CN117099491A - 混合数据中心模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合数据中心模块，包括：服务器壳体；一个或多个服务器模块，布置在服务器壳体的内部；以及冷却装置，被配置为将由服务器模块产生的热量散发离开服务器壳体。服务器壳体包括一个或多个服务器机架，并且一个或多个服务器模块包括布置在一个或多个服务器机架中的一个或多个空气冷却式服务器模块。冷却装置连接到服务器壳体并被配置为引导冷却流体的流动，并且冷却装置被配置为将冷却流体泵入服务器壳体中并从服务器壳体排出冷却流体。一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块。数据中心模块进一步包括空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块之间的有线数据传输连接件。冷却装置进一步连接到浸入冷却式服务器模块，并且冷却装置进一步被配置为将冷却流体从服务器壳体泵入浸入冷却式服务器模块并从浸入冷却式服务器模块排出冷却流体。

Description

混合数据中心模块

技术领域

本发明涉及混合数据中心模块，包括服务器壳体以及布置在其中的空气冷却式模块和浸入冷却式模块。本发明进一步提供利用浸入冷却式服务器模块改造具有空气冷却式服务器模块的现有数据中心的方法、混合数据中心模块的使用以及冷却混合数据中心模块的方法。

背景技术

目前，已知各种类型的数据中心模块。这些模块中的一些为移动的，可以作为单个单元被安装以形成完整的数据中心，或者可以即插即用地被安装在现有数据中心中以提高现有数据中心的计算能力。

在WO 2018/097730 A1中公开这种数据中心模块的示例。已知的数据中心模块包括壳体，容纳空气冷却式服务器模块的多个服务器机架位于该壳体中，并且该已知的数据中心模块包括冷却装置，用于向服务器壳体中的服务器模块提供冷却空气。然而，这些空气冷却式服务器在计算能力上受限制，而已知其他类型的服务器(例如浸入冷却式服务器)可以提供提高的计算速度。目前，不知道提供具有浸入冷却式服务器的数据中心模块，或者至少不是如现有技术中的模块化类型的数据中心模块。即使这种数据中心模块被提供有浸入冷却式服务器，它们的性能也将变得受限制，这是因为它们依赖空气冷却式服务器模块以用于数据的存储。浸入冷却式计算服务器模块与空气冷却式存储服务器模块之间的距离将变大，这限制不同服务器模块之间的数据传输，从而限制浸入冷却式服务器模块的性能。

已知的数据中心模块的另一个缺点是，通过服务器模块的空气冷却获得的余热不能被高效地再利用，例如用于家用供热，这是因为其温度太低而不能用在外部热网中。因此，这些数据中心模块无法跟上变得更环保的趋势。

在美国专利申请US2015/004880 A1中，公开数据中心模块的各种实施例，其中一些实施例包括部分浸没在油中并部分暴露到油上方的空气流的服务器模块。

在中国专利申请CN 109195413 A中，公开数据中心模块，该数据中心模块包括空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块。这些服务器模块中的每个均借助相应的冷却装置来冷却。

发明内容

因此，本发明的目的为提供一种比已知的数据中心模块更环保的具有提高计算性能的数据中心模块，或者本发明的至少一目的为提供替代数据中心模块。

根据第一方面，本发明提供一种混合数据中心模块，包括：

服务器壳体，

一个或多个服务器模块，布置在服务器壳体的内部，以及

冷却装置，配置为将由服务器模块产生的热量散发离开服务器壳体。

服务器壳体包括一个或多个服务器机架，并且一个或多个服务器模块包括布置在一个或多个服务器机架中的一个或多个空气冷却式服务器模块。冷却装置被连接到服务器壳体并且被配置为引导冷却流体的流动，并且被配置为在第一入口温度下将冷却流体泵入服务器壳体中，并且被配置为在高于第一入口温度的第一出口温度下从服务器壳体排出冷却流体。

在根据本发明的混合数据中心模块中，一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块，其也被布置在服务器壳体的内部，并且数据中心模块进一步包括在空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块之间的有线数据传输连接件。冷却装置被进一步连接到浸入冷却式服务器模块，并且被进一步配置为在第二入口温度下将冷却流体从服务器壳体泵入浸入冷却式服务器模块中，并且被配置为在高于第二入口温度的第二出口温度下从浸入冷却式服务器模块排出冷却流体。

本发明的数据中心模块为混合数据中心模块，这意味着它操作不止单种类型的服务器模块。除了数据中心模块中已知的空气冷却式服务器模块之外，根据本发明的混合数据中心模块额外包括布置在同一服务器壳体的内部的浸入冷却式服务器模块。因此，两种类型的服务器模块被集成在单个数据中心模块中，并且彼此有线连接，以使两种类型的服务器模块之间能够数据通信。

在本混合数据中心模块中，浸入冷却式服务器模块可以用于计算的目的，并且空气冷却式服务器模块可以用于数据存储的目的，其中空气冷却式服务器模块可以包括开放计算程序(OCP)服务器模块。

由于两种类型的服务器模块被集成在同一服务器壳体中，因此有线数据传输连接件的长度可以相对小，例如小于10米，优选地小于5米。这样，在浸入冷却式服务器模块与空气冷却式服务器模块之间发生的数据传输的损失非常少，这使浸入冷却式服务器模块能够以其最大性能操作。

相对短的有线数据传输连接件的另一个结果为，在两种类型的服务器模块之间的交互中出现低延迟，从而允许最大化的统一性能。在没有这种低延迟的情况下，在浸入冷却式服务器模块上运行的某些高功率要求软件将不能完全受益于那些浸入冷却式服务器模块的执行功率的全部潜力。这样，本发明允许两种类型的服务器模块在标准设施/实施例中——分别在常见的现成的浸入冷却式外壳或空气冷却式机架中，不需要两者的专用和复杂的组件——并且仍然单独地以及组合地实现最高可能的性能。这在常规DC设施中将不能实现，因为浸入式设备和空气冷却式设备之间的较长的数据传输连接件的延迟较高，而这些设施未被安装在具有专用组合冷却的常见的服务器壳体中。

根据本发明，冷却装置被连接到空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块，并且被配置为为它们两者提供冷却能力。冷却装置被配置为首先冷却空气冷却式服务器模块，这需要进入服务器壳体的冷却流体的相对低的温度(例如，第一入口温度)。由于从空气冷却式服务器模块吸收的热量，从服务器壳体排出的冷却流体在冷却空气冷却式服务器模块之后具有较高的温度(例如，第一出口温度)。

在实施例中，第一入口温度可以在20℃和25℃之间的范围内，例如22℃，并且第一出口温度可以在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃。

冷却流体可以包括气态冷却剂(例如，空气)，其通过服务器壳体的内部循环以直接冷却空气冷却式服务器模块。可替代地，冷却流体可以包括液体冷却剂(例如，水)，其通过闭合的管道系统循环，被配置为通过经由服务器壳体中的热交换器冷却服务器壳体内部的周围空气来间接冷却空气冷却式服务器模块。

根据本发明，在离开服务器壳体以冷却空气冷却式服务器模块之后，冷却流体被传递到浸入冷却式服务器模块。这里，冷却流体在可以类似于第一出口温度的第二入口温度下被馈送到浸入冷却式服务器模块中。尽管该第二入口温度高于用于冷却空气冷却式服务器模块的第一入口温度，但是它仍然足够低以提供用于浸入冷却式服务器模块的冷却能力，该浸入冷却式服务器模块通常在比空气冷却式服务器模块的温度高的温度下操作。在冷却浸入冷却式服务器模块之后，冷却流体由于从浸入冷却式服务器模块吸收热量而具有甚至更高的温度(例如，第二出口温度)。

在实施例中，第二入口温度可以在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃，并且第二出口温度可以在40℃和45℃之间的范围内，例如42℃。

在冷却流体包括气态冷却剂的情况下，冷却流体可以传递朝向热交换器，以从浸入冷却式服务器模块浸没的液体(例如，油)中收回热量。在冷却流体包括液体冷却剂的情况下，液态冷却流体可以直接通过浸入冷却式服务器模块，即，使得服务器模块有效地浸没在液态冷却流体中。可替代地，液态冷却流体可以通过闭合的管道系统循环，该闭合的管道系统被配置为通过经由热交换器冷却服务器模块内部的浸入式液体(例如，不导电的油)来间接冷却浸入冷却式服务器模块。

