СИСТЕМА МОДУЛЬНОГО ЦЕНТРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МОДУЛЬНОГО ЦЕНТРА ДАННЫХ Российский патент 2019 года по МПК H05K7/02 H05K7/20 

Ссылка на родственные заявки

[0001] Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на выдачу патента США №15/002,661, поданной 19 апреля 2016 года, которая является частичным продолжением непредварительной заявки на выдачу патента США №14/504,081, поданной 1 октября 2014 года, которая испрашивает приоритет в соответствии с предварительной заявкой США №61/886,402, поданной 3 октября 2013 года. Кроме того, согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на выдачу патента КНР №201610213534.1 и заявкой на выдачу патента на полезную модель КНР №201620284474.8, поданных 7 апреля, 2016. Полные раскрытия всех вышеуказанных заявок включены посредством ссылки в настоящий документ.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

[0002] Настоящее изобретение относится к системам центров обработки данных и способам для сооружения центров обработки данных, и, более конкретно, к конструкции модульного, предварительно изготовленного центра обработки данных, в которой используется множество узлов кареток, связанных с каждой из множества блочных структур, и при этом узлы кареток позволяют каждой блочной структуре катиться в некоторое положении вдоль пары возвышающихся опорных балок при сборе здания центра обработки данных, чтобы за счет этого ускорить сборку здания центра обработки данных.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

[0003] Сведения, изложенные в данном разделе, предоставляют лишь справочную информацию, относящуюся к настоящему изобретению, и могут не представлять собой весь предшествующий уровень техники.

[0004] Поскольку потребность в центрах обработки данных растет во всем мире, увеличивается интерес к поиску более эффективных путей возведения и сооружения центров обработки данных. Дополнительными проблемами являются стабильное качество компонентов центров обработки данных и время, необходимое на сооружение центра обработки данных. Эти проблемы являются особенно актуальными при сооружении центров обработки данных за пределами Соединенных Штатов Америки. Традиционные центры обработки данных полностью сконструированы с использованием «традиционных» методов строительства на выбранной площадке для центра обработки данных. Это предусматривает транспортировку всех исходных материалов на площадку для центра обработки данных, вовлечение большого числа рабочих-строителей, таких как электрики, сварщики, каменщики, а также других квалифицированных рабочих для сооружения конструкции центра обработки данных из исходных материалов, доставленных на указанную площадку. Понятно, что такой подход к сооружению центра может быть очень дорогостоящим. Поддержание качества готовой конструкции центра обработки данных иногда может быть довольно сложной задачей, обычно требующей многочисленных инспекций различных лиц в ходе процесса строительства. Строительные задержки могут возникать, когда конкретные подкомпоненты или исходные материалы, используемые для сооружения центра обработки данных, не были привезены на строительную площадку в соответствии с запланированным графиком строительства. Необходимость отдельной доставки различных строительных компонентов (стальных конструкций, кабельных лотков, стенных панелей и т.п.) на площадку также может в значительной степени влиять на общую стоимость сооружения центра обработки данных. Сезонные изменения погоды и задержки, вызванные неблагоприятной погодой, также могут отрицательно влиять на продолжительность и стоимость возведения конструкции центра обработки данных.

[0005] Дополнительные проблемы, связанные с центрами обработки данных, заключаются в способности быстро и экономически эффективно расширять центр обработки данных при необходимости роста. В случае стандартных конструкций центров обработки данных, которые были возведены при помощи «традиционного» подхода к строительству, расширение иногда может быть дорогостоящим и очень продолжительным.

[0006] Соответственно, существует необходимость в снижении затрат на возведение конструкции центра обработки данных, а также времени, необходимого на ее возведение. Значительное снижение общей стоимости строительства конструкции центра обработки данных, а также времени, необходимого для возведения и запуска нового центра обработки данных, может способствовать возведению центров обработки данных в различных частях земного шара, где затраты на строительство центра обработки данных при помощи «традиционного» подхода к строительству будут настолько высоки, что его строительство будет нерентабельным.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

[0007] Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к системе модульного центра обработки данных. Система модульного центра обработки данных может содержать множество блочных структур для направления по меньшей мере одного из холодного воздуха или горячего воздуха от компонентов центра обработки данных, расположенных внутри системы модульного центра обработки данных, когда система модульного центра обработки данных находится в полностью собранном состоянии для образования здания модульного центра обработки данных. Множество несущих опорных колонн поддерживают множество блочных структур над поверхностью пола и на требуемой высоте относительно поверхности пола. Кроме того, система содержит пару удлиненных опорных балок, соединенных под прямым углом с множеством несущих опорных колонн приблизительно на требуемой высоте, чтобы образовать две параллельных, горизонтально разнесенных направляющих. Каждая из блочных структур включает в себя множество узлов кареток, и каждый из узлов кареток включает в себя колесо. Колесо каждого из узлов кареток позволяет блочным структурам катиться горизонтально в требуемое положение на паре удлиненных опорных балок при сооружении здания модульного центра обработки данных, чтобы ускорить сборку здания модульного центра обработки данных.

[0008] Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к системе модульного центра обработки данных, которая содержит множество блочных структур для направления по меньшей мере одного из холодного воздуха или горячего воздуха от компонентов центра обработки данных, расположенных внутри системы модульного центра обработки данных, когда система модульного центра обработки данных находится в полностью собранном состоянии. Указанная система может содержать множество несущих опорных колонн для поддержки множества блочных структур над поверхностью пола и на требуемой высоте относительно поверхности пола. Указанная система может содержать пару удлиненных опорных балок. Указанные удлиненные опорные балки могут быть соединены под прямым углом с множеством несущих опорных колонн приблизительно на требуемой высоте, чтобы образовать две параллельных, горизонтально разнесенных направляющих. Каждая блочная структура может включать в себя множество узлов кареток. Каждый узел каретки может включать в себя колесо, и сконфигурирован таким образом, что колеса узлов каретки располагаются рядом с каждым из четырех углов блочной структуры. Колеса узлов кареток обеспечивают горизонтальное качение блочных структур в требуемое положение на паре удлиненных опорных балок при сооружении здания модульного центра обработки данных.

