CN102116517A - 机房设备的送风控制方法 - Google Patents

机房设备的送风控制方法 Download PDF

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CN102116517A CN2011100664649A CN201110066464A CN102116517A CN 102116517 A CN102116517 A CN 102116517A CN 2011100664649 A CN2011100664649 A CN 2011100664649A CN 201110066464 A CN201110066464 A CN 201110066464A CN 102116517 A CN102116517 A CN 102116517A
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潘华建
田松林
穆易楠
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北京东方新旭科技发展有限公司
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Abstract

本发明公开了一种机房设备的送风控制方法,包括:送风控制器接收机柜内进风和排风口的温度传感器的感应值、接收的机柜内运行电流的感应值;将所述感应值与预先设定的计算公式进行计算,根据计算值获得相应的风量调节值;根据所述调节值控制所述进风口处的风扇数量和转速,调节进风量;其中,所述机柜的柜门连接有构成气流循环空间的冷池柜体;所述冷池柜体包括设置在所述冷池柜体顶部或底部的进风气道及调节风量的风扇模块。所述中心控制系统将接收到的所有机柜内的温度值、机柜运行电流值、机柜所需风量值及自身测量的温度值和运行功率值与设定的计算公式进行计算,控制所述进风气道所连接的空调的开启或关闭状态、调节总风量和总制冷量。

Description

机房设备的送风控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及自动化温度控制,特别是指一种机房设备的送风控制方法。 背景技术
[0002] 随着互联网技术和通信行业的发展,各数据中心、通信中心的密度不断随着业务 的扩展而增加,但由于以前的机房建设有很多的缺陷,不能满足现代通信中心、数据中心机 房的发展要求,出现了很多问题,局部过热、能耗高、机房密度低这些问题是原来(2009年 以前)设计机房的通病,直接制约了机房的发展,尤其是能耗高最为突出。
[0003] 据统计,我国现在是仅次于美国的第二大能源消费国,但同时我国的能源利用率 很低,浪费能源的现象十分严重。“节约能源、保护环境”已是各级政府工作之重点。许多城 市和地区已经采取措施,如利用峰谷用电等。然而,节能不仅是各级政府的事,而且是全民 的事,各企业更责无旁贷。
[0004] 近几年来,随着信息技术的普及,数据中心的IT设备数量增长加速;同时,电力价 格持续上升并且供应越来越紧张,数据中心面临不断扩容的压力和不断增长的电能消耗, 节电成为全球数据中心管理者共同关注的话题。现在各IT企业每年在用电成本上的花费 将大于当年在硬件设备上的投资。面对如此严峻的形势,建立一个节电、环保的数据中心自 然成为很多数据中心管理者的重点工作之一。
[0005] 目前的机房的冷却系统主要是通过在机房的顶部安装空调系统,将冷气从上直下 接入到机房设备中,其系统结构如图1所示,这种方式能源消耗较大,并且温度控制不够准确。
发明内容
[0006] 有鉴于此,本发明在于提供一种机房设备的送风控制方法,以解决上市机房能源 消耗大,温度控制不准确的问题。
[0007] 本发明提供一种机房设备的送风控制方法,包括:
[0008] 接收机柜内进风口、排风口的温度传感器的感应值;
[0009] 接收机柜内设备运行电流传感器的电流值。
[0010] 将所述感应值、电流值与预先设定的计算公式进行计算,根据计算值获得相应的 风量调节值;
[0011] 根据所述调节值控制所述进风口处的风扇转速,调节进风量;
