CN102883587B - 一种通信机房服务器用可控节能散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种通信机房服务器用可控节能散热系统，空调机连接冷风分配通道，冷风分配通道外接多根总送风管道一端，每根总送风管道另一端均连接一个机柜底部，每个机柜内底部都有一个连接装置、一个球形冷气分配室和一个控制模块，由连接装置连接总送风管道和球形冷气分配室，每个机柜下方的总送风管道出口处均设有连接电机的阀门；在每一个服务器上均安置一个温度传感模块，一个机柜中所有的温度传感器均连接位于同一机柜内的控制模块；球形冷气分配室表面上均匀设有多个通气孔，每个通气孔外接一个子送风管道一端，子送风管道另一端的出风口通至服务器处，控制模块根据温度信息控制电机转动调节阀门开度，提高散热效率，节省能源。

Description

一种通信机房服务器用可控节能散热系统

技术领域

本发明涉及散热系统，特别涉及对通信机房内服务器等发热设备进行降温散热处理的节能散热系统。

背景技术

近年来，随着通信企业规模的不断扩大，电子通信设备不断增多。企业机房中服务器的数量大幅增多，机柜内服务器集成度也不断增高，导致机房功率大大提高，伴随而来的就是机房内发热量增大，因此机房散热成了通信企业在机房布设中面临的重要问题。特别在炎热的夏季，机房面临高温的挑战更加严峻。如果没有一套有效的机房散热系统，机房温度可能高达30多度，而服务器的温度更有可能达到50至60度，这样的高温很容易导致服务器发生故障。

传统的通信机房散热方式为下吹式机房散热系统，即空调安置在机房的一侧墙体上，将空调吹出的冷空气送入机房高架地板中，然后冷空气会从机柜前方的蜂巢地板向上流动，服务器将这些冷空气吸入机柜，从而达到对服务器的散热效果。这种下吹式机房散热系统，高架地板下会充满冷空气，但距离空调较远的机柜会存在送风量不足的问题，这些机柜得不到充分散热，这种区域冷风流量的不同会导致各机柜散热不均。而且冷风是从地板表面

进入机房再吸入机柜，在经过机柜内由服务器和机架形成的现成通道流动，自下而上对机柜内服务器进行散热。这种方式会使机柜内上、下层温度分布不均，从而造成上下部服务器的制冷散热效果不一致。中国专利申请号为201010111575.2、名称为“一种按需配冷的数据中心机房散热系统”的专利文献公开了一种通信机房散热系统，打破了以往将整个机房的大环境空间作为服务器冷源的格局。其为了提高散热效果，利用散热通道直接将冷风送入机柜，解决了各机柜冷风量不均的问题。并在机柜内设置了竖直的冷风分配箱，冷风分配箱一端封闭，另一端为冷风进口接冷风通道，冷风分配箱箱体朝机柜侧面对应各服务器送冷风散热，解决了一个机柜内上下部服务器散热不均的问题。其解决了柜内和柜外由于冷风量不同导致的散热不均，但这种方式由散热通道送给各机柜的冷风不可自动控制，不能根据每个机柜实际的需求自动调节冷气量，这导致了能源浪费或者达不到散热效果，也没有根据所有机柜内服务器的冷热反馈状态调控空调机，这也导致了能源浪费。并且其冷风分配箱只是采用变截面结构，不能达到对上下所有服务器均匀散热的效果。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种节能可控的通信机房服务器散热系统，提高服务器的散热效率，减少不必要的能源浪费。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：空调机通过管道连接冷风分配通道，冷风分配通道外接多根总送风管道一端，每根总送风管道另一端均连接一个机柜底部，每个机柜内设有多个服务器，每个机柜内的底部都有一个连接装置、一个球形冷气分配室和一个控制模块，由连接装置连接总送风管道和球形冷气分配室，每个机柜下方的总送风管道出口处均设有阀门，阀门和电机由连接结构连接在一起，电机连接控制模块；在每一个服务器上均安置一个温度传感模块，一个机柜中所有的温度传感器均连接位于同一机柜内的控制模块；所述球形冷气分配室表面上均匀设有多个第一通气孔，每个第一通气孔外接一个子送风管道一端，子送风管道另一端的出风口通至服务器处，每一根子送风管道对应于一个服务器，所有的子送风管道长度相等；控制模块根据温度信息控制电机转动调节阀门开度，控制总送风管道的冷风量。 

