CN115955831A - 一种机柜控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机柜控制领域，具体涉及一种机柜控制方法及系统。该控制方法及系统通过水冷降温改善机柜内部整体的温度情况，通过风冷对电设备模块局部降温，进一步改善降温效果。温控过程中，将风冷和水冷充分结合，风温大于水温时，先利用水冷降低风温，然后风冷再对电设备模块降温，风温小于水温时，调整风的流动路线，部分风冷直接对电设备模块降温，其余部分风冷带走水冷热量，风冷和水冷的结合程度高，能源互补互用，使得降温效果始终较好。

Description

一种机柜控制方法及系统

技术领域

本发明涉及机柜控制领域，具体涉及一种机柜控制方法及系统。

背景技术

控制和调节系统可以用于对不同载体的温度、压力等参数进行控制和调节，机柜一般是用来存放计算机和相关控制设备的壳体，可以提供对存放设备的保护，屏蔽电磁干扰，有序、整齐地排列设备，方便以后维护设备，机柜内由于设置了大量的电设备模块，因此在使用过程中会大量散热，需要控制系统对其进行温度调控和调节，以确保电设备的正常运行。例如授权公告号为CN 113556907 B的中国专利文献就公开了一种带有冷却通道箱的机柜，该机柜利用了水冷和风冷相结合的方式对机柜的温度进行控制和调节，但是该控制系统对水冷和风冷的结合程度低，温控系统不合理，降温效率低。

发明内容

根据现有技术的不足之处，本发明提出了一种温控策略合理、温控效果好的机柜控制方法及系统。

本发明的一种机柜控制系统采用如下技术方案：包括设置于机柜内部的安装单元，安装单元有多个且沿机柜的宽度方向并排放置，每个安装单元上均设置有第一风道和第二风道，第一风道和第二风道沿机柜深度方向延伸且在机柜的宽度方向并列设置，第一风道和第二风道均具有第一端和第二端，第一风道和第二风道在靠近两者第二端的预设位置设置有第一连通口，电设备模块安装于第一风道内；每个安装单元靠近第二风道的侧面均设置有水冷盘管；

风温大于水冷盘管内的水温时，第一连通口敞开，风从外部进入，并依次经过第二风道的第一端、第一连通口、第一风道的第一端，然后排出；风温小于水冷盘管内的水温时，第一连通口关闭，风从外部进入，其中一路依次经过第二风道的第二端、第二风道的第一端，然后排出，另一路依次经过第一风道的第二端、第一风道的第一端，然后排出。

可选地，第二风道的第二端转动设置有第二板，第二板封堵第二风道的第二端时打开第一连通口，第二板打开第二风道的第二端时封堵第一连通口；第一风道的第二端设置有第一板，第一板用于打开或封堵第一风道的第二端。

可选地，第一风道内设置有第一风扇，第一风扇的风向为使风从第一风道的第二端流向第一端。

可选地，安装单元上还设置有沿机柜深度方向延伸的第三风道，第三风道平行设置于第二风道上方，第三风道的两端常开，第三风道和第二风道之间设置有第二连通口；

机柜的侧壁设置有第二风扇，机柜靠近第三风道的第一端的面板上设置有通风孔；风温大于水冷盘管内的水温时，第二连通口间歇式的开启和闭合，第二风扇的风向为使风从第三风道的第一端流向第二端；风温小于水冷盘管内的水温时，第二连通口闭合，第二风扇的风向为使风从第三风道的第二端流向第一端。

可选地，第二连通口处设置有固定导风板、活动板和电磁铁，固定导风板向第三风道内倾斜且用于将从第二风道进入第三风道的风向靠近第二风扇的方向引导，活动板铰接设置且能够向第二风道内摆动，电磁铁能够与活动板吸合或脱离，进而间歇式地打开或封堵第二连通口。

可选地，机柜的内底部设置有限位块，内顶部设置有与限位块对应的卡槽，限位块和卡槽用于安装单元的安装。

可选地，安装单元沿高度方向能够叠摞卡接形成安装模组。

可选地，机柜上设置有用于检测风温以及水冷盘管内冷却水温度的检测装置。

可选地，机柜的底部设置有循环装置，循环装置连接水冷盘管，循环装置用于使水冷盘管内的介质循环流动并换热。

一种机柜控制方法，使用了所述的机柜控制系统，所述机柜具有第一散热区域和第二散热区域，其中第一散热区域内有第一散热介质散热，第二散热区域内有第二散热介质散热，所述机柜控制方法包括以下步骤：

