CN204145972U - 服务器单体机柜冷却气流管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种服务器单体机柜冷却气流管理装置,包括机柜、空调、冷气流箱、热气流箱、冷通道风机、热通道风机、冷气流管道、热气流管道和温度控制器；所述的冷气流箱和热气流箱分别安装在机柜的两侧，冷气流箱的出风口与机柜的进风口连通，热气流箱的进风口与机柜的出风口连通，冷气流箱通过冷气流管道与空调出风口连通，热气流箱通过热气流管道与空调进风口连通，在冷气流箱的进风口处安装冷通道风机，在热气流箱的出风口处安装热通道风机；所述的温度控制器通过数据线分别与冷通道风机和热通道风机连接，控制冷通道风机和热通道风机的转速。由于本实用新型可以实现冷通道、热通道同时管理，具有节能环保成本较低、使用方便的优点。

Description

服务器单体机柜冷却气流管理装置

技术领域

本实用新型涉及一种计算机房，特别是涉及一种服务器单体机柜冷却气流管理装置。 

背景技术

 1、现有方法过程或产品组成 :

目前数据中心服务器机柜的气流管理方式通常有四种方式：第一种：气流未进行管理；第二种：气流冷通道管理；第三种：气流热通道管理；第四种：气流冷通道热通道同时管理。

1.1、气流未管理：数据中心空调直接送冷风到安装服务器机柜的物理空间，通过降低整个空间的空气温度，来实现温度控制。 

1.2、气流冷通道管理：将空调的冷气流进行冷通道封闭，定点送风到服务器机柜的前侧的密封空间中，即目前的冷池，确保服务器机柜的前侧全部为冷通道气流，冷气流经过服务器工作时的散热后变成热气流，在机柜的物理空间中，热气流自然回风到空调中； 

1.3、气流热通道管理：空调冷气流直接送风到服务器机柜的物理大空间中，服务器工作时吸收冷气流后散发热量，通过服务器机柜后侧排出热气流，对机柜后侧服务器散热的空间进行密封，组成一个热气流通道，通过管道装置将所有的热气流直接回风到空调。

1.4、气流冷热通道同时管理：空调送出的冷风通过冷通道送入到机柜的前面密封的冷池中，机柜服务器散热的空间进行密封组成热气流通道，热气流通过管道回风到空调。 

 2、现在的方法或产品缺陷：

2.1气流不管理（图1）：空调1A对整个服务器物理大空间进行制冷降温，未单独对机柜2A进行降温，同时许多冷气流和热气流容易形成气流短路，就需要更多的制冷量对物理空间进行降温，需要更大的或更多的空调满足使用，投入成本高，浪费大，同时消耗电能大，不节能、不环保。

2.2、气流冷通道管理（图2）：服务器机柜2B冷通道通过冷池进行冷气流管理，有效减少了冷气流的散失，但机房的整个空间是热气流分布在整个物理空间和局部密封冷通道空间，部分区域导致热风气流流向冷通道空间，部分气流也会形成短路，没有被服务器所利用，这样就需要更多的冷气流来满足机房使用，多浪费了部分制冷量，多消耗了电能，同时小数据中心少量服务器机柜2B实现这种气流管理需要更大的成本，也无法实现单机柜服务器的气流管理。 

2.3气流热通道管理（图3）：服务器机柜2C热通道进行热气流管理，热气流通过管道回风到空调，提高了空调的回风温度，有效提高了空调的蒸发器的回风的温度，即提高了蒸发器内管路制冷剂的压强，提高了压缩机的吸气压力（假设其他条件不变），提高通过压缩机的制冷流量，提高了空调的制冷效率，提高了压缩机的效率。但和冷通道管理一样，冷气流直接在服务器物理空间，和热通道气流形成部分气流短路，浪费了部分冷气流，需要更多的制冷量，对小数据中心的少量服务器来说，这种气流管理实现成本高，也无法实现单机柜服务器的气流管理。 