[0009] Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к способу формирования модульного центра обработки данных. Указанный способ может предусматривать обеспечение наличия множества блочных структур для направления по меньшей мере одного из холодного воздуха или горячего воздуха от компонентов центра обработки данных, расположенных внутри модульного центра обработки данных, когда модульный центр обработки данных находится в полностью собранном состоянии. Указанный способ также может предусматривать применение множества первых несущих опорных колонн для поддержки множества блочных структур над поверхностью пола и на требуемой высоте относительно поверхности пола. Кроме того, может предусматриваться применение пары удлиненных опорных балок, соединенных под прямым углом с множеством первых несущих опорных колонн приблизительно на требуемой высоте, чтобы образовать две параллельных, горизонтально разнесенных направляющих. Указанный способ также предусматривает применение множества узлов кареток, при этом каждый из узлов кареток включает в себя колесо, для поддержки каждой из блочных структур на удлиненных опорных балках. Способ может предусматривать применение колес узлов кареток для горизонтального качения каждой из блочных структур вдоль удлиненных опорных балок в требуемое положение на паре удлиненных опорных балок при сооружении модульного центра обработки данных.

Краткое описание фигур

[0010] Фигуры представлены и описаны только в иллюстративных целях и не предназначены для какого-либо ограничения объема настоящего изобретения. На прилагаемых фигурах представлено следующее:

[0011] на фиг. 1 представлен вид в перспективе множества модульных, складываемых блочных структур центра обработки данных, расположенных рядом друг с другом, чтобы помочь сформировать центр обработки данных, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0012] на фиг. 2 представлен увеличенный вид в перспективе части одной из блочных структур центра обработки данных согласно настоящему изобретению, который еще более полно иллюстрирует множество складных опор кабельных лотков вместе с одним кабельным лотком, которые входят в состав каждой блочной структуры;

[0013] на фиг. 2a представлен вид в перспективе части одной формы поворотного механизма, который может быть использован для поддержки кронштейнов, что предусматривает применение удлиненного трубчатого опорного элемента, который способен поворачиваться;

[0014] на фиг. 2b представлен увеличенный вид в перспективе седловидной скобы, показанной на фиг. 2а, которая может быть использована, чтобы способствовать обеспечению поворотного движения удлиненного трубчатого опорного элемента, показанного на фиг. 2а;

[0015] на фиг. 3 представлен вид в перспективе одной из блочных структур центра обработки данных, показанных на фиг. 1, при этом блочная структура находится в сложенной конфигурации для транспортировки;

[0016] на фиг. 4 представлен вид в перспективе двух блочных структур центра обработки данных, находящихся в сложенных конфигурациях и расположенных вплотную друг к другу, которые образуют очень компактный пакет, подходящий для размещения в стандартном грузовом контейнере;

[0017] на фиг. 5 представлен высокоуровневый вид сбоку части центра обработки данных, на котором две из блочных структур центра обработки данных показаны образующими удлиненный ряд, и на котором также показана модульная надстроечная выпускная структура, которая расположена над блочными структурами центра обработки данных для обеспечения выпуска горячего воздуха из проходов для горячего воздуха, образованных между рядами аппаратных стоек, расположенных под блочными структурами;

[0018] на фиг. 6 представлен увеличенный вид, на котором показана только часть 6, обведенная на фиг. 5;

[0019] на фиг. 6a представлен вид в перспективе части одного конца центра обработки данных, который иллюстрирует то, каким образом горячий воздух из прохода для горячего воздуха может быть выпущен через модульную надстроечную выпускную структуру;

[0020] на фиг. 7 представлен вид в перспективе модульного блока охлаждения, который может быть использован с блочными структурами центр обработки данных, чтобы помочь сформировать модульный центр обработки данных;

[0021] на фиг. 8 представлен вид в перспективе одного из модульных блоков охлаждения, расположенных рядом с концами множества блочных структур центра обработки данных;

[0022] на фиг. 9 представлен высокоуровневый вид сверху, иллюстрирующий компоненты модульного блока охлаждения, показанного на фиг. 7;

[0023] на фиг. 10 представлен высокоуровневый вид спереди модульного блока охлаждения, показанного на фиг. 9;

[0024] на фиг. 11 представлен высокоуровневый вид сбоку блока охлаждения, показанного на фиг. 9, в соответствии со стрелкой 11 на фиг. 10;

[0025] на фиг. 12 представлен высокоуровневый вид в перспективе только фильтрующего блока, входящего в состав модульного блока охлаждения;

[0026] на фиг. 13 представлен высокоуровневый вид в перспективе только вентиляторного блока, входящего в состав модульного блока охлаждения;

[0027] на фиг. 14 представлен высокоуровневый вид в перспективе только промежуточного блока, входящего в состав модульного блока охлаждения;

[0028] на фиг. 15 представлен другой высокоуровневый вид в перспективе модульного блока охлаждения, причем удалены структура в виде внешней стенки, а также структура в виде стенки, окружающая один из вентиляторных блоков;

[0029] на фиг. 16 дополнительно иллюстрируются компоненты, которые могут быть включены вовнутрь каждого из модульных блоков охлаждения;

[0030] на фиг. 17 представлен вид в перспективе одного модульного блока охлаждения, расположенного рядом с множеством блочных структур центра обработки данных, на котором показано, как горячий выпускаемый (т.е. возвратный) воздух из одного из проходов для горячего воздуха может быть возращен в модульный блок охлаждения;

[0031] на фиг. 18 представлен высокоуровневый вид сверху части центра обработки данных, на котором показано множество модульных секций, которые совместно образуют «машинный зал» для центра обработки данных и которые расположены рядом с множеством блочных структур центра обработки данных;

[0032] на фиг. 19 представлен модульный блок питания для сооружения машинного зала, показанного на фиг. 18;

[0033] на фиг. 20 представлен модульный блок шкафа питания, используемый для сооружения машинного зала, показанного на фиг. 18;

[0034] на фиг. 21 представлен модульный блок ИБП, используемый для сооружения машинного зала, показанного на фиг. 18;

[0035] на фиг. 22 представлен модульный блок РЭП, используемый для сооружения машинного зала, показанного на фиг. 18;

[0036] на фиг. 23 представлен вид сверху одной иллюстративной компоновки для центра обработки данных, в котором используются два зала, разделенных модульной офисной/складской областью и модульным водоочистным блоком;

[0037] на фиг. 24 представлен вид в перспективе другого варианта осуществления блочной структуры; и

[0038] на фиг. 25 представлен вид в перспективе части блочной структуры на фиг. 24, иллюстрирующий расположенный по центру кабельный лоток.

