集裝箱液冷數據中心的制作方法
1.本技術涉及數據中心設備領域，特別涉及一種集裝箱液冷數據中心。
背景技術：
2.現有的服務器和數據中心采用的是循環風冷的方式，通過制冷機組送入的冷空氣，對服務器等設備進行冷卻。隨著行業發展，功率密度的提升，循環風冷方式的冷卻能力也正接近極限，不能滿足大功率密度機房布置的冷卻需求，并且隨著服務器性能提升的同時，功耗也隨之提升，機柜功耗成倍數上升，導致pue值增高，并且無法滿足散熱需求。
3.此外，常規的數據中心的土木結構建筑機房，無法滿足移動快速布置的需求，同時制造成本過高。
技術實現要素：
4.本技術的目的在于提供一種集裝箱液冷數據，滿足服務器散熱和快速移動布置需求。
5.為實現上述目的，本技術一方面提供一種集裝箱液冷數據中心，至少包括集裝箱和自然冷卻設備，其中所述自然冷卻設備位于所述集裝箱的外側；所述集裝箱內形成有電控區域和服務器設備區域，所述服務器設備區域內安裝有液冷柜和液冷換熱組件，所述液冷柜內安裝有至少一個服務器并且填充有冷卻液；所述液冷換熱組件具有外流道和內流道，所述外流道與所述自然冷卻設備串聯構成外循環回路，所述內流道與所述液冷柜串聯構成內循環回路，所述外循環回路中的液體用于通過所述液冷換熱組件對所述內循環回路中的液體換熱。
6.為實現上述目的，本技術另一方面還提供一種液冷控制方法，應用于上述的集裝箱液冷數據中心，所述方法包括：
7.接收所述溫度傳感器采集的第一檢測溫度，并基于第一檢測溫度通過pi d算法計算出制冷需求量；
8.若所述制冷需求量大于等于第一預設值時，則開啟所述第一開關閥、所述第二開關閥、所述外循環泵和與每個所述液冷柜連通的兩個所述液冷換熱組件的內循環泵；
9.若所述制冷需求量小于第一預設值并且大于等于第二預設值時，則開啟所述第一開關閥和所述第二開關閥中任意一個、所述外循環泵和與每個所述液冷柜連通的兩個所述液冷換熱組件的內循環泵；
10.若所述制冷需求量小于第二預設值時，則開啟所述第一開關閥和所述第二開關閥中的任意一個、與每個所述液冷柜連通的兩個所述液冷換熱組件的內循環泵中的任意一個以及所述外循環泵。
11.由此可見，本技術提供的技術方案，可以通過在集裝箱內安裝液冷柜、液冷換熱組件和電控區域，當需要對數據中心進行布置時，只需要將對應的集裝箱搬運至對應地點，然后與該地點處的自然冷卻設備和電源連接，即可實現數據中心布置，相對于常規的數據中
心的土木結構建筑機房，可以滿足移動快速布置的需求，同時降低制造成本。進一步的，集裝箱內采用液冷換熱組件使得外部的自然冷源設備對液冷柜內的液體進行換熱，從而實現對服務器進行液冷處理，滿足現有的服務器的散熱需求，相對于現有的風冷方式，結構設置的更加簡潔，可以滿足日益增長的散熱需求，并且采用外部冷源進行散熱，可有效降低pue值。
12.同時，通過設置在液冷柜出液口處的溫度傳感器，檢測液冷出液口的溫度，從而根據檢測的溫度實時調節自然冷卻設備的啟用情況和是否采用雙液冷換熱組件進行換熱，可以實現合理調節液冷柜內的冷卻液溫度，保證液冷柜內服務器的正常運行。
附圖說明
13.為了更清楚地說明本技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
14.圖1是本技術提供的一種實施方式中集裝箱液冷數據中心的結構示意圖；
15.圖2是本技術提供的一種實施方式中集裝箱液冷數據中心的液壓系統示意圖；
16.圖3是本技術提供的另一種實施方式中集裝箱液冷數據中心的液壓系統示意圖；
