CN101790299B - 一种变风量智能气流调控系统 - Google Patents

一种变风量智能气流调控系统 Download PDF

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Abstract

一种变风量智能气流调控系统,属于机房空调节能领域。现有数据中心机房“热点”越来越多。本发明包括报警通知的手机、远程监控电脑、智能中央控制器、A集线器、B集线器、若干台精密空调和若干个机柜,若干台精密空调电性连接B集线器,报警通知的手机和远程监控电脑通过通讯网络连接智能中央控制器,还包括若干个变风量气流诱导器,在每个机柜中设置有一个变风量气流诱导器,若干个变风量气流诱导器通过信号线连接A集线器,A集线器和B集线器分别电性连接智能中央控制器。这种变风量智能气流调控系统能解决数据中心机房已出现和将要出现的机房“热”问题,使机房重新组织气流结构,按机柜实际需求分配冷量,降低数据中心机房空调系统耗电量。

Description

一种变风量智能气流调控系统
技术领域
[0001] 本发明涉及机房空调节能领域,特别是涉及一种变风量智能气流调控系统。 背景技术
[0002] 数据机房(以下特指机房)运行着大量计算机系统,服务器等重要电子设备,需要提供一个安全可靠的机房环境。所以现阶段普遍采用的是全空气冷却方式及降低机房环境温度来冷却设备。其优点是安全、易实现、工艺简单、冷却效果好。为满足机架设备不断增长的散热需求,空调系统的气流组织形式也在不断发展,且机房设备的冷却效果好坏与机房采用的气流组织形式即空调系统的送、回风方式与机架自身的散热工艺设计有很大的关系。
[0003] 从机房设备发展的历史来看,无论是何种气流分配方式,机房空调系统从送风口至空调设备回风的过程(机房内部气流组织)都存在气流组织紊乱和冷量分配不合理造成局部温度过热的问题。由于过去机房负载少、密度小,不正确的气流分配不会造成严重的问题。然而越来越高密度的负载,开始考验现在的气流分配单元,使一些问题逐步显现出来。
[0004] 由于机房里设备多,种类不一,机柜散热方向的不规律使空调送出的冷空气与机房热空气相互混掺,使之不能进行有序循环;随着服务器和存储系统物理体积上的缩小,机柜密度的增加反而更加降低其气流流通性,造成机房制冷设备的冷量利用率低;并随着单位机柜的功率密度和热量密度的大大提高,热负荷的激增,机房的“热点”已经越来越多,原来定额式的冷量分配,并没有随着热负荷的增加而提高,局部积热不仅急速缩短设备的使用寿命,并已经严重威胁到整个机房安全、可靠的运行环境。
[0005] 综上所述,随着机房容积率的提高,为了解决以上问题,传统做法只是增加制冷设备,提高整个机房的制冷量,反而起到事倍功半的效果,并没有真正改善机房的冷热气流组织的有序循环,使得不仅加大机房设备投入,还激增制冷设备的耗电量和维护费用。使机房内形成“冷、热分区”的气流模式已被证实是目前全空气冷却效果最好的一种方法。所以, 当前急需一种新的系统,重新组织气流结构,使其有效对流,带走机柜热量,降低温度。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是,克服现有数据中心机房“热点”越来越多的缺陷, 提供一种变风量智能气流调控系统,这种变风量智能气流调控系统能解决数据中心机房已出现和将要出现的机房“热”问题,使数据中心机房重新组织气流结构,使其有效对流,带走机柜热量,降低数据中心机房的环境温度。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种变风量智能气流调控系统,包括报警通知的手机、远程监控电脑、智能中央控制器、A集线器、B集线器、若干台精密空调和若干个机柜,若干台精密空调电性连接B集线器,报警通知的手机和远程监控电脑通过通讯网络连接智能中央控制器,该变风量智能气流调控系统还包括若干个变风量气流诱导器,在每个机柜中设置有一个变风量气流诱导器,若干个变风量气流诱导器通过信号线连接A集线器,A集线器和B集线器分别电性连接智能中央控制器;若干台精密空调和若干个机柜按冷通道和热通道分布在数据中心机房内,冷通道和热通道的布置方式是利用机架排与排之间形成的通道,按间隔的顺序方式设定冷通道和热通道,调整空调送风系统,将空调冷风集中送到冷通道内,将变风量气流诱导器安装在位于热通道的机柜背板上,使空调冷风由冷通道流经机柜后,经变风量气流诱导器引导被排到热通道内返回精密空调回风口, 从而使冷热气流分离,形成有序循环;在所述变风量气流诱导器上设计有温度传感器,在所述变风量气流诱导器内设计有PCB控制板和一风扇组,通过在各个机柜上加装变风量气流诱导器,以安设在机架上的温度传感器收集到的温度信号,传输给变风量气流诱导器的PCB 控制板,计算出的各机柜实际散热量,调动变风量气流诱导器中的风扇自动调节进入机柜的冷空气的风量和风速,排出机柜热空气的风量和风速按机柜的散热的实际需求进行冷量供应。
[0008] 在上述技术方案中,机柜可以设置在机架上。
[0009] 所述变风量气流诱导器包括机壳,在机壳正面设计有显示面板,在显示面板上设计有报警指示灯、显示屏和多个调试按键,在机壳上设计有接线槽、开关和多个进风口,在机壳内设计有多条风道,在机壳上部设计有多个出风口。
[0010] 所述风扇组由若干个可调速直流离心风机组成。