2.4气流冷热通道同时管理（图4），兼顾上述气流管理的各种优点，基本使用与大型数据中心机房气流管理方案，但成本高、施工工艺复杂。对小数据中心要实现气流冷热通道同时管理成本高，花费大，每个机柜2D的冷气流和热气流都大致相当，不能有效精确控制每个机柜的气流大小，同时无法实现单体机柜服务器实现这种气流管理方案。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节能环保、成本较低、使用方便的服务器单体机柜冷却气流管理装置。 

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是： 

本实用新型是一种服务器单体机柜冷却气流管理装置,包括机柜、空调、冷气流箱、热气流箱、冷通道风机、热通道风机、冷气流管道、热气流管道和温度控制器；所述的冷气流箱和热气流箱分别安装在机柜的两侧，冷气流箱的出风口与机柜的进风口连通，热气流箱的进风口与机柜的出风口连通，冷气流箱通过冷气流管道与空调出风口连通，热气流箱通过热气流管道与空调进风口连通，在冷气流箱的进风口处安装冷通道风机，在热气流箱的出风口处安装热通道风机；所述的温度控制器通过数据线分别与冷通道风机和热通道风机连接，控制冷通道风机和热通道风机的转速。

所述的温度控制器由冷空气温度控制器和热空气温度控制器组成；冷空气温度控制器通过数据线与冷通道风机连接，热空气温度控制器通过数据线与热通道风机连接。 

所述的冷气流箱为一个矩形箱体，在底面开设有用于安装冷通道风机的座孔，侧壁设有门。 

所述的热气流箱为一个矩形箱体，在顶面开设有用于安装热通道风机的座孔，侧壁设有门。 

采用上述方案后，本实用新型包括冷气流箱、热气流箱、冷通道风机、热通道风机、冷气流管道、热气流管道和温度控制器，冷气流箱和热气流箱分别安装在机柜的两侧，温度控制器控制冷通道风机和热通道风机的转速。由于本实用新型可以实现冷通道、热通道同时管理，具有节能环保成本较低、使用方便的优点。此外，本实用新型还具有以下优点： 

1、实现每个机柜所需要的制冷量进行精确控制，达到节能；

2、该单体机柜气流管理装置安装方便、快捷，施工工艺简单；

3、该单体机柜气流管理装置方便实现多台单机柜并接扩容，不影响机柜服务器正常使用；

4、扩容后的并柜，任意一台机柜方便增加、拆除，操作方便，解决原冷、热气流管理一次性建设问题；

5、该单体机柜气流管理装置使用于数据中心各种机柜，使用面广。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。 

附图说明

图1是机房无气流管理示意图； 

图2是机房冷通道气流管理示意图；

图3是机房热通道气流管理示意图；

图4是机房冷、热通道气流管理示意图；

图5是本实用新型的结构示意图；

图6是本实用新型冷气流箱结构示意图；

图7是本实用新型热气流箱结构示意图；

图8是本实用新型的电气控制图。  

具体实施方式

如图5所示，本实用新型是一种服务器单体机柜冷却气流管理装置,包括机柜1、空调2、冷气流箱3、热气流箱4、冷通道风机5、热通道风机6、冷气流管道7、热气流管道8和温度控制器9。 

如图6所示，所述的冷气流箱3为一个矩形箱体，在底面开设有用于安装冷通道风机5的座孔31，侧壁设有门32。 

如图7所示，所述的热气流箱4为一个矩形箱体，在顶面开设有用于安装热通道风机6的座41孔，侧壁设有门42。 

如图5结合图6、图7所示，所述的冷气流箱3和热气流箱4分别安装在机柜1的两侧，冷气流箱3的出风口与机柜1的进风口连通，热气流箱4的进风口与机柜1的出风口连通，冷气流箱3通过冷气流管道7与空调1出风口连通，热气流箱4通过热气流管道8与空调1进风口连通，在冷气流箱3的进风口（即，座孔31）处安装冷通道风机5，在热气流箱4的出风口（即，座孔41）处安装热通道风机6。 

