烟囱效应型机柜、其制造方法及采用其的数据中心技术

一种烟囱效应型机柜、其制造方法及采用其的数据中心。所述烟囱效应型机柜由导热性材料制成，包括主体结构和固定安装所述主体结构的基座；其主体结构为板状，外表面设置有若干个用于与待冷却设备接触导热的设备固定安置区，用于固定所述待冷却设备，并将其传导过来的热扩散到所述主体结构上，加热所述主体结构的临近空间内的空气形成“烟囱效应”来散热。本发明专利技术的烟囱效应型机柜和数据中心不借助任何外部输入能源，仅依靠自身形成的内生动力就可以驱动扩散至烟囱的热能与自然环境进行高效交换，能耗低，满足一般功率的数据中心的要求；制造方法简单，成本低，适合成批建设；便于维修和维护，降低了数据中心的PUE值。降低了数据中心的PUE值。降低了数据中心的PUE值。

【技术实现步骤摘要】
烟囱效应型机柜、其制造方法及采用其的数据中心


[0001]本专利技术涉及信息处理及散热
，具体地涉及一种烟囱效应型机柜、其制造方法及采用其的数据中心。

技术介绍

[0002]随着电子商务的兴起，企业用户会把越来越多的业务通过Internet或者Intranet来进行处理，各种商业模式都开始上“云”，这使得企业可以更好地节约成本、提高效率。数据中心(Internet Data Center，IDC)作为“网络云”的重要硬件支撑，数量和规模也逐年增长。数据中心用于在因特网上传递、加速、展示、计算、存储各种数据信息，逐渐成为各地的“电老虎”，主要是因为IT设备与制冷系统的运转，都需要消耗大量的电能，尤其是传统的空调冷却系统。
[0003]对于数据中心的冷却，目前主流的方式还是空调冷却，为了节能，陆续又提出了直接利用室外冷源，如新风，或间接利用室外冷源，如转轮热回收、冷水系统等来为机房降温的方案。当采用室外新风作为冷源时，则必须保证新风的洁净度，需要进行过滤处理和通过风扇等设备引入机房。当采用传统的冷水系统降温时，其管路庞大复杂，后期运维难度大，且管道泄漏会严重影响数据中心正常运营。
[0004]如何提供既能够降低能耗，又能够减少维护复杂性且散热效率高的机柜解决方案就是研发人员迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种烟囱效应型机柜、其制造方法及采用其的数据中心，以期至少部分地解决上述技术问题。
[0006]为了实现上述目的，作为本专利技术的第一个方面，提出了一种烟囱效应型机柜，所述烟囱效应型机柜由导热性材料制成，包括主体结构和固定安装所述主体结构的基座；其主体结构为板状，外表面设置有若干个用于与待冷却设备接触导热的设备固定安置区，用于固定所述待冷却设备，并将其传导过来的热扩散到所述主体结构上，加热所述主体结构的临近空间内的空气形成“烟囱效应”。
[0007]作为本专利技术的第二个方面，还提出了一种如上所述的烟囱效应型机柜的制造方法，包括如下步骤：
[0008]通过多个部件拼接，或者通过一体铸造或挤压成型来制造所述烟囱效应型机柜的主体结构；
[0009]在所述主体结构上焊接或螺接法兰盘/基座。
[0010]作为本专利技术的第三个方面，还提出了一种采用如上所述的烟囱效应型机柜的数据中心，所述数据中心包括一层或多层，每一层的房间内包括若干所述烟囱效应型机柜。
[0011]基于上述技术方案可知，本专利技术的烟囱效应型机柜、其制造方法及采用其的数据中心相对于现有技术至少具备如下有益效果之一：
[0012](1)本专利技术的自然散热IT设备、机柜和数据中心不借助任何外部输入能源，仅依靠自身形成的内生动力，或者仅需要微小能源辅助推动，就可以驱动热能扩散出设备并与自然环境进行交换，能耗极低，散热效率不慢，满足一般功率的数据中心的要求，可以极大地降低散热成本；
[0013](2)本专利技术的自然散热IT设备、机柜和数据中心制造方法简单，原料易得，成本低，也不需要额外的水源和风源等，适合中国广大东北、西北地域的自然冷却数据中心的成批建设；
[0014](3)本专利技术的自然散热IT设备、机柜和数据中心便于维修和维护，后期维护成本低，降低了数据中心PUE值，减少了建设成本和维护成本，实现了节能减排的效果；
[0015](4)本专利技术的数据中心，四面通透，使得主体结构能够在水平方向上与外界连通，周围环境的自然风可以大量地汇入主体结构内部进行散热，使得主体结构的内部能够进行自然对流的高效散热；钢架结构，无需额外建造冷却系统，能够借助自然风实现零成本高效散热，降低了数据中心的电能消耗和PUE值，减少了建设成本和维护成本，实现了节能减排的效果。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术的方法和装置作进一步说明：
[0017]图1是本专利技术的自然散热IT设备的简单结构示意图；
[0018]图2是本专利技术的自然散热IT设备的快装结构的展开示意图；
[0019]图3是本专利技术的烟囱效应型机柜的一种实施方式的立体结构示意图；
[0020]图4是本专利技术的烟囱效应型机柜的一种实施方式的侧面结构示意图；
[0021]图5是本专利技术的烟囱效应型机柜的另一种实施方式的立体结构示意图；
