CN102105033B - 货柜式数据中心的环境调节系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明为货柜式数据中心的环境调节系统及调节方法，其中该环境调节系统包括：机房、多个计算机机柜、送风装置、控制单元及第一传感器，机房包括第一开口及第二开口；多个计算机机柜容置于机房中并与第一气流热交换后产生第二气流；送风装置设置于机房中并引导第一气流朝计算机机柜流动；控制单元控制机房的第一及第二开口；第一传感器检测机房外部气体的第一温度，并与控制单元电性连接；其中，控制单元通过比较第一温度及一第二温度来控制第一、第二开口的启闭。本发明可降低热交换器的热交换量，以减少热交换器的电能损耗、避免能源的浪费并节省操作成本。

Description

货柜式数据中心的环境调节系统及调节方法

技术领域

本发明涉及一种货柜式数据中心(portable data center)的环境调节系统及调节方法，尤其涉及一种可减少能量耗损的货柜式数据中心的环境调节系统及调节方法。

背景技术

数据中心(data center)指集合了大量计算机元件，例如：服务器、存储装置等，并安装于计算机机柜内，以进行数据处理的场所，而货柜式数据中心便是将计算机机柜集中于可移动的机房中，例如：货柜式机房，以提升使用便利性。然而，由于计算机机柜运行时会产生热能，当众多计算机机柜容置于货柜式机房中，若无法及时散热，便会对计算机机柜的运行造成严重影响，所以如何调节数据中心的作业环境便为一种要课题。

目前现有的货柜式数据中心主要为密闭的货柜式数据中心，其将计算机机柜容置于密闭货柜式机房中，并通过热交换器来降低机房内部的温度，换言之，空气仅限于在密闭机房内部流动，当机房内部的空气被计算机机柜加热后，便需经过热交换器冷却，借此不断地循环来调整控制数据中心的作业环境。由此可知，公知技术若欲稳定地控制货柜式数据中心的作业环境，必须持续开启热交换器，此将造成电力不断地被消耗，且也有背于现今电器设备节能减碳的发展趋势。

有鉴于此，如何发展一种货柜式数据中心的环境调节系统及调节方法，以解决公知技术的缺陷，实为相关技术领域目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种货柜式数据中心的环境调节系统及调节方法，以解决公知技术必须持续开启热交换器所造成的耗能问题。

为达上述目的，本发明的一较广实施方式为提供一种货柜式数据中心的环境调节系统，其包括：机房，其包括至少一第一开口及至少一第二开口；多个计算机机柜，其容置于机房中，计算机机柜与第一气流进行热交换后产生第二气流；送风装置，其设置于机房中并引导第一气流朝计算机机柜流动；以及控制单元，控制机房的第一开口、第二开口；一第一传感器，检测机房外部气体的第一温度，并与控制单元电性连接；以及一第二传感器，该第二传感器与该控制单元电性连接并设置于该机房中且位于该第二气流流经处；其中，控制单元通过比较第一温度及一第二温度来控制第一开口及第二开口的启闭，该第二温度为该第二传感器检测该第二气流的温度。

为达上述目的，本发明的另一较广实施方式为提供一种货柜式数据中心的环境调节方法，其适用于货柜式数据中心的环境调节系统，环境调节系统至少包括机房、多个计算机机柜、送风装置、热交换器及控制单元，机房包括第一开口及第二开口，开启时使机房与外部连通，且计算机机柜、热交换器及送风装置容置于机房中，送风装置引导第一气流至计算机机柜进行热交换而产生第二气流，而环境调节方法由控制单元执行且至少包括下列步骤：(a)检测机房外部气体的第一温度；(b)比较第一温度与一第二温度及机房的容许环境温度；以及(c)依第一温度与第二温度及容许环境温度的比较结果，控制第一开口及第二开口的启闭，并调节热交换器的热交换量；其中该步骤(a)还包括步骤(a1)：检测该机房内的该第二气流温度，以得到该步骤(b)的该第二温度。