17.圖中：1、集裝箱；11、電控區域；12、服務器設備區域；2、自然冷卻設備；21、第一冷卻設備；211、第一開關閥；22、第二冷卻設備；221、第二開關閥；3、液冷柜；4、液冷換熱組件；41、換熱器；42、內循環泵；5、定壓補水裝置；51、流量計；61、外進液管路；62、外回液管路；63、外循環泵；7、擋煙垂壁。
具體實施方式
18.為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方式作進一步地詳細描述。本技術使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空間相對位置的術語是出于便于說明的目的來描述如附圖中所示的一個單元或特征相對于另一個單元或特征的關系。空間相對位置的術語可以旨在包括設備在使用或工作中除了圖中所示方位以外的不同方位。例如，如果將圖中的設備翻轉，則被描述為位于其他單元或特征“下方”或“之下”的單元將位于其他單元或特征“上方”。因此，示例性術語“下方”可以囊括上方和下方這兩種方位。設備可以以其他方式被定向(旋轉90度或其他朝向)，并相應地解釋本文使用的與空間相關的描述語。
19.此外，術語“安裝”、“設置”、“設有”、“連接”、“滑動連接”、“固定”、“套接”應做廣義理解。例如，“連接”可以是固定連接，可拆卸連接，或整體式構造；可以是機械連接，或電連接；可以是直接相連，或者是通過中間媒介間接相連，又或者是兩個裝置、元件或組成部分之間內部的連通。對于本領域普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本技術中的具體含義。
20.基于現有的循環風冷的方式無法滿足日益增長的數據散熱需求，以及常規的數據中心的土木結構建筑機房，無法滿足移動快速布置的需求，同時制造成本過高的問題，因此本技術急需一種集裝箱液冷數據中心及液冷控制方法，滿足服務器散熱和快速移動布置需
求。
21.下面將結合附圖，對本技術實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，本技術所描述的實施方式僅僅是本技術一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本技術中的實施方式，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本技術保護的范圍。
22.在一種可實現的實施方式中，請一并參見圖1和圖2所示，一種集裝箱液冷數據中心，至少可以包括集裝箱1和自然冷卻設備2，其中自然冷卻設備2位于集裝箱1的外側，這樣，可以通過自然冷卻設備2為一個或多個集裝箱進行換熱制冷，并且可以減少對集裝箱1內部的空間占用，以使得每個集裝箱1內可以放置更多的服務器。
23.集裝箱1內可以形成有電控區域11和服務器設備區域12，其中電控區域11內可以安裝有控制柜、消控柜、電池柜、hvdc柜和電源輸入輸出柜等等，電控區域11內的設備主要用于給服務器設備區域12內的設備提供電源，以及與外部電源連接等。服務器設備區域12內安裝有液冷柜3和液冷換熱組件4，液冷柜3內安裝有至少一個服務器并且填充有冷卻液。液冷換熱組件4具有外流道和內流道，外流道與自然冷卻設備2串聯構成外循環回路，內流道與液冷柜3串聯構成內循環回路，外循環回路中的液體用于通過液冷換熱組件4對內循環回路中的液體換熱。如此，通過在集裝箱1內安裝液冷柜3、液冷換熱組件4和電控區域11，當需要對數據中心進行布置時，只需要將對應的集裝箱1搬運至對應地點，然后與該地點處的自然冷卻設備2和電源連接，即可實現數據中心布置，相對于常規的數據中心的土木結構建筑機房，可以滿足移動快速布置的需求，同時降低制造成本。進一步的，集裝箱1內采用液冷換熱組件4使得外部的自然冷源設備2對液冷柜3內的液體進行換熱，從而實現對服務器進行液冷處理，滿足現有的服務器的散熱需求，相對于現有的風冷方式，結構設置的更加簡潔，可以滿足日益增長的散熱需求，并且采用外部冷源進行散熱，可有效降低pue值。
