CN113438859A - 一种可调控气流分布的压力通风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可调控气流分布的压力通风系统中，冷风主通道中流通冷空气，冷空气进入服务器内部换热后进入热风主通道；冷风主通道内设置气流调节板，气流调节板能够在板面平行于气流方向和板面垂直于气流方向之间的范围内转动，当气流调节板平行于气流时，基本不影响气流的正常流动，气流保持原本的运动状态；当某个服务器的温度达到设定阈值时，控制器控制气流调节板转动，对气流产生阻挡和引导，增加进入对应冷气出口的气流量，使该对应的服务器获得更多的冷空气。本发明通过多个气流调节板之间的相互配合，可以对局部的气流形成阻挡，使某个服务器得到更多的气流，在不增加空调功耗的条件下重新分配冷空气，避免局部出现高温。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心散热领域，更进一步涉及一种可调控气流分布的压力通风系统。
背景技术
数据中心(Data Center)是全球协作的特定设备网络，用来在internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。互联网技术的飞速发展使得数据中心在全球各个角落迅速兴起，数据中心具有数量众多的设备，需要保证良好的散热效率。数据中心通常利用空调(CRAC)进行冷却，空调的出风口排出冷空气，排出的冷空气在数据中心中循环，并从进气口吸入热空气。
为了确保散热效率，现有的数据中心经常处于一种冷空气总体过量的状态，即冷空气总体超过所需量，尤其是大规模部署数据中心。因空气在相应的通道中流动过程中，受到线缆等结构的干扰形成湍流，发生文丘里效应，气流的静压与动压在不断变化中变得不稳定，造成冷空气分布不均，甚至出现局部温度过高的现象；若检测到某点温度过高，需要整体增大空调的功率，输出更多的冷空气，但这样会导致原本温度正常的位置接收过多的冷空气，导致数据中心冷却利用特性较差，造成能源的浪费。
对于本领域的技术人员来说，如何在不增加功耗的条件下防止产生局部高温，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种可调控气流分布的压力通风系统，利用气流调节板调节冷空气的气流分布，防止产生局部高温，且无需额外增加功耗，具体方案如下：
一种可调控气流分布的压力通风系统，包括冷风主通道和热风主通道，所述冷风主通道和所述热风主通道之间间隔布置多台服务器；
所述冷风主通道的侧壁设置冷气出口，气流从所述冷气出口流向服务器；流经服务器换热后形成的热空气从服务器上开设的热气出口进入所述热风主通道；
所述冷风主通道内设置气流调节板，所述气流调节板能够围绕转轴转动，使板面在平行于气流方向和垂直于气流方向之间的范围内转动；
当某个服务器的温度达到设定阈值时，控制器控制所述气流调节板转动，对气流产生阻挡和引导，增加进入对应所述冷气出口的气流量。
可选地，每个所述冷气出口对应设置一个所述气流调节板。
可选地，所述冷风主通道设置于地板以下，在所述冷气出口处设置开孔支撑块，气流经过所述开孔支撑块流向服务器；
所述热风主通道设置于服务器以上。
可选地，所述气流调节板的高度介于所述冷风主通道高度的三分之一到二分之一之间。
可选地，所述气流调节板的转轴设置于所述冷风主通道的底面。
可选地，所述气流调节板的转轴设置于所述冷气出口的迎风一侧边缘。
可选地，在所述冷气出口处设置增压风扇。
可选地，所述增压风扇设置四个，分别位于所述冷气出口的四个顶角处。
可选地，在服务器的进风面设置温度传感器，控制器根据温度传感器检测的温度值控制所述气流调节板的角度。
本发明的可调控气流分布的压力通风系统中，冷风主通道中流通空调排出的冷空气，冷空气进入服务器内部换热后，热空气进入热风主通道；由于冷风主通道内设置气流调节板，气流调节板能够围绕转轴转动，气流调节板能够在板面平行于气流方向和板面垂直于气流方向之间的范围内转动，当气流调节板平行于气流时，基本不影响气流的正常流动，气流保持原本的运动状态；当某个服务器的温度达到设定阈值时，控制器控制气流调节板转动，使气流调节板对气流形成阻挡，对气流产生阻挡和引导，增加进入对应冷气出口的气流量，使该对应的服务器获得更多的冷空气。本发明通过多个气流调节板之间的相互配合，可以对局部的气流形成阻挡，使某个服务器得到更多的气流，在不增加空调功耗的条件下重新分配冷空气，避免局部出现高温。