[0039] на фиг. 26 представлен вид в перспективе части системы модульного центра обработки данных, в которой множество блочных структур могут катиться вдоль горизонтальных опорных балок в требуемое положение при сооружении центра обработки данных;

[0040] на фиг. 27a представлен вид в перспективе первой из блочных структур, на котором показано, что узлы кареток расположены в ее четырех углах;

[0041] на фиг. 27b представлен вид в перспективе второй из блочных структур, на котором также показано, что узлы кареток расположены в ее четырех углах;

[0042] на фиг. 28 представлен поперечный разрез одного из узлов кареток, которые обозначены круговыми областями 28 на фиг. 27a и 27b;

[0043] на фиг. 29 представлен вид сверху в перспективе части одной из П-образных опорных балок и одного из узлов кареток;

[0044] на фиг. 30 представлен вид снизу в перспективе узла каретки, показанного на фиг. 29;

[0045] на фиг. 31 представлен поперечный разрез одного из узлов кареток, выполненный по линии сечения 31-31 на фиг. 29;

[0046] на фиг. 32 представлен продольный разрез узла каретки на фиг. 31, выполненный по линии сечения 32-32 на фиг. 31; и

[0047] на фиг. 33 представлен вид в перспективе одного из узлов кареток, на котором его колесо расположено на одной из горизонтальных опорных балок и упирается в опорную плиту.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

[0048] Последующее описание имеет чисто иллюстративный характер и не предназначено для ограничения настоящего изобретения или его использования. Следует понимать, что на всех фигурах одинаковые позиции обозначают соответствующие элементы и признаки.

[0049] Рассмотрим фиг. 1, на которой показана часть сооружения 10 модульного центра обработки данных, которое включает в себя множество модульных, складываемых блочных структур 12 (далее по тексту «блочные структуры 12») центра обработки данных для формирования быстроразвертываемого центра обработки данных. Каждая из блочных структур 12 образует удлиненную структуру, которая может быть использована для направления холодного воздуха из одной или нескольких систем кондиционирования воздуха через проход 15 для холодного воздуха, который разделяет параллельные ряды аппаратных стоек 14, а также для помощи в направлении горячего воздуха из прохода для горячего воздуха. Каждая блочная структура 12 выполнена с возможностью поддержки при помощи несущих опорных колонн 16 на заданной высоте над полом 18 сооружения 10 центра обработки данных. На фиг. 1 представлено множество блочных структур 12, расположенных бок о бок. Соседние блочные структуры 12 дополнительно разнесены на заданное расстояние. Благодаря такому разнесению между соседними блочными структурами 12 образуются проходы 17 для горячего воздуха.

[0050] Далее рассмотрим фиг. 1, сооружение 10 модульного центра обработки данных может также включать в себя одну или несколько модульных надстроечных выпускных структур 20 для приема горячего воздуха из проходов 17 для горячего воздух и выпуска горячего воздуха из сооружения 10 модульного центра обработки данных. В модульные надстроечные выпускные структуры 20 поступает поток горячего воздуха из проходов 17 для горячего воздуха через отверстия 24 в потолочных панелях 26 блочных структур 12. Это признак будет более подробно рассмотрен в следующих абзацах. Множество мостиковых потолочных панелей 26a также используют для перекрытия пространства между соседними блочными структурами 12 и, следовательно, обеспечения того, что горячий воздух, отводимый из проходов 17 для горячего воздуха, выходит через отверстия 24.

[0051] Рассмотрим фиг. 2, на которой более подробно показана одна из блочных структур 12. В дополнение к потолочной панели 26 каждая блочная структура 12 имеет рамную конструкцию 28, которая поддерживает множество потолочных панелей 26 для формирования конструкции в виде крыши. Периферийная рамная конструкция 30 может быть присоединена к несущим опорным колоннам 16. Периферийная рамная конструкция 30 может быть использована для поддержки складываемых (т.е. складных) панелей 32, чтобы помочь сохранить холодный воздух из систем кондиционирования воздуха внутри проходов 15 для холодного воздуха между соседними рядами аппаратных стоек 14. Периферийная рамная конструкция 30 также может включать в себя множество поворотно закрепленных кронштейнов 34 и 36, которые поддерживаются рамной конструкцией 30. Кронштейны 34 в этом примере поддерживаются отдельными поперечными элементами 33 и выполнены с возможностью поворота в положение, показанное на фиг. 2, для использования. Кронштейны 34 могут иметь множество закрепленных на них кабельных лотков 38, и кронштейны 36 могут аналогично иметь множество закрепленных на них кабельных лотков 40. Кабельные лотки 38 и 40 могут быть использованы для поддержки множества различных типов кабелей, таких как сетевые кабели, силовые кабели и т.п., которые должны быть проложены через сооружение 10 центра обработки данных к компонентам оборудования, установленным в рядах аппаратных стоек 14. Панель крыши 42 также может быть прикреплена к периферийной рамной конструкции 30. Панель крыши 42 образует перегородку, которая дополнительно помогает направлять холодный воздух от одной или нескольких систем кондиционирования воздуха через проход 15 для холодного воздуха, сформированный между соседними рядами аппаратных стоек 14.