离开浸入冷却式服务器模块的冷却流体的第二出口温度可以远高于来自空气冷却式服务器模块的冷却流体的第一出口温度。该较高的温度导致冷却流体的较高热能，并且使能够更高效地再利用从服务器模块收回的热量。这可以导致比现有数据中心模块更节能，因此更环保的数据中心模块，而在现有数据中心模块中，余热被简单地丢弃到环境中。

冷却装置包括第一冷却回路，该第一冷却回路被连接到服务器壳体并且被配置为引导第一冷却流体的流动。冷却装置由此被配置为在第一入口温度下将第一冷却流体泵入服务器壳体中，并且被配置为在第一出口温度下从服务器壳体排出第一冷却流体。

根据该实施例，冷却装置进一步包括第二冷却回路，该第二冷却回路被连接到浸入冷却式服务器模块并且被配置为引导第二冷却流体的流动。冷却装置被进一步被配置为在第二入口温度下将第二冷却流体泵入浸入冷却式服务器模块中，并且被配置为在第二出口温度下从浸入冷却式服务器模块排出第二冷却流体。

冷却装置也包括第一热交换器，该第一热交换器被流体连接到第一冷却回路和第二冷却回路。第一热交换器被配置为将热量从第一冷却回路中的第一冷却流体传递到第二冷却回路中的第二冷却流体，该第一冷却流体待从服务器壳体排出，该第二冷却流体待被泵入浸入冷却式服务器模块中。

以此方式，每种类型的服务器模块包括其自身的相应冷却回路。第一冷却回路可以在服务器壳体中突出，并且第一冷却流体可以为气态冷却剂(例如，空气)，其可以自由地通过服务器壳体并且沿着空气冷却式服务器模块。

第二冷却流体可以不同于第一冷却流体，该第二冷却流体例如为液体(诸如水)，其可以通过浸入冷却式服务器模块循环。液态冷却流体可以直接通过浸入冷却式服务器模块，即，使得服务器模块有效地浸没在液态冷却流体中。

可替代地，液态冷却流体可以通过闭合的管道系统循环，该闭合的管道系统被配置为通过经由热交换器冷却服务器模块内部的浸入式液体来间接冷却浸入冷却式服务器模块。这里，服务器模块可以被浸没在不导电的油中，其中油被配置为经由热交换器朝向液态冷却流体交换热量。

在第一冷却回路和第二冷却回路之间，提供第一热交换器以将热量从(例如，从空气冷却式服务器模块获得的)第一冷却流体传递到(例如，待被馈送朝向浸入冷却式服务器模块的)第二冷却流体。相应地，第一冷却流体被冷却并且可以再次被馈送朝向服务器壳体的内部，以再次冷却空气冷却式服务器模块。

根据本发明，所有部件，即服务器模块和冷却设备，可以形成单个集成构思，被集成在单个数据中心模块中。结果，那些系统产生的所有热量均被捕获到冷却流体中，该冷却流体为空气或液体并且可用于再利用。根据本发明的本数据中心模块外部的任何系统均不需要损失能量。

特别是，电池和不间断电源(UPS)被集成在单个壳体中，所有均受益于用于冷却服务器模块的冷却装置的冷却，而不需要它们自身专用的外部冷却。

本发明可以提供来自数据中心模块的余热可以被有效地利用的益处，这是因为从第二冷却回路(即在第二出口温度下)获得的余热可以具有足够的能力。特别地，当第二冷却流体为冷却液体时，第二冷却流体可以具有足够的能力以例如用于家庭加热。

在混合数据中心模块的实施例中，服务器壳体包括第一隔室和第二隔室，该第一隔室和第二隔室彼此分开。带有布置在其中的一个或多个空气冷却式服务器模块的一个或多个服务器机架由此被布置在第一隔室中，并且一个或多个浸入冷却式服务器模块被布置在第二隔室中。冷却装置被配置为首先将冷却流体泵入第一隔室中，然后泵入第二隔室中的浸入冷却式服务器模块中。

在服务器壳体包括彼此分开的两个隔室的情况下，隔室中的每个中的条件可以不同。冷却装置首先将冷却流体泵入空气冷却式服务器模块所在的第一隔室中。冷却装置被配置为，例如通过将气态冷却流体(例如，空气)直接插入第一隔室中，或者通过使液态冷却流体沿着第一隔室中的热交换器传递以冷却第一隔室中的空气，冷却第一隔室内部的空气。

浸入冷却式服务器模块位于第二隔室中，并且可以经受不同的气候。可能不需要空气冷却来冷却第二隔室本身，因此冷却流体可以直接通过浸入冷却式服务器模块。

在实施例中，混合数据中心模块可以包括例如在第二隔室的相对侧的两个第一隔室。在实施例中，空气冷却式服务器的至少一部分可以被布置在同一隔室中。

在包括第一冷却回路和第二冷却回路的混合数据中心模块的另一实施例中，其中第一冷却回路被连接到第一隔室的内部，并且其中第二冷却回路被连接到第二隔室中的浸入冷却式服务器模块。

根据该实施例，第一冷却流体，例如气态第一冷却流体(诸如空气)，仅被馈送到第一隔室的内部，以冷却布置在其中的空气冷却式服务器模块。分开的第二冷却回路被配置为将第二冷却流体例如液态第二冷却流体(诸如水)引导到第二隔室，以冷却布置在其中的浸入冷却式服务器模块。这样，隔室中的每个可以借助其自身的冷却回路连接到冷却装置，隔室自身的冷却回路具有其自身的冷却流体，例如，不向相应的另一隔室馈送的专用冷却流体。

然而，在替代实施例中，数据中心模块包括第一隔室和第二隔室，该第一隔室和第二隔室中的每个包括一个或多个空气冷却式服务器模块和/或一个或多个浸入冷却式服务器模块。这种数据中心模块可以包括带有空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块的第一隔室和带有空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块的第二隔室，或者可以包括带有空气冷却式服务器模块的第一隔室和带有空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块的第二隔室，或者可以包括带有浸入冷却式服务器模块的第一隔室和带有空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块的第二隔室，或者反之亦然。

因此，冷却装置的配置不一定要求在单个隔室中仅存在一种类型的服务器模块(例如，空气冷却式服务器模块或浸入冷却式服务器模块)，但是也允许在单个隔室中存在多种类型的服务器模块(例如，空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块)。

在实施例中，混合数据中心模块进一步包括加热流体入口和加热流体出口，加热流体入口和加热流体出口被流体连接到冷却装置并可流体连接到外部热网，以分别允许加热流体从热网进入冷却装置以及加热流体离开冷却装置进入热网。

经由加热流体入口，来自外部热网的加热流体(例如，来自区域热网的冷却水)可以进入混合数据中心模块，并且可以被馈送到冷却装置中。借助于冷却装置，从服务器模块获得的热量可以被传递到加热流体中。相应地，服务器模块被冷却，并且加热流体(例如，来自区域热网的水)可以被加热。利用从两种类型的服务器模块获得的热量，加热流体的温度可以增加到比现有数据中心模块中的温度高的温度，在现有数据中心模块中，空气冷却式服务器模块不能将加热流体加热到相同的高温。这样，在本混合数据中心模块中，传递到加热流体中的热能可以更大。在被加热之后，加热流体可以经由加热流体出口被输送离开混合数据中心模块，以便被反馈回到外部热网。

在另一实施例中，混合数据中心模块进一步包括加热流体回路和第三热交换器。加热流体回路被流体连接到加热流体入口和加热流体出口，以允许加热流体在加热流体入口和加热流体出口之间流过加热流体回路。第三热交换器被流体连接到冷却装置和加热流体回路，并且被配置为将已经从服务器壳体排出的热量从冷却装置传递到待通过加热流体回路的加热流体。

根据该实施例，来自外部热网的加热流体(例如，来自区域热网的冷却水)被引导到混合数据中心模块的加热流体回路中。加热流体被引导朝向第三热交换器，在第三热交换器中，从服务器模块获得的热量被间接传递朝向加热流体。相应地，加热流体不需要与服务器模块接触。代替地，混合数据中心模块的冷却流体回路可以为封闭系统，以便减少可能的故障风险。在被加热之后，加热流体可以离开第三热交换器，并且可以经由加热流体出口流出混合数据中心模块，回到外部热网中。

