CN103348781A

CN103348781A - 用于空气密封区的空气泄漏检测的系统和方法

Info

Publication number: CN103348781A
Application number: CN2011800670807A
Authority: CN
Inventors: 小约翰·H·比恩; 智海·戈登·董
Original assignee: American Power Conversion Corp
Current assignee: Schneider Electric IT Corp
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: EP2659755B1; AU2011352965B8; US8534119B2; US20140013827A1; WO2012091868A1; AU2011352965A8; EP2659755A1; AU2011352965A1; WO2012091868A8; AU2011352965B2; US20120167670A1; US9274019B2; CN103348781B

Abstract

一种用于测量数据中心的热通道或冷通道密封区的空气泄漏的系统，包括：安置于第一排和第二排的多个设备柜；与所述多个设备柜配合安置用以构成空气密封区的多个挡板；以及，安装在所述空气密封区内的每个末端都被密封的导管，所述导管具有开口和多个开孔，其中所述多个开孔沿着所述导管的长度以实质上均匀的间隔分布。

Description

用于空气密封区的空气泄漏检测的系统和方法

发明背景

1.公开领域

本公开涉及设备间和数据中心，并且更特别地涉及用于测量热通道或冷通道的密封区的空气泄漏的方法和系统。

2.相关技术讨论

在许多设备间和数据中心环境中，电子设备被安装在称作设备架的标准设备框架或柜子里，例如由电子工业协会的EIA-310规范中定义的。一个数据中心可能有许多设备架，通常互相间隔很近的距离。所述电子设备可能包括，例如，服务器、网络路由器、数据存储装置、电信设备、及类似设备，这些设备产生的热量必须被散除，或者以别的方式处理以避免其对设备的性能、可靠性、以及使用寿命产生不利影响。特别是，架上安放的设备，被安置在柜子般的有限空间内，可能更容易受柜子里的热量累积的影响。设备架上产生的热量与设备消耗的电功率的量、设备的功率效率、以及其他因素有关。而且，随着时间的推移，为了适应不断发展的操作需要，各种各样的电子设备有可能被加入、移除、替换、或者重新安置，这会导致数据中心内和每个柜子内产生的总热量发生变化。

为了保护内部组件以避免使其变得过热，设备架上安装的设备可能包括一个或多个风扇，所述风扇用于将冷空气引入并穿过所述组件，以及将热空气排放到周围的环境。其他的设备可以通过热对流或辐射冷却来管理散热，而无需使用任何气流装置。一些设备架可以包括风扇，所述风扇用于给安装在其中的设备提供补充的冷空气，或者用于将热空气排出设备柜。此外，许多数据中心提供可调节的冷气以增强房间的冷却需要。

这些冷却技术中的每一种都消耗额外的能量。因为数据中心的冷却要求会相当大地变化，使用现有的技术难以实现能源的有效利用。例如，提供超过设备运转需要的冷空气会浪费能源，然而，冷空气供应不足又可能导致贵重设备的损坏。

发明概述

本公开的一个方面针对数据中心的热通道或冷通道密封区的空气泄漏测量。

根据一个实施方式，用于测量数据中心的热通道或冷通道密封区空气泄漏的系统包括：多个设备柜，其被安置在第一排和第二排；多个挡板，其与所述多个设备柜相互配合地安置，以构成空气密封区；以及导管，其被安装在空气密封区里面且每个末端都被密封，所述导管包括开口和沿着所述导管的长度以实质上均匀的间隔分布的多个开孔。

在另一个实施方式中，系统可以还包括差分空气压力检测装置，所述差分空气压力检测装置耦合至所述开口，并被配置成检测所述导管内的空气压力和所述空气密封区以外的周围空气压力之间的差。所述差分空气压力检测装置可包括压力计。

在又一个实施方式中，系统可以还包括空气流测量装置，所述空气流测量装置被配置成基于所述导管内的空气压力和所述周围空气压力之间的差，计算所述空气密封区的渗入空气流速率。空气密封区的渗入气流速率可以用如下公式计算：

scfm=(61474.2*R_HACS–36082.5)*DP+偏差

其中scfm是空气密封系统的渗入速率，R_HACS是空气密封系统的开放面积比率，DP是以英寸水柱为单位的周围空气压力减去以英寸水柱为单位的所述空气密封系统的内部空气压力的绝对值，且所述偏差是恒定值。在一个实施方式中，所述偏差是750。

