CN111818781B - 机房温度均衡化的辅助调节装置 - Google Patents

机房温度均衡化的辅助调节装置 Download PDF

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Abstract

机房温度均衡化的辅助调节装置,属于工业自动检测与控制技术领域,本发明为解决机房局部温度过高的问题。本发明包括风扇、前后温差测量单元、左右温差测量单元、上下温差测量单元、水平转动执行单元、俯仰转动执行单元和控制器;风扇悬吊在机房顶棚;前后温差测量单元,用于测量风扇前后温度差,发送给控制器;左右温差测量单元,用于测量风扇左右温度差,发送给控制器;上下温差测量单元,用于测量风扇上下温度差,发送给控制器;控制器,用于获取水平温差最大矢量方向,并控制水平转动执行单元调节风扇的水平角转至水平温差最大矢量方向;还用于获取竖直温差最大矢量方向,并控制俯仰转动执行单元调节风扇的俯仰角转至俯仰温差最大矢量方向。

Description

机房温度均衡化的辅助调节装置
技术领域
本发明涉及计算机机房内部温度均匀化技术,属于工业自动检测与控制技术领域。
背景技术
在当今的服务器维护工作中,温度是影响服务器能否长期稳定运行的重要因素,而机房的温度主要由空调进行调节,但空调的安装位置是固定的,出风口风向调节有限,而机房面积较大,服务器机柜分布范围广,机柜内的服务器数量以及服务器工作强度都会影响到局部温度,如果空气流动性较差,很可能导致机房局部温度过高,这不仅影响了服务器的工作性能,降低使用寿命,甚至会引起火灾,造成巨大的经济损失。
发明内容
本发明目的是为了解决机房局部温度过高的问题,提供了一种机房温度均衡化的辅助调节装置。
本发明所述机房温度均衡化的辅助调节装置,包括风扇1、前后温差测量单元、左右温差测量单元、上下温差测量单元、水平转动执行单元、俯仰转动执行单元和控制器13;
风扇1悬吊在机房顶棚;
前后温差测量单元,用于测量风扇前侧和后侧的温度差,并发送给控制器13;
左右温差测量单元,用于测量风扇左侧和右侧的温度差,并发送给控制器13;
上下温差测量单元,用于测量风扇上侧和下侧的温度差,并发送给控制器13;
控制器13,用于获取水平温差最大矢量方向,并控制水平转动执行单元调节风扇1的水平角转至水平温差最大矢量方向;
还用于获取竖直温差最大矢量方向,并控制俯仰转动执行单元调节风扇1的俯仰角转至俯仰温差最大矢量方向。
优选地,水平转动执行单元包括内框架2和水平角控制电机5;俯仰转动执行单元包括外框架3和俯仰角控制电机4;
风扇1设置在内框架2内部,风扇1通过竖直转轴与内框架2上端中心相连,该竖直转轴与水平角控制电机5的动力输出轴相连,水平角控制电机5调节风扇1的水平角;
内框架2设置在外框架3内部,两个架体左侧或右侧中心点通过水平转轴相连,该水平转轴与俯仰角控制电机4的动力输出轴相连,俯仰角控制电机4调节内框架2的俯仰角,进而调节风扇1的俯仰角。
优选地,俯仰角控制电机4和水平角控制电机5采用步进电机。
优选地,还包括显示单元,所述显示单元固定在外框架3的底部,显示单元上设置有显示屏12。
优选地,上下温差测量单元包括上侧温度传感器6和下侧温度传感器7,上侧温度传感器6和下侧温度传感器7分别固定在外框架3的上侧和下侧;
左右温差测量单元包括左侧温度传感器8和右侧温度传感器9,左侧温度传感器8和右侧温度传感器9分别固定在外框架3的左侧和右侧;
前后温差测量单元包括前侧温度传感器10和后侧温度传感器11,前侧温度传感器10和后侧温度传感器11分别固定在显示单元的前侧和后侧。
优选地,水平温差最大矢量方向的获取方法为:
步骤1、根据左侧温度T8和右侧温度T9获取左右温度差矢量ΔTx=T9-T8;根据前侧温度T10和后侧温度T11获取左右温度差矢量ΔTy=T11-T10
步骤2、左右温度差矢量ΔTx与前后温度差矢量ΔTy的合成矢量作为水平温差最大矢量ΔT水平
优选地,竖直温差最大矢量方向的获取方法为:
步骤3、根据上侧温度T6和下侧温度T7获取上下温度差矢量ΔTz=T6-T7
步骤4、水平温差最大矢量ΔT水平与上下温度差矢量ΔTz的合成矢量作为竖直温差最大矢量ΔT竖直
优选地,控制器13采用AT89S52单片机。
优选地,还包括GSM模块16,当上侧温度传感器6、下侧温度传感器7、左侧温度传感器8、右侧温度传感器9、前侧温度传感器10或后侧温度传感器11任一传感器测量温度超过阈值上限时,控制器1通过GSM模块16远程报警。
优选地,还包括吊件17,外框架3通过吊件17悬吊在机房顶棚。