本发明用以容置计算机机柜的机房为一种货柜式机房，其包括第一、第二及第三开口，其受控于控制单元，而控制单元以传感器检测机房外部气体的第一温度，并与一第二温度作一比较，以评估第一、第二及第三开口的启闭，以将机房自动切换为开放循环或闭密循环模式，并调控热交换器的热交换量；此外，当机房为开放循环模式时，控制单元也可借传感器检测机房外部气体的相对湿度，并与机房的数个湿度值比较，从而调控湿度调节装置，使机房内部得以维持适当的作业环境。由于机房进行开放循环模式时可由外界引入较低温的外部气体，所以可降低热交换器的热交换量，以减少热交换器的电能损耗、避免能源的浪费并节省操作成本。

附图说明

图1A：其为本发明货柜式数据中心的环境调节系统的一较佳实施例左视图。

图1B：其为本发明图1A所示的货柜式数据中心的环境调节系统的右视图。

图1C：其为本发明图1A的a-a’剖面图。

图2：其为图1C的控制单元的控制方框图。

图3A：其为本发明的货柜式数据中心环境调节方法的一较佳实施流程图。

图3B：其为图3A的步骤S12及S13的一较佳实施例的详细流程图。

图3C：其为本发明的货柜式数据中心环境调节系统的机房于密闭循环模式的示意图。

图3D：其为本发明的货柜式数据中心环境调节系统的机房于开放循环模式的一较佳示意图。

图3E：其为图3A的步骤S12至S16的一较佳实施例的详细判断流程图。

图3F：其为本发明的货柜式数据中心环境调节系统的机房于开放循环模式的另一较佳示意图。

图4：其为本发明货柜式数据中心的环境调节系统的另一较佳实施例剖面图。

图5：其为本发明图4的控制单元的控制方框图。

上述附图中的附图标记说明如下：

环境调节系统1

机房        10

第一开口    101

第二开口    102、109

第一空间    103

第二空间    104

入风区      104a

排风区      104b

间隔结构    105

第三开口    106

第四开口        107

风扇            108

排风管          100

扇叶            100a

计算机机柜      11

送风装置        12

热交换器        13

控制单元        14

第一传感器      141

第二传感器      142

支架            15

湿度调节装置    16

除湿元件        161

加湿元件        162

第一气流        A1

第二气流        A2

第一温度        T1

第二温度        T2

容许环境温度    Tc

第二气流的温度  Ta

预设温度        Td

相对湿度        H1

预设湿度        Hd

第一容许环境湿度    Hh

第二容许环境湿度    HL

货柜式数据中心环境调节方法    S11-S16

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其都不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1A、图1B及图1C，其中图1A为本发明一较佳实施例的货柜式数据中心的环境调节系统的左视图，图1B及图1C则分别为图1A的右视图及a-a’剖面图。如图1A至图1C所示，货柜式数据中心的环境调节系统1包括机房10、多个计算机机柜11、送风装置12、控制单元14以及第一传感器141，其中机房10包括至少一第一开口101和至少一第二开口102，多个计算机机柜11容置于机房10中，且计算机机柜11与一第一气流A1进行热交换后产生一第二气流A2，送风装置12设置于机房10中并引导第一气流A1朝计算机机柜11流动，至于控制单元14与第一传感器141电性连接，第一传感器141可检测机房10外的外部气体的第一温度T1，其中，机房10的第一开口101、第二开口102受控于控制单元14，且控制单元14通过比较第一温度T1与一第二温度T2来控制第一开口101和第二开口102的启闭。为了清楚示出机房10内部结构，图1A及图1B将机房10的门开启，且图1B移除部分壁面，然而机房10于使用时将机房10的门关闭以利调控其作业环境，以下将进一步说明本实施例的环境调节系统的详细结构。

请再参阅图1C，环境调节系统1的机房10可包括第一空间103和第二空间104，第一空间103和第二空间104可通过间隔结构105分隔，在本实施例中，间隔结构105实质上水平设置于机房10内，以将机房10分隔为上、下两空间，其中第二空间104可位于第一空间103上方，但不以此为限，而热交换器13可容置于第一空间103中，多个安装有服务器及存储装置等计算机元件的计算机机柜11则可设置于第二空间104中，而为了方便计算机机柜11的摆放，也可于第二空间104中增设支架15，以利用支架15承载固定计算机机柜11。此外，机房10的第二空间104还可包括入风区104a及排风区104b，其实质上可大致以计算机机柜11为分隔，其中计算机机柜11由入风区104a接收第一气流A1，例如用以进行热交换的冷气流，以进行热交换，再将热交换后的第二气流A2，例如热气流，排送至排风区104b。至于机房10的第一开口101和第二开口102则分别贯穿机房10的第一空间103的壁面和第二空间104的排风区104b的壁面，在本实施例中，第一开口101及第二开口102都为可活动式风门，其受控于控制单元14，以响应控制单元14的指令而开启或关闭，使第一空间103及第二空间104的排风区104b可分别于第一、第二开口101、102开启时与机房10外部连通。此外，在一些实施例中，第二开口102处还可选择性地增设风扇108，风扇108也可受控制单元14控制。