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，下面描述中的附图仅仅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为本发明提供的可调控气流分布的压力通风系统的结构示意图；
图2为开孔支撑块和增压风扇的布置关系示意图。
图中包括：
冷风主通道1、热风主通道2、气流调节板3、开孔支撑块4、增压风扇5。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种可调控气流分布的压力通风系统，利用气流调节板调节冷空气的气流分布，防止产生局部高温，且无需额外增加功耗。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的可调控气流分布的压力通风系统进行详细的介绍说明。
如图1所示，为本发明提供的可调控气流分布的压力通风系统的结构示意图，图中的直箭头表示气流的流动方向，弧形双向箭头表示气流调节板3的转动调节方向；A表示服务器，B表示空调。
该系统包括冷风主通道1和热风主通道2，空调产生的冷空气进入冷风主通道1，冷空气进入服务器之内换热后变为热空气，热空气汇聚到热风主通道2，从热风主通道2进入空调；结合图1所示，冷风主通道1内的气流从右向左流动，热风主通道2内的气流从左向右移动；冷风主通道1和热风主通道2内的气流以双箭头表示，流向服务器的气流以单箭头表示。
冷风主通道1和热风主通道2之间间隔布置多台服务器，服务器之间具有间隙，该间隙作为空气流动的通道。冷风主通道1的侧壁设置冷气出口，气流从冷气出口流向服务器；流经服务器换热后形成的热空气从服务器上开设的热气出口进入热风主通道2。
图1所示的实施例中，以两台服务器为一组，同一组的两台服务器的顶面之间具有密封挡板，气流无法直接流入热风主通道2；图中共设置三组服务器，每组当中的两台服务器之间的间隙作为冷空气流动的通道，冷风主通道1中的冷空气从冷气出口进入该通道中，并由此进入服务器内部，在服务器内部完成热交换后，从服务器顶部的热气出口排出，进入热风主通道2。
冷风主通道1内设置气流调节板3，气流调节板3为表面光滑的平板结构，其外形通常为矩形。气流调节板3能够围绕转轴转动，使板面在平行于气流方向和垂直于气流方向之间的范围内转动。
在初始位置，气流调节板3的板面平行于冷风主通道1内冷空气的流动方向，此时气流调节板3基本不影响气流的流动，气流仍保持原有的运动状态；当气流调节板3从初始位置转动一定角度后，板面与气流方向具有一定的夹角，此时气流调节板3会对气流产生影响，改变气流原本的运动状态，气流受到气流调节板3的引导，更多地流向冷气出口，增加服务器内流入的气流量。
工作时，实时检测服务器的温度，当某个服务器的温度达到设定阈值时，控制器控制气流调节板3转动，对气流产生阻挡和引导，增加进入对应冷气出口的气流量。通过多块气流调节板3之间的角度调节，改变气流的分布情况。
在调节时，整个压力通风系统的气流总量不变，只单独增加某几个服务器获得的气流量，因此整个压力通风系统的空调功耗不会显著增加，解决了服务器内局部温度过高的问题。
在上述方案的基础上，本发明在每个冷气出口对应设置一个气流调节板3，每个气流调节板3对应调节一个冷气出口所通过的气流量；当某个服务器所检测的局部温度越高，冷气出口所需增加的气流量越多，相应地该对应的气流调节板3转动的角度越大。
结合图1所示，本发明中冷风主通道1设置于地板以下，热风主通道2设置于服务器以上，整个系统采用下送上回的架构，热空气密度小，更容易向上运动。在冷气出口处设置开孔支撑块4，开孔支撑块4上开设密集的开孔，气流经过开孔支撑块4上的开孔进入一组服务器之间的间隙，进而流向服务器内部。
除了冷风主通道1设置于地板以下的方式之外，还可以将冷风主通道1布置在地板以上，此时冷气出口设置在冷风主通道1的侧方，从侧方排出冷空气，这些具体的设置形式均应包含在本发明的保护范围之内。
