一種水基數(shù)據(jù)中心設(shè)備和利用閉環(huán)熱管理系統(tǒng)的方法
【專利說明】一種水基數(shù)據(jù)中心設(shè)備和利用閉環(huán)熱管理系統(tǒng)的方法
[0001 ] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求以下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán):申請(qǐng)日為2013年8月I日且申請(qǐng)?zhí)枮?1/861，197的美國專利申請(qǐng)，申請(qǐng)日為2014年3月7日且申請(qǐng)?zhí)枮?4/200,461的美國專利申請(qǐng)，這些專利申請(qǐng)以其各自的全部?jī)?nèi)容在此通過弓I用而被并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003 ]本發(fā)明涉及位于海上船舶的數(shù)據(jù)中心設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]數(shù)據(jù)中心和協(xié)同定位提供商為實(shí)現(xiàn)既提供必要的能源又有效制冷而犯難。隨著數(shù)據(jù)中心密度持續(xù)增長，存在一個(gè)不斷增長的對(duì)更多能量效率和成本效益的數(shù)據(jù)中心與協(xié)同定位解決方案的需求。
[0005]—個(gè)數(shù)據(jù)中心被設(shè)計(jì)用以維持適于其中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行的室內(nèi)環(huán)境條件。典型的數(shù)據(jù)中心可消耗支持容納于其中的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所需的功率的兩倍多。這是低效率空調(diào)裝置所造成的結(jié)果，其可能占到用于制冷其中的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的消耗于所述數(shù)據(jù)中心中的總功率的一半。這一低效率阻止了如今的數(shù)據(jù)中心里高密度計(jì)算系統(tǒng)的支持。
[0006]實(shí)施例公開了一種水基數(shù)據(jù)中心設(shè)備，采用一種閉環(huán)的、節(jié)能高效的、高性價(jià)比的熱管理系統(tǒng)，以利用周圍的自然資源控制熱狀況并減少用于冷卻功率的總需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—種數(shù)據(jù)中心設(shè)備，包括:一艘海上船舶，其包含有:熱交換系統(tǒng)，艏段，船尾部分，右舷部分，左舷部分;一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心，其中，所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心包含多個(gè)計(jì)算單元，并且其中的所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心被設(shè)置在所述海上船舶中；一個(gè)電力發(fā)生器;一個(gè)熱密封系統(tǒng);一個(gè)熱水返回冷卻系統(tǒng)；以及一個(gè)軟件管理套件。所述水上的閉環(huán)冷卻系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)過濾水進(jìn)水管和排水管;一個(gè)或多個(gè)水栗，熱交換器，冷卻劑熱交換器管路；閉環(huán)冷卻劑分配單元，包含:使用周圍的水作為冷卻劑的裝置；以及制冷劑輸送管路。所述軟件管理套件還包括一個(gè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理(Dcno系統(tǒng)，預(yù)測(cè)分析并用于不斷收集和分析來自多個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、組件和無線傳感器的數(shù)據(jù)。根據(jù)可替代性的實(shí)施例，所述熱交換系統(tǒng)部分或全部設(shè)置于所述海上船舶的船體內(nèi)，作為一個(gè)船體熱交換系統(tǒng)，或者一個(gè)船體熱交換器。
[0008]在一個(gè)數(shù)據(jù)中心設(shè)備中，一種方法，包括產(chǎn)生電力并提供所產(chǎn)生的電力至所述數(shù)據(jù)中心，其中，任何多余的電能均被作為電力儲(chǔ)備或通過電網(wǎng)輸送;將很接近的周圍的水栗送至所述數(shù)據(jù)中心設(shè)備并通過閉環(huán)冷卻系統(tǒng)循環(huán)所栗送的水;其中，所述閉環(huán)冷卻系統(tǒng)被設(shè)置在一個(gè)熱交換器中；其中，周圍的水通過過濾水進(jìn)水管被水栗抽吸，被栗送通過熱交換器的一側(cè)，其中，其作為一個(gè)散熱器以冷卻來自通過所述熱交換器的另一側(cè)而被栗送的冷卻劑分配單元的高溫冷卻劑;并排出栗送水，在通過過濾水排放管從熱的冷卻劑吸收熱量之后。