所述球型冷气分配室的内腔中同心套有一个球形腔体，总送风管道连接球形腔体，球形腔体表面上均匀设有多个第二通气孔。

本发明与已有技术相比，具有如下优点：

1、本发明不以通信机房空间环境空气作为冷源，而是将空调机冷风直接作为冷源对机房服务器散热。空调机冷风通过冷风分配器将分流后送到各机柜，再由机柜内球型冷气分配室将冷风二次分流，将冷风直接送至服务器处，针对热源散热，提高了散热效率，节省了能源。

2、本发明机柜中的冷气分配装置为球型冷气分配室，该装置采用双层球体结构，由内部球心位置的球形腔体和外部球型冷气分配室构成。球形腔体表面和球形冷气分配室表面都开设有大小均匀的通气孔，冷气由总送风管道直接送到球形腔体内，再从腔体表面上的通气孔均匀吹到冷气分配室中。由于球形腔体处于球形冷气分配室的球心位置，从球形腔体中吹出的冷风到球形冷气分配室球壁的距离相等， 所以从球形冷气分配室的通气孔吹出的冷气量均匀相等。

3、本发明从球形冷气分配室送出的冷风直接被送至服务器处，每一层服务器都对应一根子送风管道，并且子送风管道长度相等，保证了所有管道内的冷风量相等。本发明针对热源散热，提高了散热效率，节省了能源。

4、本发明机柜中每个服务器都对应安置一个温度检测模块，实时监测对应服务器的工作温度，当检测到服务器温度过高时会进行报警警告。

5、本发明每个机柜中装有一个控制模块，控制模块收集机柜中所有温度模块的温度信息，并将所有的温度信息比较处理，最后根据最高温度值绝对服务器需要的冷风量。控制模块驱动步进电机，调节机柜下方的总进风通道阀门开度，改变吹向机柜的冷风量。本发明通过实时监测服务器温度来控制送风量，既不浪费能源又能满足散热效果。

6、本发明的空调机控制模块根据机房内所有机柜阀门反馈回的的状态，对空调机频率控制。当检测到阀门开度小时降低空调机频率，当检测到阀门开度大时提高空调机频率，达到最高限度的能源节省。

附图说明

图1是本发明通信机房服务器用可控节能散热系统结构图；

图2是图1中机柜3放大的结构示意图；

图3是图2中球形冷气室8放大的剖面图；

图中：1.空调机；2.冷风分配通道；3.机柜；4.管道；5.总送风管道；6.阀门；7.连接器；8.球形冷气分配室；9.通气孔；10.球形腔体；11.通气孔；12.电机；13.控制模块；14.温度检测模块；15.连接装置；16.子送风管道；17.服务器。

具体实施方式

本发明为一种节能可控通信机房服务器散热系统，由空调制冷系统、冷风输送及分配装置和温度监测控制模块组成。所述空调制冷系统由空调机1和空调机总控制模块组成。所述冷风输送及分配装置包括冷风分配通道2、总送风管道5、球形冷气分配室8和子送风管道16。所述温度监测模块由控制模块13、温度检测模块14、电机12、连接器7和阀门6组成。

参见图1-2，空调机1通过管道4连接冷风分配通道2，冷风分配通道2为一端口进气、多端口出气的箱体结构，进气口处窄，出气口处宽且有多个出气口通道。冷风分配通道2的出气口通道外接多根总送风管道5一端，每根总送风管道5另一端均连接到一个机柜3底部。每个机柜3内固定安装多个服务器17，多个服务器17由上至下平行且间隔固定在机柜3的内壁上，每个机柜3内的底部都有一个连接装置15、一个球形冷气分配室8和一个控制模块13，由连接装置15将总送风管道5和球形冷气分配室8连接起来。每个机柜3下方的总送风管道5出口处均装有阀门6，阀门6和电机12由连接结构7连接在一起，阀门6由电机12带动来调节开度。电机12连接机柜3内的控制模块13，由控制模块13驱动控制。

在每一个服务器17上均安置一个温度传感模块14，实时监测对应的该服务器17温度，一个机柜3中所有的温度传感器14均连接位于同一机柜内的控制模块13，温度传感模块14将采集到的温度信息发送给控制模块13，由控制模块13对同一机柜内的所有的服务器17温度信息进行处理，当检测到某个服务器17温度过高时会报警警告。