在混合数据中心模块的替代实施例中，冷却装置被流体连接到加热流体入口和加热流体出口，以允许加热流体流过冷却装置。

混合数据中心模块的该实施例可以缺少加热流体回路和第三热交换器，使得加热流体(例如，来自区域热网的水)可以直接流入冷却装置中。在冷却装置中，加热流体可以被馈送朝向服务器模块，特别是朝向浸入冷却式服务器模块，以便由服务器模块直接加热，而不是经由单独的热交换器间接加热。相应地，该混合数据中心模块可以相对便宜地(例如，具有较少的部件)提供。

在实施例中，混合数据中心模块可连接到外部热网中的外部热源，并且被配置为提高从外部热网中的外部热源获得的热量的质量(即温度和/或流速)。在连接时，外部热源可以被直接联接或被间接联接到空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块并位于该空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块的上游，使得来自外部热源的热量首先使用来自空气冷却式服务器模块的热量来更新，并且然后使用来自浸入冷却式服务器模块的热量来更新。

该热量的更新可以与外部热源之外的加热流体的温度的升高有关。此外，外部热源可以例如为传统的空气冷却式数据中心，来自该空气冷却式数据中心的被加热的空气被视为加热流体，因此需要热交换器以将其转换为朝向本混合数据中心模块中的空气冷却式服务器模块和/或浸入冷却式服务器模块馈送的热量。

在实施例中，混合数据中心模块包括被配置为控制冷却装置的控制单元。控制单元可以被配置为控制第一冷却回路中的第一冷却流体的流速和/或第二冷却回路中的第二冷却流体的流速。通过增加冷却回路中的流速，可以增加从各个服务器模块收回的热量和/或可以降低该冷却回路的各个出口温度。类似地，可以降低流速以减少收回的热量和/或升高出口温度。

可替代地或额外地，控制单元可以被配置为控制从冷却装置离开朝向外部热网的加热流体的温度和/或流速。通过增加加热流体的流速，从混合数据中心模块朝向外部热网传递的热量可以增加，但是也可以导致离开数据中心模块的加热流体的温度降低。

通过以上述方式控制冷却装置，可以控制从服务器模块获得的热量以获得朝向外部热网的恒定输出温度，而与服务器模块产生的热量无关，因此与服务器模块执行的计算无关。因此，对冷却装置的控制可以使能够高效地再利用来自服务器模块的余热。

在实施例中，混合数据中心模块包括电源入口，该电源入口可被电连接到用于向数据中心模块供应电力的外部电源。

所有电气部件(诸如服务器模块和冷却装置的泵)可以被连接到电源入口，使得仅需要在混合数据中心模块和外部电源之间(例如，经由电源入口)制作单个连接件，以即插即用方式向整个混合数据中心模块提供电力。

额外地，混合数据中心模块也可以包括应急电池和/或应急发电机，该应急电池和/或应急发电机被配置为在来自例如电网的外部电源的电力的常规供应出现问题的情况下向数据中心模块提供电力。相应地，该混合数据中心模块可以包括不间断电源(UPS)，以确保向服务器模块持续供应电力，即使当数据中心模块经受不期望的断电时也是如此。

在实施例中，混合数据中心模块包括数据接口，该数据接口被有线连接以用于向服务器模块传输数据并且可有线连接到外部网络(例如，现有数据中心的服务器模块)，以用于服务器模块和外部网络之间的数据传输。

类似于电源入口，数据接口可以在所有部件(例如，所有服务器模块和外部网络)之间提供单个数据连接件，以提高混合数据中心模块的便利性。

在实施例中，混合数据中心模块包括第一侧壁和第二侧壁，该第一侧壁和第二侧壁彼此平行延伸，并且第一隔室和第二隔室被限定在第一侧壁和第二侧壁之间。由此，第一隔室包括邻近第一侧壁的第一排服务器机架、邻近第二侧壁的第二排服务器机架以及在第一排服务器机架和第二排服务器机架之间的通道。

第一侧壁和第二侧壁彼此相对并且在它们之间至少限定第一隔室。服务器机架被布置为邻近相应的侧壁，使得服务器机架间隔开以限定通道。通道可以用于人进入，例如操作者得以进入以安装或移除服务器模块，或者进行修理和/或维护。通道可以具有在1.30m和1.80m之间的范围内的宽度，以确保所有相关部件(例如，所有服务器模块)的可达性。

根据该实施例，冷却装置的上游部分，例如第一隔室的上游，在第一隔室的通道中突出，被配置为将冷却流体泵入通道中的第一隔室中。以此方式，例如在第一入口温度下的冷的冷却流体在相对低的温度下进入通道。相应地，通道中的温度可能不太高而禁止人在第一隔室中工作。

冷却装置可以在通道中具有若干个冷却流体出口，例如，被布置在第一隔室的天花板中，并且在平行于第一侧壁和第二侧壁的纵向方向上彼此间隔开。

在另一实施例中，混合数据中心模块包括第一侧壁与第一排服务器机架之间的第一间隔和第二侧壁与第二排服务器机架之间的第二间隔。

面向通道的服务器机架和空气冷却式服务器模块的前部可以彼此齐平，以提供光滑的外观，并使操作者更容易安装或移除服务器模块，或者进行修理和/或维护。由于各种类型的服务器模块可以具有不同的深度，因此侧壁处的间隔(例如，在服务器模块和服务器机架的后端处的间隔)可以在成排的服务器模块的长度上(例如，在平行于纵向方向的方向上)为可变的。

根据该实施例，冷却装置的下游部分，例如第一隔室的下游，在第一间隔和第二间隔中突出，使得冷却装置被配置为从第一间隔和第二间隔将冷却流体排出离开第一隔室，以实现冷却流体从通道流过第一排服务器机架和第二排服务器机架。

以此方式，当冷却流体沿着服务器模块传递并且在从通道朝向混合数据中心模块的相应侧壁的方向通过服务器机架时，冷却流体可以被空气冷却式服务器模块加热。在到达相应服务器机架和侧壁之间的间隔之后，冷却流体被排出离开第一隔室，例如在第一出口温度下排出。由此，服务器模块的后侧通常经受比通道中的温度高的温度，但是原则上，操作者不需要接近服务器模块的后侧，因此那里的温度可能处于较高的水平。

在实施例中，混合数据中心模块进一步包括入口隔室，该入口隔室位于第一隔室和第二隔室之间，可选地通过分隔壁与第一隔室和第二隔室分开。入口隔室包括从数据中心模块的外部进入入口隔室的入口门，并且分隔壁可以包括出入门，以允许从入口隔室进入第一隔室和第二隔室。然而，可替代地，分隔壁可以包括开放的门道，以从入口隔室进入第一隔室或第二隔室，或者入口隔室甚至可以缺少分隔壁。

操作者可以进入入口隔室以监视和控制混合数据中心模块的功能。入口隔室可以例如包括用于读出和设置用于混合数据中心模块的参数的用户界面。

在实施例中，混合数据中心模块进一步包括单独的冷却隔室，该单独的冷却隔室邻近服务器壳体，其中冷却装置被至少部分地布置在冷却隔室中。冷却装置的各种部件(诸如泵、流体储存器和热交换器)可以被提供在冷却隔室中，以便不限制服务器壳体内部可用于服务器模块的任何空间。

在另一实施例中，混合数据中心模块可以包括两个冷却隔室，该两个冷却隔室可以位于混合数据中心模块的相对端，使得第一隔室、第二隔室和/或入口隔室可以位于两个冷却隔室之间。

在实施例中，混合数据中心模块可以包括与联运集装箱(例如，40英尺长的联运集装箱)的尺寸相对应的尺寸，例如，长度为12.2米，宽度为2.4米，高度在2.6米和2.9米之间。

然而，可替代地，混合数据中心模块可以包括比联运集装箱的尺寸大的尺寸，例如具有更大的宽度。这种更大尺寸的好处为可以在数据中心模块中放置更多数量的服务器模块和/或更大尺寸的服务器模块。