S100，获取第一散热介质和第二散热介质的温度；

S200，若第一散热介质的温度低于第二散热介质的温度，则第二散热介质流经第一散热区域后再流经第二散热区域；

S300，若第一散热介质的温度高于第二散热介质的温度，则第二散热介质流经第二散热区域。

本发明的有益效果是：本发明的一种机柜控制方法及系统通过水冷降温改善机柜内部整体的温度情况，通过风冷对电设备模块局部降温，进一步改善降温效果。温控过程中，将风冷和水冷充分结合，风温大于水温时，先利用水冷降低风温，然后风冷再对电设备模块降温，风温小于水温时，调整风的流动路线，部分风冷直接对电设备模块降温，其余部分风冷带走水冷热量，风冷和水冷的结合程度高，能源互补互用，使得降温效果始终较好。

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，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

图1为本发明一种机柜控制系统在机柜上使用的整体结构示意图；

图2为机柜除去防护门的结构示意图；

图3为图2的正视图；

图4为本发明一种机柜控制系统中安装模组的结构示意图；

图5为本发明一种机柜控制系统中安装单元的结构示意图（除去第二板和第一板）；

图6为图5的剖视图；

图7为本发明一种机柜控制系统中安装单元的结构示意图（包含第二板和第一板）；

图8为图7的剖视图一；

图9为图7的剖视图二；

图10为图8中活动板打开的结构示意图；

图11为图9中第二板和第一板打开的结构示意图；

图12为本发明一种机柜控制系统在机柜上使用的正视图（去除防护门）。

图中：100、柜体；110、防护门；120、限位块；130、通风孔；210、控制模块；220、第二风扇；300、循环装置；400、安装单元；410、第三风道；411、活动板；412、电磁铁；413、固定导风板；420、第二风道；421、第二板；430、第一风道；431、第一连通口；433、第一板；440、第一风扇；450、电设备模块；500、水冷盘管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图12所示，本发明提供了一种机柜控制系统，该机柜控制系统包括设置于机柜内部的安装单元400，安装单元400有多个且沿机柜的宽度方向并排放置，每个安装单元400上均设置有第一风道430和第二风道420，第一风道430和第二风道420沿机柜深度方向延伸且在机柜的宽度方向并列设置（机柜的方向定义为宽度、深度和高度），第一风道430和第二风道420均具有第一端和第二端，第一风道430和第二风道420在靠近两者第二端的预设位置设置有第一连通口431，电设备模块450安装于第一风道430内；每个安装单元400靠近第二风道420的侧面均设置有水冷盘管500。

风温大于水冷盘管500内的水温时，第一连通口431敞开，风从外部进入，并依次经过第二风道420的第一端、第一连通口431、第一风道430的第一端，然后排出；风温小于水冷盘管500内的水温时，第一连通口431关闭，风从外部进入，其中一路依次经过第二风道420的第二端、第二风道420的第一端，然后排出，另一路依次经过第一风道430的第二端、第一风道430的第一端，然后排出。

本发明中水冷盘管500用于对机柜进行整体降温，以改善机柜内部整体的温度情况，安装单元400组装完成后，最后一个安装单元400与机柜的内壁之间可以加装水冷盘管500，使得整体降温更加均匀。风冷主要用于对电设备模块450进行局部加强降温，以尽快带走电设备模块450产生的热量，同时能够改善机柜内部的空气流通情况，进一步改善降温效果。温控过程中，将风冷和水冷充分结合，风温大于水温时，风首先流经第二风道420，因第二风道420贴合水冷盘管500设置，风流经第二风道420时利用水冷降低风温，然后折返至第一风道430对电设备模块450局部降温；风温小于水温时，风改变流通路径，部分风冷（流经第一风道430的风）直接对电设备模块450进行降温（风温没有提前折损），另外部分风冷（流经第二风道420的风）带走水冷热量，能源互补互用，使得降温效果始终较好。

在进一步的实施例中，第二风道420的第二端转动设置有第二板421，第二板421封堵第二风道420的第二端时打开第一连通口431，第二板421打开第二风道420的第二端时封堵第一连通口431；第一风道430的第二端设置有第一板433，第一板433用于打开或封堵第一风道430的第二端。也就是第二风道420的第二端的风口与第一连通口431呈90度，第二板421能够转动90度，风温大于水冷盘管500的水温时，第二风道420的第二端封堵，此时第一连通口431敞开，同时第一风道430的第二端封堵，风流经第二风道420经过第一连通口431折返至第一风道430对电设备模块450进行降温；风温小于水冷盘管500的水温时，第二板421转动90度封堵第一连通口431，第一风道430和第二风道420的第二端打开，第一风道430和第二风道420的第一端常开，第一风道430和第二风道420独立工作。进一步的，第二板421和第一板433的转动可以由气动伸缩杆或液压伸缩杆控制转动。

