CN102878644B - 一种数据机房变风量智能气流调控系统 - Google Patents

Abstract

一种数据机房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、若干个机柜、若干个变风量气流诱导器和变风量智能送风器，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，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，在机柜的进风面上安装一个变风量智能送风器或在机柜的散热背板上安装一个变风量气流诱导器，变风量智能送风器和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。本发明用于数据机房对计算机等设备降温，其降温效果显著，能够达到令人满意的效果。

Description

一种数据机房变风量智能气流调控系统

技术领域

 本发明涉及数据机房空调节能设备领域，特别是涉及一种数据机房变风量智能气流调控系统。

背景技术

申请号为201010004135.7的中国发明专利申请公开说明书公开了一种变风量智能气流调控系统，该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，机柜可以设置在机架上。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。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。在所述变风量气流诱导器内设计有一风扇组。所述风扇组由若干个可调速直流离心风机组成。由于互联网和通信行业的高速发展，随着服务器和存储系统物理体积上的缩小，已经导致功率密度和热量密度大大提高，也就要求设备散热风扇风量大、风速高，对于数据中心机房中的部分强排风的机柜，变风量气流诱导器纠正其气流方向显得较为吃力，对于数据中心机房降温效果不太明显，设计在数据中心机房内的该变风量智能气流调控系统重新组织气流结构、使数据中心机房内的空气有效对流、带走机柜热量、降低数据中心机房的温度，不能达到令人满意的效果，即降温效果不显著，其结构有待改进或完善。因此，人们迫切希望一种降温效果显著的数据机房变风量智能气流调控系统问世。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的变风量智能气流调控系统对降低数据中心机房的温度不能达到令人满意的效果的缺陷，提供一种数据机房变风量智能气流调控系统，这种数据机房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，并使数据中心机房内的空气有效对流，带走机柜热量，降低数据中心机房内的温度，其降温效果显著，能够达到令人满意的效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数据机房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、若干个机柜和若干个变风量气流诱导器，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，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，机柜设置在机架上，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A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A风扇组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，该数据机房变风量智能气流调控系统还包括若干个变风量智能送风器，在每个机柜的进风面上安装有一个变风量智能送风器或在机柜的散热背板上安装一个变风量气流诱导器，变风量智能送风器和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。

在上述技术方案中，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，在机壳内设计有多条风道，在机壳上部设计有多个出风口，在机壳背部设计有多个进风口，在机壳上设计有A接线槽和A电源开关。

在所述PCB控制板上设计有报警指示灯、A显示屏和多个A调试按键。

所述A风扇组由若干个可调速直流离心风机组成，在每个进风口对应设计有一个可调速直流离心风机。

所述变风量智能送风器包括送风冷柜，在送风冷柜正面设计有一A门，在A门上设计有一PCB板，在送风冷柜背面设计有一B门，在B门上设计有送风百叶，在送风冷柜的内腔顶部或者底部的位置上设计有一B风扇组。

在送风冷柜的左侧面或者右侧面设计有一B电源开关和B接线槽。

在所述PCB板上设计有一B显示屏、温度感温包和多个B调试按键。

所述B风扇组由若干个可调速直流轴流风机组成。

本发明的有益效果是：通过安装本发明达到空调冷风先冷却机柜再冷却机房环境温度的效果。1、通过在数据中心机房中部分机柜上加装变风量气流诱导器，安设在机架上的温度传感器将收集到的温度信号传输给变风量气流诱导器的PCB控制板，PCB控制板计算出机柜的实际散热量，从而调动变风量气流诱导器的可调速直流离心风机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，优化机房的冷通道和热通道，以提高空调系统的能力利用率。2、通过在数据中心机房中部分机柜上加装变风量智能送风器（对于数据中心机房中部分强排风的机柜，在此类机柜的进风面板上安装变风量智能送风器），变风量智能送风器的规格尺寸除厚度外，同机柜的尺寸一样。空调冷风直接通过直流轴流风机进入送风冷柜内，安设在机架上的温度感温包将收集到的温度信号传输给变风量智能送风器的PCB板，PCB板计算出机柜的实际散热量，从而调动变风量智能送风器的可调速直流轴流风机自动调节进入机柜的冷空气的风量和风速，再通过变风量智能送风器的背门上的导风百叶进入机柜，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，并精确控制机房内的送、回风量和送、回风风速，优化机房的冷通道和热通道，以提高空调系统的能力利用率。3、通过在数据中心机房中每个机柜的进风面上安装一个变风量智能送风器或在机柜的散热背板上安装一个变风量气流诱导器（即：在部分机柜上加装变风量气流诱导器，在部分机柜上加装变风量智能送风器）之后，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。它将冷、热气流直接隔离，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。变风量智能气流诱导系统（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或者变风量智能送风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。4、这种数据机房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，并使数据中心机房内的空气有效对流，带走机柜热量，降低数据中心机房内的温度，其降温效果显著，能够达到令人满意的效果。