[0009]在一個(gè)數(shù)據(jù)中心設(shè)備里，存在一種監(jiān)控和管理該設(shè)施的方法，所述方法包括:通過多個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、組件和無線傳感器收集環(huán)境數(shù)據(jù);存儲(chǔ)所收集的數(shù)據(jù)至一個(gè)數(shù)據(jù)庫;通過預(yù)測(cè)分析引擎分析所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，其中，所分析的數(shù)據(jù)通過一個(gè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理(Dcno元件控制器被采用以管理基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)和組件的運(yùn)行狀態(tài)，從而維持最佳基礎(chǔ)架構(gòu)效率。
【附圖說明】
[0010]為了更好的說明本發(fā)明的內(nèi)容，在此將一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例參照以下附圖相結(jié)合進(jìn)行詳盡說明。該附圖僅僅出于說明性的目的而被提供，并且僅僅描繪出本發(fā)明一般的或示例性的實(shí)施方案。這些附圖被提供以有助于讀者理解本發(fā)明，并且不得被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍、廣度、應(yīng)用領(lǐng)域等的限制。值得注意的是，為了清楚和便于說明，這些附圖不一定按比例繪制。
[0011]圖1顯示了一個(gè)水基數(shù)據(jù)中心的前視圖。
[0012]圖2顯示了一個(gè)熱交換和閉環(huán)冷卻系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0013]圖3顯示了一個(gè)熱阻隔頂閉環(huán)冷卻系統(tǒng)的剖視圖。
[0014]圖4顯示了一個(gè)熱阻隔后閉環(huán)冷卻系統(tǒng)的剖視圖。
[0015]圖5顯示了一個(gè)水基數(shù)據(jù)中心的側(cè)視圖。
[0016]圖6顯示了一個(gè)水基數(shù)據(jù)中心的頂視圖。
[0017]圖7顯示了一個(gè)水基數(shù)據(jù)中心的主甲板以下的頂視圖。
[0018]圖8顯示了一個(gè)水基數(shù)據(jù)中心的頂視圖。
[0019]這些附圖并不意圖窮舉或限定本發(fā)明為所示的某種具體形式。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的具體實(shí)施例和附圖只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例或附圖；對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0020]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例所述的方法和/或系統(tǒng)可包括手動(dòng)、自動(dòng)或其結(jié)合而執(zhí)行或完成所選任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明所述方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施例的實(shí)際的儀器和裝置，若干所選任務(wù)可通過硬件、軟件、固件或其組合并使用一個(gè)操作系統(tǒng)而執(zhí)行。
[0021]例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的用于執(zhí)行所選任務(wù)的硬件可以被實(shí)施為一個(gè)芯片或一個(gè)電路。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所選的任務(wù)而作為的軟件可以被實(shí)施為多個(gè)軟件指令被一臺(tái)計(jì)算機(jī)所執(zhí)行，通過使用任何合適的操作系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，依據(jù)此處所述方法和/或系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)由數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行，諸如計(jì)算平臺(tái)，用于執(zhí)行多個(gè)指令?？蛇x地，所述數(shù)據(jù)處理器包括一個(gè)易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)，和/或一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器，例如，一個(gè)磁性硬盤和/或可移動(dòng)媒體，用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)。可選地，提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。顯示器和/或用戶輸入裝置，例如鍵鼠均可被可選地提供。