本发明的有益效果:
1、利用温度传感器测量六个方位的温度,控制风扇转到温差最大的方向进行吹风,可以加快机房内部空气流动,快速均衡温度,避免了因空调位置、机房结构、服务器数量等因素不均衡造成局部温度过高。
2、显示屏可以实时显示温度传感器测量的最高温度以及温度差值,可以使服务器运维人员获得温度分布情况,合理安排机柜摆放位置和服务器安装位置,避免热源过于集中。
3、温度过高时GSM模块可以实现远程告警,方便机房的远程运维。
附图说明
图1是本发明所述机房温度均衡化的辅助调节装置的结构示意图;
图2是本发明所述机房温度均衡化的辅助调节装置的控制原理框图;
图3是最大温差方向判断原理图。
具体实施方式
具体实施方式一:下面结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述机房温度均衡化的辅助调节装置,包括风扇1、前后温差测量单元、左右温差测量单元、上下温差测量单元、水平转动执行单元、俯仰转动执行单元和控制器13;控制器13采用AT89S52单片机。
前后温差测量单元,用于测量风扇前侧和后侧的温度差,并发送给控制器13;
左右温差测量单元,用于测量风扇左侧和右侧的温度差,并发送给控制器13;
上下温差测量单元,用于测量风扇上侧和下侧的温度差,并发送给控制器13;
控制器13,用于获取水平温差最大矢量方向,并控制水平转动执行单元调节风扇1的水平角转至水平温差最大矢量方向;
还用于获取竖直温差最大矢量方向,并控制俯仰转动执行单元调节风扇1的俯仰角转至俯仰温差最大矢量方向。
水平转动执行单元包括内框架2和水平角控制电机5;俯仰转动执行单元包括外框架3和俯仰角控制电机4;
风扇1设置在内框架2内部,风扇1通过竖直转轴与内框架2上端中心相连,该竖直转轴与水平角控制电机5的动力输出轴相连,水平角控制电机5调节风扇1的水平角;
内框架2设置在外框架3内部,两个架体左侧或右侧中心点通过水平转轴相连,该水平转轴与俯仰角控制电机4的动力输出轴相连,俯仰角控制电机4调节内框架2的俯仰角,进而调节风扇1的俯仰角。外框架3通过吊件17悬吊在机房顶棚。
俯仰角控制电机4和水平角控制电机5采用步进电机。
进一步包括显示单元,所述显示单元固定在外框架3的底部,显示单元上设置有显示屏12。
上下温差测量单元包括上侧温度传感器6和下侧温度传感器7,上侧温度传感器6和下侧温度传感器7分别固定在外框架3的上侧和下侧;
左右温差测量单元包括左侧温度传感器8和右侧温度传感器9,左侧温度传感器8和右侧温度传感器9分别固定在外框架3的左侧和右侧;
前后温差测量单元包括前侧温度传感器10和后侧温度传感器11,前侧温度传感器10和后侧温度传感器11分别固定在显示单元的前侧和后侧。
参见图3,水平温差最大矢量方向的获取方法为:
步骤1、根据左侧温度T8和右侧温度T9获取左右温度差矢量ΔTx=T9-T8;根据前侧温度T10和后侧温度T11获取左右温度差矢量ΔTy=T11-T10
步骤2、左右温度差矢量ΔTx与前后温度差矢量ΔTy的合成矢量作为水平温差最大矢量ΔT水平
水平温差最大矢量ΔT水平计算出来后,该矢量与水平方向的夹角α角即被获知,水平角控制电机5控制风扇1按该角转动即可。
竖直温差最大矢量方向的获取方法为:
步骤3、根据上侧温度T6和下侧温度T7获取上下温度差矢量ΔTz=T6-T7
步骤4、水平温差最大矢量ΔT水平与上下温度差矢量ΔTz的合成矢量作为竖直温差最大矢量ΔT竖直
竖直温差最大矢量ΔT竖直计算出来后,该矢量与水平温差最大矢量ΔT水平两个矢量的夹角β角即被获知,俯仰角控制电机4控制内框架2携同风扇1按该角转动即可。
两步转动调节后,风扇1的出风方向是本发明装置周边六个方向中找到的温差最大的方向,风扇1朝向温差最大方向吹风,加快空气流动,避免机房局部温度过高。
显示屏12将算得的温差ΔTx、ΔTy、ΔTz显示和最高温度显示在显示屏12上。
本发明辅助装置可在机房内排布多个,为运维人员合理布局服务器及空调的安装位置作参考。
具体实施方式二:本实施方式与实施方式一的不同之处在于,还包括GSM模块16,当上侧温度传感器6、下侧温度传感器7、左侧温度传感器8、右侧温度传感器9、前侧温度传感器10或后侧温度传感器11任一传感器测量温度超过阈值上限时,控制器1通过GSM模块16远程报警;
虽然,本发明装置能辅助使温度尽量均衡,但也不能保证温度总是达标,当温度超限时进行远程报警,通过GSM模块16向运维人员发送报警短信,提醒运维人员前来处理,方便服务器机房的远程无人值守。

