CN105737304A - 一种通信机房用单风扇空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信机房用单风扇空调系统及其控制方法，用于冷却服务器主机，包括机柜、外机热交换器、风扇、内机热交换器、挡板机构、传感器、冷媒压缩循环系统、内机阀门以及外机阀门。所述通信机房用单风扇空调系统及其控制方法通过设置外机热交换器和内机热交换器，并利用单风扇的风力将气体排至机柜外，解决了散热问题的同时节省了能源消耗。

Description

一种通信机房用单风扇空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调系统，尤其涉及一种通信机房用单风扇空调系统及其控制方法。

背景技术

目前常见的服务器种类来说，机架式服务器的体积最精简，易于主机房集中管理。而机架式服务器由于需上下多层相叠，且两侧又与其他服务器相邻，加上服务器需长期连续运转，因此散热问题非常重要，甚至将影响硬件运作的稳定度及使用寿命。一般来说，机架式服务器都会装配在机柜内并且放置在机房中，机房或是机柜内部都设有两组以上的风扇来分别导入经过蒸发端热交换器处理过的冷空气及排出服务器的废热，以达到散热的目的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可节省能源消耗的通信机房用单风扇空调系统及其控制方法。

为此，本发明第一方面公开了一种通信机房用单风扇空调系统，用于冷却服务器主机，包括机柜、外机热交换器、风扇以及内机热交换器。

所述机柜包括主腔室、外机通气部和内机通气部，所述主腔室、外机通气部和内机通气部相互连通；且所述外机通气部包括外机区与内机区，所述外机区位于所述主腔室的侧部，所述内机区位于所述主腔室的上部；所述内机通气部位于所述主腔室的下部。

所述主机设于所述主腔室内。

所述外机热交换器设于所述外机区，其输出端接入所述主机，用于自所述机柜外部引入气体并对该气体进行热交换处理后传输至所述主机。

所述风扇设于所述内机区，其输入端与所述主机连接，用于排出流经所述主机的气体。

所述内机热交换器设于所述内机区且放置于所述风扇上部，用于对风扇排出的气体进行热交换处理，并利用所述风扇的风力将气体排至所述机柜外部。

进一步地，还包括挡板机构，所述挡板机构包括上挡板与下挡板，所述上挡板设于所述主腔室与所述风扇之间，用于调控气体流向所述外机热交换器的流量；所述下挡板设于所述主腔室与所述内机区的连接处，用于调控气体流向所述内机热交换器的流量。

优选地，所述风扇设于所述上挡板与所述内机热交换器之间。

进一步地，还包括传感器，所述传感器电连接于所述挡板机构，用于检测所述机柜内部的气体温度以控制所述挡板机构调控气体流量。

进一步地，还包括冷媒压缩循环系统，设于所述外机热交换器与所述内机热交换器之间，用于冷却或提高气体温度。

进一步地，还包括内机阀门，电连接于所述传感器，且设于所述主腔室与所述外机区之间，用于控制主腔室与外机通气部之间的气体流量。

进一步地，还包括外机阀门，电连接于所述传感器，且设于所述主腔室与所述内机区之间，用于控制主腔室与内机通气部之间的气体流量。

本发明第二方面公开了一种通信机房用单风扇空调系统的控制方法，包括：

当空调制冷时：

内机交换器自机柜外部引入气体，气体以自然对流方式进入机柜后,经由内机热交换器降温，以使降温后的气体可送入主腔室对主机进行冷却；然后，风扇将主腔室的气体抽出，排往外机热交换器进行放热，以完成空调系统的热交换循环；当启用降温功能时，上挡板可较好地完全开启其排气信道，使得风扇经由外机热交换器将气体全数排出机柜；内机阀门与外机阀门用于控制流量；

当空调制热时：

内机热交换器自机柜的外部引入气体至内机通气部，内机热交换器经由冷媒压缩循环系统加压变成高压端，将内机热交换器和外机热交换器的高低压转换，气体通过内机热交换器运转加热，还可通过冷媒压缩循环系统从环境中取热，而使气体有效地快速升温；升温后的气体自内机通气部流入主腔室，可对主机产生暖气效果；风扇则持续运转以将气体自主腔室抽出，此时下挡板可较好的部分开启排气信道，自主腔室排放的气体经由风扇驱动，除了部分排出机柜外，另有部分气体经由内机通气部提供给内机热交换器再次进行热交换处理。

