專利名稱：模塊化數(shù)據(jù)中心的制作方法
模塊化數(shù)據(jù)中心
背景技術(shù)：
典型的數(shù)據(jù)中心包括在操作期間一起產(chǎn)生顯著熱量的許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。產(chǎn)生的此熱量是不期望的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)中的處理器通常在較低的溫度下更高效地工作并具有較低的故障率。數(shù)據(jù)中心可以采用巨大的冷卻系統(tǒng)以便保持服務(wù)器相關(guān)設(shè)備的正確工作溫度范圍。這些冷卻系統(tǒng)通常是昂貴的且包括大量基礎(chǔ)設(shè)施。先前的冷卻解決方案包括浮置數(shù)據(jù)中心和閉環(huán)流體冷卻系統(tǒng)。另外，先前的模塊化數(shù)據(jù)中心已使用常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)。由于這些及其它原因，需要本發(fā)明。


包括附圖是為了提供實(shí)施例的進(jìn)一步理解且被結(jié)合到本說明書中并構(gòu)成其一部 分。附圖舉例說明實(shí)施例并連同本說明一起用于解釋實(shí)施例的原理。將很容易認(rèn)識(shí)到其它實(shí)施例和實(shí)施例的許多預(yù)定優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^參考以下詳細(xì)說明，其被更好地理解。附圖的元件相互之間不一定按比例。相同的附圖標(biāo)記指定相應(yīng)的類似部分。圖I是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的模塊化數(shù)據(jù)中心的側(cè)視圖。圖2是沿著線2-2截取的圖I的模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)施例的橫截面圖。圖3是沿著線3-3截取的圖I的模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)施例的橫截面圖。圖4是圖I的模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)施例的底視圖。圖5是被浸沒在流體中的模塊化數(shù)據(jù)中心的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)說明中，對(duì)附圖進(jìn)行參考，附圖構(gòu)成其一部分，并且在附圖中以圖示的方式示出了其中可以實(shí)施本發(fā)明的特定實(shí)施例。在這方面，諸如“頂部”、“底部”、“正面”、“背面”、“前(leading)”、“后(trailing)”等的方向性術(shù)語(yǔ)是參考所述的圖的取向使用的。由于實(shí)施例的組件能夠以許多不同的取向定位，所以方向性術(shù)語(yǔ)是用于說明性目的，并且絕不意圖是限制性的。應(yīng)理解的是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以利用其它實(shí)施例且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此，不應(yīng)以限制性意義來進(jìn)行以下詳細(xì)說明，并且由隨附權(quán)利要求來限定本發(fā)明的范圍。應(yīng)理解的是除非另外具體地說明，可以將本文所述的各種示例性實(shí)施例的特征相
互組合。圖I是模塊化數(shù)據(jù)中心100的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。模塊化數(shù)據(jù)中心100包括模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102、支持系統(tǒng)104和熱沉(heat sink)106。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102包括在結(jié)構(gòu)框架110周圍構(gòu)造的殼體外殼108。在一個(gè)實(shí)施例中，殼體外殼108包括波紋鋼且結(jié)構(gòu)框架110包括結(jié)構(gòu)鋼，雖然可以使用其它適當(dāng)材料(例如鋁)以及其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)造組合物。模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102包括熱沉106被附著到的底部112。在一個(gè)實(shí)施例中，底部112包括鋼、玻璃纖維、聚氯乙烯(PVC)或其它適當(dāng)材料。模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102形成容納設(shè)備120的外殼，在圖2和3中示出。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102是模塊化、獨(dú)立的自足單元。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102是標(biāo)準(zhǔn)貨運(yùn)集裝箱。模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102被確定尺寸并配置為適當(dāng)?shù)厝菁{電子信息技術(shù)(IT)設(shè)備120并適合于其中將部署數(shù)據(jù)中心100的環(huán)境。模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102的實(shí)施例包括絕緣和非絕緣結(jié)構(gòu)。模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102包括提供個(gè)人和設(shè)備的可及性的一個(gè)或多個(gè)門116。在所示的實(shí)施例中，模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102包括吊眼(lifting eye) 114以促進(jìn)數(shù)據(jù)中心100的裝運(yùn)、放置和去除。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化數(shù)據(jù)中心100諸 如通過側(cè)至側(cè)或端至端附著可連接到附加模塊化數(shù)據(jù)中心。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102是水/液體密封的且適合于被至少部分地浸沒。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102的底部112是防水且可浸沒的。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106在底部112中被與在底部112下面向外突出的翼片側(cè)118組裝。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106可密封在底部112內(nèi)并保持包括熱沉106和底部112的液體密封組件113。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106適合于在水或其它適當(dāng)冷卻流體中浸沒。熱沉106包括適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱和非腐蝕性材料。