一種散熱裝置及集裝箱式數據中心的制作方法

本發明涉及計算機領域，尤其涉及一種散熱裝置及集裝箱式數據中心。

背景技術：

集裝箱式數據中心是一種低成本，高集成、高能效，機動靈活，快速部署的集裝箱式數據中心解決方案逐漸被各大廠商采用。

現有技術中，集裝箱式數據中心內部主要是動力電源部分和服務器機柜。機柜中的服務器在工作過程中大量產熱，如果不及時對其進行冷卻散熱，就會影響服務器的正常工作。為此，在集裝箱內部通常采用空調冷卻方式、液冷冷卻方式、直通風冷卻方式等，但是，無論空調冷卻、液冷冷卻或者直通風冷卻都要耗費電力來進行驅動，增加集裝箱式數據中心運行能耗。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種散熱裝置及集裝箱式數據中心，以實現集裝箱式數據中心的無動力散熱，進而節約能耗。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

第一方面，本發明實施例提供一種散熱裝置，包括：集裝箱箱體；至少一個進風口，開設于所述箱體的至少一個側壁上；排風裝置，設置于所述箱體的頂部，與所述箱體內部連通，所述排風裝置包括出風通道和用于排風和防水的排風風帽；其中，外部空氣通過所述進風口進入所述箱體；所述箱體的內部空氣流經所述出風通道，由所述排風風帽排出。

在本發明實施例中，所述出風通道由至少一個出風管組成。

在本發明實施例中，所述出風管的一端與所述箱體的頂部連接，所述出風管的另一端設置有一出風口，所述排風風帽設置于所述出風口處。

在本發明實施例中，所述排風風帽包括至少兩個散熱葉片，所述至少兩個散熱葉片重疊設置，兩兩之間間隔預設距離。

在本發明實施例中，所述至少一個側壁連接所述頂部和所述箱體的底部；所述至少一個進風口開設于所述側壁上的預設區域內，其中，所述預設區域與所述底部的距離小于自身與所述頂部的距離。

在本發明實施例中，所述至少一個側壁包括相對的第一側壁和第二側壁，所述至少一個進風口中的第一進風口開設于所述第一側壁，所述第二進風口開設于所述第二側壁。

在本發明實施例中，所述至少一個進風口處覆蓋有用于進氣和防塵的過濾層。

在本發明實施例中，所述至少一個出風通道垂直設置于所述頂部。

第二方面，本發明實施例提供一種集裝箱式數據中心，包括：如上述一個或者多個技術方案所述的散熱裝置；至少一個服務器機柜，容置于所述集裝箱的箱體中；其中，所述外部空氣通過所述進風口進入所述箱體，所述內部空氣流經所述出風通道，由所述排風風帽排出，以對所述至少一個服務器機柜散熱。

在本發明實施例中，所述至少一個出風通道設置于所述機柜的正上方。

本發明實施例提供了一種散熱裝置及集裝箱式數據中心，散熱裝置包括：集裝箱箱體、至少一個進風口以及排風裝置；其中，至少一個進風口開設于箱體的至少一個側壁上，排風裝置設置于箱體的頂部，與箱體內部連通，排風裝置包括出風通道和用于排風和防水的排風風帽，如此，箱體的外部空氣能夠通過側壁上的進風口進入箱體，再流經出風通道，由排風風帽排出。那么，當集裝箱箱體內部放置有機柜時，可以通過上述散熱裝置對機柜散熱，實現集裝箱式數據中心的無動力散熱，進而節約能耗。

附圖說明

圖1-1為本發明實施例中的空調冷卻方式散熱的示意圖；

圖1-2為本發明實施例中的液冷冷卻方式散熱的示意圖；

圖1-3(a)為本發明實施例中直通風冷卻方式散熱的示意圖一；

圖1-3(b)為本發明實施例中直通風冷卻方式散熱的示意圖二；

圖2-1為本發明實施例中的散熱裝置的結構示意圖一；

圖2-2為本發明實施例中的進風口的開設位置示意圖；

圖2-3為本發明實施例中的出風管的結構示意圖一；

圖2-4為本發明實施例中的出風管的結構示意圖二；

圖2-5為本發明實施例中的排風風帽的結構示意圖；

圖3為本發明實施例中的熱壓效應的示意圖；

圖4-1為本發明實施例中的散熱裝置的散熱過程的示意圖一；

圖4-2為本發明實施例中的散熱裝置的散熱過程的示意圖二；

圖5為本發明實施例中的集裝箱式數據中心的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

在相關技術中，為了對集裝箱式數據中心的內部散熱，通常采用空調冷卻方式、液冷冷卻方式、直通風冷卻方式等。

如圖1-1所示，當采用空調冷卻方式對集裝箱式數據中心散熱時，集裝箱箱體內可以設置有空調室外機111、空調室內機112、互聯網技術(it，internettechnology)機柜113、不間斷電源(ups，uninterruptiblepowersupply)柜114、電池艙115等，這樣，通過空調室內機對集裝箱內部空氣進行降溫，以對it機柜進行熱交換，實現散熱。

