示，若干组机柜组10设置于架空地板14上，所述架空地板14架空设置于基底15之上，和所述基底15之间形成架空空间，架空空间内的气流可以自由流通。作为优选方案，所述通道式后门结构17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16为长方体结构。在所述内部静压箱16与所述机柜11不相接的一侧设有维修门19，供维护人员出入所述内部静压箱16进行维护，在所述维修门19关闭时，所述内部静压箱16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，所述通道式后门结构17的形状可以为矩形，即所述通道式后门结构17的顶部为平面导向面，且所述通道式后门结构17的顶部与所述通道式后门结构17的侧壁垂直连接。

如图4所示，是本实施例所提供的下送风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13排出时，通过所述冷却背板18冷却为冷空气，并进入所述通道式后门结构17；所述冷空气经过所述通道式后门结构17和所述架空空间进入所述内部静压箱16，并经由所述进风面12进入所述机柜11，并带走所述机柜11的热量。优选地，所述机柜出风面12的高度h1与所述冷却背板18的高度相等，所述内部静压箱16的高度h2不小于所述机柜11的高度，所述内部静压箱16的深度w1不小于所述机柜11的深度w2的两倍。本实施例中，所述内部静压箱16的高度h2要大于所述机柜11的高度，这样的设计可以使所述内部静压箱16具有更大的空间，使静压效果更好，优化所述下送风数据中心微模块结构中的气流流动。

作为示例，所述下送风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通道式后门结构17内。为了监控从所述出风面13进入所述通道式后门结构17内的空气的出风温度，本发明在所述通道式后门结构17内设置了出风温度传感器，以准确把握所述冷却背板18的冷却效果，实时调节所述冷却背板18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，所述出风温度传感器位于所述第一出风口处。作为本发明的优选方案，将所述出风温度传感器直接设置在所述第一出风口处的位置，可以更准确地监控从所述通道式后门结构17进入所述架空地板下的空气温度。该出风温度不但反映了进入所述通道式后门结构17的空气温度，也可以使相关技术人员更准确地推得所述架空地板下的空气温度，进而把握整个数据中心微模块的空气流通。

作为示例，所述地板下方送风数据中心微模块还包括送风温度传感器，所述送风温度传感器位于所述内部静压箱16内。通过对进入所述内部静压箱16内的所述送风温度的监控，可以精确监控从地板下送风的送风温度。当所述送风温度传感器检测到所述送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，所述架空地板14包含表面设置有若干间隔排布的通孔141的通孔地板140，以所述通孔141作为第二进风口或第二出风口。如图5所示，所述架空地板14由若干块模块化可活动的表面设有通孔141的通孔地板140组成。所述通孔地板140铺设在金属支架上，所述金属支架架设于所述基底15之上。所述通孔141可以连通所述通孔地板的上下表面，使空气自由流通。若干所述通孔141可以共同作为所述第二进风口或所述第二出风口。优选地，为了增加通风量，可以在所述通孔地板14上设置若干个开口更大的通风口142，以增加所述第二进风口或所述第二出风口的开口面积。所述通风口142也可以与所述通孔141并存，所述通孔141分散分布于所述通风口142周围，一同实现作为所述第二进风口或所述第二出风口的功能，如图6所示。需要指出的是，图中的所述通孔141和所述通风口142呈长圆形仅作为一种示例，本发明的所述通孔141和所述通风口142可采用其他任意合理的几何形状。

作为示例，所述冷却背板18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。

实施例二

如图7所示，本发明还提供一种下送风数据中心微模块结构，本实施例中所述的下送风数据中心微模块结构的具体结构与实施例一中所述的下送风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：实施例一中所述的下送风数据中心微模块结构中的所述通道式后门结构17的顶部为平面导向面，而本实施例中，所述通道式后门结构17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下送风数据中心微模块结构内部的流体力学，使所述通道式后门结构17内部的气流流通更为流畅，进而提高所述下送风数据中心微模块结构的散热效率。需要注意的是，在本实施例中所述内部静压箱16的高度h2和所述机柜出风面12的高度h1相等。

本实施例中所述的下送风数据中心模块的其他结构与实施例一中所述下送风数据中心模块的其他结构相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例三

请参阅图8和图9，本发明还提供一种下送风数据中心微模块结构。如图8所示，本实施例中所述的下送风数据中心微模块结构的具体结构与实施例二中所述的下送风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：本实施例进一步增加了所述内部静压箱16的高度。这样不但可以在所述内部静压箱16的深度w1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，使整个所述下送风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9所示，是本实施例中所述下送风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16的高度相比实施例二进行了增加，从而提高了静压效果；所述通道式后门结构17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下送风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13排出时，通过所述冷却背板18冷却为冷空气，并进入所述通道式后门结构17；所述冷空气经过所述通道式后门结构17和所述架空空间进入所述内部静压箱16，并经由所述进风面12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后门结构17中的流通更为顺畅。

综上所述，本发明提供了一种下送风数据中心微模块结构，包括：至少一组机柜组、内部静压箱、若干个通道式后门结构、架空地板和若干个冷却背板。本发明可满足普通地板下送风机房内同时增设多台高热密度服务器的需求，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。