在另一个实施方式中，导管可以实质上水平地安装在空气密封区内。在一个实施方式中，开孔是实质上面向上的。在另一个实施方式中，导管被安装在垂直高度约为空气密封区的内部高度的三分之二处。在另一个实施方式中，导管的长度可以和空气密封区的内部长度实质上相同。在又一个实施方式中，导管的直径可以约为一点五英寸。在另一个实施方式中，每个开孔的直径可以约为四分之一英寸。在另一个实施方式中，一个开孔和另一个开孔之间的距离可以约为六英寸。

根据一个实施方式，一种用于测量数据中心的热通道或冷通道密封区空气泄漏的方法包括：提供安装在空气密封区内的导管，所述空气密封区由包括与多个设备柜配合安置的多个挡板的组件限定。所述导管在每个末端都被密封，并且包括开口和多个实质上朝上且沿所述导管的长度以实质上均匀的间隔分布的开孔。

在另一个实施方式中，导管可以实质上水平地安装在垂直高度约为空气密封区的内部高度的三分之二处。导管的长度可以和空气密封区的内部长度实质上相同。

在另一个实施方式中，所述方法可以还包括检测导管内的空气压力。检测导管内的空气压力可以包括将空气压力检测装置耦合至开口并使用该空气压力检测装置检测导管内的空气压力。在又一个实施方式中，所述方法可以还包括检测空气密封区以外的周围空气压力。在另一个实施方式中，所述方法可以还包括基于检测到的导管内的空气压力和检测到的周围空气压力之间的差来确定空气压力差。在另一个实施方式中，所述方法可以还包括根据所确定的空气压力差来计算空气密封区的渗入气流速率。

附图简述

在附图中，在各个图中出现的每个相同或几乎相同的组件用相似的数字表示。为了清楚起见，可能并非每个组件都在每个图中进行了标识。为了更好地理解本公开，对以引用的方式被并入的附图进行参考，并且其中：

图1是根据本公开的一个实施方式的数据中心的一部分的俯视示意图，该数据中心采用热或冷通道密封区空气泄漏测量系统；

图2A是根据本公开的另一个实施方式的热或冷通道密封区空气泄漏测量系统的俯视示意图；

图2B是沿图2A中的切线A-A’截取的横截面侧视示意图；

图2C是图2A所示系统的一部分的透视示意图；

图2D是图2A所示系统的另一部分的透视示意图；

图3A是示出图2A所示的空气泄漏测量系统的一部分的结构的纵向视图的示意图；

图3B是图3A所示结构的另一个纵向视图的示意图；

图3C是图3A所示结构的端视图的示意图；

图4示出了图2和3中所示的空气泄漏测量系统的一部分的透视图；

图5示出了图2和3中所示的空气泄漏测量系统的另一部分的一种实施方式的示意图；

图6图示了根据本公开的又一个实施方式的热或冷通道密封区空气泄漏测量方法的流程图。

发明详述

仅用于说明的目的且不限制一般性，现在将参照附图详细描述本公开内容。本公开内容不将其应用限制于在下面描述中提出的或在图中示出的组件的构造和布置的细节。本公开内容能够具有其它实施方式并且能够以各种方法被实践或执行。同样，在此使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应被认为是限制性的。本文中使用的“包括（including）”、“包括（comprising）”、“具有”、“包含”、“涉及”及其变体意指涵盖了其后列出的项及其等同物，以及另外的项。

典型的数据中心可以容纳许多设备柜和设备架，例如，由罗得岛州西金斯顿的美国电力转换公司（APC）出售的设备架，其品牌为NetShelter^TM。每个设备架可以被配置成包括适于支撑电子设备的框架或外罩，所述电子设备比如，计算设备、网络设备、以及电信设备。设备架在构造上是模块化的且可被成排地配置，并且可以被安置成使冷空气通过每个架子的前部引入，以及被架子内部的设备加热的空气通过每个架子的后部排出。为了便于足够的气流通过架子，这些架子可以没有前部或后部的门或挡板，或者在门或挡板上打眼或安装通风管以提供空气可以流过的开口区域。成排的架子可以进一步被安置成使得一排中的每一个架子的后部对着另一排中的每一个架子的后部或者设备墙，在排与排或排与墙之间留有供空气循环的空间。这样的空间有时被称为“热通道”，因为它主要包含通过成排的设备架排出的暖气或热气。每一排架子前面的空间有时被称为“冷通道”，因为它提供被引入每个架子中的冷空气或周围空气的来源。数据中心可以包括被设计成采用，例如，显冷或潜冷技术来管理设备和数据中心环境的操作温度、湿度或这两者的冷却系统。