圖2和3提供了根據(jù)圖I的實(shí)施例的模塊化數(shù)據(jù)中心100的橫截面圖。如所示，模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102容納各種類型的電子IT設(shè)備120，諸如計(jì)算機(jī)服務(wù)器、其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)區(qū)域存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)通信路由器和交換機(jī)、用以使得其可操作的電子支撐設(shè)備(例如，電子開關(guān)板及其它電子設(shè)備)。在一個(gè)實(shí)施例中，電子IT設(shè)備120是機(jī)架安裝的，雖然還可以使用其它適當(dāng)?shù)陌惭b，諸如機(jī)柜安裝。模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102被配置為提供用以電子IT設(shè)備120進(jìn)行操作的安全且穩(wěn)定的環(huán)境。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化數(shù)據(jù)中心100的支撐系統(tǒng)104被牢固地固定于模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102。在另一實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104是可去除的以進(jìn)行裝運(yùn)和/或可互換替換。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104包括在底部112以下突出的至少一個(gè)底腳或支腿，其適合于將數(shù)據(jù)中心100支撐在底層地面結(jié)構(gòu)上。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104的至少一個(gè)底腳從底部112可調(diào)整并可擴(kuò)展至由箭頭121指定的期望距離，以從而將模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102保持在底層地面結(jié)構(gòu)之上期望的高度。在另一實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104的至少一個(gè)底腳在由箭頭121指示的預(yù)定距離處從底部112延伸，以從而將模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)102保持在預(yù)定高度上。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104包括用于負(fù)荷分配和穩(wěn)定的管狀、有角或I形部件和底板。在實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104是電纜系統(tǒng)、有浮力的浮置系統(tǒng)或其它適當(dāng)系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)104是用于模塊化數(shù)據(jù)中心100的外部支撐系統(tǒng)，使得在底部112下面延伸的熱沉106不在結(jié)構(gòu)上支撐模塊化數(shù)據(jù)中心100。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104由不是腐蝕性的材料形成(例如不銹鋼或鍍鋅鋼)或包括非腐蝕性涂層(例如橡膠薄膜)。圖4是根據(jù)圖I的實(shí)施例的模塊化數(shù)據(jù)中心100的底視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106被沿著由底部112的箭頭23所指示的長(zhǎng)度串聯(lián)地組裝。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106延伸模塊化數(shù)據(jù)中心100的由箭頭125所指示的寬度并被并串聯(lián)地安裝。在一個(gè)說明性的適當(dāng)示例性實(shí)施例中，模塊化數(shù)據(jù)中心100包括一系列的33個(gè)熱沉106，每個(gè)測(cè)量84英寸寬乘10 英寸深乘12英寸高。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106在翼片側(cè)118上包括筆直翼片119。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106被沿著底部102交錯(cuò)。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106是可移動(dòng)且可替換的。在圖4中未示出選擇熱沉106以舉例說明框架部件124。框架部件124 (例如角、溝道或欄桿)被配置在底部112中并為熱沉106提供支撐。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106可使用墊圈、粘合劑、焊接、螺栓、夾緊機(jī)制或其它適當(dāng)裝置密封在底部112內(nèi)。熱沉106的實(shí)施例由銅、鋁、鋁合金或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱和非腐蝕性材料形成。參考圖2和3，在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106的頂面122—起形成扁平表面，其在模塊化數(shù)據(jù)中心100的內(nèi)部130內(nèi)形成底板組件129。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106的頂面122一起形成冷板131以吸收由模塊化數(shù)據(jù)中心100的內(nèi)部130上的各種發(fā)熱電子IT組件120產(chǎn)生的熱量。在一個(gè)實(shí)施例中，單獨(dú)的內(nèi)部冷板被熱耦合到熱沉106。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)架水平(rack level)冷卻溶液與冷板131相連以提供機(jī)架水平冷卻。熱沉106從模塊化數(shù)據(jù)中心100的內(nèi)部130延伸至外部132。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106在底部112下向外部132延伸箭頭140所指示的深度，小于由箭頭121所指示的外部支撐系統(tǒng)104的高度。圖5是模塊化數(shù)據(jù)中心100的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104適合于在諸如水流或池子的流體主體150內(nèi)將數(shù)據(jù)中心100保持在由箭頭140所指示的預(yù)定浸沒深度上。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐系統(tǒng)104提供可調(diào)整支撐以將數(shù)據(jù)中心100保持 在由箭頭140所指示的期望浸沒深度上。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉106的翼片側(cè)118被至少部分地浸沒在流體主體150中。