根据第二方面，本发明提供一种混合数据中心模块，包括：

服务器壳体，

一个或多个服务器模块，布置在服务器壳体的内部，以及

冷却装置，配置为将由服务器模块产生的热量散发离开服务器壳体。

服务器壳体包括一个或多个服务器机架，并且一个或多个服务器模块包括布置在一个或多个服务器机架中的一个或多个空气冷却式服务器模块。冷却装置被连接到服务器壳体并且被配置为引导冷却流体的流动，并且被配置为在第一入口温度下将冷却流体泵入服务器壳体中，并且被配置为在高于第一入口温度的第一出口温度下从服务器壳体排出冷却流体。

在根据本发明的混合数据中心模块中，一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块，其也被布置在服务器壳体的内部，并且数据中心模块进一步包括在空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块之间的有线数据传输连接件。冷却装置被进一步连接到浸入冷却式服务器模块，并且被进一步配置为在第二入口温度下将冷却流体从服务器壳体泵入浸入冷却式服务器模块中，并且被配置为在高于第二入口温度的第二出口温度下从浸入冷却式服务器模块排出冷却流体。

本发明的数据中心模块为混合数据中心模块，这意味着它操作不止单种类型的服务器模块。除了数据中心模块中已知的空气冷却式服务器模块之外，根据本发明的混合数据中心模块额外包括布置在同一服务器壳体的内部的浸入冷却式服务器模块。因此，两种类型的服务器模块被集成在单个数据中心模块中，并且彼此有线连接，以使两种类型的服务器模块之间能够数据通信。

在本混合数据中心模块中，浸入冷却式服务器模块可以用于计算的目的，并且空气冷却式服务器模块可以用于数据存储的目的，其中空气冷却式服务器模块可以包括开放计算程序(OCP)服务器模块。

由于两种类型的服务器模块被集成在同一服务器壳体中，因此有线数据传输连接件的长度可以相对小，例如小于10米，优选地小于5米。这样，在浸入冷却式服务器模块与空气冷却式服务器模块之间发生的数据传输的损失非常少，这使浸入冷却式服务器模块能够以其最大性能操作。

相对短的有线数据传输连接件的另一个结果为，在两种类型的服务器模块之间的交互中出现低延迟，从而允许最大化的统一性能。在没有这种低延迟的情况下，在浸入冷却式服务器模块上运行的某些高功率要求软件将不能完全受益于那些浸入冷却式服务器模块的执行功率的全部潜力。这样，本发明允许两种类型的服务器模块在标准设施/实施例中——分别在常见的现成的浸入冷却式外壳或空气冷却式机架中，不需要两者的专用和复杂的组件——并且仍然单独地以及组合地实现最高可能的性能。这在常规DC设施中将不能实现，因为浸入式设备和空气冷却式设备之间的较长的数据传输连接件的延迟较高，而这些设施未被安装在具有专用组合冷却的常见的服务器壳体中。

根据本发明的本方面，冷却装置被连接到空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块，并且被配置为为它们两者提供冷却能力。冷却装置被配置为首先冷却空气冷却式服务器模块，这需要进入服务器壳体的冷却流体的相对低的温度(例如，第一入口温度)。由于从空气冷却式服务器模块吸收的热量，从服务器壳体排出的冷却流体在冷却空气冷却式服务器模块之后具有较高的温度(例如，第一出口温度)。

在实施例中，第一入口温度可以在20℃和25℃之间的范围内，例如22℃，并且第一出口温度可以在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃。

冷却流体可以包括气态冷却剂(例如，空气)，其通过服务器壳体的内部循环以直接冷却空气冷却式服务器模块。可替代地，冷却流体可以包括液体冷却剂(例如，水)，其通过闭合的管道系统循环，被配置为通过经由服务器壳体中的热交换器冷却服务器壳体内部的周围空气来间接冷却空气冷却式服务器模块。

根据本发明，在离开服务器壳体以冷却空气冷却式服务器模块之后，冷却流体被传递到浸入冷却式服务器模块。这里，冷却流体在可以类似于第一出口温度的第二入口温度下被馈送到浸入冷却式服务器模块中。尽管该第二入口温度高于用于冷却空气冷却式服务器模块的第一入口温度，但是它仍然足够低以提供用于浸入冷却式服务器模块的冷却能力，该浸入冷却式服务器模块通常在比空气冷却式服务器模块的温度高的温度下操作。在冷却浸入冷却式服务器模块之后，冷却流体由于从浸入冷却式服务器模块吸收热量而具有甚至更高的温度(例如，第二出口温度)。

在实施例中，第二入口温度可以在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃，并且第二出口温度可以在40℃和45℃之间的范围内，例如42℃。

在冷却流体包括气态冷却剂的情况下，冷却流体可以传递朝向热交换器，以从浸入冷却式服务器模块浸没的液体(例如，油)中收回热量。在冷却流体包括液体冷却剂的情况下，液态冷却流体可以直接通过浸入冷却式服务器模块，即，使得服务器模块有效地浸没在液态冷却流体中。可替代地，液态冷却流体可以通过闭合的管道系统循环，该闭合的管道系统被配置为通过经由热交换器冷却服务器模块内部的浸入式液体(例如，不导电的油)来间接冷却浸入冷却式服务器模块。

离开浸入冷却式服务器模块的冷却流体的第二出口温度可以远高于来自空气冷却式服务器模块的冷却流体的第一出口温度。该较高的温度导致冷却流体的较高热能，并且使能够更高效地再利用从服务器模块收回的热量。这可以导致比现有数据中心模块更节能，因此更环保的数据中心模块，而在现有数据中心模块中，余热被简单地丢弃到环境中。

根据第二方面的混合数据中心模块进一步包括位于服务器壳体中的第二热交换器(例如，散热器)，包括流体连接到冷却装置的流体通路和整体连接到流体通路的热交换器表面。第二热交换器被配置为在服务器壳体中的空气与热交换器表面接触时从空气中收回热量。

服务器壳体内部的周围空气可以被空气冷却式服务器模块加热，例如，在空气冷却式服务器模块旁边循环，以通过对流从服务器模块吸收热量。空气进一步沿着第二热交换器的与冷却流体接触的热交换器表面(例如，波纹状热交换器表面以增加其表面区域)循环。

冷却装置被配置为将冷却流体，例如液体冷却剂(例如水)，泵入流体通路中以通过热交换器。在第一入口温度下进入第二热交换器的冷却流体可以具有比服务器壳体中的周围空气的温度低的温度，使得热量可以从空气经由热交换器表面传递朝向冷却流体。相应地，冷却流体被空气加热并且在高于第一入口温度的第一出口温度下离开热交换器(例如，也离开服务器壳体)。

根据本发明的第二方面的混合数据中心模块可以包括一个或多个特征和/或可以提供本文公开的与根据本发明第一方面所述的混合数据中心模块相关的一个或多个益处，特别是包括权利要求中记载的一个或多个特征。

本发明可以提供来自数据中心模块的余热可以被有效地利用的益处，这是因为从第二冷却回路(即在第二出口温度下)获得的余热可以具有足够的能力。特别地，当第二冷却流体为冷却液体时，第二冷却流体可以具有足够的能力以例如用于家庭加热。

本发明也提供一种利用浸入冷却式服务器模块改造具有空气冷却式服务器模块的现有数据中心的方法，包括以下步骤：

提供如本文所述的混合数据中心模块，

将混合数据中心模块布置在现有数据中心的内部，以及

将混合数据中心模块的一个或多个服务器模块有线连接到现有数据中心的空气冷却式服务器模块。

在本方法中，本发明的混合数据中心模块提供一种借助浸入冷却式服务器模块来增加现有数据中心的计算能力的灵活和方便的方式。如果这些浸入冷却式服务器模块必须直接放置在现有数据中心中，则需要安装全新的基础设施。因此，浸入冷却式服务器模块依赖于液体冷却，而数据中心中的现有服务器模块通常以在整个建筑物中提供冷却空气的方式进行空气冷却。

在根据本发明的方法中提供的混合数据中心模块包括空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块，该空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块被布置在同一服务器壳体的内部。两种类型的服务器模块被集成在单个模块中，并且彼此有线连接，以使两种类型的服务器模块之间能够数据通信。由于两种类型的服务器模块被集成在同一服务器壳体中，因此有线数据传输连接件的长度可以相对小，例如小于10米，优选地小于5米。这样，在浸入冷却式服务器模块和空气冷却式服务器模块之间发生的数据传输的损失非常少，这使浸入冷却式服务器模块能够以其最大性能操作。