进一步的，为便于风的流通，第一风道430第二端的的风口设置有多个，相应的第一板433设置有多个，以防止仅设置一个风口时风口过大，导致第一板433的转动空间受限，本发明优选的第一风道430第二端的风口设置了三个，第一板433设置了三个。

在进一步的实施例中，如图8所示，第一风道430内设置有第一风扇440，第一风扇440的风向为使风从第一风道430的第二端流向第一端。

在进一步的实施例中，安装单元400上还设置有沿机柜深度方向延伸的第三风道410，第三风道410平行设置于第二风道420上方，第三风道410的两端常开，第三风道410和第二风道420之间设置有第二连通口。

机柜的侧壁设置有第二风扇220，第二风扇220位于靠近第一风道430、第二风道420以及第三风道410的第二端的预设位置处，将第一风道430、第二风道420以及第三风道410的第二端定义为机柜的前方、第一端定义为机柜的后方，则第二风扇220位于安装单元400的前方，机柜靠近第一风道430、第二风道420以及第三风道410的第一端的面板（后面板）上设置有通风孔130；风温大于水冷盘管500内的水温时，第二连通口间歇式的开启和闭合，第二风扇220的风向为使风从第三风道410的第一端流向第二端；风温小于水冷盘管500内的介质温度时，第二连通口闭合，第二风扇220的风向为使风从第三风道410的第二端流向第一端。通过第三风道410和第二风扇220的设置，以及第二连通口的启闭控制，风温大于水温时，第二连通口开启过程中第三风道410和第二风道420连通，第二风扇220使得风从第三风道410的第一端流向第二端，进而为第二风道420内的风提供一个初速度，之后第二连通口闭合，第二风道420内的风在第一风扇440的作用下流经第一风道430并从通风孔130排出，改善了第二风道420内气体的流通情况，避免因受限于第一风扇440的大小导致第二风道420和第一风道430内的气体流动时动力不足的情况发生。优选的，设置第二风扇220的功率大于第一风扇440的功率，进而确保风能够可靠的循环流动，同时改善机柜内部整体的通风效果。

在进一步的实施例中，如图8、图9和图10所示，第二连通口处设置有固定导风板413、活动板411和电磁铁412，固定导风板413向第三风道410内倾斜且用于将从第二风道420进入第三风道410的风向靠近第二风扇220的方向引导，活动板411铰接设置且能够向第二风道420内摆动，电磁铁412能够与活动板411吸合或脱离，进而间歇式地打开或封堵第二连通口。也就是活动板411采用铁磁材料制成，活动板411在电磁铁412的作用下间歇式的打开和闭合，活动板411闭合时将第二连通口封堵。优选的活动板411转动的角度为30度，活动板411的转动也可以由气动伸缩杆或液压伸缩杆控制。

在进一步的实施例中，如图2和图3所示，机柜的内底部设置有限位块120，内顶部设置有与限位块120对应的卡槽，限位块120和卡槽用于安装单元400的限位和安装。

在进一步的实施例中，如图4和图12所示，安装单元400沿高度方向能够叠摞卡接形成安装模组，以扩充电设备模块450的安装空间。水冷盘管500根据安装模组的高度适应性的调整长度。

在进一步的实施例中，机柜上设置有用于检测外部环境温度以及水冷盘管500内冷却水温度的检测装置，检测外部环境温度能够确定风冷的风温。

在进一步的实施例中，机柜的底部设置有循环装置300，循环装置300连接水冷盘管500，循环装置300用于使水冷盘管500内的介质循环流动并换热。机柜内还设置有控制模块210，控制模块210用于控制第一风扇440、第二风扇220、电磁铁412等机构的动作。

机柜包括柜体100和防护门110，防护门110安装于柜体100前方，打开防护门110能够对柜体100内部的电设备模块450进行安装和检修。

本发明还提供了一种机柜控制方法，该机柜控制方法使用了上述的机柜控制系统，机柜具有第一散热区域和第二散热区域，其中第一散热区域内有第一散热介质散热，第二散热区域内有第二散热介质散热，该机柜控制方法包括以下步骤：