所述的温度控制器9由冷空气温度控制器91和热空气温度控制器92组成。所述的冷空气温度控制器91通过数据线与冷通道风机5连接（如图8所示），控制冷通道风机5的转速，热空气温度控制器92通过数据线与热通道风机6连接，控制热通道风机6的转速。 

所述的冷通道风机5和热通道风机6皆采用调速轴流风机，该轴流风机采用220V电源供电，调速风机采用3档位的控制，包括高速、中速、低速控制，其高速旋转的风量满足单台机柜中服务器2—4KVA的风量风量15m3/min的需求，控制系统自动实现轴流风机的三种模式切换，自动控制所需风量的大小（图8所示）。 

本实用新型的工作原理： 

本实用新型通过前门冷通道装置中的冷通道风机5，将机柜1静电地板下方空调冷气送风管道中的冷气吸收到该密封装置中，冷气流通过服务器散热排放在后侧热通道中，通过热通道的热通道风机6将热气流排放在热气流管道中，热气流通过管道送到空调进行回风。

所述的温度控制器9通过数据线分别与冷通道风机5和热通道风机6连接，控制冷通道风机5和热通道风机6的转速。根据机柜1实际服务器发热量的多少，精确控制冷、热气流的多少，从而达到每个机柜1温度精确控制。 

所述的温度控制器9控制原理：通过温度设定，以控制调速风机的转速状态，结合实际需求以及成本节能考虑，我们可以设置风机高速、中速、低速3种运行模式，控制每个机柜进入的冷风量的大小，同时为了保持风量通过服务器的平衡，控制每个机柜热风量排除的大小，由于每个机柜的服务器功率不同，发热量不同，所以就需要不同的冷风量来进行散热。若机柜服务器设备多，散热大，温度设定后就启动高速模式，风机达到最大转速，提供最大的冷风量，热风风机也高速模式，排除最大的热风量；若机柜服务器设备适中，没有过多的散热设备，可以启动冷风机中速模式，同时热风机也启动中速模式，有效节约冷风量，节约空调电能；若服务器负载很少，直接启动冷、热风机低速模式，以达到空调节能降低成本的效果。 

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，冷、热气流箱的形状可据需要而定，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。 

Claims (4)

1.一种服务器单体机柜冷却气流管理装置,其特征在于：包括机柜、空调、冷气流箱、热气流箱、冷通道风机、热通道风机、冷气流管道、热气流管道和温度控制器；所述的冷气流箱和热气流箱分别安装在机柜的两侧，冷气流箱的出风口与机柜的进风口连通，热气流箱的进风口与机柜的出风口连通，冷气流箱通过冷气流管道与空调出风口连通，热气流箱通过热气流管道与空调进风口连通，在冷气流箱的进风口处安装冷通道风机，在热气流箱的出风口处安装热通道风机；所述的温度控制器通过数据线分别与冷通道风机和热通道风机连接，控制冷通道风机和热通道风机的转速。

2.根据权利要求1所述的服务器单体机柜冷却气流管理装置，其特征在于：所述的温度控制器由冷空气温度控制器和热空气温度控制器组成；冷空气温度控制器通过数据线与冷通道风机连接，热空气温度控制器通过数据线与热通道风机连接。

3.根据权利要求1所述的服务器单体机柜冷却气流管理装置，其特征在于：所述的冷气流箱为一个矩形箱体，在底面开设有用于安装冷通道风机的座孔，侧壁设有门。

4.根据权利要求1所述的服务器单体机柜冷却气流管理装置，其特征在于：所述的热气流箱为一个矩形箱体，在顶面开设有用于安装热通道风机的座孔，侧壁设有门。