混合数据中心模块包括其自身的冷却装置，该冷却装置被连接到空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块，并且被配置为为它们两者提供冷却能力。因此，没有必要为浸入冷却式服务器模块单独安装专用冷却系统，这是因为在混合数据中心模块中它们包括其自身的冷却装置。

根据本方法，混合数据中心模块被布置在现有数据中心中，例如布置在存在现有服务器模块的同一房间中，但是混合数据中心模块可以可替代地安装在数据中心的不同房间中，或者甚至室外，这是因为混合数据中心模块本身不需要特别控制的气候。

混合数据中心模块和现有数据中心(例如，其空气冷却式服务器模块)之间的有线连接件可以包括经由混合数据中心模块的电源入口到外部电源的电连接件以用于向混合数据中心模块供应电力，和/或可以包括经由混合数据中心模块的数据接口的有线连接件以用于在混合数据中心模块中的服务器模块和外部网络之间(例如，到现有数据中心的服务器模块)的数据传输。因此，混合数据中心模块可以方便地以即插即用的方式安装在现有数据中心中，以提高现有数据中心的计算能力，例如为数据中心提供来自浸入冷却式服务器模块的额外计算能力。

本发明也提供一种如本文所述的混合数据中心模块用于计算和/或存储数据的用途。

所使用的混合数据中心模块包括空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块，该空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块被布置在同一服务器壳体的内部。因此，两种类型的服务器模块被集成在单个模块中，并且彼此有线连接，以使两种类型的服务器模块之间能够数据通信。浸入冷却式服务器模块可以用于计算的目的，并且空气冷却式服务器模块可以用于数据存储的目的。由于两种类型的服务器模块被集成在同一服务器壳体中，因此有线数据传输连接件的长度可以相对小，例如小于10米，优选地小于5米。这样，在浸入冷却式服务器模块和空气冷却式服务器模块之间发生的数据传输的损失非常少，这使浸入冷却式服务器模块能够以其最大性能操作。

本发明最后也提供一种冷却混合数据中心模块(例如，如本文所述的混合数据中心模块)的方法，包括以下步骤：

在第一入口温度下将冷却流体(例如，第一冷却回路中的第一冷却流体)泵入服务器壳体中，该服务器壳体包括一个或多个服务器机架，该服务器机架具有布置在其中的一个或多个空气冷却式服务器模块，以及

在高于第一入口温度的第一出口温度下从服务器壳体排出冷却流体(例如，第一冷却流体)，

其中一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块，并且其中方法进一步包括以下步骤：

可选地，借助第一热交换器将热量从第一冷却回路中的第一冷却流体传递到第二冷却回路中的第二冷却流体，

在第二入口温度下将冷却流体(例如，第二冷却回路中的第二冷却流体)从服务器壳体泵入一个或多个浸入冷却式服务器模块中，以及

在高于第二入口温度的第二出口温度下从浸入冷却式服务器模块排出冷却流体(例如，第二冷却流体)。

在根据本发明的冷却方法中，包括多个不同类型的服务器模块的混合数据中心模块被冷却。混合数据中心模块包括空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块，该空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块可以被布置在同一服务器壳体的内部。

冷却可以借助冷却装置进行，该冷却装置被连接到空气冷却式服务器模块和浸入冷却式服务器模块，并且被配置为为它们两者提供冷却能力。冷却装置被配置为首先冷却空气冷却式服务器模块，这需要进入服务器壳体的冷却流体(例如，第一冷却流体)的相对低的温度(例如，第一入口温度)。由于从空气冷却式服务器模块吸收的热量，从服务器壳体排出的冷却流体在冷却空气冷却式服务器模块之后具有较高的温度(例如，第一出口温度)。

在方法的实施例中，第一入口温度可以在20℃和25℃之间的范围内，例如22℃，并且第一出口温度可以在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃。

冷却流体(例如，第一冷却流体)可以包括气态冷却剂(例如，空气)，其通过服务器壳体的内部循环以直接冷却空气冷却式服务器模块。可替代地或额外地，冷却流体(例如，第二冷却流体)可以包括液体冷却剂(例如，水)，其通过闭合的管道系统循环，被配置为通过经由服务器壳体中的热交换器冷却服务器壳体内部的周围空气来间接冷却空气冷却式服务器模块。

在根据本发明的方法中，在离开服务器壳体以冷却空气冷却式服务器模块之后，冷却流体被传递到浸入冷却式服务器模块。这里，冷却流体(例如，第二冷却流体)在可以类似于第一出口温度的第二入口温度下被馈送到浸入冷却式服务器模块中。尽管该第二入口温度高于用于冷却空气冷却式服务器模块的第一入口温度，但是它仍然足够低以提供用于浸入冷却式服务器模块的冷却能力，该浸入冷却式服务器模块通常在比空气冷却式服务器模块的温度高的温度下操作。在冷却浸入冷却式服务器模块之后，冷却流体(例如，第二冷却流体)由于从浸入冷却式服务器模块吸收的热量而具有甚至更高的温度(例如，第二出口温度)。

在方法的实施例中，第二入口温度可以在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃，并且第二出口温度可以在40℃和45℃之间的范围内，例如42℃。

在冷却流体包括气态冷却剂的情况下，冷却流体可以传递朝向热交换器，以从浸入冷却式服务器模块浸没的液体(例如，油)中收回热量。在冷却流体包括液态冷却剂的情况下，液态冷却流体可以直接通过浸入冷却式服务器模块，即，使得服务器模块有效地浸没在液态冷却流体中。可替代地，液态冷却流体可以通过闭合的管道系统循环，该闭合的的管道系统被配置为通过经由热交换器冷却服务器模块内部的浸没液体(例如，不导电的油)来间接冷却浸入冷却式的服务器模块。

根据本发明，第一冷却流体可以为气态冷却剂(例如，空气)，其可以自由地通过服务器壳体并且沿着第一冷却回路中的空气冷却式服务器模块。第二冷却流体可以不同于第一冷却流体，该第二冷却流体例如为液体(诸如水)，其可以在第二冷却回路中通过浸入冷却式服务器模块循环。液态冷却流体可以直接通过浸入冷却式服务器模块，即，使得服务器模块有效地浸没在液态冷却流体中。

离开浸入冷却式服务器模块的冷却流体的第二出口温度可以远高于来自空气冷却式服务器模块的冷却流体的第一出口温度。该较高的温度导致冷却流体的较高热能，并且使能够更高效地再利用从服务器模块收回的热量。这使本方法比现有数据中心模块中的冷却方法更节能，因此更环保，在现有数据中心模块中，余热被简单地丢弃到环境中。

附图说明

下面将参考附图中显示的实施例来解释本发明的进一步特征，在附图中：

图1示意性地描绘根据本发明的混合数据中心模块的一实施例，以及

图2示意性地描绘根据本发明的混合数据中心模块的另一实施例。

在整个附图中，相同的附图标记用以表示相应的部件或具有相应功能的部件。

具体实施方式

图1示意性地描绘混合数据中心模块的一实施例，混合数据中心模块用附图标记101表示。图2描绘混合数据中心201的第二实施例。混合数据中心模块201的第二实施例中的公共特征具有与第一实施例中的公共特征相同的附图标记，第一位数字为2而不是1。

本发明的数据中心模块101为混合数据中心模块，这意味着它操作多于单个类型的服务器模块。因此，多种类型的服务器模块被集成在单个模块中，并且彼此有线连接，以使两种类型的服务器模块之间能够数据通信。

混合数据中心模块101包括服务器壳体110和多个服务器模块，服务器壳体110在图中借助虚线显示，多个服务器模块被布置在服务器壳体的内部。服务器壳体110包括第一侧壁102和第二侧壁103，并且包括第一隔室111和第二隔室112，第一隔室111和第二隔室112彼此分开并且彼此平行延伸。在服务器壳体110包括彼此分开的两个隔室111、112的情况下，隔室111、112中的每个中的条件可以不同，以便针对位于相应隔室111、112中的特定类型的服务器模块进行最佳调节。数据中心模块101进一步包括入口隔室(在图中不可见)，操作者可进入该入口隔室来监视和控制数据中心模块101的运行。

