CN106954378A - 一种数据中心机房节能冷却系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据中心机房节能冷却系统及其控制方法，其中，系统包括：空调系统、箱体、架高地板和上风帽；架高地板与箱体的底面之间形成有送风通道，且架高地板上设置有通风口；上风帽安装在箱体的顶部；至少一个外部服务器机柜安装在架高地板上；空调系统获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动冷却气体进入送风通道；进入送风通道的冷却气体由架高地板的各个通风口排出，进入各个外部服务器机柜的内部后与服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前外部服务器机柜的顶部排出至上风帽；进入上风帽的气体通过上风帽排出至箱体的外部。通过本发明的技术方案，可节约电能消耗。

Description

一种数据中心机房节能冷却系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种数据中心机房节能冷却系统及其控制方法。

背景技术

随着电子信息产业的不断发展，数据中心担任着日益复杂的信息处理任务。数据中心机房内的服务器组件通常部署在服务器机柜中，在工作时会产生大量的热量，为了确保服务器机柜内部的各个服务器组件能够正常工作，通常需要部署相应的冷却系统。

目前，部署的冷却系统主要包括空调系统，该空调系统可将服务器组件在工作时产生的热量由机房内的循环气流带至空调室内机，并由空调系统搬运至机房外部。

但是，上述空调系统形成循环气流，与各个服务组件进行热交换后形成的具有较高温度的散热气体需要再次进入空调系统，使得空调系统需要将较高温度的散热气体冷却至具有较低温度的冷却气体之后再次输送至各个服务器机柜的内部，电能消耗严重。

发明内容

本发明实施例提供了一种数据中心机房节能冷却系统及其控制方法，可降低电能消耗。

第一方面，本发明提供了一种数据中心机房节能冷却系统，包括：

空调系统、箱体、架高地板和上风帽；其中，

所述架高地板与所述箱体的底面之间形成有送风通道，且所述架高地板上设置有通风口；

所述上风帽安装在所述箱体的顶部；

至少一个外部服务器机柜安装在所述架高地板上；

所述空调系统，用于获取所述箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道；

进入送风通道的冷却气体由所述架高地板的各个通风口排出，并通过各个所述外部服务器机柜的底部进入各个所述外部服务器机柜的内部，进入各个所述外部服务器机柜内部的冷却气体与当前所述外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前所述外部服务器机柜的顶部排出至所述上风帽；

进入所述上风帽的气体通过所述上风帽排出至所述箱体的外部。

优选地，

所述箱体的顶面设置有进风口，所述箱体的第一侧面设置有出风口；

所述空调系统安装在所述架高地板上；

所述空调系统，用于驱动所述箱体外部的气体经所述进风口进入所述空调系统，将进入的所述气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体通过所述架高地板上相对应的一个通风口进入所述送风通道。

优选地，还包括：

检测装置和控制装置；其中，

所述检测装置，用于检测经过所述进风口进入所述空调系统的气体的当前温度；

所述控制装置，用于比较所述检测装置检测的所述当前温度和所述预设温度，在所述当前温度不大于所述预设温度时，向所述空调系统发送第二控制指令；在所述检测装置检测的所述当前温度大于所述预设温度时，向所述空调系统发送携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令；

则，所述空调系统，用于在接收到携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令时，将进入的所述气体由所述当前温度冷却至所述预设温度，并驱动冷却后的冷却气体进入所述送风通道；在接收到所述第二控制指令时，驱动由所述进风口进入的气体进入所述送风通道。

优选地，

所述进风口处设置有过滤网；

所述过滤网，用于过滤经过所述进风口进入所述空调系统的气体。

优选地，

所述空调系统，包括：室内机和室外机；其中，

所述室内机安装在所述箱体内；

所述室外机安装在所述箱体的第二侧面外。

第二方面，本发明实施例提供了一种控制第一方面中任一所述的系统进行散热的方法，包括：

通过空调系统获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道；

进入送风通道的冷却气体由架高地板的各个通风口排出，并通过各个外部服务器机柜的底部进入各个外部服务器机柜的内部，进入各个外部服务器机柜内部的冷却气体与当前外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前外部服务器机柜的顶部排出至上风帽；

进入上风帽的气体通过上风帽排出至箱体的外部。

优选地，

所述通过空调系统获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道，包括：

通过空调系统驱动箱体外部的气体经进风口进入空调系统，将进入的气体转换为预设温度的冷却气体。

优选地，

在所述将获取的气体转换为预设温度的冷却气体之前，还包括：

通过检测装置检测经过进风口进入空调系统的气体的当前温度；

通过控制装置比较当前温度和预设温度，在当前温度大于预设温度时，向所述空调系统发送携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令；

