CN115279135A - 一种机房散热系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种机房散热系统，包括：机柜，风墙，至少一个主控制器，以及处理装置。风墙设置于机柜，风墙包括至少一个散热单元，散热单元包括多个风机组、多个第一传感器以及单元控制器。处理装置与单元控制器以及主控制器电性连接，并用于选择性的切换为第一工作模式或第二工作模式，在第一工作模式下，主控制器控制所有的风机组的运行速度，在第二工作模式下，每个散热单元独立地控制散热单元对应的多个风机组的运行速度。本申请提供的散热系统，可以避免风墙上局部风机组对应的位置过热的情况。同时在主控制器未控制风机组运行的情况下，单元控制器可以控制对应单元中风机的运行，实现了自动化的控制。本申请还提出了该散热系统的控制方法。

Description

一种机房散热系统及控制方法

技术领域

本申请涉及散热系统领域，具体涉及一种机房散热系统及控制方法。

背景技术

在数据机房中心中，存在能耗过高的情况，具有极大的节能减排空间。机房中的设备工作释放出大量显热，使得机房内环境温度逐渐上升，影响设备的正常工作，严重时会导致数据网络的故障，对工业生产、生活等造成不可估量的损失。为了保证机房中心设备的稳定可靠运行，使数据机房内环境温度需维持在26℃～30℃范围内，现有技术中通常在数据机房中安装了精密空调设备，来满足设备运行所需的温度和湿度要求。但空调设备的能耗较高，占机房中心整个耗电量的30％以上，对不符合现如今节能减排的需求。

发明内容

本申请提出了一种机房散热系统及控制方法，以改善上述问题。

第一方面，本申请提出了一种机房散热系统，包括：机柜，风墙，至少一个主控制器，以及处理装置。机柜用于设置数据模块；风墙设置于机柜，风墙包括至少一个散热单元，散热单元包括多个风机组、多个第一传感器以及单元控制器，多个第一传感器一一对应的设置于多个风机组的出风口，并用于获取风机组的出风信息；单元控制器与多个第一传感器以及多个风机组电性连接，单元控制器能够根据第一传感器所获取的出风信息，控制与第一传感器对应的风机组的运行速度；一个主控制器与散热单元电性连接，主控制器能够同时控制散热单元中的所有的风机组的运行速度；处理装置与单元控制器以及主控制器电性连接，并用于选择性的切换为第一工作模式或第二工作模式，在第一工作模式下，主控制器控制所有的风机组的运行速度，在第二工作模式下，每个散热单元独立地控制散热单元对应的多个风机组的运行速度。

在一些实施方式中，散热单元还包括多个第二传感器，多个第二传感器一一对应的设置于多个风机组的进风口，并用于获取风机组的进风信息，单元控制器与多个第二传感器电性连接，并用于根据进风信息，控制与第二传感器对应的风机组的运行速度。

在一些实施方式中，出风信息包括出风温度信息与出风湿度信息。

在一些实施方式中，进风信息包括进风温度信息与进风湿度信息。

在一些实施方式中，散热系统还包括水冷板、水泵以及换热器，水冷板邻近于风墙设置，并通过管道连通换热器，水泵设置于管道上，水泵与主控制器电性连接。

在一些实施方式中，主控制器的数量为两个，处理装置还用于选择性地控制两个主控制器与散热单元电性连接。

第二方面，本申请提还提出了上述的散热系统的控制方法，包括以下步骤：获取机柜内的环境信息，环境信息包括出风信息，根据出风信息，生成控制指令，控制指令用于指示散热系统进入第一控制模式或第二控制模式；当散热系统进入第一工作模式时，主控制器控制所有的风机组的运行速度；当散热系统进入第二工作模式时，每个散热单元独立地控制散热单元对应的多个风机组的运行速度。

在一些实施方式中，环境信息还包括进风信息，进风信息采集自多个风机组的进风口。

在一些实施方式中，主控制器的数量为2个，当散热系统进入第一工作模式时，主控制器控制所有的风机组的运行速度，包括：

确定当前工作的主控制器的工作状态；

若当前工作的主控制器的工作状态异常，切换至另一主控制器。

在一些实施方式中，散热系统还包括水冷板、水泵以及换热器，水冷板通过管道连通换热器，水泵设置于管道上，水泵与主控制器电性连接，环境信息还包括管道内的水温信息；当散热系统进入第一工作模式时，主控制器还用于控制水泵的输出功率。