[0052] Рассмотрим фиг. 2a, на которой показана часть одного из кронштейнов 36. Кронштейн 36 может быть типичным для конструкции, используемой для кронштейнов 34, или идентичным ей. Согласно одному примеру способность кронштейна 36 поворачиваться достигается путем использования жесткого, трубчатого, удлиненного опорного элемента 36a круглого сечения, который может удерживаться на своих противоположных концах при помощи седловидного держателя 36b для поворотного движения, при этом седловидный держатель 36b жестко прикреплен к части периферийной рамной конструкции 30 при помощи подходящих крепежных элементов (не показаны). Седловидный держатель 36b также показан на фиг. 2b. Разумеется, другие подходящие шарнирные или шарнироподобные структуры могут быть реализованы для обеспечения поворотного движения кронштейна 36.

[0053] На фиг. 2a также показано, что кронштейн 36 может включать в себя множество зависимых несущих элементов 36с, которые могут поддерживать кабельные лотки 40. Зависимые несущие элементы 36с могут быть жестко прикреплены к удлиненному опорному элементу 36а таким образом, чтобы иметь возможность поворачиваться с удлиненным опорным элементом 36а и, следовательно, иметь возможность расположить лотки 40 в рабочем положении ниже периферийной рамной конструкции 30 или в сложенной ориентации. Один или несколько раскосов 36d могут быть использованы для крепления кронштейна 36 в его рабочем положении. Раскосы 36d могут быть прикреплены на одном конце к периферийной рамной конструкции 30 при помощи подходящих держателей 36е, которые обеспечивают их поворотное движение, и на противоположных концах к зависимым несущим элементам 36с. Это позволяет раскосам 36d поворачиваться вверх в сложенные конфигурации после отсоединения от несущих элементов 36с. При этом раскосы 36d могут быть легко и быстро прикреплены к несущим элементам 36с кронштейна 36, чтобы закрепить кронштейн 36 после опускания кронштейна 36 в его рабочее положение. Кроме того, следует понимать, что кронштейны 36, а также кронштейны 34 могут быть сконструированы из подходящих несущих опор и держателей, чтобы обеспечить их легкое удаление из периферийной рамной конструкции 30 вместо складывания. В зависимости от количества используемых кабельных лотков 38 и 40, а также общих размеров блочной структуры 12, может быть полезно или необходимо иметь кронштейны 34 и/или 36, поддерживаемые структурой, которая полностью удаляется из периферийной рамной конструкции 30 при подготовке блочной структуры для транспортировки.

[0054] Рассмотрим фиг. 5, 6 и 6а, на которой показана одна из модульных надстроечных выпускных структур 20 с одного своего конца. Понятно, что на практике множество модульных надстроечных выпускных структур 20 будут использованы для формирования удлиненного канала 46, в который горячий воздух 17а из проходов 17 для горячего воздуха может быть втянут при помощи множества противоположных вытяжных вентиляторов 44. Согласно одному варианту осуществления каждая модульная надстроечная выпускная структура 20 может включать в себя всего шесть вытяжных вентиляторов 44, расположенных в два противоположных ряда по три вентилятора. Рассмотрим далее фиг. 1, отверстия 24 в потолочных панелях 26 также могут иметь расположенные в них управляющие жалюзийные узлы 48, которые могут электронно управляться для адаптации потока горячего воздуха из проходов 17 для горячего воздуха, который может быть втянут в надстроечные выпускные структуры 20. Для этой цели могут быть предусмотрены подходящие системы следящего контроля за воздушным потоком и/или температурой (не показаны).

[0055] Рассмотрим фиг. 3, на которой показана одна из блочных структур 12 в своей сложенной конфигурации. Блочная структура 12 характеризуется наличием кронштейнов 34 и 36, повернутых в сложенное положение, в котором они удерживаются таким образом, чтобы не выступать ниже частей 32а панелей 32. Панели 32 также повернуты таким образом, что они проходят параллельно потолочным панелям 26. В сложенной конфигурации блочная структура 12 образует удлиненную, относительно узкую конфигурацию с кронштейнами 34 и 36, а также кабельными лотками 38 и 40, сгруппированными между частями 32а панелей. Эта конфигурация также образует конфигурацию, чрезвычайно экономичную в отношении занимаемого пространства с точки зрения транспортировки и упаковки. Любая подходящая фиксирующая структура может быть использована в связи с панелями 32 для удерживания панелей 32 в их сложенной конфигурации, например удлиненные несущие перекладины (не показаны), которые могут быть физически присоединены к выбранным частям панелей 32 и периферийной рамной конструкции 30. На фиг. 4 показана пара блочных структур 12, находящихся в своих сложенных конфигурациях и расположенных вплотную друг к другу. Каждая из блочных структур 12 при нахождении в сложенной конфигурации может иметь общие размеры приблизительно 12192 мм (40,0 футов) в длину, 3658 мм (12,0 футов) в ширину и 2848 мм (5 футов и 5,22 дюйма) в высоту. Пара блочных структур 12, расположенных вплотную друг к другу на фиг. 4, может иметь общие размеры приблизительно 12192 мм (40 футов) в длину, 3658 мм (12 футов) в ширину и 2848 мм (9 футов и 4,13 дюйма) в высоту. Сложенная конфигурация обеспечивает эффективную упаковку пары блочных структур 12 для транспортировки.

[0056] На фиг. 7 представлен модульный блок 50 охлаждения, который может быть использован для формирования сооружения 10 модульного центра обработки данных, представленного на фиг. 1. Следует отметить, что модульный блок 50 охлаждения может иметь размеры около 13761 мм (45 футов) в длину, около 7315 мм (24 фута) в ширину и около 3500 мм (11 футов и 5,8 дюйма) в высоту. Таким образом, общие размеры модульного блока 50 охлаждения очень похожи на общие размеры пары блочных структур 12, расположенных вплотную друг к другу и показанных на фиг. 4, что также облегчает транспортировку в стандартизированном грузовом контейнере.