本发明提供的所述通信机房用单风扇空调系统及其控制方法通过设置外机热交换器和内机热交换器，并利用单风扇的风力将气体排至机柜外，解决了散热问题的同时节省了能源消耗。

附图说明

图1为本发明提供的一种通信机房用单风扇空调系统的结构示意图；

图2为空调制冷时的气体流向图；

图3为空调制热时的气体流向图，其中：

1-主机、2-机柜、3-外机热交换器、4-风扇、5-内机热交换器、21-主腔室、22-外机通气部、23-内机通气部、6-上挡板、7-下挡板、8-传感器、9-冷媒压缩循环系统、10-内机阀门、11-外机阀门、12-外机区、13-内机区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详述。

请参阅图1，本发明提供一种通信机房用单风扇空调系统，用于冷却服务器主机1，包括机柜2、外机热交换器3、风扇4、内机热交换器5、挡板机构、传感器8、冷媒压缩循环系统9、内机阀门10以及外机阀门11。

请参阅图1，所述机柜2包括主腔室21、外机通气部22和内机通气部23，所述主腔室21、外机通气部22和内机通气部23相互连通；且所述外机通气部22包括外机区12与内机区13，所述外机区12位于所述主腔室21的侧部，所述内机区13位于所述主腔室21的上部；所述内机通气部23位于所述主腔室21的下部，用于内机热交换器5的空气通路。

所述主机1设于所述主腔室21内。

所述外机热交换器3设于所述外机区12，其输出端接入所述主机1，用于自所述机柜2外部引入气体并对该气体进行热交换处理后传输至所述主机1。

所述挡板机构包括上挡板6与下挡板7，所述上挡板6设于所述主腔室21与所述风扇4之间，用于调控气体流向所述外机热交换器3的流量；所述下挡板7设于所述主腔室21与所述内机区13的连接处，用于调控气体流向所述内机热交换器5的流量。

所述风扇4设于所述内机区13内，具体设于所述上挡板6与所述内机热交换器5之间，其输入端与所述主机1连接，用于排出流经所述主机1的气体。

所述内机热交换器5设于所述内机区13且放置于所述风扇4上部，用于对风扇4排出的气体进行热交换处理，并利用所述风扇4的风力将气体排至所述机柜2外部。

所述传感器8电连接于所述挡板机构，用于检测所述机柜2内部的气体温度以控制所述挡板机构调控气体流量。

所述冷媒压缩循环系统9设于所述外机热交换器3与所述内机热交换器5之间，用于冷却或提高气体温度。

所述内机阀门10电连接于所述传感器8，且设于所述主腔室21与所述外机区12之间，用于控制主腔室21与外机通气部22之间的气体流量。

所述外机阀门11电连接于所述传感器8，且设于所述主腔室21与所述内机区13之间，用于控制主腔室21与内机通气部23之间的气体流量。

当空调制冷时：内机交换器5自机柜2外部引入气体，气体以自然对流方式进入机柜2后,经由内机热交换器5降温，以使降温后的气体可送入主腔室21对主机1进行冷却；然后，风扇4将主腔室21的气体抽出，排往外机热交换器3进行放热，以完成空调系统的热交换循环；当启用降温功能时，上挡板6可较好地完全开启其排气信道，使得风扇经由外机热交换器3将气体全数排出机柜2；内机阀门10与外机阀门11用于控制流量。

当空调制热时：内机热交换器5自机柜2的外部引入气体至内机通气部23，内机热交换器5经由冷媒压缩循环系统9加压变成高压端，将内机热交换器5和外机热交换器3的高低压转换，气体通过内机热交换器5运转加热，还可通过冷媒压缩循环系统9从环境中取热，而使气体有效地快速升温；升温后的气体自内机通气部23流入主腔室21，可对主机1产生暖气效果；风扇4则持续运转以将气体自主腔室抽出，此时下挡板7可较好的部分开启排气信道，自主腔室21排放的气体经由风扇4驱动，除了部分排出机柜2外，另有部分气体经由内机通气部23提供给内机热交换器5再次进行热交换处理。