24.需要指出的是，本技術所定義的外循環回路是指，自然冷卻設備2具有進液口和出液口，高溫液體通過進液口進入自然冷卻設備2內進行換熱，從而形成低溫液體從出液口排出，通過將自然冷卻設備2的出液口與外流道的進液口可以通過管路連通，將自然冷卻設備2的進液口與外流道的出液口可以通過管道進行連通，如此形成的循環回路即為外循環回路。同理，內循環回路是指內流道分別與液冷柜3的進液口和出液口連通所形成的循環回路。
25.在實際應用中，一個數據中心內通常需要放置若干個集裝箱1，每個集裝箱1內部又可以放置若干個液冷柜3和液冷換熱組件4，可以根據實際的需求，采用同一個自然冷卻設備2對一個多個集裝箱1內部的液冷柜3進行換熱，對于其具體數量，本技術并不作具體限定。例如圖1所示，集裝箱1中放置兩個液冷柜3，由一個自然冷卻設備對一個集裝箱1中的兩個液冷柜3進行換熱。
26.由于外循環回路中的液體在循環過程中發生損耗的情形較多，在一種可實現的實施方式中，集裝箱液冷數據中心還可以包括定壓補水裝置5。定壓補水裝置5設置在集裝箱1的外側，從而不占用集裝箱1的內部空間，并且可以采用一個定壓補水裝置5對一個或多個回路進行穩壓補水，定壓補水裝置5的補液口與外循環回路連通，用于對外循環回路進行補水。
27.進一步的，外循環回路上串聯有流量計51，流量計51監測外循環回路中的液體流
量，以控制定壓補水裝置5補水，同時流量計51還用于檢測外循環回路中的液體循環情況。
28.其中，關于上述的自然冷卻設備2可以根據實際的散熱需求采用一個或者多個冷卻設備。在一種可實現的實施方式中，自然冷卻設備2可以包括第一冷卻設備21和第二冷卻設備22，其中第一冷卻設備21和第二冷卻設備22并聯后，串聯在外循環回路上。第一冷卻設備21的進液口處連接有第一開關閥211，從而通過第一開關閥211控制第一冷卻設備21是否啟用。第二冷卻設備22的進液口處連接有第二開關閥221，從而通過第二開關閥221控制第二冷卻設備22是否啟用。
29.需要注意的是，為了使得外循環回路中的液體能夠循環流動，外循環回路可以具有外進液管路61和外回液管路62(即上述限定的外流道與自然冷卻設備的進液口和出液口連通的管路)，外進液管路61或外回液管路62上串聯有外循環泵63，其中外循環泵63設置在集裝箱1的外側，從而由外循環泵63提供外循環回路中的液體循環動力。
30.在實際應用中，第一冷卻設備21具體采用閉式冷卻塔；第二冷卻設備22具體采用風冷換熱器，風冷換熱器可以調節內部風扇的轉速，從而調節換熱效果。
31.液冷換熱組件4包括換熱器41和內循環泵42，內循環泵42連接在內流道的出口處。在實際應用中，換熱器41和內循環泵42可以集成為一體，當然也可以分別設置。換熱器41可以采用板式換熱器，但并不僅限于此。
32.需要指出的是，內循環泵42、外循環泵63和定壓補水裝置5可以參考現有技術，在此不作具體贅述。
33.進一步的，在一種可實現的實施方式中，每個液冷柜3分別通過內循環回路與兩個液冷換熱組件4的內流道連通，兩個液冷換熱組件4的外流道并聯后串聯在述外循環回路上。如此，可以采用兩個液冷換熱組件4同時或者可選擇的對一個液冷柜3進行換熱，滿足液冷柜3的散熱需求。