[0057] Как изображено на фиг. 8, один модульный блок 50 охлаждения расположен таким образом, что его основная длина проходит перпендикулярно основной длине блочных структур 12, и таким образом, что он располагается рядом с одним из концов блочных структур 12. Это позволяет модульному блоку 50 охлаждения подавать холодный воздух в проходы 15 для холодного воздуха, образованные множеством блочных структур 12.

[0058] Рассмотрим фиг. 9-11, каждый модульный блок 50 охлаждения, согласно одному варианту осуществления, может образовывать блок испарительного (т.е. адиабатического) охлаждения, который включает в себя фильтрующий блок 52, промежуточный блок 54, вентиляторный блок 56 и может потреблять порядка 900 кВт. На фиг. 12-14 дополнительно показаны эти компоненты. Каждый вентиляторный блок 56 может включать в себя множество вентиляторов 56а, и согласно одному варианту осуществления всего двенадцать таких вентиляторов 56а сконфигурированы в трех отдельных шкафах 56b, как показано на фиг. 15. На фиг. 15 дополнительно показано, что в каждый из шкафов 56b может быть осуществлен изолированный доступ через дверь 56с.

[0059] На фиг. 16 показано, что промежуточный блок 54 может включать в себя три независимых модуля 54а-54с испарительного охлаждения, каждый из которых характеризуется наличием четырех ступеней охлаждения. Необязательно могут быть использованы змеевик непосредственного испарения и заслонки 60. Фильтрующий блок 52 может включать в себя множество фильтров 52а, электронно активируемую заслонку 52b возвратного воздуха для управления потоком возвратного воздуха в модульный блок 50 охлаждения, а также электронно активируемые жалюзи и заслонку 52с наружного воздуха для управления потоком наружного (окружающего) воздуха, который втягивается в блок 50 охлаждения. На фиг. 17 показано, как горячий воздух 17а в проходах 17 для горячего воздуха может быть возвращен внутри области 64, образованной между потолочными панелями 26, мостиковыми потолочными панелями 26а и панелями 42 крыши блочных структур 12, в качестве «возвратного» воздуха через заслонки 52b возвратного воздуха в модульный блок 50 охлаждения. Холодный воздух 62 подается в каждый из проходов 15 для холодного воздуха при помощи модульных блоков 50 охлаждения, которые способны втягивать наружный воздух 63.

[0060] На фиг. 18 представлен один вариант осуществления модульного «машинного зала» 70, который может быть использован в связи с блочными структурами 12 для формирования сооружения 10 модульного центра обработки данных. Рассмотрим также фиг. 19-22, модульный машинный зал 70 может состоять из одного или нескольких модульных блоков 72 питания (фиг. 19), одного или нескольких модульных блоков 74 шкафов питания (фиг. 20), одного или нескольких модульных блоков 76 ИБП (источников бесперебойного питания) и одного или нескольких модульных блоков 78 РЭП (распределителей электропитания), а также любого другого типа силового компонента или подсистемы. На фиг. 18 также показано множество электрических шин 80, которые могут быть использованы для необходимого соединения различных компонентов в каждом из модульных блоков 72-78 для распределения электроэнергии.

[0061] Каждый из модульных блоков 72 питания может включать в себя основную шину, например основную шину на 5000 А для подачи 100 кА при 480 В. Множество главных выключателей и распределенных выключателей также могут использоваться совместно с подходящей системой управления мощностью и многофункциональным универсальным счетчиком электроэнергии.

[0062] Каждый из модульных блоков 74 шкафов питания может включать в себя основную шину на 1600 А для подачи 65 кА при 480 В. Выключатели электропитания и распределительные выключатели могут быть сконфигурированы в соответствии с конкретными практическими применениями.

[0063] Каждый из модульных блоков 76 ИБП может включать в себя параллельные модули 400 кВА/400 кВт для предоставления 750 кВт резервного электропитания. Однако следует понимать, что блоки 76 ИБП могут быть сконфигурированы в соответствии с конкретным практическим применением.

[0064] Каждый из модульных блоков 78 РЭП может быть сконфигурирован для предоставления 300 кВА 480/208/120 В или другой выбранной электрической мощности. Распределительные выключатели нагрузки также могут быть установлены в шкафах (не показаны), которые, в свою очередь, установлены с боковых сторон рамы каждого РЭП, входящего в состав модульного блока 78 РЭП.

[0065] Каждый из модульных блоков 72-78 может иметь подобные или идентичные размеры. Согласно одному варианту осуществления размеры модульных блоков 72-78 идентичны длине 12192 мм (40 футов), ширине 3658 мм (12 футов) и высоте 3500 мм (11 футов и 5,8 дюйма). Очевидно, при необходимости эти размеры могут незначительно варьировать. Согласно этому примеру модульные блоки 72-78 могут иметь размеры длины и ширины, которые равны размерам блочных структур 12. Эти размеры позволяют транспортировать модульные блоки 72-78 в стандартных грузовых контейнерах.

[0066] Рассмотрим кратко фиг. 21, каждый из модульных блоков 72-78 может включать в себя рамную конструкцию 73, характеризующуюся наличием одного или нескольких прикрепленных к ней компонентов, таких как пол 73а и одна или нескольких частей 73b в виде стенки. Модульные блоки 72-78 также могут быть быстро развернуты после прибытия в место назначение. Модульная конфигурация блоков 72-78 позволяет легко увеличить показатели мощности машинного зала 70 по мере роста потребностей центра обработки данных.

[0067] На фиг. 23 представлен вид сверху одного примера реализации сооружения 10 модульного центра обработки данных. Блочные структуры 12 сгруппированы в двух залах («Зал А» и «Зал В»), разделенных модульной офисной/складской областью 80. Модульная водоочистная секция 82 может включать в себя водоочистное оборудование. Ряды 84 модульных блоков 50 охлаждения могут быть расположены рядом с рядами блочных структур 12. Ряд модульных надстроечных выпускных структур 20 (не показаны на фиг. 23) может проходить над областью 86 прохода перпендикулярно блочным структурам 12, чтобы взаимодействовать с проходами 17 для горячего воздуха, расположенными рядом с блочными структурами 12. Модульное помещение 86 может быть предусмотрено для другого оборудования центра обработки данных или офисного оборудования.