附图说明

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。

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是本发明的平面布置结构简图；

图3是变风量气流诱导器的正面立体结构示意图；

图4是图3中显示面板的放大图；

图5是变风量气流诱导器的内部结构示意图；

图6是变风量气流诱导器的背面立体结构示意图；

图7是变风量智能送风器的立体结构示意图；

图8是变风量智能送风器的右视图；

图9是变风量智能送风器的俯视图；

图10是变风量智能送风器的主视图；

图11是变风量智能送风器的后视图。

图中，1、机壳；2、显示面板；3、出风口；4、A接线槽；5、A电源开关；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、A显示屏；13、A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；25、变风量智能送风器；26、送风冷柜；27、B电源开关；28、直流轴流风机；29、温度感温包；30、PCB板；31、B显示屏；32、B调试按键；33、送风百叶；34、A门；35、B门。

具体实施方式

参见图1、图2、图5和图6，本实施例所述的一种数据机房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24、若干台精密空调16、若干个机柜23和若干个变风量气流诱导器14，若干台精密空调16电性连接B集线器24，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，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设置在机架20上，冷通道和热通道的布置方式是利用机架20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；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A风扇组，通过在各个机柜23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23实际散热量，调动变风量气流诱导器14中的A风扇组自动调节进入机柜23的冷空气的风量和风速，排出机柜23热空气的风量和风速按机柜23的散热的实际需求进行冷量供应，该数据机房变风量智能气流调控系统还包括若干个变风量智能送风器25，在每个机柜23的进风面上安装有一个变风量智能送风器25或在机柜23的散热背板上安装一个变风量气流诱导器14（即在部分机柜23的进风面上分别各安装一个变风量智能送风器25，在另一部分机柜23的散热背板上分别各安装一个变风量气流诱导器14），变风量智能送风器25和变风量气流诱导器14通过信号线15连接A集线器19，A集线器19和B集线器24分别电性连接智能中央控制器17。

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，在机壳1内设计有一PCB控制板10、一A风扇组和多条风道9，在机壳1上部设计有多个出风口3，在机壳1背部设计有多个进风口6，在所述PCB控制板10上设计有报警指示灯11、A显示屏12、温度传感器7和多个A调试按键13，在机壳1上设计有A接线槽4和A电源开关5，所述A风扇组由若干个可调速直流离心风机8组成，在每个进风口6对应设计有一个可调速直流离心风机8。

参见图7、图8、图9、图10和图11，所述变风量智能送风器25包括送风冷柜26，在送风冷柜26正面设计有一A门34，在A门34上设计有一PCB板30，在送风冷柜26背面设计有一B门35，在B门35上设计有送风百叶33，在送风冷柜26的内腔顶部的位置上设计有一B风扇组，在送风冷柜26的右侧面设计有一B电源开关27和B接线槽，在所述PCB板30上设计有一B显示屏31、温度感温包29和多个B调试按键32，所述B风扇组由若干个可调速直流轴流风机28组成。

对于数据中心机房18中部分强排风的机柜23，在此类机柜23的进风面板替换成变风量智能送风器25，变风量智能送风器25的规格尺寸除厚度外，同机柜23的尺寸一样，空调冷风直接通过直流轴流风机28进入送风冷柜26内，以安设在机架20上的温度感温包29收集到的温度信号，传输给变风量智能送风器25的PCB板30计算出的各机柜实际散热量，调动变风量智能送风器的可调速直流轴流风机28自动调节进入机柜23的冷空气的风量和风速，再通过变风量智能送风器25的B门35（背门）上的送风百叶33进入机柜23，冷却机柜23内的设备，按机柜23的散热的实际需求进行冷量供应。本变风量智能送风器25解决了造成数据中心机房18内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。它将冷、热气流直接隔离，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。