[0022]图6是采用本专利技术的自然散热IT设备的数据中心的一种实施方式的侧面结构示意图；
[0023]图7是采用本专利技术的自然散热IT设备的数据中心的另一种实施方式的立体结构示意图；
[0024]图8、9分别是采用本专利技术的自然散热IT设备的数据中心安装有太阳能电池板的侧视图和立体图；
[0025]在上述附图中，附图标记含义如下：
[0026]1自然散热IT设备2执行功能的电子元件
[0027]3密封外壳4本体散热结构
[0028]5接触导热面6传热通道
[0029]8烟囱效应型机柜
[0030]9全钢建筑10自然通风器
[0031]31弹簧销
[0032]81法兰盘82气流通道
[0033]84基座
[0034]91太阳能电池板
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0036]传统的数据中心机房内通常都是规整的方框型机柜，内部设置通风通道或液冷通道，通过强制降温来冷却IT设备，由此也导致数据中心耗电量特别大，成为地区的“电老虎”。
[0037]本专利技术则另辟蹊径，通过从IT设备就开始设计不同的散热思路，不再是集中采用强制的散热方式来冷却设备，而是通过充分利用所有可以散热的设备、机柜、建筑，形成一种整体的自然散热数据中心，通过将IT设备产生的热量尽量扩散出来，而不再需要昂贵的空调冷却设备和冷却塔系统等。
[0038]由此，如图1所示，本专利技术中采用了一种自然散热IT设备1，包括：
[0039]密封外壳3，用于将执行功能的电子元件2密封在里面，隔绝潮气和灰尘；
[0040]本体散热元件4，位于密封外壳3外侧，通过传热通道6与所述执行功能的电子元件2热耦合，用于将所述执行功能的电子元件2产生的部分热量散发出去；
[0041]接触导热面5，位于密封外壳3外侧，通过传热通道与所述执行功能的电子元件2热耦合，用于将所述执行功能的电子元件2产生的部分热量传导到与所述接触导热面5热耦合的外部散热元件上；
[0042]其中，所述本体散热元件4和接触导热面5的配合能够将所述自然散热IT设备1内部的单位面积热流密度降低到第一阈值以下，使所述自然散热IT设备1不需要借助任何外部输入能源即能够实现自然散热。
[0043]其中，执行功能的电子元件2例如包括计算组件(如CPU、GPU等)、存储组件(如磁存储、光盘存储、磁光存储等)、电源组件或接口通讯组件等。其中磁存储例如进一步包括硬盘(HD)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟囱效应型机柜，其特征在于，所述烟囱效应型机柜由导热性材料制成，包括主体结构和固定安装所述主体结构的基座；其主体结构为板状，外表面设置有若干个用于与待冷却设备接触导热的设备固定安置区，用于固定所述待冷却设备，并将其传导过来的热扩散到所述主体结构上，加热所述主体结构的临近空间内的空气形成“烟囱效应”。2.根据权利要求1所述的烟囱效应型机柜，其特征在于，所述烟囱效应型机柜的主体结构为长条形薄板；和/或所述烟囱效应型机柜的主体结构内部包含上下贯通的气流通道；和/或所述烟囱效应型机柜的主体结构表面的非设备固定安置区设置有竖直方向排列的散热翅片或导流鳍，能够增强上升气流。3.根据权利要求1所述的烟囱效应型机柜，其特征在于，所述烟囱效应型机柜采用铸铁、钢、不锈钢、铝、铜、银和/或金来制造；或者所述烟囱效应型机柜采用高分子材料制造，并在所述高分子材料表面进行镀层处理，或在所述高分子材料内部埋设导热纤维、导管或热管；作为优选，所述高分子材料选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、ABS材料或碳纤维增强树脂材料。4.根据权利要求1所述的烟囱效应型机柜，其特征在于，所述烟囱效应型机柜主体结构的上端设置有固定和/或可拆卸连接的法兰盘；作为优选，所述烟囱效应型机柜的主体结构上设置的可拆卸连接的法兰盘包含高度调节装置，能够通过卡槽或螺纹来调节所述法兰盘伸出的高度。5.根据权利要求1所述的烟囱效应型机柜，其特征在于，所述设备固定安置区相对于所述烟囱效应型机柜采用对称设计和/或交错设计；和/或所述烟囱效应型机柜主体结构上的设备固定安置区内部埋设有向主体结构两端或四周发散的热管，用于将所述设备固定安置区接触传导的热量通过热管快速传导到整个主体结构上，以便通过加热所述主体结构临近空间的空气形成自发上升的热气流来形成“烟囱效应”；和/或所述烟囱效应型机柜的所述设备固定安置区设置有快装装置，其下沿设置支撑卡口，用于支撑固定所述待冷却设备，上沿和/或侧沿则设置有卡接固定装置，用于束缚和固定所述待冷却设备；和/或所述烟囱效应型机柜能够将所述待冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：张善从，涂云宏，史建芳，冯江涛，封艳广，杨彬，陈壮，颜丙雷，
申请(专利权)人：北京国科环宇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：