在一個(gè)實(shí)施例中，流體主體150流過并且在模塊化數(shù)據(jù)中心100下面。隨著流體主體150流過熱沉106的翼片側(cè)188上的翼片119，發(fā)生從熱沉106至流體主體150的熱傳遞。在一個(gè)說明性的適當(dāng)示例性實(shí)施例中，每個(gè)熱沉106用18°C下的3mph的流速下的流水提供IOkW的熱傳遞并且結(jié)果得到的冷板131溫度達(dá)到21. 4°C。在一個(gè)實(shí)施例中，流動(dòng)流體(例如水)的溫升是最小的以限制環(huán)境影響。模塊化數(shù)據(jù)中心100可部署到諸如水流或池子的流體主體150中。在一個(gè)實(shí)施例中，流體主體150被從人造或天然的源改向以在模塊化數(shù)據(jù)中心100下面流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)中心100可部署到客戶設(shè)施處或位于緊挨著河流形成的人造支流中的本地池系統(tǒng)，其中，液位被保持在受控水平。溝渠例如是適當(dāng)?shù)牧黧w主體150并提供用于部署模塊化數(shù)據(jù)中心100的良好環(huán)境。被部分浸沒的模塊化數(shù)據(jù)中心100能夠利用通過被組裝到底部112中的一系列熱沉106的天然或人造流體流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，被組裝的熱沉106提供用于被用于電子IT設(shè)備120 (諸如內(nèi)部計(jì)算機(jī)系統(tǒng))的冷卻的內(nèi)部冷板。被容納在模塊化數(shù)據(jù)中心100中的電子IT設(shè)備120的發(fā)熱組件經(jīng)由熱沉106被熱連接到流體主體150以在操作期間使熱量從發(fā)熱組件傳遞至流體主體150。熱沉106通過直接熱接觸或輻射熱接觸來吸收并消散來自電子IT設(shè)備120的熱量。熱量是通過浸沒在流體主體150中的熱沉106傳遞的。以這種方式，熱量被消散到周圍環(huán)境中，特別是隨著流體主體150流過熱沉106而消散到其中。雖然在本文中已經(jīng)舉例說明并描述了特定實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下多種替換和/或等價(jià)實(shí)施方式可以代替所示和所述的特定實(shí)施例。本申請(qǐng)意圖覆蓋本文所討論的特定實(shí)施例的任何修改或變更。因此，意圖在于僅僅由權(quán)利要求及其等價(jià)物來限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種模塊化數(shù)據(jù)中心，包括 模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)，其形成包括底側(cè)的外殼； 外部支撐系統(tǒng)，其從所述模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)延伸； 一系列熱沉，每個(gè)熱沉被配置為從外殼的內(nèi)部延伸到外部并在模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)的底側(cè)下面突出到流體中；以及 被容納在外殼中的電子設(shè)備。
2.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心，其中，所述一系列熱沉形成模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)的底板組件。
3.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心，其中，所述外部支撐系統(tǒng)包括從模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)的底部延伸預(yù)定距離的至少一個(gè)底腳。
4.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心,其中,所述外部支撐系統(tǒng)是可調(diào)整的。
5.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心，其中，所述模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)包括金屬。
6.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心,包括 冷板，其被熱耦合到熱沉，在外殼的內(nèi)部中形成底板。
7.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心，其中，所述一系列熱沉的頂面在外殼的內(nèi)部中一起形成冷板。
8.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心，其中，所述模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)可至少部分地浸沒。
9.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心，其中，所述熱沉可至少部分地浸沒。
10.權(quán)利要求I的數(shù)據(jù)中心，其中，所述外殼的內(nèi)部是防水的。
11.一種模塊化數(shù)據(jù)中心，包括 模塊化外殼主體，其包括從底側(cè)延伸的外部結(jié)構(gòu)支撐； 至少一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)，其被容納在模塊化外殼主體內(nèi)部；以及 熱沉底板，其從模塊化外殼主體的內(nèi)部延伸至在底側(cè)上的模塊化外殼主體的外部， 其中，所述模塊化外殼主體的底側(cè)是可浸沒的。
12.權(quán)利要求11的模塊化數(shù)據(jù)中心，其中，所述外部結(jié)構(gòu)支撐被配置為將模塊化數(shù)據(jù)中心支撐在流體主體內(nèi)的預(yù)定高度處。
13.權(quán)利要求11的模塊化數(shù)據(jù)中心，其中，所述底側(cè)是防水的。
14.一種操作數(shù)據(jù)中心中的電子設(shè)備的方法，該方法包括 將電子設(shè)備裝入在液體密封模塊化容器中； 用電子設(shè)備產(chǎn)生熱量； 使熱沉底板組件從模塊化容器的內(nèi)部延伸至模塊化容器的外部； 將熱沉底板組件至少部分地浸沒在流體主體中；以及 通過從模塊化容器的內(nèi)部通過熱沉底板組件至流體的主體的熱傳遞來冷卻電子設(shè)備。
15.權(quán)利要求14的方法，其中，所述熱沉底板組件是可分段地去除的。
全文摘要
數(shù)據(jù)中心包括形成具有底側(cè)的外殼的模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)。外部支撐系統(tǒng)從模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)延伸。一系列熱沉每個(gè)被配置為從外殼的內(nèi)部向外部延伸并在模塊化構(gòu)建結(jié)構(gòu)的底側(cè)下面突出到流體中。電子組件和設(shè)備被容納在外殼內(nèi)。
文檔編號(hào)G06F1/20GK102804945SQ201080065656
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者M.D.諾伊曼, T.M.勞 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)