则，所述将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，包括：在接收到所述控制装置发送的第一控制指令时，根据所述第一控制指令携带的所述当前温度和所述预设温度，将进入的所述气体由所述当前温度冷却至所述预设温度，并驱动冷却后的冷却气体进入所述送风通道。

优选地，还包括：

通过控制装置比较当前温度和预设温度，在所述当前温度不大于所述预设温度时，向所述空调系统发送第二控制指令；

通过所述空调系统在接收到所述第二控制指令时，驱动由所述进风口进入的气体进入所述送风通道。

本发明实施例提供了一种数据中心机房节能冷却系统及其控制方法，该系统包括有空调系统、箱体、架高地板和上风，架高地板与箱体的底面之间形成有送风通道，且架高地板上设置有通风口，上风帽安装在所述箱体的顶部，各个外部服务器机柜安装在架高地板上，空调系统可获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动冷却气体进入所述送风通道，进入送风通道的冷却气体由架高地板的各个通风口排出，并通过各个外部服务器机柜的底部进入各个所述外部服务器机柜的内部，进入各个外部服务器机柜内部的冷却气体与当前外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前外部服务器机柜的顶部排出至所述上风帽，从而实现对各个服务器机柜内部的服务器组件进行散热；同时，进入上风帽的气体通过上风帽排出至箱体的外部。如此，温度较高的散热气体不再进入空调系统，空调系统仅需要将箱体外部环境中温度相对较低的气体转换为具有预设温度的冷却气体即可，可节约电能消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种数据中心机房节能冷却系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种数据中心机房节能冷却系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的又一种数据中心机房节能冷却系统的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种控制数据中心机房节能冷却系统进行散热的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明实施例提供了一种数据中心机房节能冷却系统，包括：

空调系统101、箱体102、架高地板103和上风帽104；其中，

所述架高地板103与所述箱体102的底面之间形成有送风通道201，且所述架高地板103上设置有通风口1031；

所述上风帽104安装在所述箱体102的顶部；

至少一个外部服务器机柜安装在所述架高地板103上；

所述空调系统101，用于获取所述箱体102外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道；

进入送风通道的冷却气体由所述架高地板103的各个通风口1031排出，并通过各个所述外部服务器机柜的底部进入各个所述外部服务器机柜的内部，进入各个所述外部服务器机柜内部的冷却气体与当前所述外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前所述外部服务器机柜的顶部排出至所述上风帽104；

进入所述上风帽104的气体通过所述上风帽104排出至所述箱体102的外部。

本发明上述实施例中，该系统包括有空调系统、箱体、架高地板和上风，架高地板与箱体的底面之间形成有送风通道，且架高地板上设置有通风口，上风帽安装在所述箱体的顶部，各个外部服务器机柜安装在架高地板上，空调系统可获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动冷却气体进入所述送风通道，进入送风通道的冷却气体由架高地板的各个通风口排出，并通过各个外部服务器机柜的底部进入各个所述外部服务器机柜的内部，进入各个外部服务器机柜内部的冷却气体与当前外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前外部服务器机柜的顶部排出至所述上风帽，从而实现对各个服务器机柜内部的服务器组件进行散热；同时，进入上风帽的气体通过上风帽排出至箱体的外部。如此，温度较高的散热气体不再进入空调系统，空调系统仅需要将箱体外部环境中温度相对较低的气体转换为具有预设温度的冷却气体即可，可节约电能消耗。

进一步的，如图2所示，本发明一个实施例中，所述箱体102的顶面设置有进风口1021，所述箱体102的第一侧面设置有出风口1022；

所述空调系统101安装在所述架高地板103上；

所述空调系统101，用于驱动所述箱体102外部的气体经所述进风口1021进入所述空调系统101，将进入的所述气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体通过所述架高地板103上相对应的一个通风口1031进入所述送风通道201；

进入所述上风帽104的气体通过所述上风帽104及所述出风口1022排出至所述箱体102的外部。

本发明上述实施例中，通过在箱体的不同壁面上分别设置进风口和出风口，防止通过上风帽和出风口排出的具有较高温度的散热气体再次通过进风口进入空调系统，以及防止散热气体与箱体外部位于进风口附近的气体进行热交换而导致通过进风口进入空调系统的气体温度过高。