优选地，本发明中的气流调节板3的高度介于冷风主通道1高度的三分之一到二分之一之间，结合图1所示，当气流调节板3完全转动至竖直状态时，气流调节板3的竖向尺寸介于冷风主通道1竖向高度的三分之一到二分之一之间，包含两个端点值。
具体地，本发明中气流调节板3的转轴设置于冷风主通道1的底面，也即气流调节板3围绕其下边缘转动。气流调节板3的转动驱动结构可以根据需求设定，例如伺服电机等。
具体地，本发明中气流调节板3的转轴设置于冷气出口的迎风一侧边缘，结合图1中的虚线所示，冷气出口的迎风一侧边缘为右侧，气流调节板3的转轴与冷气出口右侧边缘在水平面中的投影重合。
在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明在在冷气出口处设置增压风扇5，利用增压风扇5从冷风主通道1中抽气，使空气产生动压，可以进一步增加流向服务器气流量。
一个冷气出口对应设置四个增压风扇5，分别位于冷气出口的四个顶角处。如图2所示，为开孔支撑块4和增压风扇5的结构示意图，对于设有开孔支撑块4的结构来说，将四个增压风扇5分别安装在在开孔支撑块4的四个顶角处。
在服务器的进风面设置温度传感器，控制器根据温度传感器检测的温度值控制气流调节板3的角度，温度传感器检测服务器进风面的温度，根据进风面处的温度检测值调节对应的气流调节板3的角度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，包括冷风主通道(1)和热风主通道(2)，所述冷风主通道(1)和所述热风主通道(2)之间间隔布置多台服务器；
所述冷风主通道(1)的侧壁设置冷气出口，气流从所述冷气出口流向服务器；流经服务器换热后形成的热空气从服务器上开设的热气出口进入所述热风主通道(2)；
所述冷风主通道(1)内设置气流调节板(3)，所述气流调节板(3)能够围绕转轴转动，使板面在平行于气流方向和垂直于气流方向之间的范围内转动；
当某个服务器的温度达到设定阈值时，控制器控制所述气流调节板(3)转动，对气流产生阻挡和引导，增加进入对应所述冷气出口的气流量。
2.根据权利要求1所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，每个所述冷气出口对应设置一个所述气流调节板(3)。
3.根据权利要求2所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，所述冷风主通道(1)设置于地板以下，在所述冷气出口处设置开孔支撑块(4)，气流经过所述开孔支撑块(4)流向服务器；
所述热风主通道(2)设置于服务器以上。
4.根据权利要求3所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，所述气流调节板(3)的高度介于所述冷风主通道(1)高度的三分之一到二分之一之间。
5.根据权利要求3所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，所述气流调节板(3)的转轴设置于所述冷风主通道(1)的底面。
6.根据权利要求3所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，所述气流调节板(3)的转轴设置于所述冷气出口的迎风一侧边缘。
7.根据权利要求1至6任一项所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，在所述冷气出口处设置增压风扇(5)。
8.根据权利要求7所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，所述增压风扇(5)设置四个，分别位于所述冷气出口的四个顶角处。
9.根据权利要求7所述的可调控气流分布的压力通风系统，其特征在于，在服务器的进风面设置温度传感器，控制器根据温度传感器检测的温度值控制所述气流调节板(3)的角度。
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