请再参阅图1C，为了使机房10内的第一、第二空间103、104可彼此连通，机房10内还设有第三开口106及第四开口107，在本实施例中，第三开口106及第四开口107设置于间隔结构105上且贯穿间隔结构105，其中第三开口106实质上位于第一空间103和第二空间104的排风区104b之间，其实质上为可活动式风门且受控制单元14所控制，当第三开口106开启时，第二空间104的排风区104b便可与第一空间103连通；反之，第一空间103及排风区104b也可通过第三开口106的关闭而分隔。至于第四开口107的设置处则相对于第三开口106，且实质上设置于第一空间103和第二空间104的入风区104a之间，使第一空间103和入风区104a可彼此连通，在本实施例中，送风装置12可设置于第四开口107处，而送风装置12受控于控制单元14且系以变频式风扇为佳，然而应可理解，送风装置12的设置位置及种类实无所设限，举凡可任何可导引第一气流A1朝计算机机柜11流动的装置，都可作为本发明的送风装置。

请再参阅图1C，本实施例的环境调节系统1还包括热交换器13，其受控于控制单元14且可设置于第一空间103中，而热交换器13可为例如冰水盘管，其与机房10外的冰水主机与冰水泵(未图示)相连，且冰水主机以变频式冰水主机为优选，但不以此为限。而机房10的第一空间103中除了热交换器13外，更可增设湿度调节装置16，湿度调节装置16受控于控制单元14，且包括除湿元件161和加湿元件162，其可分别选用加热盘管和喷雾加湿器，但不以此为限，举凡具备除湿功能和加湿功能的，都可作为本发明的湿度调节装置16。此外，热交换器13及湿度调节装置16以设置于第一空间103中，且介于第一开口101和第四开口107，以及介于第三开口106以及第四开口107之间为佳。

请参阅图1C并配合图2，其中图2为图1C的控制单元的控制方框图。如图1C所示，控制单元14至少与第一传感器141电性连接，第一传感器141设置于机房10外，且可为一温、湿度传感器，以检测机房10的外部气体的第一温度T1和相对湿度H1，在本实施例中，控制单元14除与第一传感器141电性连接外，更可与第二传感器142电性连接，第二传感器142实质上可设置于第二气流A2流经处，也即第二空间104的排风区104b中，且第二传感器142又以邻近第三开口106为佳，以检测第二气流A2的温度Ta，在本实施例中，第二温度T2非固定的预设值，设定第二温度T2等于第二气流A2的温度Ta。控制单元14依据第一、第二温度T1、T2的比较结果来控制机房10的第一开口101、第二开口102及风扇108、第三开口106、热交换器13、湿度调节装置16和送风装置12等的动作，以下将叙述本实施例的货柜式数据中心的环境调节方法。

请参阅图3A，其为本发明的货柜式数据中心环境调节方法的一较佳实施流程图。货柜式数据中心的环境调节方法可应用于前述的环境调节系统1，所以环境调节系统1的详细结构便不赘述，而该环境调节方法主要由控制单元14所执行，其可利用第一传感器141检测机房10的外部气体的第一温度T1(步骤S11)，接着比较第一温度T1与第二温度T2，且除比较第一、第二温度T1、T2外，更可进一步比较第一温度T1与机房10的一容许环境温度Tc(步骤S12)，其中容许环境温度Tc指用以冷却计算机机柜11的第一气流A1的最高容许温度，例如可为10℃，但不以此为限，可视机房10的大小及计算机机柜11的数目等参数而有所变动，在本实施例中，第二温度T2可设定等于经与计算机机柜11热交换后的第二气流A2的温度Ta，所以于步骤S11及S12之间还可包含步骤S111，利用第二传感器142来检测第二气流A2的温度Ta且设定第二温度T2等于第二气流A2的温度Ta，而得到步骤S12的第二温度T2，且应可理解第二温度T2实质上高于容许环境温度Tc，之后，控制单元14依第一温度T1同时与第二温度T2和容许环境温度Tc的比较结果来控制机房10的第一、第二开口101、102的启闭并调节热交换器13的热交换量(步骤S13)。

