CN111988964A - 机房气流群控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机房气流群控系统及方法，本发明系统包括所述机房内设置有若干用于放置服务器的机柜，包括空调机组、密闭冷/热通道、温度传感器、EC风机和控制器。本发明方法包括控制所有空调机组按设定顺序进行轮值；通过温度传感器检测每个机柜的出风口的温度，与每个机柜对应的EC风机随检测温度调整其转速。本发明在机房内的机柜处理正常的工作状态时，调度所有空调进行轮值，并在出现机柜出现过热时，调度所有空调或部分空调退出轮值，保证制冷效果的同时能够降低用电。

Description

机房气流群控系统及方法

技术领域

本发明涉及服务器机房冷却降温技术领域，具体地说是一种机房气流群控系统及方法。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展以及大型的云计算数据中心的建立，电子设备的集中程度也便得越来越高，服务器等电子设备通常设置在服务器机柜中，而每个机房中通常设置较多数量的机柜，服务器在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效的进行降温，由于热量累积，很容易导致服务器过热和司机，从而导致整个服务系统的异常。

现在通常在机房内设置若干空调对机房内进行整体降温，这样降温方式在服务器的负载相对较小时，机房内的全部空调开放会导致制冷量有一定的冗余，造成较多的空调处于空耗电能的状态，浪费较多的电能。在部分服务器因负载过高而导致局部发热时，整体降温方式不能有针对性的对高温局部进行有效降温，导致机房内的冷热不均，室内环境温度波动较大，针对于这种情况，现在常用处理方式对高功耗机柜增设定速风机，增大对高功耗设备的送风量，这种方式虽然可以有效解决高功耗设备的发热情况，但是同时导致局部气流短路，在此处形成一个波谷，影响周围的机柜的散热效果，降低空调的送风距离，影响空调的送风范围，导致空调的负荷增大，也进一步会增大空调的耗电量。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种机房气流群控系统

本发明所采用技术方案是：

一种机房气流群控系统，所述机房内设置有若干用于放置服务器的机柜，包括空调机组、密闭冷/热通道、温度传感器、EC风机和控制器，其中：

所述空调机组用于通过所述密闭冷/热通道对所有机柜提供冷风回收热风；

所述温度传感器用于检测机柜的出风口的温度；

所述EC风机用于增大机柜的进风口的进风量；

所述控制器用于与空调机组、温度传感器和EC风机建立通讯连接，并控制其状态。

作为对本发明系统的进一步优化，本发明所述机房内设置有抬升地板，抬升地板的上部空间与下部空间之间相分离，所述空调机组的出风口和机柜的进风口均与抬升地板的其中一个空间相连通，所述空调机组的回风口与机柜的出风口均与抬升地板的另一空间相连通。

作为对本发明系统的进一步优化，本发明所述机柜成排设置在机房内，所述密闭冷/热通道通过隔热室实现，成排的机柜设置在同一个隔热室内，机柜的进风口均位于隔热室内，机柜的出风口与隔热室的外侧相连通；

所述空调机组间隔布置在机柜的两端。

作为对本发明系统的进一步优化，本发明所述EC风机通过通风地板设置在隔热室内，所述隔热室通过通风地板与抬升地板的下部空间相连通，且通风地板对应机柜的进风口设置，EC风机设置数量与每个机柜一一对应；

所述温度传感器设置在每个机柜的出风口。

作为对本发明系统的进一步优化，本发明所述控制器内设置有控制系统，所述控制系统包括空调轮值控制模块、EC风机转速模块、应急控制模块和应急解除模块；其中：

所述空调轮值控制模块用于在正常状态下控制所有空调机组进行设定顺序进行轮值；

所述EC风机转速模块用于根据检测的机柜的温度调整该机柜对应的EC风机的转速；

所述应急控制模块用于检测过热机柜的数量超过设定的第一阈值时，控制所有空调机组退出轮值队列，并均处于开启状态，且当检测过热机柜的数据低于设定的第二阈值时，控制所有空调机组恢复至轮值队列；每个空调机组关联范围内的若干机柜，当该空调机组所关联的机柜中出现过热的数量超过第三阈值时，控制该空调机组退出轮值队列，当该空调机组所关联的机柜出现过热的数量低于第四阈值时，控制该空调机组恢复至轮值队列。