本申请提供的散热系统，可以选择性的在第一工作模式或第二工作模式下运行。当散热系统以第一工作模式运行时，主控制器控制所有的风机组的运行速度，使得对散热系统运行速度的控制更为直接与快捷。当散热系统以第二工作模式运行时，单元控制器根据每一个风机组出风口处的出风信息，独立控制每一个风机组，使得对风机组的控制更为精准，起到了节能的功能，同时可以避免风墙上局部风机组对应的位置过热的情况。同时在主控制器未控制风机组运行的情况下，单元控制器可以控制对应单元中风机的运行，实现了自动化的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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为本申请第一实施例提出的一种散热系统的结构示意图；

图2为本申请第一实施例提出的一种散热系统中风墙的结构示意图；

图3为本申请第一实施例提出的一种散热系统的中第一传感器结构示意图；

图4为本申请第一实施例提出的一种散热系统的另一实施方式的结构示意图；

图5为本申请第一实施例提出的一种散热系统的中第二传感器结构示意图；

图6为本申请第一实施例提出的一种散热系统的中主控制器的结构示意图；

图7为本申请第一实施例提出的一种散热系统的再一实施方式的结构示意图；

图8为本申请第二实施例提出的一种散热系统的控制方法；

图9为本申请第二实施例提出的一种散热系统的控制方法中的一种实施方式。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提出了一种机房散热系统，包括机柜(图未示出)、风墙1(如图2所示)、至少一个主控制器2以及处理装置3。

机柜用于设置数据模块。数据模块可以是计算机处理模块，也可以是其他产热电子设备，在此不做限定。示例性的，在机柜内可以设置有风道，数据模块在工作过程中产生的热量通过风道排出至机柜的外部。在另外一些实施方式中，数据模块也可以通过机柜的外壳与空气进行热交换，机柜的具体结构在此不做限定。

风墙1设置于机柜，并用于用于对机柜散热。风墙1包括至少一个散热单元10，散热单元10包括多个风机组11、多个第一传感器12以及单元控制器13。请参阅图2，在本实施方式中，风墙1包括多个散热单元10，多个散热单元10并列设置并组合形成风墙1。在本实施方式中，风墙1可以与多个机柜之间间隔设置，风墙1与机柜之间可以形成有换热通道，以实现对机房的散热。在另外一些实施方式中，每一个散热单元10也可以与每一个机柜之间一一对应设置，以实现对每一个机柜进行独立的散热。同时散热单元10上的风机组11对应机柜上不同的位置，可以对机柜上各区域进行散热。

风机组11包括多个风机111。在本实施例中，风机组11可以包括三个风机111。三个风机111并排设置，且三个风机111的出风方向相同，并朝向风机组11的出风口。在另外一些实施例中，也可以是其他一些数量的风机111组成风机组11，在此不做限定。风机111可以是一种普通扇轮风机，也可以是轴流式风机或涵道风机，在此不做限定。在本实施例中，三个风机111可以是并联在一起的，并电性连接单元控制器13。风机组11上的多个风机可以同时受控于一个单元控制器13，以避免风墙1上局部风机组11对应的位置出现出风过热的情况。同时在未受到主控制器2控制时，每一个散热单元10也能实现自动控制。在一些实施方式中，风机组11还可以设置有单独的外壳，外壳可以是通过钣金工艺制作而成的，并将三个风机111固定在一起。在另外一些实施方式中，三个风机111还可以是通过支架固定在一起的，具体固定方式在此不做限定。

第一传感器12一一对应设置于风机组11的出风口，并用于获取风机组11的出风信息。在本实施例中，第一传感器12与单元控制器13电性连接，单元控制器13可以根据第一传感器12所获取的出风信息。控制与第一传感器12对应的风机组11的运行速度。示例性的，作为一种实施方式，出风信息可以包括出风温度信息与出风湿度信息。相对应的，请参阅图3，第一传感器12可以包括第一温度传感器121与第一湿度传感器122。在另外一些实施方式中，出风信息还可以包括另外一些信息，如颗粒浓度、气压等信息，可以理解的，第一传感器12也可以是其他一些传感器，在此对第一传感器12的具体类型不做限定。