当设备架被安置在开放空间内时，来自热通道的空气可以和冷通道里的空气混合，这样会提高冷通道提供的空气的温度。这可能会导致数据中心冷却系统不得不产生额外的冷空气，以抵消冷通道中升高的温度，因此降低了数据中心冷却系统的效率。因此，需要严格控制热通道的空气以防止此种混合的发生，同时也避免向冷却系统注入过多的暖气或热气。已知为了把数据中心的热通道和冷通道及周围的空气隔离开，可以用密封系统把热通道包围起来。密封系统包括顶板和壁组件，其被设计用来安装在一排或多排设备架上并用来容纳热通道的空气。因此，从设备架排出的暖气或热气将被限制在热通道内并被禁止与周围空气混合。可选择地，所述密封系统可以用于容纳由冷却系统提供的冷空气。受限制的空气可以同周围空气分开管理，例如，通过排气管、管道、或其他空气循环装置从热通道排出空气。可选择地，受限制的空气可以通过数据中心的冷却系统按受控的体积和受控的速率再循环。

根据本公开的一个实施方式，当通过空气密封系统建立热或冷通道时，正如下面参照图1所描述的，可能需要监控在热或冷通道和周围空气空间之间流通的空气量、空气速率或这两者。通过监控空气流，数据中心冷却系统能设法优化其能源效率。特别是，因为穿过设备架循环的空气被迫进入热通道内的有限空间里，热通道里的空气压力将比热通道外的空气压力高。一定数量的空气可以从热通道抽出以减小其内部的空气压力，以使冷空气能够流入设备架中。周围空气和热通道之间的空气压力差可以用于计算从一个空间到另一个空间的气流的体积、速率或这两者。例如，关于能源效率、制冷需求、或其他变量的理想的空气流可由特定的因素决定，比如冷通道内的气体或周围气体的期望温度，热通道内空气温度的测量值，以及其他因素。因此，需要了解的是，所述空气流，以及因此数据中心冷却系统，可以利用测量得到的周围空气和热通道的空气压力差来进行管理。2009年1月28日提交的题目为“METHODANDSYSTEMFORDETECTINGAIRPRESSURENEUTRALITYINAIRCONTAINMENTZONES”、美国专利公开第2010/0186517号记述了一种用于检测空气压力差的技术，所述专利申请归本公开的受让人所有并在此以引用的方式被全部并入。

图1是根据本公开的一个实施方式的数据中心的一部分的俯视示意图，该数据中心采用热或冷通道密封区空气泄漏测量系统。总体被标示在10的是数据中心的一部分，其包括多个设备架，每一个都用12表示。每一个设备架12都可以放置电子设备，比如计算机、服务器、电信交换机、网络路由器、以及类似设备。设备架12被成排安置以使每一排架子的一面（例如，背面）对着相对的那排架子的相同面（例如，背面）。每两排之间的空气空间可被定义为热通道14，这样命名是因为由设备产生的从每个架子背面排到空气空间的是暖气或热气。需要了解的是，如果将供应气流和返回气流互置，热通道14实际上变成了冷通道，因此术语“热通道”和“冷通道”在这里可以互换使用。热通道14可以进一步被空气密封系统包围起来（在这里也被称为热通道密封系统或HACS）以便将那里的空气与数据中心10的其余部分的空气（例如，周围空气）隔离，并且隔离供应（例如，冷）气流和返回（例如，热）气流。在一种布置中，相对较冷的空气进入（注入）每个架子的前面，并被吸入架子内部以使放置在里面的设备冷却，并以暖气或热气的形式排入热通道14。

一个或多个冷却单元，每一个都用16表示，可以被布置在设备架12之间，用于提供使设备冷却的冷空气、用于减少热通道14内的热量或这两者。例如，冷却单元16可以被配置成通过冷却单元的后部从热通道14抽出热空气，使热空气冷却，并将冷却后的空气通过冷却单元的前部排入数据中心10。通过冷却单元16的空气流可以通过一个或多个风扇18补充。