作为对本发明系统的进一步优化，本发明所述温度传感器的感应温度值与EC风机的转速呈线性对应关系。

本发明还提供一种机房气流群控方法，采用上述所述的机房气流群控系统，所述方法包括：

控制所有空调机组按设定顺序进行轮值；

通过温度传感器检测每个机柜的出风口的温度，与每个机柜对应的EC风机随检测温度调整其转速；

当机房内区域范围的机柜存在过热情况时，该区域范围对应的空调机组退出轮值，并处于开启状态，当区域范围内的过热情况消除时，该区域内的空调机组恢复轮值；

当机房内出现整体过热情况时，全部空调机组退出轮值，并均处于开启状态，当整体过热情况消除时，全部空调机组恢复轮值。

作为对本发明方法的进一步优化，本发明所述温度传感器检测的机柜的出风口的温度高于设定预警值时，代表该机柜为过热状态；

当机房内出现过热状态的机柜数量超过第一阈值时，表示机房内出现整体过热的情况；当机房内出现供热状态的机柜数量降低至第二阈值时，表示机房内内整体过热情况消除。

作为对本发明方法的进一步优化，本发明所述机房内的机柜间隔设置成多排，所述空调机组间隔布置在机柜的两端，每个空调机组均关联范围内的机柜，当该空调机组所关联的机柜中出现过热机柜超过第三阈值时，该空调机组不再参与轮值，并处于开启状态，当出现过热情况的机柜数量降低至第四阈值时，该空调恢复轮值队列中。

本发明还提供一种机房，包括多排设置的机柜，还包括上述所述的机房气流群控系统。

本发明具有以下优点：

1、本发明在机房内的机柜处理正常的工作状态时，调度所有空调进行轮值，并在出现机柜出现过热时，调度所有空调或部分空调退出轮值，保证制冷效果的同时能够降低用电；

2、本发明的温度传感器设置在机柜的出风口处，更能够反映出机柜的工作温度；

3、本发明的机柜通过EC风机进行按需送风，EC风机的风速与温度传感器检测的温度值相关联，检测的温度值越高，EC风机的转速越高，保证对过热机柜进行强力送风，保证制冷效果；而且当机柜的工作温度相对较低时，EC风机转速降低，降低对附近机柜的散热影响，还能够降低空调的能源消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1为本发明的俯视示意图；

图2为本发明的正视示意图。

其中：1、机房，2、机柜，3、EC风机，4、空调机组，5、隔离室，6、抬升地板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例中的“多个”，是指两个或两个以上。

本发明实施例中的属于“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

本发明提供一种机房1气流群控系统的实施例，所述机房1内设置有若干用于放置服务器的机柜2，所述机房1内设置有抬升地板6，抬升地板6的上部空间与下部空间之间相分离，所述机柜2设置在抬升地板6上，所述机柜2成排设置在机房1内，每排机柜2之间相间隔设置，所述系统包括空调机组4、密闭冷/热通道、温度传感器、EC风机3和控制器，其中

所述空调机组4用于通过所述密闭冷/热通道对所有机柜2提供冷风回收热风；所述空调机组4的出风口位于空调机组4的下侧，空调机组4安装于抬升地板6上，空调机组4的下端为送风口，且空调机组4的送风口与抬升地板6的下部空间相连通，空调机组4的回风口设置在上部，与抬升地板6的上部空间相连通，所述空调机组4间隔布置在机柜2的两端，机柜2的两端均设置空调机组4能够兼顾所有机柜2的送风距离，平衡送风效果；空调机组4的设置数量需要通过服务器的设置数量来确定，通过总服务器数量计算所需制冷量，然后根据所选择的单台空调机组4的制冷量计算确认空调机组4的数量；