请参阅图3B，其为图3A的步骤S12及S13的一较佳实施例的详细流程图。如图3B所示，当控制单元14判断第一温度T1实质上大于第二温度T2(本实施例中为第二气流A2的温度Ta)时，表示外部气体的第一温度T1高于热交换后的第二气流A2的温度Ta，此时控制单元14便会关闭第一开口101及第二开口102并开启第三开口106，使机房10进行密闭循环，所以第二气流A2将由第二空间104经第三开口106进入第一空间103(如图3C所示)，又为了降低第二气流A2的温度Ta，控制单元14也会调节热交换器13至最大热交换量，例如将冰水主机及冰水泵全开，使进入第一空间103的第二气流A2经过热交换器13进行热交换而得冷却的第一气流A1，以利用热交换器13调节第一气流A1的温度至至少等于或低于容许环境温度Tc，再通过送风装置12及第四开口107将第一气流A1引导至计算机机柜11进行热交换，当然，风扇108也可由控制单元14控制使其响应第二开口102的关闭而停止运行，以避免耗费电力。

而若第一温度T1介于第二温度T2及容许环境温度Tc之间时，控制单元14会开启第一开口101及第二开口102并关闭第三开口106，同时响应第二开口102的开启而启动风扇108运转，以将第二气流A2经风扇108引导而由第二开口102排出机房10(如图3D所示)，机房10的外部气体则可通过送风装置12的引导而自第一开口101进入机房10的第一空间103，又由于外部气体的第一温度T1仍高于容许环境温度Tc但低于第二温度T2，因此控制单元14可降低热交换器13的热交换量，例如依据第一温度T1与容许环境温度Tc的差值来调整热交换器13的运行模式，举例而言：控制单元14可将热交换器13的冰水主机及冰水泵自动切换到中、低流量的模式，使外部气体通过热交换器13进行热交换后的第一气流A1的温度实质上等于或低于容许环境温度Tc，再通过送风装置12经第四开口107将第一气流A1往计算机机柜11方向引导，以进行散热，至于与计算机机柜11热交换后所得的第二气流A2同样可借风扇108的引导而由第二开口102排出机房10，使机房10利用开放循环来达成调节作业环境的目的。

而当控制单元14判断第一温度T1低于容许环境温度Tc时，控制单元14同样会开启第一开口101、第二开口102、风扇108，并关闭第三开口106，使机房10进行开放循环，而其气体循环路径与图3D所示相同，然由于外部气体的第一温度T1已低于容许环境温度Tc，因此进入第一空间103的外部气体无需再进行降温，故控制单元14随之关闭热交换器13，以将自第一开口101进入机房10的外部气体直接作为冷却计算机机柜11的第一气流A1，并直接通过送风装置12经第四开口107引导至计算机机柜11进行热交换，相同地，第二气流A2则可经由开启的第二开口102排出机房10。

为了使计算机机柜11处于良好的作业环境，在某些实施例中除了依据机房10的外部气体的第一温度T1与第二温度T2的比较结果来调控第一、第二、第三开口101、102、106、风扇108和热交换器13外，还可进一步配合外部气体的湿度取决各部件的启闭。请再参阅图3A，接续步骤S13之后，控制单元14可利用第一传感器141检测机房10外的外部气体的相对湿度H1(步骤S14)，并比较机房10的外部气体的相对湿度H1、一预设湿度Hd、机房10的第一容许环境湿度Hh及第二容许环境湿度HL(步骤S15)，其中第一容许环境湿度Hh及第二容许环境湿度HL分别为机房10内部作业环境的适当湿度范围的最高值及最低值，换言之，介在第一、第二容许环境湿度Hh、HL之间的湿度值便为机房10作业环境的适当湿度，举例而言本实施例的机房10内部作业环境适当湿度可为55％-40％，因此第一、第二容许环境湿度Hh、HL可分别为55％、40％，而第二容许环境湿度HL实质上低于第一容许环境湿度Hh，第一容许环境湿度Hh实质上又低于预设湿度Hd，例如95％。而在步骤S15后，控制单元14可依机房10的外部气体的相对湿度H1、预设湿度Hd、第一容许环境湿度Hh及第二容许环境湿度HL的比较结果来决定第一、第二、第三开口101、102、106的启闭并调控湿度调节装置16(步骤S16)。

