Контейнер центра обработки данных
DATA CENTER CONTAINER

Изобретение относится к конструкциям корпусных центров обработки данных, обеспечивающих размещение в корпусе, представляющем собой контейнер, работу и охлаждение множества электронных вычислителей.
Важной задачей при создании контейнеров центров обработки данных является повышение их производительности за счет увеличения количества электронных вычислителей, размещенных в контейнере. Увеличение количества вычислителей приводит к увеличению выделения тепла, которое необходимо отводить от вычислителей.
Известны системы охлаждения для приборных и сетевых шкафов, а также расположенных в них электронных модулей, включающих теплообменники. Например, система по патенту RU2318299, содержащая воздуховод с воздушными путями одинаковой длины. Направляемый в контуре поток приточного воздуха охлаждают с помощью воздушно-водяного теплообменника в нижней части шкафа. Нагретый вытяжной воздух собирают в коллекторе в восходящем потоке, отклоняют и подают к теплообменнику. Их недостатком является сложность конструкции. Известны устройства для охлаждения приборных и сетевых шкафов, у которых в дверях или проемах расположены вентиляторы, например, RU2325308. При этом необходимо обеспечить размещение максимального количества электронных вычислителей в потоке воздуха, нагнетаемого вентиляторами.
Известен контейнер центра обработки данных (по патенту RU78384), снабженный фальшполом, установленные в нем стойки с ИТ-оборудованием, систему электроснабжения, систему охлаждения в виде кондиционеров. Над фальшполом установлена подвижная платформа, имеющая возможность перемещения поперек оси контейнера, на ней закреплены стойки с ИТ-оборудованием. Контейнер снабжен экраном, размещенным на расстоянии от потолка и отстоящим от боковой стенки контейнера, разделяющим потоки холодного и горячего воздуха, при этом поток холодного воздуха организован через переднюю стенку оборудования, в качестве системы охлаждения используется принудительная воздушная система охлаждения, установленная над имеющимися окнами экрана. Электронные вычислители размещаются на прямоугольных стеллажах вдоль стенки корпуса контейнера.
Его недостатком является сложность конструкции, связанная с использованием системы охлаждения в виде кондиционеров. Кроме того, использование прямоугольных стеллажей ограничивает количество электронных вычислителей, которые могут быть размещены в корпусе, поскольку стеллажи с вычислителями могут размещаться только в один ряд в продольной плоскости увеличение рядов, при стандартных размерах контейнера и особенностью конструкции системы воздушного охлаждения, приведет к перегреву ИТ-оборудования.
Известен контейнер центра обработки данных (по патенту CN202551593U), содержащий вводно-распределительное устройства, соединенное с линиями электропитания подведенными к стеллажам, корпус, в котором, на верхнем уровне установлены стеллажи, а на нижнем уровне установлены в ряд вентиляторы с теплообменниками. Уровни соединены воздушными каналами, обеспечивающими перенос тепла.
Известен контейнер центра обработки данных (по патенту CN205213230U, показан на фиг.2, выбран в качестве прототипа), включающий корпус со стеллажами, теплообменниками и вентиляторами, размещенными в корпусе. Контейнер имеет переднюю и задние дверцы, боковые панели стеллажей, холодильную камеру. Внутри стеллажей образованы зона для размещения вычислителей, зона охлаждения, по направлению от передней двери к задней двери. Теплообменники размещены вплотную к задней двери стеллажа и имеют V-образную форму, вентиляторы размещены между электронными вычислителями и теплообменниками. Вентиляционные отверстия выполнены на боковых панелях и сообщаются с боковым шкафом, в котором находится зона холодильного оборудования. Стеллажи образуют группу с циркуляцией воздуха между ними. Его недостатками являются: сложность конструкции, связанная с необходимостью использования холодильного оборудования, а также, низкая плотность размещения электронных вычислителей на прямоугольных стеллажах.
Технической задачей изобретения является увеличение количества электронных вычислителей, которые могут быть размещены в контейнере центра обработки данных, с сохранением эффективного теплоотвода. Техническим результатом изобретения является увеличение плотности размещения электронных вычислителей в контейнере центра обработки данных.
Технический результат достигается в контейнере центра обработки данных (далее, также - контейнер), содержащем корпус, в котором установлен ряд V-образных стеллажей с полками для размещения электронных вычислителей, с одной боковой стороны корпуса контейнера от V-образных стеллажей расположены воздухозаборники, с другой боковой стороны - расположены выходные вентиляторы, при этом V-образные стеллажи со стороны выходных вентиляторов снабжены экранами из листового материала с окнами под вентиляторы электронных вычислителей, а выходные вентиляторы размещены напротив уширений V-образных стеллажей. Контейнер содержит вводно-распределительное устройство, соединенное с линиями электропитания, подведенными через распределительные панелик V-образным стеллажам. Воздухозаборники могут быть выполнены в виде отверстий с козырьками, расположенных вдоль боковой поверхности корпуса. Также, воздухозаборники могут быть выполнены в виде жалюзей, выполненных в распашных рамах, по высоте V-образных стеллажей, вдоль боковой поверхности корпуса. Воздухозаборники снабжены сменными фильтрами. Выходные вентиляторы размещены в дверях, напротив уширений V-образных стеллажей. V-образные стеллажи, со стороны выходных вентиляторов, снабжены экранами.