[0011] 本发明的有益效果是:通过在各个机柜上加装变风量气流诱导器,以安设在机架上的温度传感器收集到的温度信号,传输给变风量气流诱导器的PCB控制板计算出的各机柜实际散热量,调动变风量气流诱导器的离心风扇自动调节进入机柜的冷空气的风量和风速,排出机柜热空气的风量和风速按机柜的散热的实际需求进行冷量供应,并按设计好的冷热通道流动,从而优化机房的冷通道和热通道,并精确控制机房内的送、回风量和送、回风风速,以提高空调系统的能力利用率。本发明基本解决了造成机房空调能耗浪费严重的两大问题:气流组织不合理和机房局部过热。不仅提高空调制冷能力的利用率,且冷量的分配灵活性和合理性也大幅减少空调系统的能耗。同时,本发明提供的一种智能中央管理系统(包括B集线器、中央控制器、远程监控电脑、报警通知的手机和若干台精密空调)对机房空调设备制冷量和送风量进行自动调节。变风量智能诱导系统(包括A集线器和若干个变风量气流诱导器)通过变风量气流诱导器收集的机房各机柜的机架温度对应设定空调设备温度的控制方案,通过“红外控制”或“网络协议控制”方式,对机房空调设备精密空调进行制冷量和送风量的调节。并通过系统将收集到的机柜温度发送到机房监控中心远程监控电脑,使制冷设备真正为机房设备服务而不是机房环境,也使机房管理更加细化、具体化,在保障机房安全运行的前提下,大幅度降低空调系统用电损耗,并延长制冷设备的使用寿命ο
附图说明
[0012] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0013] 图1是本发明的结构原理示意图;
[0014] 图2是本发明的平面布置结构简图;
[0015] 图3是变风量气流诱导器的正面立体图;
[0016] 图4是图3中显示面板的放大图;[0017] 图5是变风量气流诱导器的内部结构端面视图;
[0018] 图6是变风量气流诱导器的背面立体图。
[0019] 图中,1、机壳;2、显示面板;3、出风口 ;4、接线槽;5、开关;6、进风口 ;7、温度传感器;8、离心风机;9、风道;10, PCB控制板;11、报警指示灯;12、显示屏;13、调试按键;14、变风量气流诱导器;15、信号线;16、精密空调;17、智能中央控制器;18、数据中心机房;19、A 集线器;20、机架;21、远程监控电脑;22、报警通知的手机;23、机柜;24、B集线器。
具体实施方式
[0020] 参见图1和图2,本实施例所述的一种变风量智能气流调控系统,包括报警通知的手机22、远程监控电脑21、智能中央控制器17、A集线器19、B集线器M、若干台精密空调 16和若干个机柜23,若干台精密空调16电性连接B集线器M,报警通知的手机22和远程监控电脑21通过通讯网络连接智能中央控制器17,该变风量智能气流调控系统还包括若干个变风量气流诱导器14,在每个机柜23中设置有一个变风量气流诱导器14,若干个变风量气流诱导器14通过信号线15连接A集线器19,A集线器19和B集线器M分别电性连接智能中央控制器17。若干台精密空调16和若干个机柜23按冷通道和热通道分布在数据中心机房18内,机柜23可以设置在机架20上。参见图3、图4、图5和图6,所述变风量气流诱导器14包括机壳1,在机壳1正面设计有显示面板2,在显示面板2上设计有报警指示灯11、显示屏12和多个调试按键13,在机壳1侧面设计有接线槽4,在机壳1顶面设计有开关5,在机壳1背面设计有多个进风口 6,在机壳1内设计有多条风道9,在机壳1上部设计有多个出风口 3。在所述变风量气流诱导器14上设计有温度传感器7。在所述变风量气流诱导器14内设计有PCB控制板10。在所述变风量气流诱导器14内设计有一风扇组。所述风扇组由若干个可调速直流离心风机8组成。
[0021] 一种机房变风量智能气流诱导系统是由多个变风量气流诱导器14和智能中央控制器17组成,而且还有建立系统运行的的基础-“冷热通道”。
[0022] “冷热通道”的布置方式,利用机架排与排之间形成的通道,按间隔的顺序方式设定冷/热通道,调整空调送风系统,将空调冷风集中送到冷通道内,将变风量气流诱导器14 安装在位于热通道的机柜23背板上,使空调冷风由冷通道流经机柜23后,经变风量气流诱导器14引导被排到热通道内返回精密空调16回风口,从而使冷热气流分离,形成有序循环。
[0023] 下面结合附图和“上送侧回”风管送风方式为实施例,用以说明本发明,但不用于限制本发明实用范围。
[0024] 由图1所示,一种变风量智能气流调控系统包括:变风量气流诱导器14、智能中央控制器17和用工程手段建立的设备“冷热通道”。
[0025] 首先对设备的“冷热通道”的模型建立。上送风方式通常采用机房空调配置就是大功率、大风量、小焓差的是管道送风方式,机房空调将大量高速冷风通过管道均勻分布到机柜排与排之间。在本实施例中,我们调整机柜23朝向使机柜排与排进风口相对,将冷风送风口位置全布置在机柜23进风侧通道上方,在数据中心机房18内形成机柜进风侧为送风冷风通道和机柜排风侧为回风热通道的送回风模型,使冷热气流分区且进行有效循环。
[0026] 根据建立的送回风模型将变风量气流诱导器14安装在机柜23的排风侧热通机柜背面,并将温度传感器7安装在机架上温度最高的位置上。智能中央管理系统将各个变风量气流诱导器14连接起来,并和机房精密空调连接,将收集到的各个变风量气流诱导器14 的机柜温度和精密空调16的回风温度,经软件辨别、计算后发出相应指令,对变风量气流诱导器14和精密空调16进行控制。
[0027] 下面对气流组织优化系统运行原理作具体描述。当数据中心机房18的设备“冷热通道”模型形成后,系统运行之初,大功率的精密空调16将大量的高速冷风送到机柜冷通道内,此时变风量气流诱导器14以安装在机架上的温度传感器7收集到的温度传给智能中央管理系统,系统以此为基准计算每一个机架20的实际散热量,并按每一个机架20的实际散热,控制变风量气流诱导器风扇模块的转速,诱导冷通道内的冷风进入机柜的风量和风速,并控制设备的热通道回风途径,以达到机架20的冷量按需供应和设备热通道更加顺畅。当系统运行到相对稳定的状态时,智能中央管理系统将会以精密空调16回风温度为基准计算机房机柜所需的实际冷量,并以“红外遥控”或“网络通信协议”方式控制空调负荷,并调节送入冷通道的风量的风速,以提高空调的使用效率,减少空调负荷;智能中央控制器17将调控结果以网络方式提供给远程监控电脑21,并将日常运行中的各类报警以文字形式通知报警通知的手机22。
[0028] 以上所述仅是本发明的一个优选实施例,并非用来限制本发明,在不脱离本发明的前提下,凡其类似的实施例与近似的结构,都应涵盖于本发明专利的保护范围。