[0068] Рассмотрим фиг. 24, на которой показана блочная структура 100 в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Блочная структура 100 согласно этому примеру также характеризуется наличием дополнительных несущих колонн 102, которые могут быть использованы для того, чтобы помочь сформировать проход для горячего воздуха с одной или несколькими дверьми с противоположных концов блочной структуры 100.

[0069] Как показано на фиг. 25, блочная структура 100 включает в себя центральный, удлиненный лоток 104, который проходит вдоль существенной части всей длины блочной структуры 100. Центральный, удлиненный лоток 104 может включать в себя пару изгибающихся лоточных частей 106, которые позволяют выполнить прокладку кабелей из центрального, удлиненного лотка 104. Центральный, удлиненный лоток 104 и изгибающиеся лоточные части 106 могут включать в себя множество портов 108 для удерживания кабелей в пределах лотков 104 и 106.

[0070] Следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут включать встроенную осветительную арматуру, а также один или несколько участков встроенного трубопровода для подачи воды или различных противопожарных реагентов. Кабельные лотки 38, 40 и 104 могут быть использованы для разделения и прокладки конкретных типов кабелей (т.е. оптических, силовых, сетевых и т.п.) в зависимости от пользовательских требований или предпочтений.

[0071] Рассмотрим фиг. 26, на которой показана в упрощенной форме система 200 модульного центра обработки данных. Система 200 может быть модульно расширена, как описано в отношении системы 10 на фиг. 1, чтобы сформировать центр обработки данных фактически любых размеров. Система 200 подобна системе 10, при этом на фиг. 26 показаны только две блочные структуры 202а и 202b. Блочные структуры 202а/202b подобны блочным структурам 12, и каждая блочная структура 202а/202b содержит периферийную рамную конструкцию 204. При сооружении типичного современного центра обработки данных дюжины или даже сотни или большее количество блочных структур 202а/202b могут быть использованы в сетке X-Y из рядов и колонн, чтобы образовать большой, модульный центр обработки данных, как показано на фиг. 18 и 23.

[0072] Блочные структуры 202а/202b опираются на горизонтально расположенные удлиненные опорные балки 205. Опорные балки 205 поддерживаются над поверхностью пола при помощи опорных колонн 207. Опорные балки 205 и опорные колонны 207 жестко соединены друг с другом с образованием жесткой опорной конструкции, характеризующейся достаточной прочностью для поддержки блочных структур 202а/202b на требуемой высоте над поверхностью пола. Опорные балки 205 могут иметь любую подходящую форму поперечного сечения, но согласно этому примеру они предпочтительно имеют L-образную форму, если смотреть в поперечном сечении. L-образная форма особенно хорошо подходит для обеспечения конструкционной прочности, что делает возможным качение по ней блочных структур 202а/202b.

[0073] Рассмотрим фиг. 27а, на которой более подробно показана периферийная рамная конструкция 204 блочной структуры 202а. Блочные структуры 202а и 202b являются аналогичными по физической конструкции, так что более подробно будет описана только блочная структура 202а. Блочная структура 202а содержит множество балок 206 рамы, которые могут иметь квадратное или прямоугольное поперечное сечение и которые расположены параллельно друг другу. Множество элементов 208 рамы проходят перпендикулярно балкам 206 рамы и расположены в четырех углах блочной структуры 202а. Множество поперечных элементов 210 рамы расположены на каждом конце блочной структуры 202а, и одна П-образная направляющая 212 рамы расположена на каждом конце блочной структуры 202а. Кроме того, могут использоваться поперечно связывающие элементы 214 для дополнительной конструкционной прочности и жесткости. Компоненты 206-214 могут быть жестко связаны друг с другом, например при помощи сварки или, возможно, при помощи гаек и болтов с резьбой, для формирования очень жесткой рамной конструкции. Рассмотрим кратко фиг. 27b, узлы 216 кареток аналогичным образом расположены в каждом из четырех углов периферийной рамной конструкции 204 блочной структуры 202b.

[0074] Рассмотрим фиг. 28, зоны, обозначенные круговыми областями 28 на фиг. 27, показаны более подробно на виде с частичным разрезом, который показан на фиг. 28. В каждом из четырех углов блочной структуры 202а расположен узел 216 каретки. Узел 216 каретки включает в себя П-образный держатель 218 колеса, колесо 220, установленное на подходящей опоре (не показана), болт 222 с резьбой и гайку 224. На этом виде также показана опорная плита 226, которая ограничивает качение колеса 220 в одном направлении и которая более подробно будет описана в последующих абзацах. Часть балки 206 рамы может быть вырезана для размещения П-образной направляющей 212 рамы перпендикулярно балке 206 рамы.

[0075] Колесо 220 может быть изготовлено из стали или полимерного материала, подходящего для поддержки массы блочной структуры 202а с обеспечение относительно легкого качения блочной структуры. Подходящие для этого колеса могут быть приобретены у различных изготовителей, например, Blickle U.S.A. Wheels and Casters, Inc., г. Шарлотт, штат Северная Каролина. Диаметр колеса может значительно варьировать. Согласно одному примеру толщина колеса, как обозначено стрелкой 228 для обозначения размера, может составлять примерно 40 мм.

[0076] Рассмотрим фиг. 29 и 30, на которой показано крепление П-образного держателя 218 колеса к части П-образной направляющей 212 рамы. Согласно этому примеру множество болтов 230 с резьбой используются совместно с гайками 232 с резьбой. Болты с резьбой проходят через отверстия (не показаны) в верхней поверхности 234 П-образной направляющей 212 рамы.