请参阅图3E，其为本发明图3A的步骤S12至S16的一较佳实施例的详细流程图。如图3E所示，控制单元14可通过判断第一温度T1、第二温度T2(在本实施例中第二温度T2等于第二气流A2的温度Ta)和容许环境温度Tc来控制第一、第二、第三开口101、102、106、风扇108的启闭与热交换器13的热交换量，而其动作方式实质上与图3B所示相同，故不赘述，而当控制单元14欲进一步依外部气体相对湿度H1决定各部件的启闭时，若第一传感器141测得的机房10外部气体相对湿度H1高于预设湿度Hd，例如：95％时，控制单元14将关闭机房10的第一开口101和第二开口102并开启第三开口106，同时调节热交换器13至最大热交换量，使机房10进行密闭循环(如图3C所示)，以避免相对湿度过高的外部气体进入机房10而对计算机机柜11及其内部元件造成腐蚀效应；而当第一传感器141检测机房10的外部气体的相对湿度H1低于预设湿度Hd且高于第一容许环境湿度Hh时，控制单元14将开启机房10的第一开口101和第二开口102，使机房10进行开放循环，此外，为了降低外部气体的湿度，控制单元14也会部分开启第三开口106，使与计算机机柜11热交换后所得的较热且较干燥的空气，也即第二气流A2，除部分经由第二开口102排出机房10外，还可部分经由第三开口106进入第一空间103，并与由第一开口101进入第一空间103的外部气体混和以进行调湿(如图3F所示)，而若经调湿后的气体湿度仍高于第一容许环境湿度Hh时，控制单元14可选择性地开启湿度调节装置16的除湿元件161，以执行除湿动作；而当第一传感器141测得的外部气体的相对湿度H1实质上低于第一容许环境湿度Hh且高于第二容许环境湿度HL时，表示外部气体的相对湿度H1实质上落在机房10内部作业环境的适当湿度范围内，所以控制单元14将开启机房10的第一开口101和第二开口102并关闭第三开口106以进行开放循环，同时调控湿度调节装置16呈关闭状态；至于当第一传感器141测得外部气体的相对湿度H1实质上低于第二容许环境湿度HL时，控制单元14同样将控制第一开口101及第二开口102开启并关闭第三开口106使机房10进行开放循环，而由于外部气体的相对湿度H1低于机房10内部作业环境适当湿度范围的最低值，也即第二容许环境湿度HL，因此控制单元14将一并开启湿度调节装置16的加湿元件162，使由第一开口101进入第一空间103的外部气体可通过加湿元件162补充不足的水分，从而避免相对湿度过低使计算机机柜11及其电子元件产生静电效应。然而应当理解，当机房10的第二开口102开启时，控制单元14也可控制风扇108启动，以达成较好的循环效果；此外，当机房10进行开放循环时，热交换器13及湿度调节装置16同时受控于控制单元14而不至于彼此影响。

当然，本发明并不限于上述实施方式，请参阅图4，其为本发明货柜式数据中心的环境调节系统的另一较佳实施例剖面图。如图4所示，本实施例的货柜式数据中心环境调节系统的机房10、第一开口101、第一空间103、第二空间104及其入风区104a、排风区104b、间隔结构105、第三开口106、第四开口107的配置都与本发明图1C所示的相似，且计算机机柜11、送风装置12、热交换器13和湿度调节装置16的配置也相仿，本实施例中，机房10的第二开口109可设置于机房10的顶面并与第二空间104的排风区104b连通，且第二开口109处设有由机房10向上延伸而出且实质上类似烟囱状结构的排风管100，排风管100可设置多个涡轮状的扇叶100a，以于第二气流A2经由第二开口109及排风管100排出时可带动扇叶100a转动而加速排气，换言之，当第二开口109开启时，该处实质上形成一自然对流风门。而图4以机房10处于开放循环模式为例说明，而当图4的机房10进行密闭循环时，其循环路径实质上与图3C所示的路径相同。