S100，获取第一散热介质和第二散热介质的温度；

S200，若第一散热介质的温度低于第二散热介质的温度，则第二散热介质流经第一散热区域后再流经第二散热区域；

S300，若第一散热介质的温度高于第二散热介质的温度，则第二散热介质流经第二散热区域。

其中第一散热区域用于改善机柜的整体温度（整体降温），第一散热介质可以为水冷，第二散热区域用于进一步对电设备模块降温（局部降温），第二散热介质可以为风冷。通过风冷和水冷的充分结合，实现能源互补互用，使得降温效果始终较好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机柜控制系统，其特征在于：包括设置于机柜内部的安装单元，安装单元有多个且沿机柜的宽度方向并排放置，每个安装单元上均设置有第一风道和第二风道，第一风道和第二风道沿机柜深度方向延伸且在机柜的宽度方向并列设置，第一风道和第二风道均具有第一端和第二端，第一风道和第二风道在靠近两者第二端的预设位置设置有第一连通口，电设备模块安装于第一风道内；每个安装单元靠近第二风道的侧面均设置有水冷盘管；

风温大于水冷盘管内的水温时，第一连通口敞开，风从外部进入，并依次经过第二风道的第一端、第一连通口、第一风道的第一端，然后排出；风温小于水冷盘管内的水温时，第一连通口关闭，风从外部进入，其中一路依次经过第二风道的第二端、第二风道的第一端，然后排出，另一路依次经过第一风道的第二端、第一风道的第一端，然后排出。

2.根据权利要求1所述的一种机柜控制系统，其特征在于：第二风道的第二端转动设置有第二板，第二板封堵第二风道的第二端时打开第一连通口，第二板打开第二风道的第二端时封堵第一连通口；第一风道的第二端设置有第一板，第一板用于打开或封堵第一风道的第二端。

3.根据权利要求1所述的一种机柜控制系统，其特征在于：第一风道内设置有第一风扇，第一风扇的风向为使风从第一风道的第二端流向第一端。

4.根据权利要求3所述的一种机柜控制系统，其特征在于：安装单元上还设置有沿机柜深度方向延伸的第三风道，第三风道平行设置于第二风道上方，第三风道的两端常开，第三风道和第二风道之间设置有第二连通口；

机柜的侧壁设置有第二风扇，机柜靠近第三风道的第一端的面板上设置有通风孔；风温大于水冷盘管内的水温时，第二连通口间歇式的开启和闭合，第二风扇的风向为使风从第三风道的第一端流向第二端；风温小于水冷盘管内的水温时，第二连通口闭合，第二风扇的风向为使风从第三风道的第二端流向第一端。

5.根据权利要求4所述的一种机柜控制系统，其特征在于：第二连通口处设置有固定导风板、活动板和电磁铁，固定导风板向第三风道内倾斜且用于将从第二风道进入第三风道的风向靠近第二风扇的方向引导，活动板铰接设置且能够向第二风道内摆动，电磁铁能够与活动板吸合或脱离，进而间歇式地打开或封堵第二连通口。

6.根据权利要求1所述的一种机柜控制系统，其特征在于：机柜的内底部设置有限位块，内顶部设置有与限位块对应的卡槽，限位块和卡槽用于安装单元的安装。

7.根据权利要求1所述的一种机柜控制系统，其特征在于：安装单元沿高度方向能够叠摞卡接形成安装模组。

8.根据权利要求1所述的一种机柜控制系统，其特征在于：机柜上设置有用于检测风温以及水冷盘管内冷却水温度的检测装置。

9.根据权利要求1所述的一种机柜控制系统，其特征在于：机柜的底部设置有循环装置，循环装置连接水冷盘管，循环装置用于使水冷盘管内的介质循环流动并换热。

10.一种机柜控制方法，其特征在于：使用了权利要求1-9任一项所述的机柜控制系统，所述机柜具有第一散热区域和第二散热区域，第一散热区域内有第一散热介质散热，第二散热区域内有第二散热介质散热，所述机柜控制方法包括以下步骤：

S100，获取第一散热介质和第二散热介质的温度；

S200，若第一散热介质的温度低于第二散热介质的温度，则第二散热介质流经第一散热区域后再流经第二散热区域；

S300，若第一散热介质的温度高于第二散热介质的温度，则第二散热介质流经第二散热区域。

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