根据一个实施方式，HACS通过将热通道14用物理边界包围起来而构成，所述物理边界包括：比如，顶板、壁或这两者。这样的包围形式包括多个板，每个都在图1中用20表示。每个设备架12从环绕设备架前面和HACS其他部分的周围空气中吸入相对较冷的空气。任何给定的设备架12的期望的气流速度依赖于设备、周围空气温度、设备输出的热量、以及其他因素，而且可能随时间有较大变化。通过所有设备架12并进入热通道14的组合净气流高度地变化且很难预测。因此，需要通过从热通道14抽取一定量的空气，在那里产生微小的负气压，以使由于反压从热通道泄漏到周围空气的热空气量达到最小，来控制空气流的速率和方向。这样进一步产生了气压差，该气压差自然迫使周围空气通过架子。通过操作冷却单元16，使其以比从设备架12进入热通道的热空气的速率略高的速率，来去除和冷却来自热通道14的空气，来达到能源节约的目的，上述过程如图1中的箭头所示。

如下面将进一步详细讨论的，提供了空气压力感应装置用于检测热通道14内的空气压力、周围空气压力或这两者。所述空气压力感应装置允许计算热通道14和HACS外部的周围空气空间之间的气流的体积、速率、或这两者。所述计算结果可以被控制器使用，该控制器可以被配置成使用控制算法控制冷却单元16、风扇18或这两者的工作，来保持热通道14和周围空气之间的期望的空气流，或者用于其他的空气管理目的，比如温度或湿度控制。

控制器22可以被提供以控制设备架12、冷却单元16或这两者的工作。控制器22被示意性地示出为能够控制数据中心10中的所有组件，包括用于管理空气流和设备冷却的组件。

图2A和2B图示了根据本公开的一个实施方式的热或冷通道密封区空气泄漏测量系统100。在图2A中，示出了空气泄漏测量系统100的俯视示意图。在图2B中，示出了沿图2A中的切线A-A’截取的横截面侧视示意图。在俯视图中，内部结构被示出是出于描述的目的，尽管由于其被挡板、顶板或其他覆盖物竖直地覆盖，系统100的内部结构实际上是不可见的。

系统100包括：多个设备架，每一个都用12表示，以及多个挡板20，所述挡板被相互配合地安置以构成包围热通道14的HACS。系统100进一步包括导管110，所述导管构成了用于检测热通道14内部的空气压力的空气压力感应装置的一部分。导管110限定了其内部的空气通道（比如在下面的图4中示出的空气通道111），其两端都被端盖112密封，并被安装在热通道14内部。导管110包括用于在热通道14和导管内的空气通道之间流通空气的多个开孔120，并进一步包括置于一个端盖112或者，可选择地，在导管的另一部分里面的开口118。开口118提供了用于将导管110耦合至可选的空气压力检测器116（比如精密斜管压力计）的端口。空气压力检测器116可以被配置成用于检测导管110的空气通道里的空气压力，空气密封区14以外的周围气体的空气压力，或者这两者。导管110安装在热通道14中，例如，通过用一个或多个挂架114将导管悬挂于顶板或末端挡板20的方式。在一个实施方式中，挂架114由尼龙、金属、塑料、或适于将导管110支撑在热通道14内的实质上固定的位置和方向上的另一种材料制成。需要了解的是，也可以采用其他安装方法（例如，将导管从下方支撑于台子、支架、支柱，或其他支撑结构之上）。

根据本公开的一个实施方式，HACS包括两个或多个设备架12，比如由APC制造的600毫米NetShelterSX柜。如图2A中所示出的，设备架12被安置成两排（或者，在有两个架子的情况下，它们可以彼此面对面或背对背安置），且排与排之间有间隔。设备架12可以有带孔的前门和后门以便为安装在每个架子里的设备提供通风。HACS进一步包括多个挡板20，包括：前挡板、后挡板以及上挡板，所述挡板和设备架12相互配合地安置以构成Nx2HACS，其中N表示HACS中的架子对的总数。

图2C是图2A中的HACS被配置成1x2HACS时的透视示意图，其包括两个设备架12和多个挡板20。设备架12和挡板20相互配合地安置以构成将热通道14（未示出）包围起来的1x2HACS。图2D是另外的一对架子12和上挡板20的透视示意图，其可以同图2C中的1x2HACS的组件相互配合地安置以构成，例如，2x2HACS。任何数目的另外的架子对12和挡板20都可以和1x2HACS组合来构成Nx2HACS。