34.其中，兩個液冷換熱組件4位于液冷柜3的兩端。如此，可以充分的對液冷柜3的制冷液進行充分換熱，避免液冷柜3內的制冷液換熱不均。
35.進一步的，液冷柜3的出液口處設置有溫度傳感器，溫度傳感器用于檢測液冷柜3的出液口的液體溫度，從而根據溫度傳感器檢測的溫度，對整個液冷系統進行實時調節，具體調節方式，可以參考下述方法內容。
36.進一步的，電控區域11和服務器設備區域12之間設置有擋煙垂壁7。電控區域11和服務器設備區域12內分別設置有煙霧傳感器。如此，可以通過煙霧傳感器檢測煙霧情況，從而控制擋煙垂壁7的使用，通過擋煙垂壁7對電控區域11和服務器設備區域12進行隔離，保證設備的安全使用。
37.基于相同的發明構思，本技術還提供了一種液冷控制方法，應用于上述的集裝箱液冷數據中心，其中方法包括：
38.接收溫度傳感器采集的第一檢測溫度，并基于第一檢測溫度通過pi d算法計算出制冷需求量；
39.若制冷需求量(制冷所需流量)大于等于第一預設值(預設流量值)時，則開啟第一開關閥211、第二開關閥221、外循環泵63和與每個液冷柜3連通的兩個液冷換熱組件4的內循環泵42，從而由兩個自然冷卻設備和兩個內循環泵對液冷柜3換熱。
40.若制冷需求量小于第一預設值并且大于等于第二預設值時，則開啟第一開關閥
211和第二開關閥221中任意一個、外循環泵63和與每個液冷柜3連通的兩個液冷換熱組件4的內循環泵42，從而由一個自然冷卻設備和兩個內循環泵對液冷柜3換熱；
41.若制冷需求量小于第二預設值時，則開啟第一開關閥211和第二開關閥221中的任意一個、與每個液冷柜3連通的兩個液冷換熱組件4的內循環泵42中的任意一個以及外循環泵63，從而由一個自然冷卻設備和一個內循環泵對液冷柜3換熱。
42.在實際應用中，第一預設值和第二預設值可以由工作人員根據日常經驗進行設定，第一預設值應大于第二預設值。
43.進一步的，若制冷需求量大于等于第一預設值時，根據制冷需求量的大小調節外循環泵63和與每個液冷柜3連通的兩個液冷換熱組件4的內循環泵42的流量，當然也可以調節風冷換熱器內部的轉速，實現進一步的制冷效果微調。
44.同理，當制冷需求量小于第一預設值并且大于等于第二預設值時，以及當制冷需求量小于第二預設值時，同樣可以采用上述的方式進行微調。
45.由此可見，本技術提供的技術方案，可以通過在集裝箱內安裝液冷柜、液冷換熱組件和電控區域，當需要對數據中心進行布置時，只需要將對應的集裝箱搬運至對應地點，然后與該地點處的自然冷卻設備和電源連接，即可實現數據中心布置，相對于常規的數據中心的土木結構建筑機房，可以滿足移動快速布置的需求，同時降低制造成本。進一步的，集裝箱內采用液冷換熱組件使得外部的自然冷源設備對液冷柜內的液體進行換熱，從而實現對服務器進行液冷處理，滿足現有的服務器的散熱需求，相對于現有的風冷方式，結構設置的更加簡潔，可以滿足日益增長的散熱需求，并且采用外部冷源進行散熱，可有效降低pue值。
46.同時，通過設置在液冷柜出液口處的溫度傳感器，檢測液冷出液口的溫度，從而根據檢測的溫度實時調節自然冷卻設備的啟用情況和是否采用雙液冷換熱組件進行換熱，可以實現合理調節液冷柜內的冷卻液溫度，保證液冷柜內服務器的正常運行。
47.進一步的，每個液冷柜分別通過內循環回路與兩個液冷換熱組件的內流道連通，兩個液冷換熱組件的外流道并聯后串聯在述外循環回路上。如此，可以采用兩個液冷換熱組件同時或者可選擇的對一個液冷柜進行換熱，可以滿足液冷柜的散熱需求。