所述密闭冷/热通道为隔绝机柜2进风端和出风端的隔离室5，作为常规设置，隔离室5安装在抬升地板6上，隔离室5内一般设置有两排机柜2，设置单排机柜2也可以，但是两排既能节省空间，还能减少隔离室5的设置数量，两排机柜2相对设置，隔离室5内安装有通风地板，机柜2的进风口设置在隔离室5内，空调机组4的冷气送入到抬升地板6的下部，并通过通风地板设置进入到隔离室5内，通过机柜2的进风口对机柜2内的服务器进行冷却，并通过机柜2的出风口排出，机柜2的出风口连通至隔离室5的外侧，隔离室5的作用是将机柜2的冷端(进风口)和热端(出风口)进行隔离，避免冷空气和热空气交汇而影响机房1内的制冷效果；

所述温度传感器用于检测机柜2的出风口的温度；每个机柜2上均设置有温度传感器，所述温度传感器设置在机柜2的出风口，通过检测机柜2出风口处的温度更能反映每个机柜2的工作状态；

所述EC风机3用于增大机柜2的进风口的进风量；所述EC风机3设置在通风地板上，且本实施例中，为了增强对每个单一机柜2的制冷控制，每个机柜2均对应设置一个EC风机3，因机柜2进风口设置的不同，EC风机3及通风地板的设置形式会存在一定的差异，机柜2的进风口直接设置在低端时，通风地板和EC风机3直接对应设置在机柜2的低端，当机柜2的进风口设置在机柜2的下部侧壁上是，两排机柜2的进风口相对设置，通风地板和EC风机3设置在机柜2的侧端，通风地板设置两排分别对应两侧的机柜2；

所述控制器用于与空调机组4、温度传感器和EC风机3建立通讯连接，并控制其状态，所述空调机组4设置有终端控制继电器，控制器通过通讯接口与相应空调机组4的终端控制继电器相连接，用于控制空调机组4的开启和关闭，而EC风机3上设置有通信接口，可与控制器直连。

本实施例中所述控制器内置有控制系统，所述控制系统包括空调轮值控制模块、EC风机3转速模块和应急控制模块；其中：

所述空调轮值控制模块用于在正常状态下控制所有空调机组4进行设定顺序进行轮值；上述中，机房1内的空调机组4是分列在机柜2的两端，为了兼顾送风距离，在设定空调的轮值顺序时，机房1两侧的空调机组4的其中一侧由一端向另一端轮值，另一侧的为反方向进行轮值。如图1中所示，在机房1一侧的1-6号空调机组4依次轮值，如1号空调机组4处于待机状态，待机时间可设定为一小时，避免频繁的启停反而增加耗能，当1号空调机组4结束待机状态时，2号空调机组4进入待机状态，然后依次进行。机房1另一侧的7-12号空调机组4依顺序进行轮值，两侧轮值顺序相反，即1号空调机组4处于待机状态时，另一侧的7号空调机组4处于空调机组4，这样设置能够避免同区域内的空调出现同时待机状态而增大该区域的送风距离，进一步导致该区域的制冷效果降低；

所述EC风机3转速模块用于根据检测的机柜2的出风口的温度调整该机柜2对应的EC风机3的转速，所述温度传感器的感应温度值与EC风机3的转速呈线性对应关系，温度传感器检测的出风口的温度越高，EC风机3的转速越高。