数据中心模块101进一步包括四个空气冷却式服务器模块120，其各自布置在第一隔室111内部的服务器机架中。空气冷却式服务器模块120邻近第一侧壁102的第一排服务器机架和邻近第二侧壁103的第二排服务器机架中。成排的服务器机架中的服务器机架间隔开，以限定它们之间的通道105。通道105可用于人进入，例如使操作者得以进入以安装或移除服务器模块，或者进行修理和/或维护。

数据中心模块101包括第一侧壁102与第一排服务器机架之间的第一间隔108和第二侧壁103与第二排服务器机架之间的第二间隔109。面向通道105的服务器机架和空气冷却式服务器模块120的前部彼此齐平，以提供平滑的外观，并使操作者更容易安装或移除服务器模块120。

数据中心模块101进一步包括两个浸入冷却式服务器模块130，该浸入冷却式服务器模块130也被布置在服务器壳体110的第二隔室112的内部。数据中心模块101进一步包括在空气冷却式服务器模块120与浸入冷却式服务器模块130之间的有线数据传输连接件104。

数据中心模块101中的浸入冷却式服务器模块130可以用于计算的目的，并且空气冷却式服务器模块120可以用于数据存储的目的。由于两种类型的服务器模块120、130被集成在同一服务器壳体110中，因此在本实施例中的有线数据传输连接件104的长度相对小，例如小于10米。这样，在浸入冷却式服务器模块130与空气冷却式服务器模块120之间发生的数据传输的损失非常少，这使浸入冷却式服务器模块130能够以其最大性能操作。

数据中心模块101进一步包括冷却装置140，冷却装置140被配置为将服务器模块120、130产生的热量散发离开服务器壳体110。冷却装置140与空气冷却式服务器模块120和浸入冷却式服务器模块130两者相关联。如图1中所示，冷却装置140位于单独的冷却隔室中，该冷却隔室邻近服务器壳体110。

冷却装置140被配置为首先冷却需要相对低温度(例如，第一入口温度)的空气冷却式服务器模块120，并且被配置为其次冷却需要相对高温度(例如，第二入口温度)的浸入冷却式服务器模块130。对于第一隔室111中的空气冷却式服务器模块120和第二隔室112中的浸入冷却式服务器模块130的冷却，相应的冷却流体的流动方向借助箭头指示。

冷却装置140被连接到服务器壳体110并被配置为引导冷却流体的流动，并且被配置为经由第一隔室111的天花板中的在通道105中突出的入口141在第一入口温度t1下将冷却流体泵入第一隔室111中。冷却装置140被进一步配置为在高于第一入口温度t1的第一出口温度T1下从第一隔室111经由在带有空气冷却式服务器模块120的服务器机架与相应的第一侧壁102和第二侧壁103之间的间隔中的两个出口142排出冷却流体。因此，冷却装置140被配置为从第一间隔108和第二间隔109将冷却流体排出离开第一隔室111，以实现冷却流体从通道105流过成排的服务器机架。

在图1中所示的实施例中，冷却流体为气态冷却剂，例如空气，其通过服务器壳体110的第一隔室111的内部循环以直接冷却空气冷却式服务器模块120。第一入口温度t1在20℃和25℃之间的范围内，例如22℃，并且第一出口温度T1在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃。

冷却装置140被进一步连接到在第二隔室112中的浸入冷却式服务器模块130中的每个，并且被进一步被配置为在第二入口温度t2下将冷却流体泵入浸入冷却式服务器模块130，并且被配置为在高于第二入口温度t2的第二出口温度T2下从浸入冷却式服务器模块130排出冷却流体。

在离开用于冷却空气冷却式服务器模块120的第一隔室111之后，冷却流体由此传递朝向浸入冷却式服务器模块130。这里，冷却流体在可以类似于第一出口温度T1的第二入口温度t2下被馈送到浸入冷却式服务器模块130中。尽管该第二入口温度t2高于用于冷却空气冷却式服务器模块120的第一入口温度t1，但是它仍然足够低以提供用于浸入冷却式服务器模块130的冷却能力，浸入冷却式服务器模块130通常在比空气冷却式服务器模块120高的温度下操作。

在图1的实施例中，液体冷却剂从冷却装置140被馈送朝向浸入冷却式服务器模块130。在浸入冷却式服务器模块130的内部，液态冷却流体通过闭合的管道系统循环，该闭合的管道系统被配置为通过经由热交换器冷却服务器模块130内部的浸入式液体(例如，不导电的油)来间接地冷却浸入冷却式服务器模块130。

在冷却浸入冷却式服务器模块130之后，冷却流体由于从浸入冷却式服务器模块130吸收热量而具有甚至更高的温度，例如第二出口温度T2。第二入口温度t2在30℃和35℃之间的范围内，例如32℃，第二出口温度T2在40℃和45℃之间的范围内，例如42℃。

离开浸入冷却式服务器模块130的冷却流体的第二出口温度T2远高于来自空气冷却式服务器模块120的冷却流体的第一出口温度T1。该较高的温度导致冷却流体的较高热能，并且使能够更高效地再利用从服务器模块120、130收回的热量。

在图1中所示的数据中心模块101的实施例中，冷却装置140包括第一冷却回路，该第一冷却回路包括入口141和出口142，并且被连接到服务器壳体110的第一隔室111。第一冷却回路被配置为引导第一(例如，气态)冷却流体的流动。冷却装置140由此被配置为在第一入口温度t1下将第一冷却流体泵入服务器壳体110的第一隔室111中，并且被配置为在第一出口温度T1下从服务器壳体110的第一隔室111排出第一冷却流体。

在图1的实施例中，冷却装置140进一步包括第二冷却回路144，该第二冷却回路144被连接到浸入冷却式服务器模块130并且被配置为引导第二冷却流体(例如，液体冷却剂)的流动。冷却装置140被进一步被配置为在第二入口温度t2下将第二冷却流体泵入浸入冷却式服务器模块130，并且被配置为在第二出口温度T2下从浸入冷却式服务器模块130排出第二冷却流体。

冷却装置也包括两个第一热交换器145，该第一热交换器145被流体连接到第一冷却回路和第二冷却回路144。第一热交换器145被配置为将热量从第一冷却回路中的第一冷却流体传递到第二冷却回路144中的第二冷却流体，该第一冷却流体待从服务器壳体110的第一隔室111排出，该第二冷却流体待被泵入浸入冷却式服务器模块130中。

数据中心模块101进一步包括加热流体入口151和加热流体出口152，加热流体入口151和加热流体出口152被流体连接到冷却装置140并且可流体连接到外部热网，以分别允许加热流体从热网进入冷却装置140中以及加热流体离开冷却装置140进入热网。

经由加热流体入口151，来自外部热网的加热流体(例如，来自区域热网的冷却水)进入数据中心模块101中并且被馈送到冷却装置140中。借助于冷却装置140，从服务器模块120、130获得的热量被传递到加热流体中。相应地，服务器模块120、130被冷却并且加热流体(例如，来自区域热网的水)被加热。在被加热之后，加热流体经由加热流体出口152被输送离开数据中心模块101，以便被馈送回到外部热网。

数据中心模块101进一步包括加热流体回路和第三热交换器(图中未示出)。加热流体回路被流体连接到加热流体入口151和加热流体出口152，以允许加热流体在加热流体入口151和加热流体出口152之间流过加热流体回路。第三热交换器被流体连接到冷却装置140和加热流体回路，并且被配置为将已经从服务器壳体110排出的热量从冷却装置140传递到待通过加热流体回路的加热流体。

来自外部热网的加热流体(例如，来自区域热网的冷却水)被引导到数据中心模块101的加热流体回路中。加热流体被引导朝向第三热交换器，在第三热交换器中，从服务器模块120、130获得的热量被间接地传递朝向加热流体。相应地，加热流体不需要与服务器模块120、130接触。代替地，数据中心模块1的冷却流体回路144为封闭系统，以便减少可能的故障风险。在被加热之后，加热流体离开第三热交换器并且经由加热流体出口152流动离开数据中心模块101，回到外部热网中。