为了进一步节约电能消耗，如图3所示，本发明一个实施例中，还包括：

检测装置301和控制装置302；其中，

所述检测装置301，用于检测经过所述进风口1021进入所述空调系统101的气体的当前温度；

所述控制装置302，用于比较所述检测装置301检测的所述当前温度和所述预设温度，在所述当前温度不大于所述预设温度时，向所述空调系统101发送第二控制指令；在所述检测装置301检测的所述当前温度大于所述预设温度时，向所述空调系统101发送携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令；

则，所述空调系统101，用于在接收到携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令时，将进入的所述气体由所述当前温度冷却至所述预设温度，并驱动冷却后的冷却气体进入所述送风通道201；在接收到所述第二控制指令时，驱动由所述进风口1021进入的气体进入所述送风通道201。

本发明上述实施例中，根据由箱体外部进入空调系统的气体的当前温度对空调系统的制冷情况进行实时控制，比如，在进入空调系统的气体的温度不大于预设温度时，说明进入空调系统的气体可直接用于与外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，以实现对各个服务器组件进行散热，因此，空调系统则不需要继续制冷，仅需要驱动进入的气体进入送风通道即可；同时，空调系统还可以根据检测的当前温度和预设温度对自身的制冷情况进行合理控制，避免空调系统超负荷工作，进一步实现节约电能消耗。

进一步的，本发明一个实施例中，所述进风口1021处设置有过滤网(附图中未示出)；所述过滤网，用于过滤经过所述进风口1021进入所述空调系统101的气体。通过在进风口出设置过滤网以过滤经进风口进入空调系统的气体，防止进入空调系统的气体携带粒径较大的颗粒而影响空调系统或服务器组件的正常运行。

进一步的，本发明一个实施例中，所述空调系统101，包括：室内机(附图中未示出)和室外机(附图中未示出)；其中，所述室内机安装在所述箱体102内；所述室外机安装在所述箱体102的第二侧面外。

如图4所示，本发明实施例提供了一种控制本发明任意一个实施例汇总提供的系统进行散热的方法，包括：

步骤401，通过空调系统获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道；

步骤402，进入送风通道的冷却气体由架高地板的各个通风口排出，并通过各个外部服务器机柜的底部进入各个外部服务器机柜的内部，进入各个外部服务器机柜内部的冷却气体与当前外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前外部服务器机柜的顶部排出至上风帽；

步骤403，进入上风帽的气体通过上风帽排出至箱体的外部。

本发明一个实施例中，所述通过空调系统获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道，包括：通过空调系统驱动箱体外部的气体经进风口进入空调系统，将进入的气体转换为预设温度的冷却气体。

本发明一个实施例中，在所述将获取的气体转换为预设温度的冷却气体之前，还包括：通过检测装置检测经过进风口进入空调系统的气体的当前温度；通过控制装置比较当前温度和预设温度，在当前温度大于预设温度时，向所述空调系统发送携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令；则，所述将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，包括：在接收到所述控制装置发送的第一控制指令时，根据所述第一控制指令携带的所述当前温度和所述预设温度，将进入的所述气体由所述当前温度冷却至所述预设温度，并驱动冷却后的冷却气体进入所述送风通道。

本发明一个实施例中，还包括：通过控制装置比较当前温度和预设温度，在所述当前温度不大于所述预设温度时，向所述空调系统发送第二控制指令；通过所述空调系统在接收到所述第二控制指令时驱动由所述进风口进入的气体进入所述送风通道。

综上所述，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、本发明一实施例中，该系统包括有空调系统、箱体、架高地板和上风，架高地板与箱体的底面之间形成有送风通道，且架高地板上设置有通风口，上风帽安装在所述箱体的顶部，各个外部服务器机柜安装在架高地板上，空调系统可获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动冷却气体进入所述送风通道，进入送风通道的冷却气体由架高地板的各个通风口排出，并通过各个外部服务器机柜的底部进入各个所述外部服务器机柜的内部，进入各个外部服务器机柜内部的冷却气体与当前外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前外部服务器机柜的顶部排出至所述上风帽，从而实现对各个服务器机柜内部的服务器组件进行散热；同时，进入上风帽的气体通过上风帽排出至箱体的外部。如此，温度较高的散热气体不再进入空调系统，空调系统仅需要将箱体外部环境中温度相对较低的气体转换为具有预设温度的冷却气体即可，可节约电能消耗。

2、本发明一实施例中，通过在箱体的不同壁面上分别设置进风口和出风口，防止通过上风帽和出风口排出的具有较高温度的散热气体再次通过进风口进入空调系统，以及防止散热气体与箱体外部位于进风口附近的气体进行热交换而导致通过进风口进入空调系统的气体温度过高。