在1x2HACS中，向周围空气开放的空气密封系统的总面积包括五个侧面：前侧面、后侧面、及上挡板20、以及左和右侧面，所述左和右侧面由1x2HACS中的两个架子20中的每一个构成。空气渗入是通过这些侧面的一个或多个产生的。另外的架子对可以通过将架子20并排布置在每一排中，并且在热通道14上方配备另外的（或更大的）上挡板，而被包含到HACS。对于每一个另外的架子对，三个增加的侧面被暴露于周围空气：分别是上挡板20、以及每个架子的左和右侧面。

根据本公开的一个实施方式，需要了解的是，尽管HACS被设计为大致容纳热通道14内的空气，HACS的任何表面，特别是其外部表面，可以被配置成提供通风使空气进出所包含区域（包括热通道14）的内部。例如，如上所述，设备架12，其构成了HACS的一部分，可以没有前部或后部的门或挡板，或者门或挡板可以打眼或安装通风管以提供空气可以流过的开口区域。此外，HACS的挡板20可以被安装通风管或打眼以提供热通道14和周围空气之间的空气流通路径。为了下面描述的目的，HACS的总的开放面积被限定为HACS的整个外表面面积，包括，在构成HACS的相互配合布置中的挡板20和每个设备架12的外表面。需要了解的是，典型地，一定比例的总的开放面积（例如，50%或更少）可以提供所需的通风。

再次参照图2A和2B，在一个实施方式中，HACS有如下尺寸：HACS的深度，用B表示，是120英寸（每个架子的深度B’是42英寸，及热通道的深度B’’是36英寸）；每个架子12的宽度，用C表示，是24英寸；以及HACS的高度，用D表示，是80.3英寸。这样，1x2HACS的总的开放面积是26006.4平方英寸[(120*80.3*2)+(24*80.3*2)+(24*120)分别为前/后面、左/右面、以及上面的面积]。对于每一个另外的架子对（即，在有多于两个架子的情况），所附加的总开放面积是6734.4平方英寸[(24*80.3*2+24*120)分别为左/右面和上面的面积]。相应地，Nx2HACS的总开放面积是1x2HACS的总开放面积（例如，26006.4平方英寸）加上每个附加的架对的附加的开放面积的(N-1)倍（例如，(N-1)*6734.4平方英寸）。需要了解的是，这里所描述的尺寸旨在作为非限制性的例子，HACS可以依据它的具体应用采用不同的尺寸。

根据一个实施方式，HACS的开放面积比率可以根据下列公式定义：

R_HACS=(Nx2HACS的总开放面积)/(1x2HACS的总开放面积)

其中R_HACS表示Nx2HACS的开放面积相对于1x2HACS的总开放面积的系数。下表列出了使用上面描述的示例性的HACS尺寸，关于特定的N值的R_HACS的近似值：

N	1	2	3	4
					HACS总开放面积（平方英寸）	26006	32741	39475	46210
HACS开放面积比率（R_HACS）	1.000	1.259	1.518	1.777

HACS开放面积比率可以和HACS内部空气压力测量联合使用，作为计算热通道14和HACS外部的周围空气之间的气流速率（在这里也指空气渗入速率）的一部分，如下所述。

根据一个实施方式，HACS的空气渗入速率根据下列公式计算得到：

scfm=(61474.2*R_HACS-36082.5)*DP

其中scfm是HACS空气渗入速率，以标准立方英尺每分钟为单位，R_HACS是HACS开放面积比率，且DP是HACS外部的周围空气压力和热通道14内部的平均空气压力之间的差的绝对值（例如，以英寸水柱或其他气压单位为测量单位）。理论上讲，当没有发生HACS空气渗入时（例如，当热通道14和周围空气之间没有空气泄漏时）DP值为零。负的scfm表示负的空气流速（即，空气从HACS漏出）。