[0012] 其中,所述机柜的柜门连接有构成气流循环空间的冷池柜体;所述冷池柜体包括 设置在所述冷池柜体顶部和底部的进风、排风气道、可调节风量的风扇模块。
[0013] 优选地,还包括:
[0014] 将所述感应值与报警阈值进行比较,当所述感应值高于报警阈值时,发出报警信号。
[0015] 优选地,还包括:[0016] 按照预定的时间间隔检测机柜内的温度值、电流值、所需风量值;
[0017] 将所述温度值、电流值、所需风量值传输到中心控制系统。
[0018] 优选地,
[0019] 所述中心控制系统将接收到的机柜内的温度值、机柜运行电流值、机柜所需风量 值及自身测量的温度值和运行功率值通过设定的计算公式进行计算;根据计算后的数据, 控制所述进风气道所连接的空调的开启或关闭状态、调节总风量和总制冷量。
[0020] 优选地,在所述冷池柜体的上方连接空调送风系统位置处,所述冷池柜体的上方 安装有送风模块,在机柜内安装送风控制器。
[0021] 优选地,在所述下进风系统连接所述冷池柜体内的底部地板位置处,安装有送风 模块,在机柜内安装送风控制器。
[0022] 优选地,所述送风模块包括多个风扇和通过功率变化调节每个风扇的转速的风扇 模块;
[0023] 所述送风控制器包括:
[0024] 接收温度传感器的温度值和机柜运行电流传感器的电流值的控制芯片,所述控制 芯片通过所述调节值调节所述风扇模块的功率,控制所述进风口处的风扇转速,调节所述
进风量。
[0025] 本发明具有以下技术效果:
[0026] 由于采用了上述的控制方法,通过机柜内的测量温度与预定温度值进行比较,按 照比较结果调节进风量,从而精确控制机柜内的温度。中心控制系统通过收集各送风控制 器的运行电流、所需风量和测量的机房温度和机房运行功率的结果与预定的温度值进行比 较,从而调节空调的总制冷量和风量。从而影响机柜内温度的调节。
附图说明
[0027] 图 1是现有的温度调节系统的结构图;
[0028] 图 2是送风控制器的原理结构示意图;
[0029] 图 3是本发明实施例的方法流程图;
[0030] 图 4是冷池柜体与机房设备安装的示意图
[0031] 图 5是风扇模块的示意图;
[0032] 图 6是下送风机房系统的示意图;
[0033] 图 7是上送风机房系统的示意图;
[0034] 图 8是智能送风地板的示意图;
[0035] 图 9是下送风智能送风机柜的示意图;
[0036] 图 10是上送风智能送风机柜的示意图;
[0037] 图 11是中心控制系统的原理结构示意图。
具体实施方式
[0038] 为清楚说明本发明中的方案,下面给出优选的实施例详细说明。
[0039] 本发明的实施例中的送风调节系统包括:冷池系统、送风控制系统、中心控制系统 组成。[0040] 本发明在机柜上安装送风控制器,调节机柜内的温度;并且送风控制器连接中心 控制系统,通过中心控制系统调节整个机房的空调的总风量和总制冷量。下面通过附图详 细说明。
[0041] 本发明的方法的送风控制器按2U机箱设计,可直接安装在所控制机柜(或近邻机 柜)中的空位上。送风控制器可按照图2所示的逻辑框图组建并运转。在机房内服务器机 柜的进风口安装1个温度传器、机柜设备的排风口安装多个温度传感器,并在有条件的机 柜安装电流传感器,送风控制器内的控制芯片实时检测机房内机柜的进、出风温度和整个 机柜的电流值;根据以上检测的数据变化调节每个机柜的送风量,满足服务器机柜的散热 要求,避免局部温度过高,最后将所有数据传至中心控制系统。
[0042] 送风控制系统安装以下步骤进行调节,参见图3 :
[0043] S31 :接收机柜内进风口、排风口的温度传感器的感应值,接收机柜运行电流的电 流值;
[0044] S32:将所述感应值、电流值与预先设定的计算公式进行计算,根据计算值获得相 应的风量调节值;
[0045] S33 :根据所述调节值控制所述进风口处的风扇模块的风扇转速,调节进风量;
[0046] 其中,所述机柜的柜门连接有构成气流循环空间的冷池柜体;所述冷池柜体包括 设置在所述冷池柜体顶部和底部的进风道。
[0047] 优选地,还可将所述感应值与报警阈值进行比较,当所述感应值高于报警阈值时, 发出报警信号。