3、本发明一实施例中，根据由箱体外部进入空调系统的气体的当前温度对空调系统的制冷情况进行实时控制，比如，在进入空调系统的气体的温度不大于预设温度时，说明进入空调系统的气体可直接用于与外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，以实现对各个服务器组件进行散热，因此，空调系统则不需要继续制冷，仅需要驱动进入的气体进入送风通道即可；同时，空调系统还可以根据检测的当前温度和预设温度对自身的制冷情况进行合理控制，避免空调系统超负荷工作，进一步实现节约电能消耗。

4、本发明一实施例中，通过在进风口出设置过滤网以过滤经进风口进入空调系统的气体，防止进入空调系统的气体携带粒径较大的颗粒而影响空调系统或服务器组件的正常运行。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种数据中心机房节能冷却系统，其特征在于，包括：

空调系统、箱体、架高地板和上风帽；其中，

所述架高地板与所述箱体的底面之间形成有送风通道，且所述架高地板上设置有通风口；

所述上风帽安装在所述箱体的顶部；

至少一个外部服务器机柜安装在所述架高地板上；

所述空调系统，用于获取所述箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道；

进入送风通道的冷却气体由所述架高地板的各个通风口排出，并通过各个所述外部服务器机柜的底部进入各个所述外部服务器机柜的内部，进入各个所述外部服务器机柜内部的冷却气体与当前所述外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前所述外部服务器机柜的顶部排出至所述上风帽；

进入所述上风帽的气体通过所述上风帽排出至所述箱体的外部。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述箱体的顶面设置有进风口，所述箱体的第一侧面设置有出风口；

所述空调系统安装在所述架高地板上；

所述空调系统，用于驱动所述箱体外部的气体经所述进风口进入所述空调系统，将进入的所述气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体通过所述架高地板上相对应的一个通风口进入所述送风通道；

进入所述上风帽的气体通过所述上风帽及所述出风口排出至所述箱体的外部。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

检测装置和控制装置；其中，

所述检测装置，用于检测经过所述进风口进入所述空调系统的气体的当前温度；

所述控制装置，用于比较所述检测装置检测的所述当前温度和所述预设温度，在所述当前温度不大于所述预设温度时，向所述空调系统发送第二控制指令；在所述检测装置检测的所述当前温度大于所述预设温度时，向所述空调系统发送携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令；

则，所述空调系统，用于在接收到携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令时，将进入的所述气体由所述当前温度冷却至所述预设温度，并驱动冷却后的冷却气体进入所述送风通道；在接收到所述第二控制指令时，驱动由所述进风口进入的气体进入所述送风通道。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述进风口处设置有过滤网；

所述过滤网，用于过滤经过所述进风口进入所述空调系统的气体。

5.根据权利要求1至4中任一所述的系统，其特征在于，

所述空调系统，包括：室内机和室外机；其中，

所述室内机安装在所述箱体内；

所述室外机安装在所述箱体的第二侧面外。

6.一种控制权利1至5中任一所述的系统进行散热的方法，其特征在于，包括：

通过空调系统获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道；

进入送风通道的冷却气体由架高地板的各个通风口排出，并通过各个外部服务器机柜的底部进入各个外部服务器机柜的内部，进入各个外部服务器机柜内部的冷却气体与当前外部服务器机柜内部的服务器组件进行热交换，形成散热气体，散热气体由当前外部服务器机柜的顶部排出至上风帽；

进入上风帽的气体通过上风帽排出至箱体的外部。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述通过空调系统获取箱体外部的气体，将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，并驱动所述冷却气体进入所述送风通道，包括：

通过空调系统驱动箱体外部的气体经进风口进入空调系统，将进入的气体转换为预设温度的冷却气体。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

在所述将获取的气体转换为预设温度的冷却气体之前，还包括：

通过检测装置检测经过进风口进入空调系统的气体的当前温度；

通过控制装置比较当前温度和预设温度，在当前温度大于预设温度时，向所述空调系统发送携带所述当前温度和所述预设温度的第一控制指令；

则，所述将获取的气体转换为预设温度的冷却气体，包括：在接收到所述控制装置发送的第一控制指令时，根据所述第一控制指令携带的所述当前温度和所述预设温度，将进入的所述气体由所述当前温度冷却至所述预设温度，并驱动冷却后的冷却气体进入所述送风通道。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

通过控制装置比较当前温度和预设温度，在所述当前温度不大于所述预设温度时，向所述空调系统发送第二控制指令；

通过所述空调系统在接收到所述第二控制指令时驱动由所述进风口进入的气体进入所述送风通道。