综上，本发明提供的所述通信机房用单风扇空调系统及其控制方法通过设置外机热交换器和内机热交换器，并利用单风扇的风力将气体排至机柜外，解决了散热问题的同时节省了能源消耗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通信机房用单风扇空调系统，用于冷却服务器主机，其特征在于，包括机柜、外机热交换器、风扇以及内机热交换器，其中：

机柜，包括主腔室、外机通气部和内机通气部，所述主腔室、外机通气部和内机通气部相互连通；且所述外机通气部包括外机区与内机区，所述外机区位于所述主腔室的侧部，所述内机区位于所述主腔室的上部；所述内机通气部位于所述主腔室的下部；

主机设于所述主腔室内；

外机热交换器，设于所述外机区，其输出端接入所述主机，用于自所述机柜外部引入气体并对该气体进行热交换处理后传输至所述主机；

风扇，设于所述内机区，其输入端与所述主机连接，用于排出流经所述主机的气体；

内机热交换器，设于所述内机区且放置于所述风扇上部，用于对风扇排出的气体进行热交换处理，并利用所述风扇的风力将气体排至所述机柜外部。

2.根据权利要求1所述的一种通信机房用单风扇空调系统，其特征在于，还包括挡板机构，所述挡板机构包括上挡板与下挡板，所述上挡板设于所述主腔室与所述风扇之间，用于调控气体流向所述外机热交换器的流量；所述下挡板设于所述主腔室与所述内机区的连接处，用于调控气体流向所述内机热交换器的流量。

3.根据权利要求2所述的一种通信机房用单风扇空调系统，其特征在于，所述风扇设于所述上挡板与所述内机热交换器之间。

4.根据权利要求1所述的一种通信机房用单风扇空调系统，其特征在于，还包括传感器，所述传感器电连接于所述挡板机构，用于检测所述机柜内部的气体温度以控制所述挡板机构调控气体流量。

5.根据权利要求1所述的一种通信机房用单风扇空调系统，其特征在于，还包括冷媒压缩循环系统，设于所述外机热交换器与所述内机热交换器之间，用于冷却或提高气体温度。

6.根据权利要求1所述的一种通信机房用单风扇空调系统，其特征在于，还包括内机阀门，电连接于所述传感器，且设于所述主腔室与所述外机区之间，用于控制主腔室与外机通气部之间的气体流量。

7.根据权利要求1所述的一种通信机房用单风扇空调系统，其特征在于，还包括外机阀门，电连接于所述传感器，且设于所述主腔室与所述内机区之间，用于控制主腔室与内机通气部之间的气体流量。

8.一种通信机房用单风扇空调系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

当空调制冷时：

内机交换器自机柜外部引入气体，气体以自然对流方式进入机柜后,经由内机热交换器降温，以使降温后的气体可送入主腔室对主机进行冷却；然后，风扇将主腔室的气体抽出，排往外机热交换器进行放热，以完成空调系统的热交换循环；当启用降温功能时，上挡板可较好地完全开启其排气信道，使得风扇经由外机热交换器将气体全数排出机柜；内机阀门与外机阀门用于控制流量；

当空调制热时：

内机热交换器自机柜的外部引入气体至内机通气部，内机热交换器经由冷媒压缩循环系统加压变成高压端，将内机热交换器和外机热交换器的高低压转换，气体通过内机热交换器运转加热，还可通过冷媒压缩循环系统从环境中取热，而使气体有效地快速升温；升温后的气体自内机通气部流入主腔室，可对主机产生暖气效果；风扇则持续运转以将气体自主腔室抽出，此时下挡板可较好的部分开启排气信道，自主腔室排放的气体经由风扇驱动，除了部分排出机柜外，另有部分气体经由内机通气部提供给内机热交换器再次进行热交换处理。