专利名称：一种太空数据中心的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据中心技术领域，特别涉及一种太空数据中心。
背景技术：
当前，随着信息大爆炸时代的来临，人们对信息的需求在成倍增长，用于信息处理及存储的数据中心越来越受到人们的关注。数据中心的集成度越来越高，而其引发的高能耗、散热难及占地空间大等问题，都给人们带来了很大的麻烦。数据中心是由计算机系统、通讯存储系统、数据通讯连接、环境控制设备、监控设备和各种安全装置组成的一整套复杂的设施。2008年美国《商业周刊》报道，一次简单的Google搜索消耗的电能就足以使一只11瓦的节能灯点亮15分钟到一个小时。事实上，Google数据中心的耗电量已占到全美国耗电量的1.5%，为此，Google公司正考虑将其数据中心移到海上，以便利用海水波浪和潮汐的发电供给数据中心使用，另一方面则可利用海水的流动来冷却数据中心，该公司并就此方案申请了专利。然而，由于受海洋恶劣环境及空间的限制以及海水腐蚀等自身问题的制约，此数据中心的容量和使用寿命有限。因此，为了克服当前数据中心能耗大、散热难及占地空间大的问题，还需要一些更加有效的解决方案。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是:如何提供一种太空数据中心，以克服当前数据中心能耗大、散热难及占地空间大的问题。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种太空数据中心，其包括:机柜、机房、散热设备和太阳能发电设备；所述机柜用于实现数据的处理、存储和传输；所述机柜设置在所述机房内部，所述机房用于为所述机柜提供适宜的工作环境；所述散热设备设置在所述机房的外部，用于将所述太空数据中心产生的热量释放到太空中；所述太阳能发电设备连接所述散热设备，用于为所述太空数据中心供电。优选地，所述太空数据中心还包括:姿态控制设备；所述姿态控制设备连接所述太阳能发电设备，用于控制所述太阳能发电设备始终朝向太阳。优选地，所述机柜包括:服务器、存储器和通讯装置；所述服务器用于进行数据处理；所述存储器用于进行数据存储；所述通讯装置用于进行数据传输。优选地，所述太空数据中心包括多个独立设置的所述机柜。优选地，所述散热设备包括:阳热沉、阴热沉、主散热器、管体和驱动泵；所述阳热沉设置在所述机房的朝阳面；所述阴热沉设置在所述机房的背阳面；所述主散热器连接所述阴热沉；所述管体连接所述阳热沉和阴热沉；所述驱动泵连接所述管体，并且设置在所述机房的上表面，用于驱动所述阳热沉、阴热沉和管体内部的导热工质循环流动。
优选地，所述散热设备还包括:两个辅散热器；所述两个辅散热器对称设置在所述机房的两个侧表面，所述两个侧表面垂直于所述机房的朝阳面。优选地，所述太阳能发电设备包括设置在所述阳热沉上的太阳能电池板。优选地，所述太阳能发电设备还包括设置在所述阳热沉和太阳能电池板之间的太阳能热发电装置。优选地，所述太空数据中心位于太阳和地球的拉格朗日点处。优选地，所述太空数据中心为太空云计算数据中心。(三)有益效果本发明的太空数据中心，位于太空中，利用太阳能发电供给自身的用电需求，同时利用太空的低温环境辐射散热，有效克服了当前数据中心能耗大、散热难及占地空间大的问题。并且，由于其具备云计算的条件，特别适宜作为太空云计算数据中心。
图1是本发明第一实施例所述的机房内部结构示意图；图2是本发明第一实施例所述的机房外部结构示意图；图3是本发明第二实施例所述的机房外部结构示意图；图4是本发明第三实施例所述的机房外部结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例一图1是本发明第一实施例所述的机房内部结构示意图；图2是本发明第一实施例所述的机房外部结构示意图。如图1和图2所示,所述太空数据中心包括:机柜100、机房200、散热设备、太阳能发电设备和姿态控制设备500。所述太空数据中心包括多个所述机柜100，并且所有所述机柜100均彼此独立地设置在所述机房200内部。