请参阅图4，仅通过获取风机组11的出风温度信息，可能存在无法准确的调控风机组11运行的情况。所以在一些实施方式中，散热单元10还可以包括多个第二传感器12。多个第二传感器12一一对应的设置于多个风机组11的进风口。第二传感器12用于获取风机组11的进风温度信息，单元控制器13与第二传感器12也电性连接，并还可用于根据进风信息，控制与第二传感器12对应的风机组11的运行速度，如此可以实现对风机组11运行速度的精准调控。

请参阅图5，与出风信息相同的，进风信息也可以包括进风温度信息与进风湿度信息。与之对应的，在本实施例中，第二传感器12也可以包括第二温度传感器141与第二湿度传感器142。

主控制器2与风墙1上的所有散热单元10均电性连接。在本实施例中，主控制器2与散热单元10电性连接，并且，主控制器2能够同时控制散热单元10中所有风机组11的运行速度。示例性的，当主控制器2控制散热单元10中所有风机组11的运行速度时，单元控制器13便不再控制风机组11的运行速度。在另外一些实施例中，主控制器2也能够被配置为：主控制器2与多个单元控制器13电性连接，并通过单元控制器13来控制所有风机组11的运行速度。

如此，主控制器2可以控制风墙1中所有风机组11的运行速度。当主控制器2与如监控系统或其他上层系统连接时，主控制器2可以响应监控系统的控制，并控制所有风机组11的运行速度。示例性的，监控系统可以是机房监控、消防以及数据处理为一体的控制系统，并可以在主控室进行统一控制的系统。主控制器2可以响应监控系统，并调节所有风机组11的运行速度。在发生火灾或其他意外情况时，可以通过主控制器2快速控制所有风机组11的运行速度。

请参阅图6，主控制器2宕机或是其他一些异常情况时，可能会存在无法控制所有风机组11的情况发生，所以可以通过设置备用的主控制器2来改善该问题。在本实施例中，主控制器2的数量为两个，分别为第一主控制器21与第二主控制器22，处理装置3还用于选择性地控制两个主控制器2与散热单元10电性连接。示例性的，通常情况下，第一主控制器21用于控制所有风机组11的运行速度。当第一控制器出现宕机、断线等异常情况时，处理装置3控制第二主控制器22与散热单元10连接。如此可以保证系统的鲁棒性。

处理装置3用于根据需求选择主控制器2控制所有风机组11运行，或是单元控制器13控制风机组11的运行。在本实施例中，示例性的，处理装置3与单元控制器13以及主控制器2电性连接，并用于选择性的切换为第一工作模式或第二工作模式。具体的，在机房散热系统的第一工作模式下，主控制器2控制所有的风机组11的运行速度。第一工作模式可以是与上层控制系统接入的工作模式。在机房散热系统的第二工作模式下，每个单元控制器13独立地控制散热单元10对应的多个风机组11的运行速度，由于单元控制器13是通过出风温度来控制风机组11的运行速度的，所以能够实现更精准的控制，实现节能的目的。

请参阅图7，在温度过高时，仅通过风机组11的运行可能不足以实现散热。所以在一些实施方式中，还可以通过设置水冷装置的方式来改善上述问题。示例性的，散热系统还可以包括水冷板、水泵4以及换热器。水冷板邻近于风墙1设置，并通过光导连通换热器。水泵4设置于管道上，且水泵4与主控制器2电性连接，主控制器2能够根据管道内的水温信息，控制水泵4的运行速度，水泵4运行速度越快则对风枪的散热速率越高。具体的，冷却介质充满于水冷装置内，并通过水泵4驱动的驱动在水冷装置中循环流动。冷却介质可以是水或其他比热容较高的液体，在此不做限定。

当冷却介质流经水冷板时，通过水冷板与风墙1之间进行热交换，使风墙1整体的出风温度降低，以实现降温的目的。冷却介质在于风墙1进行热交换后，通过管道流经换热器，并通过换热器与空气进行热交换，以便再次与风墙1之间进行热交换。冷却介质如此循环以保证风墙1的进一步散热。

本实施例提供的散热系统，可以选择性的在第一工作模式或第二工作模式下运行。当散热系统以第一工作模式运行时，主控制器2控制所有的风机组11的运行速度，使得对散热系统运行速度的控制更为直接与快捷。当散热系统以第二工作模式运行时，单元控制器13根据每一个风机组11出风口处的出风信息，独立控制每一个风机组11，使得对风机组11的控制更为精准，起到了节能的功能，同时可以避免风墙1上局部风机组11对应的位置过热的情况。同时在主控制器2未控制风机组11运行的情况下，单元控制器13可以控制对应单元中风机的运行，实现了自动化的控制。

