CN107148198B - 一种数据中心机柜级优化制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种数据中心机柜级优化制冷系统，包括围护结构、制冷装置、机柜组、反馈控制装置；所述的一个制冷装置和一个机柜组组成一个制冷单元，至少两个制冷单元排列设置在所述的围护结构内部；所述的反馈控制装置包括用于检测制冷装置温度或风压的第一传感器、用于检测机柜组温度的第二传感器、控制模块和屏蔽机构；所述的屏蔽机构设置在相邻两个制冷单元之间用于隔离或连通两个制冷单元；所述的制冷装置、第一传感器、第二传感器、屏蔽机构分别与控制模块连接，控制模块通过第一传感器、第二传感器的反馈数据来控制屏蔽机构的开合和制冷装置的启动或关闭。优点是，优化了中心机柜级制冷系统的结构，使冷却资源得到自由合理的分配。

Description

一种数据中心机柜级优化制冷系统

技术领域

本发明涉及冷却技术领域，具体涉及一种数据中心机柜级优化制冷系统。

背景技术

现有通信网络技术的快速发展，使得数据中心的规模和功率密度都迅速增加。数据中心机房内大量的服务器和其他电子设备在工作状态下产生大量的热量。因此为了保证设备的安全和高效性能，在高功率密度的机房中需要设置机柜级空调，以实现设备冷却。机柜级制冷系统能够有效应对高热密度数据中心的散热冷却问题，但是也存在着缺点。一方面每个独立的制冷单元(通常是一台机柜一台空调或者两台机柜一台空调)都与周围单元隔开，导致各个空调的冷量无法被共享，并造成资源浪费；另一方面为保证机柜的高效安全运行，需要对每个独立制冷单元进行冗余设置，即对于机柜级空调制冷系统需要2N的冗余备份。而对于冷热通道封闭/地板送风系统或者列间空调制冷系统，只需要N+1或者N+X的冗余设置，这就大大增加了系统建设投资。为解决机柜级制冷系统存在的上述缺陷，现有的机柜级制冷系统额外配备了1台或者多台房间级精密空调，当机柜级空调出现故障时，利用房间级精密空调对相对应的IT设备进行冷却，但是房间级精密空调气流组织相对较差，冷却效果不理想，容易形成局部热点，不能作为机柜级制冷系统最优故障应对方案。

发明内容

本发明的提供一种数据中心机柜级优化制冷系统，第一目的为了解决实现冷却资源有效地共享；第二目的是为了简化制冷系统；第三目的是有效解决针对局部热点的冷却。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种数据中心机柜级优化制冷系统，包括围护结构、制冷装置、机柜组、反馈控制装置；所述的一个制冷装置和一个机柜组组成一个制冷单元，至少两个制冷单元排列设置在所述的围护结构内部；所述的反馈控制装置包括用于检测制冷装置温度或风压的第一传感器、用于检测机柜组温度的第二传感器、控制模块和屏蔽机构；所述的屏蔽机构设置在相邻两个制冷单元之间用于隔离或连通两个制冷单元；所述的制冷装置、第一传感器、第二传感器、屏蔽机构分别与控制模块连接，控制模块通过第一传感器、第二传感器的反馈数据来控制屏蔽机构的开合和制冷装置的启动或关闭。

正常工作状态下，屏蔽机构关闭，每个制冷单元独立运作对机柜组进行高效冷却，当第一传感器、第二传感器读取数据出现异常时，控制模块分析并定位故障制冷单元的位置，关停故障位置的制冷装置并打开该制冷单元相邻的屏蔽机构，在这种情况下，连通的制冷单元将以“列间空调”模式加“机柜级制冷”模式下运行，保证各机柜组中的服务器得到正常冷却。

作为上述方案的改进，所述的制冷装置为机柜级空调，其两侧分别为送风口与回风口，所述的机柜组上与所述的回风口同侧设有背部风扇，空气通过所述的机柜级空调、送风口、机柜组、回风口形成制冷单元的冷却回路。