Claims (4)

1. 一种变风量智能气流调控系统,包括报警通知的手机(22)、远程监控电脑(21)、智能中央控制器(17)、A集线器(19)、B集线器(M)、若干台精密空调(16)和若干个机柜 (23),若干台精密空调(16)电性连接B集线器(M),报警通知的手机02)和远程监控电脑通过通讯网络连接智能中央控制器(17),其特征是:还包括若干个变风量气流诱导器(14),在每个机柜中设置有一个变风量气流诱导器(14),若干个变风量气流诱导器 (14)通过信号线(15)连接A集线器(19),A集线器(19)和B集线器Q4)分别电性连接智能中央控制器(17);若干台精密空调(16)和若干个机柜按冷通道和热通道分布在数据中心机房(18)内,冷通道和热通道的布置方式是利用机架OO)排与排之间形成的通道,按间隔的顺序方式设定冷通道和热通道,调整空调送风系统,将空调冷风集中送到冷通道内,将变风量气流诱导器(14)安装在位于热通道的机柜背板上,使空调冷风由冷通道流经机柜后,经变风量气流诱导器(14)引导被排到热通道内返回精密空调(16)回风口,从而使冷热气流分离,形成有序循环;在所述变风量气流诱导器(14)上设计有温度传感器(7),在所述变风量气流诱导器(14)内设计有PCB控制板(10)和一风扇组,通过在各个机柜上加装变风量气流诱导器(14),以安设在机架(20)上的温度传感器(7)收集到的温度信号,传输给变风量气流诱导器(14)的PCB控制板(10),计算出的各机柜03) 实际散热量,调动变风量气流诱导器(14)中的风扇自动调节进入机柜的冷空气的风量和风速,排出机柜热空气的风量和风速按机柜的散热的实际需求进行冷量供应。
2.根据权利要求1所述的一种变风量智能气流调控系统,其特征是:机柜03)可以设置在机架OO)上。
3.根据权利要求1所述的一种变风量智能气流调控系统,其特征是:所述变风量气流诱导器(14)包括机壳(1),在机壳(1)正面设计有显示面板O),在显示面板(¾上设计有报警指示灯(11)、显示屏(12)和多个调试按键(13),在机壳(1)上设计有接线槽、开关(5)和多个进风口(6),在机壳(1)内设计有多条风道(9),在机壳(1)上部设计有多个出风口(3)。
4.根据权利要求1所述的一种变风量智能气流调控系统,其特征是:所述风扇组由若干个可调速直流离心风机(8)组成。
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