第二实施例

请参阅图8，本实施例提供了一种散热系统的控制方法，应用于散热系统，其中，散热系统包括包括包括机柜、风墙1、至少一个主控制器2以及处理装置3。散热单元10包括多个风机组11、多个第一传感器12以及单元控制器13。控制方法包括以下步骤：S801～S803。

S801:获取机柜内的环境信息，所述环境信息包括所述出风信息，根据所述出风信息，生成控制指令，所述控制指令用于指示所述散热系统进入第一控制模式或第二控制模式。

具体的，在机房散热系统的第一工作模式下，主控制器2控制所有的风机组11的运行速度。第一工作模式可以是与上层控制系统，如监控系统接入的工作模式。在机房散热系统的第二工作模式下，每个单元控制器13独立地控制散热单元10对应的多个风机组11的运行速度。环境信息可以包括出风信息，由第一传感器12来获取，示例性的，作为一种实施方式，出风信息可以包括出风温度信息与出风湿度信息。相对应的，第一传感器12可以包括第一温度传感器121与第一湿度传感器122。在另外一些实施方式中，出风信息还可以包括另外一些出风信息，如颗粒浓度、气压等信息，可以理解的，第一传感器12也可以是其他一些传感器，在此对第一传感器12的具体类型不做限定。

仅通过获取风机组11的出风温度信息，可能存在无法准确的调控风机组11运行的情况。所以在另外一些实施方式中，所述环境信息还包括进风信息，所述进风信息采集自所述多个风机组11的进风口。示例性的，散热单元10还可以包括多个第二传感器12。多个第二传感器12一一对应的设置于多个风机组11的进风口。第二传感器12用于获取风机组11的进风温度信息，单元控制器13与第二传感器12也电性连接，并还可用于根据进风信息，控制与第二传感器12对应的风机组11的运行速度，如此可以实现对风机组11运行速度的精准调控。

S802:当散热系统进入第一工作模式时，所述主控制器控制所有的所述风机组的运行速度。

主控制器2与风墙1上的所有散热单元10均电性连接。在本实施例中，主控制器2与散热单元10电性连接，并且，主控制器2能够同时控制散热单元10中所有风机组11的运行速度。示例性的，当主控制器2控制散热单元10中所有风机组11的运行速度时，单元控制器13便不再控制风机组11的运行速度。在另外一些实施例中，主控制器2也能够被配置为：主控制器2与多个单元控制器13电性连接，并通过单元控制器13来控制所有风机组11的运行速度。

请参阅图9，主控制器2宕机或是其他一些异常情况时，可能会存无法控制所有风机组11的情况发生，所以可以通过设置有备用的主控制器2来改善该问题。所以在一些实施方式中，所述主控制器2的数量为2个，所述当散热系统进入第一工作模式时，所述主控制器2控制所有的所述风机组11的运行速度，包括步骤：S901～S902。

S901：确定当前工作的所述主控制器的工作状态。

S902：若当前工作的所述主控制器的工作状态异常，切换至另一所述主控制器。

示例性的，在本实施例中，主控制器2的数量为两个，分别为第一主控制器21与第二主控制器22，处理装置3还用于选择性地控制两个主控制器2与散热单元10电性连接。示例性的，通常情况下，第一主控制器21用于控制所有风机组11的运行速度。当第一控制器出现宕机、断线等异常情况时，处理装置3控制第二主控制器22与散热单元10连接。如此可以保证系统的鲁棒性。

在温度过高时，仅通过风机组11的运行可能不足以实现散热。所以在一些实施方式中，还可以通过设置水冷装置的方式来改善上述问题。示例性的，散热系统还包括水冷板、水泵4以及换热器，水冷板通过管道连通换热器，水泵4设置于管道上，水泵4与主控制器2电性连接，环境信息还包括管道内的水温信息，所述控制方法还包括步骤S101。