如圖1-2所示，當采用液冷冷卻方式對集裝箱式數據中心散熱時，在集裝箱內設置冷水機組艙121，在冷水機組艙中安裝冷水機組122，冷水機組122與設備艙123中的水冷末端和供配電艙124中的水冷末端相連，用于制冷，為水冷末端和水冷末端提供冷水，并對水冷末端和水冷末端流回的水進行降溫，如此，實現對設備艙中的設備散熱。

如圖1-3(a)和圖1-3(b)所示，當采用直通風冷卻方式對集裝箱式數據中心散熱時，在集裝箱箱體131上設置有散熱風扇組132，通過散熱風扇組進行空氣交換，以對集裝箱內部的服務器機柜進行散熱。

由上述可知，無論空調冷卻、液冷冷卻或者直通風冷卻都要耗費電力來進行驅動，增加集裝箱式數據中心運行能耗。

所以，為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種散熱裝置，如圖2-1所示，該散熱裝置包括：集裝箱箱體21；至少一個進風口22，開設于箱體21的至少一個側壁上；排風裝置，設置于箱體21的頂部，與箱體21內部連通，排風裝置包括出風通道231和用于排風和防水的排風風帽232；

其中，外部空氣通過進風口22進入箱體21；箱體21的內部空氣流經出風通道231，由排風風帽232排出。

為了實現無動力散熱，可以利用建筑設計中的熱壓效應對集裝箱內部進行通風換氣。熱壓效應，又叫做煙囪效應，如圖3所示，利用熱壓差實現自然通風是利用空氣密度差使熱空氣沿著有垂直坡度的空間向上升，熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部吸入，造成空氣加強對流的現象。這種熱壓作用，除了要求建筑物從底部到頂部具有通暢的流通空間，還與進、出風口的高度差和室內外的溫差有關，通常室內外溫差越大，進出風口的高度差越大，則熱壓作用越明顯。

下面對上述散熱裝置進行詳細說明。

首先，介紹集裝箱箱體。

在本發明實施例中，集裝箱箱體包括：頂部、底部、連接頂部和底部的至少一個側壁。在實際應用中，集裝箱箱體可以為長方體，那么，頂部與底部分別為矩形，至少一個側壁可以為4個側壁，每個側壁均為矩形。當然，集裝箱箱體還可以為其它形狀，本發明不做具體限定。

在本發明實施例中，上述至少一個進風口開設于側壁上的預設區域內。

具體來說，進風口可以開設于集裝箱箱體的側壁上的預設區域，如貼著側壁與底部連接處的位置開設進風口，或者在側壁上高于底部一定距離的位置開設進風口。

需要說明的是，為了在集裝箱內部形成熱壓效應，上述預設區域與底部的距離小于自身與頂部的距離，也就是說，進風口須開設于側壁的下半部分。

在實際應用中，如圖2-2所示，上述至少一個側壁可以包括相對的第一側壁211和第二側壁212，上述至少一個進風口中的第一進風口221開設于第一側壁211，第二進風口222開設于第二側壁212，此時，第一進風口的邊緣與第二進風口的邊緣對齊，增加集裝箱底部空氣的流動速度，使得集裝箱的外部空氣能夠大量進入集裝箱內部，進而增加熱壓效應。

在本發明實施例中，為了在空氣通過進風口進入箱體的同時防止灰塵、泥土等雜質進入箱體，在上述至少一個進風口處可以覆蓋有用于進氣和防塵的過濾層。

這里，過濾層可以為百葉窗、篩孔、防水透氣膜、活性炭等，當然，還可以為其它可過濾空氣雜質的結構和特殊材料過濾層，本發明實施例不作具體限定。

其次，介紹排風裝置。

在本發明實施例中，上述至少一個出風通道垂直設置于集裝箱箱體的頂部，可以設置于機柜的正上方，以達到更好的熱壓效應。

在本發明實施例中，上述出風通道可以由至少一個出風管組成，如1個出風管、2個出風管、3個出風管等，本發明實施例不作具體限定。

在本發明其它實施例中，上述出風管可以為上下底面面積相等的柱體。進一步地，為了增強散熱效果，提高空氣流通的效率，上述出風管可以為上底面面積小于下底面面積的柱體，例如，如圖2-3所示的圓柱形出風通道231，如圖2-4所示的棱柱形出風通道231。