数据中心模块101包括电源入口106，电源入口106可被电连接到用于向数据中心模块101供应电力的外部电源。诸如服务器模块120、130和冷却装置140的所有电气部件均被连接到电源入口106，使得仅需要在数据中心模块101和外部电源之间(例如，经由电源入口106)制作单个连接件，以即插即用方式向混合数据中心模块101提供电力。

数据中心模块101进一步包括数据接口107，该数据接口107被有线连接以用于向服务器模块120、130传输数据并且可有线连接到外部网络(例如，现有数据中心的服务器模块)以用于服务器模块120、130和外部网络之间的数据传输。

与电源入口106类似，数据接口107提供所有部件(例如，所有服务器模块120、130和外部网络)之间的单个数据连接，以提高数据中心模块101的便利性。

图2中的数据中心模块301的实施例与图1中的实施例的不同之处在于，它缺少由冷却装置340提供的气态冷却流体。代替地，冷却流体包括液体冷却剂(例如，水)，其通过闭合的管道系统346循环，被配置为通过经由服务器壳体310的第一隔室311中的两个第二热交换器347冷却服务器壳体310的第一隔室311中的周围空气来间接冷却空气冷却式服务器模块320。

第二热交换器347被实施为散热器，其位于服务器壳体110中，每个第二热交换器347包括借助管道系统346流体连接到冷却装置340的流体通路和整体连接到流体通路的热交换器表面。第二热交换器347被配置为在服务器壳体310的第一隔室311中的空气与热交换器表面接触时从空气中收回热量。

服务器壳体310的第一隔室311内部的周围空气在使用期间被空气冷却式服务器模块320加热，例如，在空气冷却式服务器模块320旁边循环，以通过对流从服务器模块吸收热量。空气进一步沿着第二热交换器347的与冷却流体接触的热交换器表面循环。

冷却装置340被配置为将冷却流体(例如，水)泵入流体通路中以通过第二热交换器347。在第一入口温度t1下进入第二热交换器347的冷却流体具有比服务器壳体310的第一隔室311中的周围空气的温度低的温度，使得热量可以从空气经由热交换器表面传递朝向冷却流体。相应地，冷却流体在高于第一入口温度t1的第一出口温度T1下被空气加热并且离开第二热交换器347(例如，也离开第一隔室311)。

在离开第二热交换器347之后，液体冷却剂被馈送朝向浸入冷却式服务器模块330，以用于以与图1中的实施例所描述的类似的方式冷却浸入冷却式服务器模块330。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种混合数据中心模块，包括：

-服务器壳体，

-一个或多个服务器模块，布置在所述服务器壳体的内部，以及

-冷却装置，配置为将由所述服务器模块产生的热量散发离开所述服务器壳体，

其中所述服务器壳体包括一个或多个服务器机架，并且其中所述一个或多个服务器模块包括布置在所述一个或多个服务器机架中的一个或多个空气冷却式服务器模块，

其中所述冷却装置包括第一冷却回路，所述第一冷却回路被连接到所述服务器壳体并且被配置为引导第一冷却流体的流动，并且

其中所述冷却装置被配置为在第一入口温度下将所述第一冷却流体泵入所述服务器壳体中，并且被配置为在高于所述第一入口温度的第一出口温度下从所述服务器壳体排出所述第一冷却流体，

其特征在于，

所述一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块，

其中所述数据中心模块进一步包括在所述空气冷却式服务器模块和所述浸入冷却式服务器模块之间的有线数据传输连接件，

其中所述冷却装置被进一步连接到所述浸入冷却式服务器模块，

其中所述冷却装置进一步包括第二冷却回路，所述第二冷却回路被连接到所述浸入冷却式服务器模块并且被配置为引导第二冷却流体的流动，

其中所述冷却装置被进一步配置为在第二入口温度下将具有热量的所述第二冷却流体从所述服务器壳体泵入所述浸入冷却式服务器模块中，并且被配置为在高于所述第二入口温度的第二出口温度下从所述浸入冷却式服务器模块排出所述第二冷却流体，

其中所述冷却装置也包括第一热交换器，所述第一热交换器被流体连接到所述第一冷却回路和所述第二冷却回路，

其中所述第一热交换器被配置为将热量从所述第一冷却回路中的所述第一冷却流体传递到所述第二冷却回路中的所述第二冷却流体，所述第一冷却流体待从所述服务器壳体排出，所述第二冷却流体待被泵入所述浸入冷却式服务器模块中。

2.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，其中所述服务器壳体包括第一隔室和第二隔室，所述第一隔室和所述第二隔室彼此分开，

其中带有布置在其中的所述一个或多个空气冷却式服务器模块的所述一个或多个服务器机架被布置在所述第一隔室中，

其中所述一个或多个浸入冷却式服务器模块被布置在所述第二隔室中，并且

其中所述冷却装置被配置为将所述第一冷却流体泵入所述第一隔室中，并且将所述第二冷却流体泵入所述第二隔室中的所述浸入冷却式服务器模块中。

3.根据权利要求1和2所述的混合数据中心模块，其中所述第一冷却回路被连接到所述第一隔室的内部，并且其中所述第二冷却回路被连接到所述第二隔室中的所述浸入冷却式服务器模块。

4.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括加热流体入口和加热流体出口，所述加热流体入口和所述加热流体出口被流体连接到所述冷却装置并且能流体连接到外部热网，以分别允许加热流体从所述热网进入所述冷却装置中以及所述加热流体离开所述冷却装置进入所述热网。

5.根据权利要求4所述的混合数据中心模块，进一步包括加热流体回路和第三热交换器，

其中所述加热流体回路被流体连接到所述加热流体入口和所述加热流体出口，以允许所述加热流体在所述加热流体入口和所述加热流体出口之间流过所述加热流体回路，

其中所述第三热交换器被流体连接到所述冷却装置和所述加热流体回路，并且

其中所述第三热交换器被配置为将已经从所述服务器壳体排出的热量从所述冷却装置传递到待通过所述加热流体回路的所述加热流体。

6.根据权利要求6所述的混合数据中心模块，其中所述冷却装置被流体连接到所述加热流体入口和所述加热流体出口，以允许所述加热流体流过所述冷却装置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括电源入口，所述电源入口能被电连接到用于向所述数据中心模块供应电力的外部电源。

8.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括数据接口，所述数据接口被有线连接以用于向所述服务器模块传输数据并能有线连接到外部网络，例如，现有数据中心的服务器模块，以用于所述服务器模块和所述外部网络之间的数据传输。

9.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此平行延伸，并且所述第一隔室和所述第二隔室被限定在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间，

其中所述第一隔室包括：

邻近所述第一侧壁的第一排服务器机架，

邻近所述第二侧壁的第二排服务器机架，以及

在所述第一排服务器机架和所述第二排服务器机架之间的通道，

其中所述冷却装置的上游部分，例如所述第一隔室的上游，在所述第一隔室的所述通道中突出，被配置为将所述冷却流体泵入所述通道中的所述第一隔室中。

10.根据权利要求9所述的混合数据中心模块，包括所述第一侧壁与所述第一排服务器机架之间的第一间隔和所述第二侧壁与所述第二排服务器机架之间的第二间隔，

其中所述冷却装置的下游部分，例如所述第一隔室的下游，在所述第一间隔和所述第二间隔中突出，使得所述冷却装置被配置为从所述第一间隔和所述第二间隔将所述冷却流体排出离开所述第一隔室，以实现冷却流体从所述通道流过所述第一排服务器机架和所述第二排服务器机架。

11.根据权利要求9或10所述的混合数据中心模块，进一步包括入口隔室，所述入口隔室位于所述第一隔室和所述第二隔室之间，通过分隔壁与所述第一隔室和所述第二隔室分开，

其中所述入口隔室包括从所述数据中心模块的外部进入所述入口隔室的入口门，并且

其中所述分隔壁包括通道门，以允许从所述入口隔室进入所述第一隔室和所述第二隔室中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，进一步包括单独的冷却隔室，所述单独的冷却隔室邻近所述服务器壳体，并且