为了解决在相对较低的渗入速率（例如，小于约750scfm）空气压力测量设备的测量准确性受限的问题，根据另一个实施方式，可以可选择地将偏移量用于上述HACS空气渗入速率公式，如下：

scfm=(61474.2*R_HACS-36082.5)*DP+750

这个偏移量，在本例中是750，可以根据已知的或实验得到用于特定应用的空气压力测量设备的容差和/或精度限制进行调整。例如，如果设备的精度能被针对低至约500scfm的渗入速率建立，上式中的偏移量750可以用偏移量500替换。

正如上面所讨论的，导管110构成了用于测量热通道14内的空气压力的空气压力感应装置的一部分。根据一个实施方式，导管110被实质上水平地安装在热通道14内部的高度为F的位置，如图2B中所示出的，这个高度约为HACS的内部高度的三分之二，所述高度从地板向上测量得到。尽管导管110可以以任何配置进行安装，某些配置较其他配置可能具有特别的优势。由于热通道14内部的空气流的复杂性，不同的安装配置可能产生不同的空气压力测量结果。

图3A、3B和3C示出了图2A中的空气泄漏测量系统100的一部分的结构的示意图，而且特别是，导管110的更详细的视图。在图3A中，示出了导管110的纵向俯视图。在图3B中，示出了导管110的纵向侧视图，以及在图3C中，示出了导管的端视图。需要了解的是，在图3A、3B和3C中对导管110的顶部、侧部和端部的引用仅用于描述目的，以及通过这里的描述推断的所述导管相对于空气泄漏管理系统100的所有位置定位，旨在作为本公开的一些实施方式的非限制性的例子。如上所述，导管110在每个末端都有端盖112，穿过至少一个端盖112或穿过导管的另一部分布置的开口118，以及，沿着导管的长度G分布的多个开孔120。系统100还可以进一步包括空气压力检测器116和耦合至检测器116的空气流测量装置124。空气流测量装置124可以被集成到空气压力检测器116，或者可以作为单独的装置实现。

根据一个实施方式，开口118被配置成耦合至空气压力检测器116，其可以是，例如，精密斜管压力计。空气压力检测器116包括与软管122在其一个末端耦合的至少一个端口。软管122的另一末端耦合至开口118，其使导管110内的空气压力能够与空气压力检测器116连通，同时允许检测器被定位在远离导管110的位置（例如，在HACS的外部）。在一些实施方式中，空气压力检测器116包括第二端口，所述第二端口通向周围空气或耦合至用于将周围空气压力或大气压力传至所述空气压力检测器的另一软管。空气压力检测器116可以被配置成检测不同来源的一个或多个空气压力，例如，热通道14中的空气的第一空气压力和周围空气的第二空气压力。例如，空气压力检测器116可以是精密斜管压力计，其指示两个空气压力区域间的空气压力差的有无和强度，正如本领域技术人员所了解的。

系列250-AF斜管压力计空气过滤计就是这样一种压力计，其由位于印第安纳州密歇根城的德怀尔仪器公司出售。空气压力检测器116可以进一步被配置成确定两个或更多个不同来源之间的空气压力差，比如第一空气压力和第二空气压力之间的差。

数字差分压力和流量计就是这样一种空气压力检测器，其由德怀尔仪器公司出售。

在一个实施方式中，空气流测量装置124被配置成使用上面所述的一个或多个公式基于由空气压力检测器116确定的空气压力差计算空气流速率。计算可以由空气压力检测器116自己执行，或者由单独的计算装置，比如从空气压力检测器接收数据（例如，包括表示气体压力差的数据）的计算机或其他处理器完成。一个示例性的空气流测量装置将会在下面参照图5被进一步详细描述。

尽管导管110的长度G可以是任意长度值，某些长度相对其他长度可能具有特别的优势。在一个实施方式中，长度G实质上与热通道14的内部长度相同。例如，长度G可以实质上与外部长度E相同，如图2B中所示出的，由于每个端部挡板20都有一定厚度（其可以是可以忽略不计的量）的原因，其长度可以相应减少。热通道14内的空气压力可以在整个热通道的长度上变化。因此，通过将导管110沿着热通道14的整个内部长度延伸，导管的空气通道111（图4中示出）里面的空气压力将实际上是整个热通道的长度的平均气体压力，正如本领域技术人员所了解的。此外，如果导管110的长度小于热通道14的整个内部长度，空气通道111将包含仅对应于一部分热通道的平均空气压力。因此，需要了解的是，导管110的长度和位置及其他因素（例如，开孔120的数目和位置）将会影响空气泄漏管理系统100的性能。