在實際應用中，由于出風管越高，熱壓效應越強烈，所以，上述出風管的高度可以為1米、1.3米、1.5米等。當然，由于集裝箱具有良好的可移動性，所以，出風管的高度也可以為0.5米、0.8米等。對于出風管的高度，本發明實施例不作具體限定。

在具體實施過程中，本領域技術人員可以根據實際需求確定出風管的數量和高度，本發明實施例不作具體限定。

需要說明的是，上述出風管的一端與箱體的頂部連接，使得出風管內的空間與箱體內的空間連通，出風管的另一端設置有出風口，排風風帽設置于出風口處。

在本發明實施例中，排風風帽包括至少兩個散熱葉片，這至少兩個散熱葉片重疊設置，兩兩之間間隔預設距離。

舉例來說，如圖2-5所示，以排風風帽232包括四個散熱葉片2321為例，一個散熱葉片與另一個散熱葉片重疊設置，且兩兩之間間隔預設距離，如30厘米、50厘米等，這樣，排風風帽附近的自然風可以經過散熱葉片之間的間隙，將由排風風帽排出的空氣吹走，起到拔氣排風的作用，有利于集裝箱箱體內部的空氣流通。當然，在實際應用中，排風風帽還可以有其它結構，本發明實施例不作具體限定。

在實際應用中，由于集裝箱式數據中心常放置于戶外，那么，在下雨、下雪的時候，上述排風風帽還可以用于防止雨水由出風通道的出風口進入集裝箱內部；而在沙塵、大風等天氣時，排風風帽還可以用于防止灰塵由出風通道的出風口進入集裝箱內部。

下面對上述散熱裝置的散熱過程進行說明。

假設，在集裝箱箱體內放置有至少一個服務器機柜。

那么，如圖4-1所示(圖中箭頭表示氣流的流向)，外部空氣由進風口22處設置的過濾層過濾后進入集裝箱箱體21內部，由于外部空氣溫度較低，與箱體21的內部空氣存在熱壓差，那么，這些空氣在熱壓作用下逐漸上升，流經服務器機柜41之間的空隙，進行熱交換，形成熱空氣，然后，熱空氣繼續上升，由出風通道231與集裝箱箱體的頂部連接處進入出風通道231，最終，達到位于出風通道231頂端的出風口，由排風風帽232排出。

進一步地，如圖4-2所示(圖中箭頭表示氣流的流向)，在自然風的驅動下，熱空氣由排風風帽232背風的一側排出，起到拔氣排風的作用，有利于集裝箱箱體內部的空氣流通，提高散熱效率。

由上述可知，本發明實施例提供的散熱裝置中，由于集裝箱箱體內部形成熱壓效應，那么，外部空氣能夠通過側壁上的進風口進入箱體，再流經出風通道，由排風風帽排出，如此，便可以在沒有任何外部散熱設備的情況下，進行集裝箱箱體內部的通風換氣，進而在集裝箱箱體內放置有服務器機柜成為集裝箱式數據中心時，實現集裝箱式數據中心的無動力散熱，節約能耗。

基于同一發明構思，本發明實施例提供一種集裝箱式數據中心，如圖5所示，集裝箱式數據中心包括：如上述一個或者多個實施例所述的散熱裝置20；至少一個服務器機柜41，容置于集裝箱箱體中；

其中，外部空氣通過進風口進入箱體，內部空氣流經出風通道，由排風風帽排出，以對至少一個服務器機柜散熱。

這里，上述散熱裝置的描述參見前述一個或者多個實施例，在此不再贅述。

下面對上述集裝箱式數據中心的散熱過程進行說明。

如圖4-1所示(圖中箭頭表示氣流的流向)，外部空氣由進風口22處設置的過濾層過濾后進入集裝箱箱體21內部，由于外部空氣溫度較低，與箱體21的內部空氣存在熱壓差，那么，這些空氣在熱壓作用下逐漸上升，流經服務器機柜41之間的空隙，進行熱交換，形成熱空氣，然后，熱空氣繼續上升，由出風通道231與集裝箱箱體的頂部連接處進入出風通道231，最終，達到位于出風通道231頂端的出風口，由排風風帽232排出。

由上述可知，本發明實施例提供的散熱裝置中，由于集裝箱箱體內部形成熱壓效應，那么，外部空氣能夠通過側壁上的進風口進入箱體，再流經出風通道，由排風風帽排出，如此，便可以在沒有任何外部散熱設備的情況下，進行集裝箱箱體內部的通風換氣，進而在集裝箱箱體內放置有服務器機柜成為集裝箱式數據中心時，實現集裝箱式數據中心的無動力散熱，節約能耗。

本領域內的技術人員應明白，盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。