【具體實(shí)施方式】
[0022]時(shí)不時(shí)地，本發(fā)明涉及了一些環(huán)境方面的例子。說明書在這些環(huán)境方面被提供以允許本發(fā)明的各種特征與實(shí)施例被描繪在示例性應(yīng)用的文本中。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)清楚地知道本發(fā)明如何能在不同的和替代性環(huán)境下被實(shí)施。
[0023]除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有同樣的意思，這是被本領(lǐng)域技術(shù)人員所普遍理解的。所有的專利、申請(qǐng)、公開的申請(qǐng)以及其他此處所公開的文本以其整體通過引用被并入本文。如果此部分所闡述的定義有悖于或以其他方式與申請(qǐng)、公開的申請(qǐng)以及其他于此通過引用而被并入的文本中闡述的定義不一致，那么，本文中所作出的解釋定義優(yōu)先于通過引用而于此并入的定義。
[0024]如上所述，數(shù)據(jù)中心和協(xié)同定位提供商為實(shí)現(xiàn)既提供必要的能源又有效制冷而犯難。隨著數(shù)據(jù)中心密度持續(xù)增長，存在一個(gè)不斷增長的對(duì)更多能量效率和成本效益的數(shù)據(jù)中心與協(xié)同定位解決方案的需求。所要求保護(hù)的本發(fā)明在此正解決了這一問題。
[0025]通過我們對(duì)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)、熱管理和能量消耗的整體研究，我們創(chuàng)造了最先進(jìn)的水基數(shù)據(jù)中心設(shè)備，其通過利用技術(shù)與周圍環(huán)境而最大化效率，且?guī)缀醪粫?huì)帶來對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，最大傳遞以在耗費(fèi)能量方面大量節(jié)省，以傳遞給我們的合作伙伴和客戶。
[0026]所期望保護(hù)的本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的一點(diǎn)也是一個(gè)改進(jìn)點(diǎn)為當(dāng)前存在的內(nèi)容。實(shí)施例公開了一個(gè)供數(shù)據(jù)中心的熱管理和能量消耗的水基解決方案。優(yōu)選實(shí)施例被設(shè)計(jì)以通過利用技術(shù)與自然最大化效率，而幾乎不會(huì)影響到周圍環(huán)境，這導(dǎo)致了傳遞到客戶的成本的大幅節(jié)省。
[0027]機(jī)房空調(diào)(CRAC)單元對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言是設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)?，這是因?yàn)樗鼈兡茉葱实筒⑶冶煌ǔＴO(shè)計(jì)為大約6英尺高，限制了在該數(shù)據(jù)中心里處理最熱空氣的單元的能力，該數(shù)據(jù)中心向上接近天花板的高度。熱空氣和冷空氣被允許自由混合于當(dāng)今的普通數(shù)據(jù)中心里，其極大減少了冷卻系統(tǒng)的效率。
[0028]本發(fā)明所述的水基數(shù)據(jù)中心設(shè)備的實(shí)施例采用了一種閉環(huán)的、節(jié)能高效的、高性價(jià)比的熱管理系統(tǒng)，以利用自然資源控制熱狀況并減少用于冷卻功率的總需求。
[0029]—個(gè)實(shí)施例包括以下內(nèi)容:1.專門修建的海上船舶(圖.5，500 ;圖.6，600 ;圖.7，700 ;圖.8，800); 2.船體熱交換系統(tǒng)(圖.1，102;圖.2，202); 3.水基閉環(huán)冷卻系統(tǒng)(圖.1，104;圖.2，204;圖.3，302;圖.4，402;圖.5，516;圖.6，616;圖.8，816);4.熱密封系統(tǒng)(圖.2，206;圖.3,300;圖.4,400) ;5.熱空氣流通系統(tǒng)(圖.1,106;圖.2,208;圖.3,308;圖.4,408);
6.熱水返回冷卻系統(tǒng)(圖.1,108;圖.2，210);7.軟件管理套件。
[0030]各組件之間的關(guān)系:
[0031]圖1顯示了一個(gè)水基數(shù)據(jù)中心的前視圖。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，水基數(shù)據(jù)中心100包含有:一個(gè)熱交換器102(其中，