所述机柜100包括:用于进行数据处理的服务器，用于进行数据存储的存储器，以及用于进行数据传输的通讯装置。所述机柜100是整个所述太空数据中心耗能和产热最多的部件。所述机房200是用于容纳所述机柜100的矩形壳体，其在温度、湿度、压力等传感器的监控下，为所述机柜100提供适宜的工作环境。所述散热设备包括:阳热沉301、阴热沉302、主散热器303、管体304和驱动泵305。所述阳热沉301设置在所述机房200的朝阳面(朝向太阳的一面)；所述阴热沉302设置在所述机房200的背阳面(背向太阳的一面)。所述阳热沉301和阴热沉302均是直接与所述机房200接触的导热块，其具有较高的导热性并能承受较高的温度，其材料可以是铜、金、银等金属材料，也可以是石墨、金刚石、碳纳米管、硅等非金属材料。所述主散热器303连接所述阴热沉302，即设置在所述机房200的背阳面，便于散热。所述主散热器303可以采用翅片散热器或者板式散热器等。
所述管体304包括设置在所述机房200上部的弯头和设置在所述机房200下部的接管。所述弯头在上部连通所述阳热沉301和阴热沉302内部的通孔，所述接管在下部连通所述阳热沉301和阴热沉302内部的通孔，以使导热工质在所述阳热沉301、阴热沉302和管体304内部沿散热回路循环流动。所述导热工质一般采用低熔点的液态金属，比如水银、镓铟合金、镓铟锡合金等。所述驱动泵305连接所述弯头，并且设置在所述机房200的上表面，用于驱动所述阳热沉301,阴热沉302及管体304内部的导热工质循环流动。所述驱动泵305应该与所述导热工质相匹配，可以采用机械泵、电磁泵，以及电润湿泵等。所述散热设备的工作原理如下:所述机柜100产生的热量通过所述机房200传导至所述阳热沉301和阴热沉302 ;所述阴热沉302上的热量通过所述主散热器303直接释放到太空中；所述阳热沉301上的热量通过所述导热工质传导至所述阴热沉302上，进而通过所述主散热器303释放到太空中。由于宇宙背景温度很低(如4K)，这种直接向太空排散热量的辐射冷却方式效率很高，无需如地面散热系统那样必须借助高速运转的风扇降温，因而所述散热设备更加紧凑，运行更稳定可靠，并可确保所述太空数据中心始终处于合适的工作温度范围。所述太阳能发电设备采用太阳能电池板401，其设置在所述阳热沉301上，用于接收太阳光发电，以供给所述太空数据中心的所有用电需求。所述姿态控制器500成对设置在所述太阳能电池板的两侧，其与所述太阳能电池板401转动连接，用于控制所述太阳能电池板401始终朝向太阳，同时所述主散热器303始终背向太阳。从而，使所述太阳能电池板401最大限度的接收太阳光发电，使所述主散热器303最高效地散热。所述太空数据中心通过太空运载工具进入太空，与地球同步运行，长期位于太阳和地球的拉格朗日点处。地球大气层外由于没有大气吸收、昼夜交替和云层遮挡，因此在相同时间内，太空太阳能发电设备的发电量将是地球上相同面积太阳能发电设备产能的20倍。这就意味着在距地球3.6万公里的同步轨道上，每平方公里面朝太阳的卫星都能不间断地接收到1360瓦的太阳能；另一方面，太空中的温度很低，可达摄氏零下200度以下，有的甚至在4K附近，如此低的温度使得高效的辐射散热极易实现。正是由于这些独特因素，本实施例所述太空数据中心能自给自足运行，一方面就地获取太阳能，另一反面可将所产生热量高效地排散到太空中，这是地面数据中心所难以实现的。同时，由于太空数据中心的所有设备均放置在太空中，所以不会存在占据地球空间的问题；并且，其高效的数据处理能力和海量的分布式存储的特点，符合现代云计算的特点，因此，所述太空数据中心可以成为具有广泛应用前景的太空云计算数据中心。实施例二图3是本发明第二实施例所述的机房外部结构示意图。如图3所示，本实施例所述太空数据中心与实施例一所述太空数据中心基本相同，其不同之处仅在于，所述太阳能发电设备还增设了太阳能热发电装置402。所述太阳能热发电装置402设置在所述阳热沉301和太阳能电池板401之间。