如图3A中示出的，根据一个实施方式，导管110上的多个开孔120中的每一个都是面向上的。尽管开孔120可以相对于彼此和相对于导管110的位置方向以任何一种配置被安置，但某些配置相对于其他配置可以提供特别的优势。例如，向上的开孔120使导管110里的空气通道111能够接收静态和动态空气压力的组合，以使空气压力检测装置116能够正确检测通过整个热通道14或其中一部分的平均空气压力。

图4示出了图2和3中的导管110的透视图。为了清楚的目的，图4中所示的导管110未参考任何特定的位置方向。如上所述，导管110限定了其中的空气通道111，并包括用于连通空气通道和导管外部的空气之间空气压力的多个开孔120。此外，导管110的每个末端都被端盖112密封，以致大体上，空气仅可以通过开孔120在空气通道111和导管的外部之间流动。根据一个实施方式，导管110、端盖112或这两者由聚氯乙烯（PVC）或其他合适的材料，比如丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物（ABS）、硬聚氯乙烯（uPVC）、耐热硬聚氯乙烯（cPVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、或聚丁烯（PB）制成的。

在一些实施方式中，导管112实质上是长度为G且直径为H的圆柱形。如上所述，长度G可以是任意长度，但是最好实质上与热通道14的内部长度相同。在一个实施方式中，直径H大约是一点五英寸，尽管需要了解的是也可以是其他直径。

根据一个实施方式，多个开孔120中的每一个的直径J大约是四分之一英寸。开孔120中的每一个都可以在制造过程中被去除毛刺以便于空气流从中通过。在一些实施方式中，开孔120沿着导管110的长度G实质上以均匀的间隔K分布。根据一个实施方式，间隔K大约是六英寸，虽然需要了解的是其他间隔，其可以是均匀的，也可以是不均匀的，可以可选择地使用。

图5示出了图2和3中的空气流测量装置124的一个实施方式的示意图。空气流测量装置124包括处理器210、存储器212、输入装置214、输出装置216，以及数据总线218。处理器210、存储器212、输入装置214、以及输出装置216每个都连接至数据总线218，以便每一个都能和另一个交换数据。输入装置214可以耦合至空气压力检测器116，如上面参考图3所作的描述，用于接收包含差分空气压力值的输入数据。输出装置216可以耦合至由罗得岛州西金斯顿的美国电力转换公司出售的数据中心基础设施管理器220，比如

中央服务器，其部件号AP9475，或者其他数据中心基础设施管理系统。存储器包括含有指令的程序，当处理器210执行指令时会根据这里描述的一个或多个公式进行计算。

根据一个实施方式，空气流测量装置124在一个或多个计算机系统中实现。所述计算机系统可以是，例如，比如那些基于因特尔奔腾类型的处理器、摩托罗拉PowerPC、SunUltraSPARC、惠普PA-RISC处理器、或者任何其他类型的处理器的通用计算机。可选择地，空气流测量装置124可以在专用装置中实现，比如具有处理器的压力计，所述处理器被配置成用于执行指令，所述指令包括配置成使用这里描述的一个或多个公式进行计算的指令。

图6示出了根据本公开的一个实施方式的用于热或冷通道密封区空气泄漏测量的方法300的流程图。在方框302，导管，比如上面参照图2-4所述的导管110，被设置在由空气密封系统包围的热或冷通道内，比如上面也参照图2-4所述的HACS。导管限定了在其中的空气通道，并且包括多个开孔，所述开孔允许空气压力在空气通道和导管外面的热或冷通道之间连通。

在方框304，检测导管内的空气通道的空气压力。空气压力可以，例如，利用空气压力检测器116，比如耦合至布置于导管110中的开口118的压力计检测。在方框306，检测空气密封区以外的周围空气压力。周围空气压力可以使用，例如，如上所述的同样的压力计检测。在方框308，基于检测到的导管内的空气通道的空气压力和检测到的周围空气压力之间的差，确定空气压力差。所述空气压力差可以是无单位的值，或者可以具有例如，对应于水柱的英寸的单位。