[0048] 送风控制器控制对机柜温度的控制方法,可应用到采用冷池技术的机房中,参见 图4,采用冷池技术将机房的冷热风分隔,冷池为了保温采用双层玻璃、铝合金框架、推拉门 设计,高、宽与机架相同(包含底座),厚度根据机柜运行功率的大小设计在20〜80CM之 间。
[0049] 对于上送风系统,将通过送风风道将冷风输送到冷池上方的进风口处给机柜送 风;
[0050] 对于下送风系统,直接通过地板下的送风风道(或叫静压箱)在冷池下开口给机 柜送风;
[0051 ] 系统对上送风机房和下送风机房都适用。
[0052] 为了不占用维护空间采用了推拉门设计,当需维护时可将推拉门向两边推开或卸 掉推拉门不会影响旁边的操作;
[0053] 由于采用玻璃门使维护人员可清楚地看到设备运行指示灯,减轻了维护人员的维 护强度。
[0054] 冷风通过安放在出风口处的风扇模块按需要的风量给冷池送风。
[0055] 风扇模块由风扇组和导风百叶组成,参见图5,风扇组由1〜8个风扇组成,风量的 控制是由送风控制器控制风扇的转速或开启风扇的数量来完成。
[0056] 为减少机架之间的影响每个机架之间加装隔板,在维修时可拆卸方便维修。
[0057] 为减少冷风的流失在机架上的空位加装盲板。
[0058] 下送风机房系统通过地板下的空间做为主风道,将冷风直接输送到冷池下方进风 口处;如图6所示。
5[0059] 经过冷却设备后的热风通过机房空间传回机房空调的回风口再制冷后又通过地 板下空间传给冷池。
[0060] 上送风机房系统通过密封机房空调出风口通过主风道传送到个支风道,再通过引 风道将冷风输送到冷池上方的进风口处;如图7所示:
[0061] 经过冷却设备后的热风通过机房空间传回机房空调的回风口再制冷后又通过风 道传给冷池。
[0062] 对于新机房,还可采用智能送风地板和智能送风机柜。
[0063] 参见图8,智能送风地板可直接代替机房地板放在机柜的进风口处,地板带有送风 控制系统和风扇模块系统,风量的控制是由送风控制器控制风扇的转速或开启风扇的数量
来完成。
[0064] 下送风智能机柜的示意图可参见图9,送风模块安装在智能送风机柜前进风风道 的下方,地板开孔作为进风口,通过由送风控制器控制的风扇模块调节冷风量给设备冷却, 为了减少机房的热量热风可通过选装的回风风道直接送到空调间;若没有选装回风风道则 热风通过机房空间输送到空调回风口处。
[0065] 上送风智能送风机柜的示意图可参见图10,送风模块安装在智能送风机柜前进风 风道的上方,冷风通过主风道、支风道、引风道直接引到智能送风机柜的送风口处,通过由 送风控制器控制的风扇模块调节冷风量给设备冷却,热风通过机房空间输送到空调回风口 处。
[0066] 上述的送风模块包括多个风扇和通过功率变化调节每个风扇的转速、开启、关闭 风扇数量的风扇模块;
[0067] 上述的送风控制器包括:
[0068] 接收温度传感器的温度值和机柜电流的电流值的控制芯片,所述控制芯片通过所 述调节值调节所述风扇模块的功率,控制所述进风口处的风扇转速,调节所述进风量。
[0069] 上面详细说明了机柜的送风控制,本发明的方法还包括:
[0070] 将机柜的微环境数据传送到中心控制系统,包括温度值、湿度值、电流值等数据。
[0071] 中心控制系统通过收集各送风控制器的运行电流、所需风量和测量的机房温度、 机房运行功率的数值通过设定的计算公式计算机房所需的总风量和总制冷量。
[0072] 根据计算后的数据,控制所述进风气道所连接的空调的开启或关闭状态、调节总 风量和总制冷量。
[0073] 中心控制系统的工作示意图可参见图11,中心控制系统将收集到的所有数据和自 己监测到的机房运行总功率、温度、湿度、静压等数据进行计算、比较,最后按需要决定开启 机房空调的数量,保证机房设备的正常运行。
[0074] 由于本发明只控制空调的开启状态并不改变空调的工况,所以对空调的原设计功 能没有任何改变保证了空调的制冷量。
[0075] 本发明具有以下技术效果:
[0076] 1、由于采用了实时地检测各机柜的发热情况并根据实际要求向机柜送风,从而通 过本发明的技术对机房的整改后的老旧机房和使用本发明的技术建立的新机房首先彻底 地解决了局部过热的问题;