所述应急控制模块用于检测过热机柜2的数量超过设定的第一阈值时代替空调值班控制模块控制所有空调机组4退出轮值队列，并全部处于开启状态，第一阈值可设定为机柜2总量的百分之五十；当检测过热机柜2的数据低于设定的第二阈值时所有空调机组4均全部恢复至轮值队列中，第二阈值可设定为机柜2总量的百分之五；每个空调机组4均关联范围内的机柜2，当该空调机组4所关联的机柜2中出现过热机柜2超过第三阈值时，该空调机组4不再参与轮值，并处于开启状态，第三阈值可设置为该空调机组4所关联机柜2量的百分之八十，当出现过热情况的机柜2数量降低至第四阈值时，该空调机组4恢复轮值队列中，第四阈值可设置为该空调机组4所关联机柜2量的百分之二十。而机柜2的过热状态判断为所述温度传感器检测的机柜2的出风口的温度高于设定预警值时，代表该机柜2为过热状态，该预警值可以设置为60摄氏度。

针对上述控制系统，本发明还提供一种机房1气流群控方法，所述方法包括：

控制所有空调机组4按设定顺序进行轮值；上述中，机房1内的空调机组4是分列在机柜2的两端，为了兼顾送风距离，在设定空调的轮值顺序时，机房1两侧的空调机组4的其中一侧由一端向另一端轮值，另一侧的为反方向进行轮值。如图1中所示，在机房1一侧的1-6号空调机组4依次轮值，如1号空调机组4处于待机状态，待机时间可设定为一小时，避免频繁的启停反而增加耗能，当1号空调机组4结束待机状态时，2号空调机组4进入待机状态，然后依次进行。机房1另一侧的7-12号空调机组4依顺序进行轮值，两侧轮值顺序相反，即1号空调机组4处于待机状态时，另一侧的7号空调机组4处于空调机组4，这样设置能够避免同区域内的空调出现同时待机状态而增大该区域的送风距离，进一步导致该区域的制冷效果降低；

通过温度传感器检测每个机柜2的出风口的温度，与每个机柜2对应的EC风机3随检测温度调整其转速；所述温度传感器的感应温度值与EC风机3的转速呈线性对应关系，温度传感器检测的出风口的温度越高，EC风机3的转速越高；

当机房1内出现整体过热情况时，全部空调机组4退出轮值，并均处于开启状态，当整体过热情况消除时，全部空调恢复轮值；所述温度传感器的机柜2的出风口的温度高于设定预警值时，代表该机柜2为过热状态；当机房1内出现过热状态的机柜2数量超过第一阈值时，表示机房1内出现整体过热的情况；当机房1内出现供热状态的机柜2数量降低至第二阈值时，表示机房1内内整体过热情况消除。

当机房1内区域范围的机柜2存在过热情况时，该区域范围对应的空调机组4退出轮值，并处于开启状态，当区域范围内的过热情况消除时，该区域内的空调恢复轮值；所述机房1内的机柜2间隔设置成多排，所述空调机组4间隔布置在机柜2的两端，每个空调机组4均关联范围内的机柜2，当该空调所关联的机柜2中出现过热机柜2超过第三阈值时，该空调不再参与轮值，并处于开启状态，当出现过热情况的机柜2数量降低至第四阈值时，该空调恢复轮值队列中。

针对前述所述机房1气流群控系统和方法，本发明还提供一种机房1，所述机房1内设置有若干用于放置服务器的机柜2，所述机房1内设置有抬升地板6，抬升地板6的上部空间与下部空间之间相隔离，所述机柜2设置在抬升地板6上，所述机柜2成排设置在机房1内，每排机柜2之间相间隔设置，每排机柜2或两排相对设置的机柜2通过隔离室5建立密闭冷/热通道，并通过上述所述机房1气流群控系统，用于对机柜2进行制冷。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种机房气流群控系统，所述机房内设置有若干用于放置服务器的机柜，其特征在于：包括空调机组、密闭冷/热通道、温度传感器、EC风机和控制器，其中：