请再参阅图4并配合图5，其中图5为本发明图4的控制单元的控制方框图。如图4及图5所示，在本实施例中，环境调节系统1仅包括第一传感器141，其与控制单元14电性连接并设置于机房10外，以检测机房10外的外部气体的第一温度T1和相对湿度H1，至于本实施例用以与第一温度T1比较的第二温度T2不等于第二气流A2的温度Ta，第二温度T2可为使用者自行设定的一预设温度Td，例如40℃，但不以此为限，其可视使用者需求而自行设定。预设温度Td实质上可高于容许环境温度Tc，所以控制单元14可不检测第二气流A2的温度Ta而直接比较第一传感器141测得的第一温度T1、容许环境温度Tc和第二温度T2(本实施例中为预设温度Td)，并依比较结果来决定机房10的第一、第二、第三开口101、109、106的启闭及热交换器13的热交换量。而本实施例的第一传感器141同样可检测机房10外的外部气体的相对湿度H1，至于其环境调节方法实质上都与本发明图3A的步骤S11、S12、S13、S14、S15、S16及图3B与图3E所示的流程相似，故不赘述。

由上述说明可知，本发明主要利用第一传感器141检测机房10的外部气体的第一温度T1，并以控制单元14比较第一温度T1与一第二温度T2，例如可为与计算机机柜11热交换后的第二气流A2的温度Ta或是使用者设定的一预设温度Td，以通过第一温度T1与第二温度T2或进一步与容许环境温度Tc的比较结果来切换机房10循环模式，当机房10的外部气体的第一温度T1高于第二温度T2或相对湿度H1高于预设湿度Hd时，则仿照公知货柜式数据中心进行密闭循环；反之，当外部气体的第一温度T1低于第二温度T2甚或低于容许环境温度Tc时，则控制单元14开启第一、第二开口101、102并关闭第三开口106，并随之调节热交换器13的热交换量，以通过引入温度较低的外部气体来减低热交换器13的负荷，以达成减低热交换器13的耗能。又当机房10欲引入外部气体时，为了避免引入机房10的外部气体过度潮湿或干燥而对计算机机柜11造成负面影响，本实施例也可利用第一传感器141一并检测外部气体的相对湿度H1，并通过控制单元14依据相对湿度H1与预设湿度Hd及机房10的适当湿度范围的比较结果，进一步操控第三开口106与湿度调节装置16的运行，使机房10进行开放循环时仍可动态地调节机房10内部的湿度。

此外，由于本发明所使用的送风装置12可选用变频式风扇，而热交换器13可为具有变频式冰水主机，所以应可理解，控制单元14可依第一温度T1与第二温度T2和容许环境温度Tc的比较结果来动态调整送风装置12的转速及热交换器13的热交换量，以达成稳定调节本发明货柜式数据中心的作业环境的目的，并达到最大的节能效果。又于某些实施例中，也可选择性地于机房10的第一开口101处增设滤网(未示出)，以过滤引入的外部气体。而本发明图1A-图1C以控制单元14设置于机房10外部为例，然而控制单元14实质上也可设置于机房10内部，例如与计算机机柜11共同设置于机房10的第二空间104中，其并不影响本发明的实施。

综上所述，本发明的货柜式数据中心的环境调节系统于机房上设置可受控制单元控制的第一、第二开口，并于机房内部设置受控制单元控制的第三开口、热交换器和送风装置，而控制单元可比较机房外的外部气体的第一温度与一第二温度，当外部气体的第一温度高于第二温度时，控制单元关闭第一、第二开口并开启第三开口，且调节热交换器至最大热交换量，以将机房切换为密闭循环模式；而当外部气体的第一温度低于机房的第二温度时，例如于冬季或春秋两季的夜间时分，控制单元便控制开启第一、第二开口并关闭第三开口，以将机房切换为开放循环模式，以通过引入外部较低温的气体来降低热交换器的热交换量，借此减少热交换器的电力消耗。当然，若外部气体的第一温度低于冷却计算机机柜的容许环境温度时，更可进一步关闭热交换器，于此条件下一年实质上可大约节省热交换器1/4的耗电量，不但可减低货柜式数据中心的运行成本，还可达到节能减碳的目的。

此外，当机房的第一、第二开口开启时，为避免引入机房的外部气体湿度过高或过低对计算机机柜造成负面影响，本发明也可利用控制单元比较外部气体的相对湿度与一预设湿度和机房内部的适当湿度范围的最高、最低值作一比较，并利用控制单元控制第三开口及湿度调节装置，如此不但可使设置于机房内的计算机机柜处在适当的作业环境，也能符合节能的需求。