如图2-3所示，球形冷气分配室8表面上均匀设有多个通气孔9，每个通气孔9外接有一个子送风管道16，子送风管道16一端和球型冷气分配室8连接，另一端的出风口通到服务器17处，每一根子送风管道16对应一个服务器17。所有的子送风管道16长度相等，长度相等使得子送风管道16内气压相等，保证了从球形冷气分配室8送到所有服务器17的冷风量均匀相等，这种方式针对需要部位加强局部散热，散热效率高，减少了不必要的能源浪费。子送风管道16的冷风针对高发热的服务器17吹冷散热，冷风直达发热热源，大大提高了散热效率，节省了能源。

如图3所示，在球型冷气分配室8的内腔中同心套一个球形腔体10，形成双层同心球体结构，总送风管道5深入连接到球形冷气分配室8内部的球形腔体10上，将冷风直接输送到内部球形腔体10内，在球形腔体10表面上均匀开设有多个通气孔11，冷气由总送风管道5进入球形腔体10内后再通过其表面上的通气孔11均匀的吹出在冷气分配室8中。由于球形腔体10处于球形冷气分配室8的球心位置，从球形腔体10中吹出的冷风到球形冷气分配室8的球内壁的距离相等，所以从球形冷气分配室8的通气孔9吹出的冷气量均匀相等。

本发明的散热系统在工作时，由空调机1将冷风输送到冷风分配通道2中，在冷风分配通道2内将冷风分流成多条支流，冷风分配通道2在内部开辟出相等大小的出气口通道，进行气流的分流。空调机1的冷风由冷风分配通道2进气口进入，经过内部分流从所有的出气口流到连接的总送风管道5中，然后直接送到各机柜3底部，冷气由总送风管道5进入球形腔体10内后再通过腔体表面上通气孔11均匀的吹到冷气分配室8中，冷气再从冷气分配室8表面上每个通气孔9进入子送风管道16中，子送风管道16的冷风根据机柜3中服务器17的层次分布，针对高发热的服务器17吹冷散热，冷风直达发热热源。 

机柜3中的控制模块13将所有的温度信息比较处理后，以最高温度值为基准，控制电机12转动来调节阀门6开度，控制总送风管道5的冷风量，根据最高温度服务器17的温度调节冷气输入量，最后，可由空调机总控制模块综合所有机柜3总送风管道5的阀门6反馈回的状态，调节空调机1的功率，当检测到阀门6的开度小时降低空调机1的频率，当检测到阀门6的开度大时提高空调机1的频率，达到最高的能源节省，能达到既满足散热效果又不浪费能源的最佳送风效果。 

本发明结合了现代传感技术、自动检测及控制技术，本发明直接从节能、可控的角度出发，开发一种通信机房服务器散热系统，具有很大的应用前景。本发明不仅局限于通信机房服务器，可根据需要为一切机房服务器设备散热。

Claims (1)

1.一种通信机房服务器用可控节能散热系统，空调机（1）通过管道连接冷风分配通道（2），冷风分配通道（2）外接多根总送风管道（5）一端，每根总送风管道（5）另一端均连接一个机柜（3）底部，每个机柜（3）内设有多个服务器（17），每个机柜（3）内的底部都设有一个连接装置（15）、一个球形冷气分配室（8）和一个控制模块（13），连接装置（15）连接总送风管道（5）和球形冷气分配室（8），每个机柜（3）下方的总送风管道（5）出口处均设有阀门（6），阀门（6）和电机（12）由连接结构（7）连接在一起，电机（12）连接控制模块（13）；在每一个服务器（17）上均安置一个温度传感模块（14），一个机柜（3）中所有的温度传感器（14）均连接位于同一机柜内的控制模块（13）；所述球形冷气分配室（8）表面上均匀设有多个第一通气孔（9），每个第一通气孔（9）外接一个子送风管道（16）一端，子送风管道（16）另一端的出风口通至服务器（17）处，每一根子送风管道（16）对应于一个服务器（17），所有的子送风管道（16）长度相等；控制模块（13）根据温度信息控制电机（12）转动调节阀门（6）开度以控制总送风管道（5）的冷风量，其特征是：球型冷气分配室（8）的内腔中同心套有一个球形腔体（10），总送风管道（5）连接球形腔体（10），球形腔体（10）表面上均匀设有多个第二通气孔（11）。