S101：当散热系统进入第一工作模式时，所述主控制器还用于控制所述水泵的输出功率。

当冷却介质流经水冷板时，通过水冷板与风墙1之间进行热交换，使风墙1整体的出风温度降低，以实现降温的目的。冷却介质在于风墙1进行热交换后，通过管道流经换热器，并通过换热器与空气进行热交换，以便再次与风墙1之间进行热交换。冷却介质如此循环以保证风墙1的进一步散热。

S803:当散热系统进入第二工作模式时，每个所述散热单元独立地控制所述散热单元对应的所述多个风机组的运行速度。

在机房散热系统的第二工作模式下，每个单元控制器13独立地控制散热单元10对应的多个风机组11的运行速度，此时主控制器2不再控制风机组11的运行速度。由于单元控制器13是通过出风温度来控制风机组11的运行速度的，所以能够实现更精准的控制，实现节能的目的。

本实施例提供的散热系统的控制方法，可以选择性的在第一工作模式或第二工作模式下运行。当散热系统以第一工作模式运行时，主控制器2控制所有的风机组11的运行速度，使得对散热系统运行速度的控制更为直接与快捷。当散热系统以第二工作模式运行时，单元控制器13根据每一个风机组11出风口处的出风信息，独立控制每一个风机组11，使得对风机组11的控制更为精准，起到了节能减排的功能，同时可以避免风墙1上局部风机组11对应的位置过热的情况。同时在主控制器2未控制风机组11运行的情况下，单元控制器13可以控制对应单元中风机的运行，实现了自动化的控制。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机房散热系统，其特征在于，包括：

机柜，所述机柜用于设置数据模块；

风墙，所述风墙设置于所述机柜，所述风墙包括至少一个散热单元，所述散热单元包括多个风机组、多个第一传感器以及单元控制器，所述多个第一传感器一一对应的设置于所述多个风机组的出风口，并用于获取所述风机组的出风信息；所述单元控制器与多个所述第一传感器以及所述多个所述风机组电性连接，所述单元控制器能够根据第一传感器所获取的所述出风信息，控制与所述第一传感器对应的所述风机组的运行速度；

至少一个主控制器，一个所述主控制器与所述散热单元电性连接，所述主控制器能够同时控制所述散热单元中的所有的所述风机组的运行速度；

处理装置，所述处理装置与所述单元控制器以及所述主控制器电性连接，并用于选择性的切换为第一工作模式或第二工作模式，在第一工作模式下，所述主控制器控制所有的所述风机组的运行速度，在第二工作模式下，每个所述单元控制器独立地控制所述散热单元对应的所述多个风机组的运行速度。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述散热单元还包括多个第二传感器，所述多个第二传感器一一对应的设置于所述多个风机组的进风口，并用于获取所述风机组的进风信息，所述单元控制器与所述多个第二传感器电性连接，并用于根据所述进风信息，控制与所述第二传感器对应的所述风机组的运行速度。

3.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述出风信息包括出风温度信息与出风湿度信息。

4.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述进风信息包括进风温度信息与进风湿度信息。

5.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括水冷板、水泵以及换热器，所述水冷板邻近于所述风墙设置，并通过管道连通所述换热器，所述水泵设置于所述管道上，所述水泵与所述主控制器电性连接。

6.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述主控制器的数量为两个，所述处理装置还用于选择性地控制两个所述主控制器与所述散热单元电性连接。

7.如权利要求1所述的散热系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取机柜内的环境信息，所述环境信息包括所述出风信息，根据所述出风信息，生成控制指令，所述控制指令用于指示所述散热系统进入第一控制模式或第二控制模式；

当散热系统进入第一工作模式时，所述主控制器控制所有的所述风机组的运行速度；

当散热系统进入第二工作模式时，每个所述散热单元独立地控制所述散热单元对应的所述多个风机组的运行速度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述环境信息还包括进风信息，所述进风信息采集自所述多个风机组的进风口。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主控制器的数量为2个，所述当散热系统进入第一工作模式时，所述主控制器控制所有的所述风机组的运行速度，包括：

确定当前工作的所述主控制器的工作状态；

若当前工作的所述主控制器的工作状态异常，切换至另一所述主控制器。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述散热系统还包括水冷板、水泵以及换热器，所述水冷板通过管道连通所述换热器，所述水泵设置于所述管道上，所述水泵与所述主控制器电性连接，所述环境信息还包括所述管道内的水温信息；

当散热系统进入第一工作模式时，所述主控制器还用于控制所述水泵的输出功率。

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