再者，本发明也可配合采用变频式的送风装置和热交换器来达成最佳节能效果，又由于机房的密闭或开放循环模式可由控制单元自动切换，还可节省人力操作切换模式的支出。由于上述诸多优点都为公知技术所不及，所以本发明的货柜式数据中心的环境调节系统及调节方法极具产业的价值。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰，都不脱如附权利要求所欲保护的范围。

Claims (26)

1.一种货柜式数据中心的环境调节系统，其包括：

一机房，其包括至少一第一开口及至少一第二开口；

多个计算机机柜，其容置于该机房中，该计算机机柜与一第一气流进行热交换后产生一第二气流；

一送风装置，其设置于该机房中并引导该第一气流朝该计算机机柜流动；

一控制单元，其控制该机房的该第一开口及该第二开口；

一第一传感器，其检测该机房外部气体的一第一温度，并与该控制单元电性连接；以及

一第二传感器，该第二传感器与该控制单元电性连接并设置于该机房中且位于该第二气流流经处；

其中，该控制单元通过比较该第一温度及一第二温度来控制该第一开口及该第二开口的启闭，该第二温度为该第二传感器检测该第二气流的温度。

2.如权利要求1所述的环境调节系统，还包括一热交换器，其设置于该机房并调节该第一气流的温度。

3.如权利要求2所述的环境调节系统，其中该机房包括一第一空间和一第二空间，该热交换器设置于该第一空间中，且该第一空间于该第一开口开启时与该机房外部连通，而该计算机机柜设置于该第二空间中，且该第二空间于该第二开口开启时与该机房外部连通。

4.如权利要求3所述的环境调节系统，其中该机房的该第一空间及该第二空间由一间隔结构所分隔，且该机房还包括一第三开口及一第四开口贯穿该间隔结构，而该第三开口受控于该控制单元。

5.如权利要求4所述的环境调节系统，其中该机房的该第二空间还包括一入风区及一排风区，该入风区及该排风区由该计算机机柜分隔，且该计算机机柜由该入风区接收该第一气流以进行热交换，并将该第二气流排至该排风区，而该第二空间的该排风区于该第二开口开启时与该机房外部连通。

6.如权利要求5所述的环境调节系统，其中该机房的该第三开口设置于该机房的该第一空间与该第二空间的该排风区之间，以于该第三开口开启时使该第二空间的该排风区与该第一空间连通。

7.如权利要求5所述的环境调节系统，其中该机房的该第四开口设置于该机房的该第一空间与该第二空间的该入风区之间，使该第一空间与该第二空间的该入风区连通。

8.如权利要求4所述的环境调节系统，其中该热交换器介于该第一开口与该第四开口之间及该第三开口与该第四开口之间。

9.如权利要求4所述的环境调节系统，其中该送风装置受控于该控制单元且设置于该第四开口处。

10.如权利要求4所述的环境调节系统，其中该第一传感器还检测该机房外的外部气体的一相对湿度。

11.如权利要求10所述的环境调节系统，其还包括一湿度调节装置，该湿度调节装置包括一除湿元件及一加湿元件且设置于该机房的该第一空间中并受控于该控制单元。

12.如权利要求11所述的环境调节系统，其中该控制单元通过比较该相对湿度与一预设湿度及该机房的一第一容许环境湿度和一第二容许环境湿度来控制该第一开口、该第二开口及该第三开口的启闭，并调节该湿度调节装置。

13.如权利要求1所述的环境调节系统，其中该机房的该第二开口上还设有一风扇，该风扇受控于该控制单元。

14.如权利要求1所述的环境调节系统，其中该机房的该第二开口上还设有一排风管，该排风管上设有多个扇叶。

15.一种货柜式数据中心的环境调节方法，其适用于一货柜式数据中心的环境调节系统，该环境调节系统至少包括一机房、多个计算机机柜、一送风装置、一热交换器及一控制单元，该机房包括一第一开口及一第二开口，开启时使该机房与外部连通，且该计算机机柜、该热交换器及该送风装置容置于该机房中，该送风装置引导一第一气流至该计算机机柜进行热交换而产生一第二气流，而该环境调节方法由该控制单元执行且至少包括下列步骤：