下面结合图1、图2和“上送侧回”风管送风方式为例，用以说明本实施例，但不用于限制本发明的实用范围。

由图1和图2所示，数据机房变风量智能气流调控系统：包括变风量气流诱导器14、变风量智能送风器25、智能中央控制器17和用工程手段建立的设备“冷热通道”。

首先对设备的“冷热通道”的模型建立予以说明。“冷热通道”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。上送风方式通常采用的机房空调配置就是大功率、大风量、小焓差的管道送风方式，机房空调将大量高速冷风通过管道均匀分布到机柜排与排之间。在本实施例中，我们调整机柜23的朝向，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道的送回风模型，使冷热气流分区且进行有效循环。对于强排风的机柜，将送风风管延伸到变风量智能送风器25的顶面，将空调冷风直接封装送到机柜里，实现冷、热气流相互隔离，不相互干扰。

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的排风侧热通道机柜背面上，并将温度传感器7安装在温度最高的机架20位置上。将若干个变风量智能送风器25安装在强排风机柜进风面，智能中央管理系统将各个变风量气流诱导器14和各个变风量智能送风器25连接起来，并和机房内的精密空调16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。

由于互联网和通信行业的高速发展，随着服务器和存储系统物理体积上的缩小，已经导致功率密度和热量密度大大提高，也就要求设备散热风扇风量大，风速高，对于机房中的部分强排风的机柜23，变风量气流诱导器14纠正其气流方向显得较为吃力，效果不太明显，故对于此类强排风机柜，本发明还包含了一种变风量智能送风器25，与变风量气流诱导器14一起使用，既能相互互补，又能单独使用，可适用于任何送风方式的机房，真正起到机房气流调控作用。

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中的设备“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和变风量智能送风器25安装在机架上的温度感温包29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”方式控制精密空调16的负荷，并调节送入冷通道的风量及风速，以提高精密空调16的使用效率，减少精密空调16的负荷；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。

以上所述仅是本发明的一个优选实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种数据机房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(24)、若干台精密空调(16)、若干个机柜(23)和若干个变风量气流诱导器(14)，若干台精密空调(16)电性连接B集线器(24)，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)，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)设置在机架(20)上，冷通道和热通道的布置方式是利用机架(20)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(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；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A风扇组，通过在各个机柜(23)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(23)实际散热量，调动变风量气流诱导器(14)中的A风扇组自动调节进入机柜(23)的冷空气的风量和风速，排出机柜(23)热空气的风量和风速按机柜(23)的散热的实际需求进行冷量供应，其特征是：还包括若干个变风量智能送风器(25)，在每个机柜(23)的进风面上安装有一个变风量智能送风器(25)或在机柜(23)的散热背板上安装一个变风量气流诱导器(14)，变风量智能送风器(25)和变风量气流诱导器(14)通过信号线(15)连接A集线器(19)，A集线器(19)和B集线器(24)分别电性连接智能中央控制器(17)；所述变风量智能送风器(25)包括送风冷柜(26)，在送风冷柜(26)正面设计有一A门(34)，在A门(34)上设计有一PCB板(30)，在送风冷柜(26)背面设计有一B门(35)，在B门(35)上设计有送风百叶(33)，在送风冷柜(26)的内腔顶部或者底部的位置上设计有一B风扇组。。

2.根据权利要求l所述的一种数据机房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(2)，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)，在机壳(1)背部设计有多个进风口(6)，在机壳(1)上设计有A接线槽(4)和A电源开关(5)。

3.根据权利要求l所述的一种数据机房变风量智能气流调控系统，其特征是：在所述PCB控制板(10)上设计有报警指示灯(11)、A显示屏(12)和多个A调试按键(13)。

4.根据权利要求l所述的一种数据机房变风量智能气流调控系统，其特征是：所述A风扇组由若干个可调速直流离心风机(8)组成，在每个进风口(6)对应设计有一个可调速直流离心风机(8)。

5.根据权利要求1所述的一种数据机房变风量智能气流调控系统，其特征是：在送风冷柜(26)的左侧面或者右侧面设计有一B电源开关(27)和B接线槽。

6.根据权利要求1所述的一种数据机房变风量智能气流调控系统，其特征是：在所述PCB板(30)上设计有一B显示屏(31)、温度感温包(29)和多个B调试按键(32)。

7.根据权利要求1所述的一种数据机房变风量智能气流调控系统，其特征是：所述B风扇组由若干个可调速直流轴流风机(28)组成。