[0077] На фиг. 31 и 32 более подробно показан узел 216 каретки и, в частности, П-образный держатель 218 колеса. П-образный держатель 218 колеса содержит части 236 в виде боковых стенок, которые незначительно расширяются наружу, и верхнюю стенку 238. Верхняя стенка 238 содержит отверстия 240, через которые проходят болты 230 с резьбой. Болты 230 с резьбой характеризуются длиной, достаточной для закрепления на них гаек 232 с резьбой, при этом они не являются настолько длинными, чтобы препятствовать качению колеса 220.

[0078] На фиг. 33 представлен один из узлов 216 кареток, расположенных на опорной балке 205. Также показана опорная плита 226 для остановки качения колеса 220 по опорной балке 205. Опорная плита 226 может представлять собой блок из металла или высокопрочной пластмассы, который прикреплен при помощи гайки 242 с резьбой. Одна или более металлических или пластмассовых подкладочных пластин 244 могут быть использованы для регулировки высоты, на которой находится опорная плита 216, чтобы помочь обеспечить четкое останавливающее действие, одновременно сохраняя зазор для балки 206 рамы блочной структуры 202а. Следует понимать, что размеры опорных балок 205, а также боковое разнесение каждой пары опорных балок 205 выбраны таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственное перемещение П-образной направляющей 212 рамы вдоль опорной балки 205 при перекатывании блочной структуры 202а в желаемое положение.

[0079] Таким образом, система 200 модульного центра обработки данных позволяет перекатывать множество блочных структур 200 в некоторое место на опорных балках 205 при помощи подходящей лебедки. Это существенно ускоряет сборку модульного центра обработки данных. Поскольку блочные структуры 202а/202b могут загружаться с одного конца опорных балок 205, а затем перекатываться вдоль опорных балок 205 в их конечные заданные положения, нет необходимости осуществлять индивидуальную сборку самих блочных структур на рабочей площадке.

[0080] Различные варианты осуществления сооружения 10 модульного центра обработки данных и системы 200 облегчают перевозку различных модульных компонентов, которые используются для создания центра обработки данных, а также их сборку с образованием желаемой конфигурации. Модульные компоненты сооружения 10 центра обработки данных могут быть быстро развернуты, так что полностью функционирующий центр обработки данных может быть сооружен намного быстрее, чем сооружаемая «традиционными» способами стандартная конструкция центра обработки данных.

[0081] Хотя в настоящем документе были описаны различные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники понятно, что могут быть выполнены различные модификации или варианты, которые не выходят из объема настоящего изобретения. Любые размеры, данные на фигурах, представлены лишь в качестве примеров подходящих размеров, и они могут быть модифицированы по необходимости для удовлетворения требований конкретных практических применений. Приведенные примеры иллюстрируют различные варианты воплощения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Таким образом, описание и формула изобретения должны быть интерпретированы только с таким ограничением, которое необходимо с точки зрения соответствующего предшествующего уровня техники.

Изобретение относится к конструкции модульного, предварительно изготовленного центра обработки данных (ЦОД), в которой используется множество узлов кареток, связанных с каждой из множества блочных структур. Технический результат – обеспечение стабильного качества компонентов ЦОД, позволяющих снизить затраты на возведение конструкции ЦОД, а также времени, необходимого на ее возведение. Достигается тем, что в системе модульного ЦОД для сооружения здания модульного ЦОД используют множество несущих опорных колонн для поддержки множества блочных структур над поверхностью пола и на требуемой высоте относительно поверхности пола. При этом система содержит пару удлиненных опорных балок, соединенных под прямым углом с множеством несущих опорных колонн на требуемой высоте для образования двух параллельных, горизонтально разнесенных направляющих. Каждая из блочных структур включает в себя множество узлов кареток, и каждый из узлов кареток включает в себя колесо. Указанные колеса позволяют блочным структурам катиться горизонтально в требуемое положение на паре удлиненных опорных балок при сооружении здания модульного центра обработки данных, чтобы ускорить его сборку. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 37 ил.

1. Система модульного центра обработки данных, содержащая:

множество блочных структур для направления по меньшей мере одного из холодного воздуха или горячего воздуха от компонентов центра обработки данных, расположенных внутри системы модульного центра обработки данных, когда система модульного центра обработки данных находится в полностью собранном состоянии,

множество несущих опорных колонн, независимых от множества аппаратных стоек, для поддержки множества блочных структур над множеством аппаратных стоек на требуемой высоте относительно поверхности пола,

множество удлиненных опорных балок, соединенных под прямым углом с множеством несущих опорных колонн на требуемой высоте, чтобы образовать множество параллельных, горизонтальных, разнесенных направляющих, причем множество несущих опорных колонн и множество удлиненных опорных балок жестко соединены друг с другом для образования жесткой опорной конструкции, и множество блочных структур установлены на жесткой опорной конструкции в одной плоскости друг с другом и в сеткообразной конфигурации, проходящей в перпендикулярных направлениях X и Y,

при этом каждая из блочных структур включает в себя множество узлов кареток, и каждый из узлов кареток включает в себя колесо, и

при этом колеса узлов кареток позволяют блочным структурам катиться горизонтально в требуемое положение на множестве удлиненных опорных балок при сооружении здания модульного центра обработки данных, чтобы ускорить сборку здания модульного центра обработки данных и обеспечить расположение по меньшей мере пары блочных конструкций с продольным выравниванием относительно друг друга вдоль общей продольной оси.

2. Система модульного центра обработки данных по п. 1, в которой каждая из указанного множества удлиненных балок рамы включает в себя удлиненную L-образную опорную балку.

3. Система модульного центра обработки данных по п. 1, в которой каждая указанная блочная структура включает в себя направляющую рамы для обеспечения конструкционной жесткости соответствующей ей указанной блочной структуры и образования неотъемлемой части соответствующей ей указанной блочной структуры.

4. Система модульного центра обработки данных по п. 3, в которой каждый указанный узел каретки содержит:

одно указанное колесо, функционально прикрепленное к направляющей рамы, при этом колесо выполнено с возможностью перемещения по соответствующей одной из множества удлиненных опорных балок, чтобы обеспечить качение соответствующей ему указанной блочной структуры, одновременно поддерживая направляющую рамы над соответствующей ему указанной удлиненной опорной балкой.