(a)检测该机房外部气体的一第一温度；

(b)比较该第一温度与一第二温度及该机房的一容许环境温度；以及

(c)依该第一温度与该第二温度及该容许环境温度的比较结果，控制该第一开口及该第二开口的启闭，并调节该热交换器的热交换量；

其中该步骤(a)还包括步骤(a1)：检测该机房内的该第二气流温度，以得到该步骤(b)的该第二温度。

16.如权利要求15所述的环境调节方法，其中该机房内还设有一第三开口，其受控于该控制单元。

17.如权利要求16所述的环境调节方法，其中该第二温度实质上大于该容许环境温度，而当该步骤(c)的比较结果为该第一温度实质上高于该第二温度时，还包括步骤(c1)：关闭该机房的该第一开口及该第二开口且开启该第三开口以进行密闭循环，并调节该热交换器至最大热交换量，所以该第二气流经该第三开口流往该热交换器进行热交换，以得到该第一气流，再通过该送风装置将该第一气流引导至该计算机机柜。

18.如权利要求16所述的环境调节方法，其中该第二温度实质上大于该容许环境温度，而当该步骤(c)的比较结果为该第一温度实质上低于该第二温度且高于该容许环境温度时，还包括步骤(c1)：开启该第一开口及该第二开口且关闭该机房的该第三开口以进行开放循环，并降低该热交换器的热交换量，所以外部气体由该第一开口进入该机房，并经过该热交换器热交换后得到该第一气流，再通过该送风装置将该第一气流引导至该计算机机柜进行热交换得到该第二气流，并将该第二气流由该第二开口排出该机房。

19.如权利要求16所述的环境调节方法，其中该第二温度实质上大于该容许环境温度，而当该步骤(c)的比较结果为该第一温度实质上低于该容许环境温度时，还包括步骤(c1)：开启该第一开口及该第二开口且关闭该机房的该第三开口以进行开放循环，并关闭该热交换器，所以外部气体由该第一开口进入该机房以作为该第一气流，并直接通过该送风装置将该第一气流引导至该计算机机柜进行热交换得到该第二气流，并将该第二气流由该第二开口排出该机房。

20.如权利要求16所述的环境调节方法，其中该环境调节系统还包括一湿度调节装置，其包括一除湿元件及一加湿元件，该湿度调节装置受控于该控制单元。

21.如权利要求20所述的环境调节方法，其还包括步骤：

(d)检测该机房外部气体的一相对湿度；

(e)比较该相对湿度与一预设湿度及该机房的一第一容许环境湿度和一第二容许环境湿度，其中该预设湿度实质上大于该第一容许环境湿度，该第一容许环境湿度实质上大于该第二容许环境湿度；以及

(f)依该相对湿度与该预设湿度、该第一容许环境湿度及该第二容许环境湿度的比较结果，决定该第一开口、该第二开口及该第三开口的启闭，并调节该湿度调节装置。

22.如权利要求21所述的环境调节方法，其中当该步骤(f)的比较结果为该相对湿度实质上高于该预设湿度时，还包括步骤(f1)：关闭该机房的该第一开口及该第二开口且开启该第三开口以进行密闭循环，并调节该热交换器至最大热交换量。

23.如权利要求21所述的环境调节方法，其中当该步骤(f)的比较结果为该相对湿度实质上低于该预设湿度且高于该第一容许环境湿度时，还包括步骤(f1)：部分开启该机房的该第三开口且开启该第一开口及该第二开口以进行开放循环，从而外部气体由该第一开口进入该机房并与通过该第三开口的该第二气流混和而调湿。

24.如权利要求23所述的环境调节方法，其中该步骤(f1)还包括开启该湿度调节装置的该除湿元件。

25.如权利要求21所述的环境调节方法，其中当该步骤(f)的比较结果为该相对湿度实质上低于该第一容许环境湿度且高于该第二容许环境湿度时，还包括步骤(f1)：关闭该机房的该第三开口且开启该第一开口及该第二开口以进行开放循环，并关闭该湿度调节装置。

26.如权利要求21所述的环境调节方法，其中当该步骤(f)的比较结果为该相对湿度实质上低于该第二容许环境湿度时，还包括步骤(f1)：关闭该机房的该第三开口且开启该第一开口及该第二开口以进行开放循环，并开启该湿度调节装置的该加湿元件。

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