[0077] 2、通过使用本发明解决了局部过热问题使机柜能够大大增加设备的容积率,可以将机柜的中设备容量2KW增加到IOKW以上,相当于增加了原来的机房的使用率,从而大大 减少了机房建设费用;
[0078] 3、使用本发明能将机房的空调能耗下降30〜60%,彻底解决机房能耗高的问题。
[0079] 对数据中心和通信中心的设备的环境要求也就是对空调设备回风口的设计要求, 机房环境要求为22°C 士2°C,在没有使用本发明时机房要达到此要求是通过空调吹出的冷 风与机房内的热风混合后才能达到要求,但此时我们设定空调的回风温度是22°C 士2°C, 这样空调在测得回风温度大于24°C时开启制冷压缩机,到温度小于20°C时关闭压缩机,由 于机房空调的蒸发温度一般在8〜10°C (以下按8°C计算),所以开启压缩机制冷后空调机 的出风温度就在12〜16°C,又由于冷风不能均勻分配到机房的各个部位,这样就可能导致 有的地方过冷有的地方过热,使空调也可能有的制冷有的加热,造成大量的浪费使机房空 调的能耗过高。
[0080] 采用本发明可使冷热风分离,可将经空调制冷的冷风直接送到机柜设备的进风 口,我们只要将机柜微环境达到设备需要的设计温度就可以满足设备需要,这样就不需要 对整个大环境都要做到22°C 士2°C了,由于机房空调的蒸发温度是8°C,按理想状态我们就 可以提高空调的回风温度8°C,将回风温度由22°C 士2°C调高到30°C 士2°C从而达到了节能 的目的。
[0081] 4、首先使空调作用的范围由大环境变成微环境里,减少了空调的负担。
[0082] 5、由于提高了机房大环境温度,减少机房外的热辐射、增大了机房外的冷辐射。
[0083] 6、由于提高了机房空调的回风温度,则增加了机房空调的制冷效率,据专家测算: 空调回风温度每增加l°c,空调的制冷效率增加3%。
[0084] 7、由于采用了中心集中控制和定点控制系统,使机房各点的温度基本平衡,不会 产生局部过热局部过冷得现象,可以按需要对机房空调地开启进行精确调整,避免了开启 过多机房空调的现象减少了不必要的浪费。
[0085] 对于本发明各个实施例中所阐述的系统,凡在本发明的精神和原则之内,所作的 任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种机房设备的送风控制方法,其特征在于,包括:送风控制器接收机柜内进风口、排风口的温度传感器、机柜运行电流的感应值;将所述感应值与预先设定的计算值进行计算,根据计算值获得相应的风量调节值;根据所述调节值控制所述进风口处风扇模块的风扇的数量和转速,调节进风量;其中,所述机柜的柜门连接有构成气流循环空间的冷池柜体;所述冷池柜体包括设置 在所述冷池柜体顶部和底部的进风气道和风扇模块。
2.根据权利要求1所述的送风控制方法,其特征在于,还包括:将所述感应值与报警阈值进行比较,当所述感应值高于报警阈值时,发出报警信号。
3.根据权利要求1所述的送风控制方法,其特征在于,在所述冷池柜体的上方连接空 调送风系统位置处,所述冷池柜体的上方安装有送风模块,在机柜中安装送风控制器。
4.根据权利要求1所述的送风控制方法,其特征在于,在所述下进风送风系统连接所 述冷池柜体内的底部地板位置处,安装有送风模块,在机柜中安装送风控制器。
5.根据权利要求3或4所述的送风控制方法,其特征在于,所述送风模块包括多个风扇 和通过功率变化调节每个风扇的转速的风扇模块;所述送风控制器包括:接收温度传感器的温度值和接收机柜运行电流传感器的电流值的控制芯片,所述控制 芯片通过所述调节值调节所述风扇模块的功率,控制所述进风口处的风扇转速和数量,调 节所述进风量。
6.根据权利要求1所述的送风控制方法,其特征在于,还包括:按照预定的时间间隔检 测机柜内的温度值、电流值和所需风量;将所述温度值、电流值、所需风量值传输到中心控 制系统。
7.根据权利要求6所述的中心控制系统,其特征在于,所述中心控制系统将接收到的所有机柜内的温度值、电流值、所需风量值及自身测量 的温度值、电流值与预定的阈值进行比较;根据比较后的差值,调节所述进风气道所连接的空调的总风量和总制冷量。
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