5. Система модульного центра обработки данных по п. 3, в которой направляющая рамы включает в себя по существу П-образную направляющую рамы.

6. Система модульного центра обработки данных по п. 5, в которой каждый указанный узел каретки дополнительно содержит П-образный держатель колеса для установки соответствующего ему указанного колеса на П-образной направляющей рамы.

7. Система модульного центра обработки данных по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере одну опорную плиту, прикрепленную к одной из удлиненных опорных балок для ограничения качения по меньшей мере одного указанного колеса, входящего в состав по меньшей мере одного указанного узла каретки, вдоль соответствующей одной из удлиненных опорных балок.

8. Система модульного центра обработки данных по п. 1, в которой каждая из блочных структур включает в себя четыре узла кареток.

9. Система модульного центра обработки данных, содержащая:

множество блочных структур для направления по меньшей мере одного из холодного воздуха или горячего воздуха от компонентов центра обработки данных, расположенных внутри системы модульного центра обработки данных, когда система модульного центра обработки данных находится в полностью собранном состоянии,

множество несущих опорных колонн, независимых от множества аппаратных стоек, для поддержки множества блочных структур над множеством аппаратных стоек на требуемой высоте относительно поверхности пола,

множество удлиненных опорных балок, соединенных под прямым углом с множеством несущих опорных колонн на требуемой высоте, чтобы образовать множество параллельных, горизонтально разнесенных направляющих, причем множество несущих опорных колонн и множество удлиненных опорных балок жестко соединены друг с другом для образования жесткой опорной конструкции,

причем множество блочных структур установлены на жесткой опорной конструкции в одной плоскости друг с другом и в сеткообразной конфигурации, проходящей в перпендикулярных направлениях X и Y,

указанная блочная структура включает в себя:

множество узлов кареток, причем каждый указанный узел каретки включает в себя колесо и сконфигурирован таким образом, что колеса узлов кареток располагаются рядом с каждым из четырех углов блочной структуры, и

при этом колеса узлов кареток позволяют блочным структурам катиться горизонтально в требуемое положение на множестве удлиненных опорных балок при сооружении здания модульного центра обработки данных, чтобы обеспечить расположение блочных структур с продольным выравниванием относительно друг друга вдоль общей продольной оси.

10. Система по п. 9, в которой каждая из удлиненных опорных балок включает в себя L-образную балку.

11. Система по п. 9, в которой каждая из блочных структур включает в себя пару направляющих рамы, которые образуют неотъемлемую, конструкционную часть каждой из блочных структур.

12. Система по п. 11, в которой каждая из направляющих рамы включает в себя П-образную направляющую рамы.

13. Система по п. 11, в которой каждый узел каретки содержит:

одно из колес, которое функционально прикреплено к соответствующей одной из направляющих рамы, при этом колесо выполнено с возможностью перемещения по соответствующей одной из пары удлиненных опорных балок, чтобы обеспечить качение соответствующей ему указанной блочной структуры, одновременно поддерживая указанную направляющую рамы над соответствующей ему указанной удлиненной опорной балкой,

при этом направляющие рамы блочных структур расположены параллельно друг другу, и

при этом узлы кареток удерживают колеса рядом с четырьмя углами каждой из блочных структур.

14. Система по п. 9, в которой каждый из узлов кареток дополнительно содержит П-образный держатель колеса, при этом каждый из держателей колес функционально соединен с соответствующей одной из удлиненных опорных балок и выполнен с возможностью поддерживать соответствующее ему колесо для качения.

15. Система по п. 14, в которой первая и вторая пары держателей колес расположены на противоположных продольных концах направляющих рамы.

16. Система по п. 15, дополнительно содержащая по меньшей мере одну опорную плиту, жестко прикрепленную к одной из удлиненных опорных балок для ограничения качения колес узлов кареток.

17. Способ формирования модульного центра обработки данных, причем указанный способ предусматривает:

обеспечение наличия множества блочных структур для направления по меньшей мере одного из холодного воздуха или горячего воздуха от компонентов центра обработки данных, расположенных внутри модульного центра обработки данных, когда модульный центр обработки данных находится в полностью собранном состоянии,

установку множества первых несущих опорных колонн, независимых от множества аппаратных стоек, для поддержки множества блочных структур над множеством аппаратных стоек на требуемой высоте относительно поверхности пола,

установку пары удлиненных опорных балок, соединенных под прямым углом с множеством первых несущих опорных колонн на требуемой высоте, чтобы образовать две параллельные, горизонтальные, разнесенные направляющие, причем множество несущих опорных колонн и пара удлиненных опорных балок жестко соединены друг с другом для образования жесткой опорной конструкции,

установку множества блочных структур на жесткой опорной конструкции в одной плоскости друг с другом и в сеткообразной конфигурации, проходящей в перпендикулярных направлениях X и Y,

установку множества узлов кареток, при этом каждый из узлов кареток включает в себя колесо, для поддержки каждой из блочных структур на удлиненных опорных балках, и

установку колес узлов кареток для горизонтального качения каждой из блочных структур вдоль удлиненных опорных балок в требуемое положение на паре удлиненных опорных балок при сооружении модульного центра обработки данных, причем множество блочных структур выполнены с возможностью расположения с продольным выравниванием относительно друг друга и вдоль общей продольной оси.

18. Способ по п. 17, в котором операция использования множества узлов кареток предусматривает использование четырех узлов кареток для каждой блочной структуры.

19. Способ по п. 18, в котором операция использования множества узлов кареток предусматривает использование отдельного колеса с каждым из узлов кареток, при этом каждое из колес катится по соответствующей одной из удлиненных опорных балок.

20. Способ по п. 19, дополнительно предусматривающий закрепление опорной плиты на одной из удлиненных опорных балок для остановки качения одной из блочных структур.