在方框310，基于空气压力差计算空气流速率。在一个实施方式中，空气流速率利用下列公式计算得到：

scfm=(61474.2*R_HACS-36082.5)*DP+偏差

其中scfm是空气密封区的空气渗入速率，以标准立方英尺每分钟为单位，R_HACS是空气隔离系统的总开放面积比率，DP是空气隔离系统以外的周围空气压力和空气隔离系统内部的平均空气压力之间的差的绝对值（例如，以英寸水柱或其他气压单位为测量单位），并且偏差是可选的常数值，其被应用以考虑在相对较低的空气泄漏速率的准确性限制问题。根据一个实施方式，偏差的值为750。负的scfm表示负的空气流速率（即，空气从HACS漏出）。

如此，已经描述了本公开的至少一个实施方式，各种变更、修改和改进对于本领域的那些技术人员而言是容易进行的。这种变更、修改和改进旨在落入本公开的精神和范围之内。例如，本发明可以在具有与这里描述的那些布置不同的尺寸、不同的总开放面积、以及不同的布置的空气密封系统中实现。在另一个例子中，通过导管被布置的开口可以位于任何一个端盖，或者位于导管上的其他地方。在一个实施方式中，导管实质上是圆柱形的，尽管需要了解的是导管可以被做成其他形状（例如，长方形或三角形，或其他形状）。此外，如上所述，本发明可以运用于热或冷通道应用，或者热或冷通道被设备壁或其他结构包围起来的应用。因此，前面的描述仅仅是实例，且并不旨在进行限制。本公开的范围仅由下面的权利要求及其等同物所限定。

Claims

1.一种用于测量数据中心的热通道或冷通道密封空气泄漏的系统，所述系统包括：

多个设备柜，其被安置在第一排和第二排；

多个挡板，其与所述多个设备柜相互配合地安置，以构成空气密封区；以及

导管，其被安装在所述空气密封区里面且每个末端都被密封，所述导管具有开口和沿着所述导管的长度以实质上均匀的间隔分布的多个开孔。

2.如权利要求1所述的系统，还包括差分空气压力检测装置，所述差分空气压力检测装置耦合至所述开口，并被配置成检测所述导管内的空气压力和所述空气密封区以外的周围空气压力之间的差。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述差分空气压力检测装置包括压力计。

4.如权利要求2所述的系统，还包括空气流测量装置，所述空气流测量装置被配置成基于所述导管内的空气压力和所述周围空气压力之间的差，计算所述空气密封区的渗入空气流速率。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述空气密封区的渗入空气流速率由如下公式计算得到：

scfm=(61474.2*R_HACS-36082.5)*DP+偏差

其中scfm是空气密封系统的渗入速率，R_HACS是所述空气密封系统的开放面积比率，DP是以英寸水柱为单位的周围空气压力减去以英寸水柱为单位的所述空气密封系统的内部空气压力后的绝对值，及所述偏差是恒定值。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述偏差是750。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述导管被实质上水平地安装在所述空气密封区内。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述多个开孔是实质上面向上的。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述导管被安装在垂直高度约为所述空气密封区的内部高度的三分之二处。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述导管的长度与所述空气密封区的内部长度实质上相同。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述导管的直径约为一点五英寸。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述多个开孔中的每一个的直径约为四分之一英寸。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述多个开孔中的一个和所述多个开孔中的另一个之间的距离约为六英寸。

14.一种用于测量数据中心的热通道或冷通道密封空气泄漏的方法，所述方法包括：

提供安装在空气密封区内的导管，所述空气密封区由具有与多个设备柜配合安置的多个挡板的组件限定，所述导管在每个末端都被密封并且包括开口和实质上朝上且沿所述导管的长度以实质上均匀的间隔分布的多个开孔。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述导管被实质上水平地安装在垂直高度约为所述空气密封区的内部高度的三分之二处，并且其中所述导管的长度与所述空气密封区的内部长度实质上相同。

16.如权利要求14所述的方法，还包括检测所述导管内的空气压力。

17.如权利要求16所述的方法，其中检测所述导管内的空气压力包括：将空气压力检测装置耦合至所述开口，并使用所述空气压力检测装置来检测所述导管内的空气压力。

18.如权利要求16所述的方法，还包括检测所述空气密封区以外的周围空气压力。

19.如权利要求18所述的方法，还包括基于检测到的所述导管内的空气压力和检测到的所述周围空气压力之间的差，确定空气压力差。

20.如权利要求19所述的方法，还包括基于所确定的空气压力差，计算所述空气密封区的渗入空气流速率。