Изобретение поясняется рисунками:
фиг. 1-3 - контейнер с воздухозаборниками в виде козырьков;
фиг. 4 - контейнер с воздухозаборниками в виде жалюзей, выполненных в распашных рамах;
фиг. 5 - V-образный стеллаж с экранами с отверстиями и с полками (показаны в вырезе экрана);
фиг. 6 - контейнер в разрезе, вид с торца;
фиг. 7 - фрагмент контейнера в разрезе, с вводно-распределительным устройством, вид сверху;
фиг. 8 – контейнера в разрезе, вид сверху.
Контейнер центра обработки данных, в котором располагается ИТ-оборудование, например, электронные вычислители, содержит металлический корпус 1, в котором установлен ряд V-образных стеллажей 2 с полками 3 под установку электронных вычислителей (не показаны). Количество V-образных стеллажей 2 и полок 3 зависит от типа устанавливаемого оборудования.
Контейнер центра обработки данных использует воздушную систему охлаждения ИТ-оборудования, с одной стороны от V-образных стеллажей 2 расположены воздухозаборники 4 для приточного воздуха из внешней среды в «холодный» коридор, с другой стороны, по высоте V-образных стеллажей расположены выходные вентиляторы 5 для удаления горячего воздуха из «горячего» коридора, поступающего от ИТ-оборудования, во внешнюю среду.
Для приема и распределения электрической энергии контейнер содержит вводно-распределительное устройство 6, соединенное с линиями 7 электропитания электронных вычислителей, подведенными через распределительные панели 8 к V-образным стеллажам 2 и далее, к полкам 3.
Для различных климатических зон, в зависимости от исполнения контейнера, воздухозаборники 4 могут быть выполнены в виде отверстий с козырьками 9, предотвращающие попадание атмосферных осадков внутрь и расположенных вдоль боковой поверхности корпуса 1. Кроме того, воздухозаборники 4 могут быть выполнены в виде жалюзей 10, выполненных в распашных рамах 11, по высоте V-образных стеллажей 2, вдоль боковой поверхности корпуса 1.
Воздухозаборники 4 снабжены сменными фильтрами 12 для защиты оборудования в контейнере от попадания твердых частиц внешней среды.
Выходные вентиляторы 5 размещены в открываемых рамах 14, напротив уширений V-образных стеллажей 2. Это повышает удобство их установки и обслуживания, упрощает изготовление контейнера.
Для исключения перемешивания горячего воздуха «горячего» коридора с холодным воздухом «холодного» коридора и перегрева электронных вычислителей, V-образные стеллажи 2, со стороны выходных вентиляторов 5 могут быть снабжены экранами 13, выполненными из листового материала, например, из поликарбоната. В экранах 13 выполнены окна 15 (отверстия 15) под вентиляторы электронных вычислителей.
Контейнер центра обработки данных изготавливается и используется следующим образом.
В металлический рамный корпус 1, имеющий размеры стандартного транспортного контейнера, устанавливают ряд V-образных стеллажей 2 с полками 3, устанавливают по боковым сторонам распашные рамы 11 с жалюзями 10 и фильтрами 12 или козырьки 9 с фильтрами 12 на вентиляционные окна корпуса. С другой боковой стороны устанавливают открываемые рамы 14 с вентиляторами 5. Устанавливают вводно-распределительное устройство 6, распределяющее электроэнергию на все оборудование контейнера от внешнего источника, для этого, в частности, укладывают линии 7 электропитания к распределительным панелям 8 и далее по полкам 3 к месту размещения каждого электронного вычислителя. Также, от вводно-распределительного устройства 6 укладывают линии электропитания вентиляторов 5 и других вспомогательных устройств, таких, например, как наружное и внутреннее освещение. Устанавливают экраны 13 с окнами 15 под вентиляторы электронных вычислителей. При установке на полках электронных вычислителей, включают их электропитание. Холодный воздух с внешней среды попадает в «холодный» коридор через фильтры 12 распашных рам 11 с жалюзями 10 или козырьков 9, проходит через систему охлаждения вычислителей, охлаждая его. Далее горячий воздух из вычислителей через окна экранов 13 попадает в «горячий» коридор. От повышения температуры в «горячем» коридоре срабатывает температурный датчик, и включаются вытяжные вентиляторы 5. Тепло, выделяемое вычислителями, отводится наружу. Экран 13 разделяет «горячий» и «холодный» коридоры, предотвращая смешивания холодного и горячего воздуха и, тем самым, перегрев вычислителей.
V-образные стеллажи 2, благодаря своей форме, позволяют увеличить количество (плотность) электронных вычислителей, находящихся в «холодном»  коридоре, в воздушном потоке, создаваемом вентиляторами системы охлаждения вычислителей и вытяжными вентиляторами 5, установленными в уширениях V-образных стеллажей 2. Одновременно, увеличивает плотность установки электронных вычислителей в контейнере и обеспечивает эффективное охлаждение. При этом предложенная конструкция с воздушным охлаждением характеризуется простотой изготовления, поскольку не требует установку дополнительных систем охлаждения, теплообменников, кондиционеров.