增加背部风扇后，是冷却空气通过机柜组更畅顺，以免局部热点的产生。

作为上述方案的改进，所述的第一传感器为温度传感器或风压传感器设置在制冷装置的送风口处，所述的第二传感器为温度传感器设置在所述的背部风扇外侧。

作为上述方案的改进，所述的屏蔽机构包括百叶窗、控制百叶窗开合并可调节打开角度的步进电机，所述的控制模块与步进电机连接从而控制百叶窗的开合。

使用步进电机与百叶窗的组合可更灵活地调节制冷单元之间的空气流通量，使冷却资源分配可更加灵活。

作为上述方案的改进，还包括备用制冷装置，所述的备用制冷装置设置在围护结构内部的一侧并与所述的控制模块连接，所述的备用制冷装置通过所述的屏蔽机构与制冷单元隔离。

在制冷单元出现全面故障是，仍可通过启动备用制冷装置使机柜组进行有效冷却。

作为上述方案的改进，所述的围护结构采用框架与密封隔板组合结构，其内部形成密闭空间，在所述的围护结构上设有供维护人员通过的门。

作为上述方案的改进，所述的机柜组包括至少一列机柜。

本发明具有以下的有益效果：

1.优化了中心机柜级制冷系统的结构，使冷却资源得到自由合理的分配。

2.具有反馈性能，能实时监测设备运作是否正常并在故障发生时迅速做出定位了应急处理。

3.结构优化后大大降低了系统成本，有利于大范围的推广应用。

附图说明

图1为本发明制冷系统的逻辑原理图。

图2为本发明制冷系统的截面俯视图。

图3为本发明制冷系统的截面侧视图。

图4为本发明制冷系统的截面另一侧视图。

具体实施方式

实施例

如图1至4所示，一种数据中心机柜级优化制冷系统，包括围护结构1、制冷装置2、机柜组3、反馈控制装置4、备用制冷装置13；所述的一个制冷装置2和一个机柜组3组成一个制冷单元，至少两个制冷单元排列设置在所述的围护结构1内部；所述的反馈控制装置4包括用于检测制冷装置2温度或风压的第一传感器5、用于检测机柜组3温度的第二传感器6、控制模块7和屏蔽机构8；所述的屏蔽机构8设置在相邻两个制冷单元之间用于隔离或连通两个制冷单元；所述的制冷装置2、第一传感器5、第二传感器6、屏蔽机构8分别与控制模块7连接，控制模块7通过第一传感器5、第二传感器6的反馈数据来控制屏蔽机构8的开合和制冷装置2的启动或关闭。所述的制冷装置2为机柜级空调，其两侧分别为送风口9与回风口10，所述的机柜组3上与所述的回风口10同侧设有背部风扇11，空气通过所述的机柜级空调、送风口9、机柜组3、回风口10形成制冷单元的冷却回路。所述的第一传感器5为温度传感器或风压传感器设置在制冷装置2的送风口9处，所述的第二传感器6为温度传感器设置在所述的背部风扇11外侧。所述的屏蔽机构8包括百叶窗12、控制百叶窗12开合并可调节打开角度的步进电机(未示出)，所述的控制模块7与步进电机连接从而控制百叶窗12的开合。所述的备用制冷装置13设置在围护结构1内部的一侧并与所述的控制模块7连接，所述的备用制冷装置13通过所述的屏蔽机构8与制冷单元隔离。所述的围护结构1采用框架与密封隔板组合结构，其内部形成密闭空间，在所述的围护结构1上设有供维护人员通过的门14。所述的机柜组3包括至少一列机柜15。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种数据中心机柜级优化制冷系统，其特征在于，包括围护结构、制冷装置、机柜组、反馈控制装置；一个所述的制冷装置和一个机柜组组成一个制冷单元，至少两个制冷单元排列设置在所述的围护结构内部；所述的反馈控制装置包括用于检测制冷装置温度或风压的第一传感器、用于检测机柜组温度的第二传感器、控制模块和屏蔽机构；所述的屏蔽机构设置在相邻两个制冷单元之间用于隔离或连通两个制冷单元；所述的制冷装置、第一传感器、第二传感器、屏蔽机构分别与控制模块连接，控制模块通过第一传感器、第二传感器的反馈数据来控制屏蔽机构的开合和制冷装置的启动或关闭；

所述的制冷装置为机柜级空调，其两侧分别为送风口与回风口，所述的机柜组上与所述的回风口同侧设有背部风扇，空气通过所述的机柜级空调、送风口、机柜组、回风口形成制冷单元的冷却回路；

所述的第一传感器为温度传感器或风压传感器设置在制冷装置的送风口处，所述的第二传感器为温度传感器设置在所述的背部风扇外侧；

所述的屏蔽机构包括百叶窗、控制百叶窗开合并可调节打开角度的步进电机，所述的控制模块与步进电机连接从而控制百叶窗的开合。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心机柜级优化制冷系统，其特征在于，还包括备用制冷装置，所述的备用制冷装置设置在围护结构内部的一侧并与所述的控制模块连接，所述的备用制冷装置通过所述的屏蔽机构与制冷单元隔离。

3.根据权利要求1所述的一种数据中心机柜级优化制冷系统，其特征在于，所述的围护结构采用框架与密封隔板组合结构，其内部形成密闭空间，在所述的围护结构上设有供维护人员通过的门。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种数据中心机柜级优化制冷系统，其特征在于，所述的机柜组包括至少一列机柜。