48.以上所述僅為本技術的較佳實施例，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種集裝箱液冷數據中心，其特征在于，至少包括集裝箱(1)和自然冷卻設備(2)，其中所述自然冷卻設備(2)位于所述集裝箱(1)的外側；所述集裝箱(1)內形成有電控區域(11)和服務器設備區域(12)，所述服務器設備區域(12)內安裝有液冷柜(3)和液冷換熱組件(4)，所述液冷柜(3)內安裝有至少一個服務器并且填充有冷卻液；所述液冷換熱組件(4)具有外流道和內流道，所述外流道與所述自然冷卻設備(2)串聯構成外循環回路，所述內流道與所述液冷柜(3)串聯構成內循環回路，所述外循環回路中的液體用于通過所述液冷換熱組件(4)對所述內循環回路中的液體換熱。2.根據權利要求1所述的集裝箱液冷數據中心，其特征在于，所述集裝箱液冷數據中心還包括定壓補水裝置(5)；所述定壓補水裝置(5)設置在所述集裝箱(1)的外側，所述定壓補水裝置(5)的補液口與所述外循環回路連通；所述外循環回路上串聯有流量計(51)，所述流量計(51)監測所述外循環回路中的液體流量，以控制所述定壓補水裝置(5)補水。3.根據權利要求1或2所述的集裝箱液冷數據中心，其特征在于，所述自然冷卻設備(2)包括第一冷卻設備(21)和第二冷卻設備(22)；所述第一冷卻設備(21)和所述第二冷卻設備(22)并聯后，串聯在所述外循環回路上；所述第一冷卻設備(21)的進液口處連接有第一開關閥(211)，所述第二冷卻設備(22)的進液口處連接有第二開關閥(221)。4.根據權利要求3所述的集裝箱液冷數據中心，其特征在于，所述外循環回路具有外進液管路(61)和外回液管路(62)，所述外進液管路(61)上串聯有外循環泵(63)，其中所述外循環泵(63)設置在所述集裝箱(1)的外側；所述液冷換熱組件(4)包括換熱器(41)和內循環泵(42)，所述內循環泵(42)連接在所述內流道的出口處。5.根據權利要求4所述的集裝箱液冷數據中心，其特征在于，每個所述液冷柜(3)分別通過所述內循環回路與兩個所述液冷換熱組件(4)的內流道連通，兩個所述液冷換熱組件(4)的外流道并聯后串聯在所述外循環回路上；兩個所述液冷換熱組件(4)位于所述液冷柜(3)的兩端。6.根據權利要求5所述的集裝箱液冷數據中心，其特征在于，所述第一冷卻設備(21)具體采用閉式冷卻塔；所述第二冷卻設備(22)具體采用風冷換熱器。7.根據權利要求5所述的集裝箱液冷數據中心，其特征在于，所述液冷柜(3)的出液口處設置有溫度傳感器；所述溫度傳感器用于檢測所述液冷柜(3)的出液口的液體溫度。8.根據權利要求1所述的集裝箱液冷數據中心，其特征在于，所述電控區域(11)和所述服務器設備區域(12)之間設置有擋煙垂壁(7)；所述電控區域(11)和所述服務器設備區域(12)內分別設置有煙霧傳感器。
技術總結
本申請公開了一種集裝箱液冷數據中心，至少包括集裝箱和自然冷卻設備，其中所述自然冷卻設備位于所述集裝箱的外側；所述集裝箱內形成有電控區域和服務器設備區域，所述服務器設備區域內安裝有液冷柜和液冷換熱組件，所述液冷柜內安裝有至少一個服務器并且填充有冷卻液；所述液冷換熱組件具有外流道和內流道，所述外流道與所述自然冷卻設備串聯構成外循環回路，所述內流道與所述液冷柜串聯構成內循環回路，所述外循環回路中的液體用于通過所述液冷換熱組件對所述內循環回路中的液體換熱。本申請可以滿足服務器散熱和快速移動布置需求。申請可以滿足服務器散熱和快速移動布置需求。申請可以滿足服務器散熱和快速移動布置需求。