Claims (10)

1.机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,包括风扇(1)、前后温差测量单元、左右温差测量单元、上下温差测量单元、水平转动执行单元、俯仰转动执行单元和控制器(13);
风扇(1)悬吊在机房顶棚;
前后温差测量单元,用于测量风扇前侧和后侧的温度差,并发送给控制器(13);
左右温差测量单元,用于测量风扇左侧和右侧的温度差,并发送给控制器(13);
上下温差测量单元,用于测量风扇上侧和下侧的温度差,并发送给控制器(13);
上下温差测量单元包括上侧温度传感器和下侧温度传感器;左右温差测量单元包括左侧温度传感器和右侧温度传感器;前后温差测量单元包括前侧温度传感器和后侧温度传感器;根据左侧温度和右侧温度,获取左右温度差矢量;根据前侧温度和后侧温度获取前后温度差矢量,并由左右温度差矢量与前后温度差矢量的合成矢量作为水平温差最大矢量;根据上侧温度和下侧温度获取上下温度差矢量;由水平温差最大矢量与上下温度差矢量的合成矢量作为竖直温差最大矢量;
控制器(13),根据水平温差最大矢量方向控制水平转动执行单元调节风扇(1)的水平角转至水平温差最大矢量方向;
以及根据竖直温差最大矢量方向控制俯仰转动执行单元调节风扇(1)的俯仰角转至俯仰温差最大矢量方向。
2.根据权利要求1所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,水平转动执行单元包括内框架(2)和水平角控制电机(5);俯仰转动执行单元包括外框架(3)和俯仰角控制电机(4);
风扇(1)设置在内框架(2)内部,风扇(1)通过竖直转轴与内框架(2)上端中心相连,该竖直转轴与水平角控制电机(5)的动力输出轴相连,水平角控制电机(5)调节风扇(1)的水平角;
内框架(2)设置在外框架(3)内部,两个架体左侧或右侧中心点通过水平转轴相连,该水平转轴与俯仰角控制电机(4)的动力输出轴相连,俯仰角控制电机(4)调节内框架(2)的俯仰角,进而调节风扇(1)的俯仰角。
3.根据权利要求2所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,俯仰角控制电机(4)和水平角控制电机(5)采用步进电机。
4.根据权利要求2所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,还包括显示单元,所述显示单元固定在外框架(3)的底部,显示单元上设置有显示屏(12)。
5.根据权利要求4所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,上下温差测量单元包括上侧温度传感器(6)和下侧温度传感器(7),上侧温度传感器(6)和下侧温度传感器(7)分别固定在外框架(3)的上侧和下侧;
左右温差测量单元包括左侧温度传感器(8)和右侧温度传感器(9),左侧温度传感器(8)和右侧温度传感器(9)分别固定在外框架(3)的左侧和右侧;
前后温差测量单元包括前侧温度传感器(10)和后侧温度传感器(11),前侧温度传感器(10)和后侧温度传感器(11)分别固定在显示单元的前侧和后侧。
6.根据权利要求1所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,水平温差最大矢量方向的获取方法为:
步骤1、根据左侧温度T8和右侧温度T9获取左右温度差矢量ΔTx=T9-T8;根据前侧温度T10和后侧温度T11获取左右温度差矢量ΔTy=T11-T10
步骤2、左右温度差矢量ΔTx与前后温度差矢量ΔTy的合成矢量作为水平温差最大矢量ΔT水平
7.根据权利要求6所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,竖直温差最大矢量方向的获取方法为:
步骤3、根据上侧温度T6和下侧温度T7获取上下温度差矢量ΔTz=T6-T7
步骤4、水平温差最大矢量ΔT水平与上下温度差矢量ΔTz的合成矢量作为竖直温差最大矢量ΔT竖直
8.根据权利要求1所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,控制器(13)采用AT89S52单片机。
9.根据权利要求5所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,还包括GSM模块(16),当上侧温度传感器(6)、下侧温度传感器(7)、左侧温度传感器(8)、右侧温度传感器(9)、前侧温度传感器(10)或后侧温度传感器(11)任一传感器测量温度超过阈值上限时,控制器(13)通过GSM模块(16)远程报警。
10.根据权利要求2所述机房温度均衡化的辅助调节装置,其特征在于,还包括吊件(17),外框架(3)通过吊件(17)悬吊在机房顶棚。
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