所述空调机组用于通过所述密闭冷/热通道对所有机柜提供冷风回收热风；

所述温度传感器用于检测机柜的出风口的温度；

所述EC风机用于增大机柜的进风口的进风量；

所述控制器用于与空调机组、温度传感器和EC风机建立通讯连接，并控制其状态。

2.根据权利要求1所述的机房气流群控系统，其特征在于：

所述机房内设置有抬升地板，抬升地板的上部空间与下部空间之间相分离，所述空调机组的出风口和机柜的进风口均与抬升地板的其中一个空间相连通，所述空调机组的回风口与机柜的出风口均与抬升地板的另一空间相连通。

3.根据权利要求2所述的机房气流群控系统，其特征在于：

所述机柜成排设置在机房内，所述密闭冷/热通道通过隔热室实现，成排的机柜设置在同一个隔热室内，机柜的进风口均位于隔热室内，机柜的出风口与隔热室的外侧相连通；

所述空调机组间隔布置在机柜的两端。

4.根据权利要求3所述的机房气流群控系统，其特征在于：

所述EC风机通过通风地板设置在隔热室内，所述隔热室通过通风地板与抬升地板的下部空间相连通，且通风地板对应机柜的进风口设置，EC风机设置数量与每个机柜一一对应；

所述温度传感器设置在每个机柜的出风口。

5.根据权利要求1所述的机房气流群控系统，其特征在于：

所述控制器内设置有控制系统，所述控制系统包括空调轮值控制模块、EC风机转速模块、应急控制模块和应急解除模块；其中：

所述空调轮值控制模块用于在正常状态下控制所有空调机组进行设定顺序进行轮值；

所述EC风机转速模块用于根据检测的机柜的温度调整该机柜对应的EC风机的转速；

所述应急控制模块用于检测过热机柜的数量超过设定的第一阈值时，控制所有空调机组退出轮值队列，并均处于开启状态，且当检测过热机柜的数据低于设定的第二阈值时，控制所有空调机组恢复至轮值队列；每个空调机组关联范围内的若干机柜，当该空调机组所关联的机柜中出现过热的数量超过第三阈值时，控制该空调机组退出轮值队列，当该空调机组所关联的机柜出现过热的数量低于第四阈值时，控制该空调机组恢复至轮值队列。

6.根据权利要求5所述的机房气流群控系统，其特征在于：

所述温度传感器的感应温度值与EC风机的转速呈线性对应关系。

7.一种机房气流群控方法，其特征在于：采用权利要求1-6中任何一项所述的机房气流群控系统，所述方法包括：

控制所有空调机组按设定顺序进行轮值；

通过温度传感器检测每个机柜的出风口的温度，与每个机柜对应的EC风机随检测温度调整其转速；

当机房内区域范围的机柜存在过热情况时，该区域范围对应的空调机组退出轮值，并处于开启状态，当区域范围内的过热情况消除时，该区域内的空调机组恢复轮值；

当机房内出现整体过热情况时，全部空调机组退出轮值，并均处于开启状态，当整体过热情况消除时，全部空调机组恢复轮值。

8.根据权利要求7所述的机房气流群控方法，其特征在于：

所述温度传感器检测的机柜的出风口的温度高于设定预警值时，代表该机柜为过热状态；

当机房内出现过热状态的机柜数量超过第一阈值时，表示机房内出现整体过热的情况；当机房内出现供热状态的机柜数量降低至第二阈值时，表示机房内内整体过热情况消除。

9.根据权利要求8所述的机房气流群控方法，其特征在于：

所述机房内的机柜间隔设置成多排，所述空调机组间隔布置在机柜的两端，每个空调机组均关联范围内的机柜，当该空调机组所关联的机柜中出现过热机柜超过第三阈值时，该空调机组不再参与轮值，并处于开启状态，当出现过热情况的机柜数量降低至第四阈值时，该空调恢复轮值队列中；

所述机柜两端的空调机组的轮值顺序相反。

10.一种机房，包括多排设置的机柜，其特征在于：该包括权利要求1-6中任何一项所述的机房气流群控系统。

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