其中所述冷却装置被至少部分地布置在所述冷却隔室中。

13.一种利用浸入冷却式服务器模块改造具有空气冷却式服务器模块的现有数据中心的方法，包括以下步骤：

-提供根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，

-将所述混合数据中心模块布置在所述现有数据中心的内部，以及

-将所述混合数据中心模块的所述一个或多个服务器模块有线连接到所述现有数据中心的所述空气冷却式服务器模块。

14.一种根据权利要求1至13中任一项所述的混合数据中心模块用于计算和/或存储数据的用途。

15.一种冷却例如根据权利要求1至13中任一项所述的混合数据中心模块的混合数据中心模块的方法，包括以下步骤：

-在第一入口温度下将第一冷却回路中的第一冷却流体泵入服务器壳体中，所述服务器壳体包括一个或多个服务器机架，所述服务器机架具有布置在其中的一个或多个空气冷却式服务器模块，以及

-在高于所述第一入口温度的第一出口温度下从所述服务器壳体排出所述第一冷却流体，

其中所述一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块，并且

其中所述方法进一步包括以下步骤：

-借助第一热交换器将热量从所述第一冷却回路中的所述第一冷却流体传递到所述第二冷却回路中的所述第二冷却流体，

-在第二入口温度下将第二冷却回路中的第二冷却流体泵入一个或多个浸入冷却式服务器模块中，以及

-在高于所述第二入口温度的第二出口温度下从所述浸入冷却式服务器模块排出所述第二冷却流体。

Claims (15)

1.一种混合数据中心模块，包括：

-服务器壳体，

-一个或多个服务器模块，布置在所述服务器壳体的内部，以及

-冷却装置，配置为将由所述服务器模块产生的热量散发离开所述服务器壳体，

其中所述服务器壳体包括一个或多个服务器机架，并且其中所述一个或多个服务器模块包括布置在所述一个或多个服务器机架中的一个或多个空气冷却式服务器模块，

其中所述冷却装置包括第一冷却回路，所述第一冷却回路被连接到所述服务器壳体并且被配置为引导第一冷却流体的流动，并且

其中所述冷却装置被配置为在第一入口温度下将所述第一冷却流体泵入所述服务器壳体中，并且被配置为在高于所述第一入口温度的第一出口温度下从所述服务器壳体排出所述第一冷却流体，

其特征在于，

所述一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块，

其中所述数据中心模块进一步包括在所述空气冷却式服务器模块和所述浸入冷却式服务器模块之间的有线数据传输连接件，

其中所述冷却装置被进一步连接到所述浸入冷却式服务器模块，

其中所述冷却装置进一步包括第二冷却回路，所述第二冷却回路被连接到所述浸入冷却式服务器模块并且被配置为引导第二冷却流体的流动，

其中所述冷却装置被进一步配置为在第二入口温度下将所述第二冷却流体从所述服务器壳体泵入所述浸入冷却式服务器模块中，并且被配置为在高于所述第二入口温度的第二出口温度下从所述浸入冷却式服务器模块排出所述第二冷却流体，

其中所述冷却装置也包括第一热交换器，所述第一热交换器被流体连接到所述第一冷却回路和所述第二冷却回路，

其中所述第一热交换器被配置为将热量从所述第一冷却回路中的所述第一冷却流体传递到所述第二冷却回路中的所述第二冷却流体，所述第一冷却流体待从所述服务器壳体排出，所述第二冷却流体待被泵入所述浸入冷却式服务器模块中。

2.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，其中所述服务器壳体包括第一隔室和第二隔室，所述第一隔室和所述第二隔室彼此分开，

其中带有布置在其中的所述一个或多个空气冷却式服务器模块的所述一个或多个服务器机架被布置在所述第一隔室中，

其中所述一个或多个浸入冷却式服务器模块被布置在所述第二隔室中，并且

其中所述冷却装置被配置为首先将所述冷却流体泵入所述第一隔室中，然后泵入所述第二隔室中的所述浸入冷却式服务器模块中。

3.根据权利要求1和2所述的混合数据中心模块，其中所述第一冷却回路被连接到所述第一隔室的内部，并且其中所述第二冷却回路被连接到所述第二隔室中的所述浸入冷却式服务器模块。

4.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括加热流体入口和加热流体出口，所述加热流体入口和所述加热流体出口被流体连接到所述冷却装置并且能流体连接到外部热网，以分别允许加热流体从所述热网进入所述冷却装置中以及所述加热流体离开所述冷却装置进入所述热网。

5.根据权利要求4所述的混合数据中心模块，进一步包括加热流体回路和第三热交换器，

其中所述加热流体回路被流体连接到所述加热流体入口和所述加热流体出口，以允许所述加热流体在所述加热流体入口和所述加热流体出口之间流过所述加热流体回路，

其中所述第三热交换器被流体连接到所述冷却装置和所述加热流体回路，并且

其中所述第三热交换器被配置为将已经从所述服务器壳体排出的热量从所述冷却装置传递到待通过所述加热流体回路的所述加热流体。

6.根据权利要求6所述的混合数据中心模块，其中所述冷却装置被流体连接到所述加热流体入口和所述加热流体出口，以允许所述加热流体流过所述冷却装置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括电源入口，所述电源入口能被电连接到用于向所述数据中心模块供应电力的外部电源。

8.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括数据接口，所述数据接口被有线连接以用于向所述服务器模块传输数据并能有线连接到外部网络，例如，现有数据中心的服务器模块，以用于所述服务器模块和所述外部网络之间的数据传输。

9.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此平行延伸，并且所述第一隔室和所述第二隔室被限定在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间，

其中所述第一隔室包括：

邻近所述第一侧壁的第一排服务器机架，

邻近所述第二侧壁的第二排服务器机架，以及

在所述第一排服务器机架和所述第二排服务器机架之间的通道，

其中所述冷却装置的上游部分，例如所述第一隔室的上游，在所述第一隔室的所述通道中突出，被配置为将所述冷却流体泵入所述通道中的所述第一隔室中。

10.根据权利要求9所述的混合数据中心模块，包括所述第一侧壁与所述第一排服务器机架之间的第一间隔和所述第二侧壁与所述第二排服务器机架之间的第二间隔，

其中所述冷却装置的下游部分，例如所述第一隔室的下游，在所述第一间隔和所述第二间隔中突出，使得所述冷却装置被配置为从所述第一间隔和所述第二间隔将所述冷却流体排出离开所述第一隔室，以实现冷却流体从所述通道流过所述第一排服务器机架和所述第二排服务器机架。

11.根据权利要求9或10所述的混合数据中心模块，进一步包括入口隔室，所述入口隔室位于所述第一隔室和所述第二隔室之间，通过分隔壁与所述第一隔室和所述第二隔室分开，

其中所述入口隔室包括从所述数据中心模块的外部进入所述入口隔室的入口门，并且

其中所述分隔壁包括通道门，以允许从所述入口隔室进入所述第一隔室和所述第二隔室中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，进一步包括单独的冷却隔室，所述单独的冷却隔室邻近所述服务器壳体，并且

其中所述冷却装置被至少部分地布置在所述冷却隔室中。

13.一种利用浸入冷却式服务器模块改造具有空气冷却式服务器模块的现有数据中心的方法，包括以下步骤：

-提供根据前述权利要求中任一项所述的混合数据中心模块，

-将所述混合数据中心模块布置在所述现有数据中心的内部，以及

-将所述混合数据中心模块的所述一个或多个服务器模块有线连接到所述现有数据中心的所述空气冷却式服务器模块。

14.一种根据权利要求1至13中任一项所述的混合数据中心模块用于计算和/或存储数据的用途。

15.一种冷却例如根据权利要求1至13中任一项所述的混合数据中心模块的混合数据中心模块的方法，包括以下步骤：

-在第一入口温度下将第一冷却回路中的第一冷却流体泵入服务器壳体中，所述服务器壳体包括一个或多个服务器机架，所述服务器机架具有布置在其中的一个或多个空气冷却式服务器模块，以及

-在高于所述第一入口温度的第一出口温度下从所述服务器壳体排出所述第一冷却流体，

其中所述一个或多个服务器模块进一步包括一个或多个浸入冷却式服务器模块，并且

其中所述方法进一步包括以下步骤：

-可选地，借助第一热交换器将热量从所述第一冷却回路中的所述第一冷却流体传递到所述第二冷却回路中的所述第二冷却流体，

-在第二入口温度下将第二冷却回路中的第二冷却流体泵入一个或多个浸入冷却式服务器模块中，以及

-在高于所述第二入口温度的第二出口温度下从所述浸入冷却式服务器模块排出所述第二冷却流体。