通过设置所述太阳能热发电装置402，可以在将所述太空数据中心产生的热量释放到太空中之前，进行再次利用，即由所述太阳能热发电装置402利用该部分热量进行发电，以供给所述太空数据中心的用电需求。对于那些未被所述太阳能热发电装置402利用的热量继续通过所述散热设备释放到太空中。实施例三图4是本发明第三实施例所述的机房外部结构示意图。如图4所述，本实施例所述太空数据中心与实施例二所述太空数据中心基本相同，其不同之处仅在于，所述散热设备还增设了两个辅散热器306。所述两个辅散热器306对称设置在所述机房200的两个侧表面，所述两个侧表面垂直于所述机房的朝阳面。通过增设所述两个辅散热器306，可以进一步提高所述散热设备的散热效率，保证所述太空数据中心安全运行。本发明实施例所述太空数据中心，位于太空中，利用太阳能发电供给自身的用电需求，同时利用太空的低温环境辐射散热，有效克服了当前数据中心能耗大、散热难及占地空间大的问题。并且，由于其具备云计算的条件，特别适宜作为太空云计算数据中心。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种太空数据中心，其特征在于，包括:机柜、机房、散热设备和太阳能发电设备；所述机柜用于实现数据的处理、存储和传输；所述机柜设置在所述机房内部，所述机房用于为所述机柜提供适宜的工作环境；所述散热设备设置在所述机房的外部，用于将所述太空数据中心产生的热量释放到太空中；所述太阳能发电设备连接所述散热设备，用于为所述太空数据中心供电。
2.如权利要求1所述的太空数据中心，其特征在于，所述太空数据中心还包括:姿态控制设备；所述姿态控制设备连接所述太阳能发电设备，用于控制所述太阳能发电设备始终朝向太阳。
3.如权利要求1所述的太空数据中心，其特征在于，所述机柜包括:服务器、存储器和通讯装置；所述服务器用于进行数据处理；所述存储器用于进行数据存储；所述通讯装置用于进行数据传输。
4.如权利要求1所述的太空数据中心，其特征在于，所述太空数据中心包括多个独立设置的所述机柜。
5.如权利要求1所述的太空数据中心，其特征在于，所述散热设备包括:阳热沉、阴热沉、主散热器、管体和驱动泵；所述阳热沉设置在所述机房的朝阳面；所述阴热沉设置在所述机房的背阳面；所述主散热器连接所述阴热沉；所述管体连接所述阳热沉和阴热沉；所述驱动泵连接所述管体，并且设置在所述机房的上表面，用于驱动所述阳热沉、阴热沉和管体内部的导热工质循环流动。
6.如权利要求1所述的太空数据中心，其特征在于，所述散热设备还包括:两个辅散热器；所述两个辅散热器对称设置在所述机房的两个侧表面，所述两个侧表面垂直于所述机房的朝阳面。
7.如权利要求5所述的太空数据中心，其特征在于，所述太阳能发电设备包括设置在所述阳热沉上的太阳能电池板。
8.如权利要求7所述的太空数据中心，其特征在于，所述太阳能发电设备还包括设置在所述阳热沉和太阳能电池板之间的太阳能热发电装置。
9.如权利要求1所述的太空数据中心，其特征在于，所述太空数据中心位于太阳和地球的拉格朗日点处。
10.如权利要求1至9之一所述的太空数据中心，其特征在于，所述太空数据中心为太空云计算数据中心。
全文摘要
本发明公开了一种太空数据中心，涉及数据中心技术领域。所述太空数据中心包括机柜、机房、散热设备和太阳能发电设备；所述机柜用于实现数据的处理、存储和传输；所述机柜设置在所述机房内部，所述机房用于为所述机柜提供适宜的工作环境；所述散热设备设置在所述机房的外部，用于将所述太空数据中心产生的热量释放到太空中；所述太阳能发电设备连接所述散热设备，用于为所述太空数据中心供电。所述太空数据中心，位于太空中，利用太阳能发电供给自身的用电需求，同时利用太空的低温环境辐射散热，有效克服了当前数据中心能耗大、散热难及占地空间大的问题。并且，由于其具备云计算的条件，特别适宜作为太空云计算数据中心。
文档编号G06F1/16GK103186179SQ20111045245
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘静, 代丹 申请人:中国科学院理化技术研究所