CN209643228U - 数据中心机房智能化配风群控节能装置 - Google Patents

Abstract

一种数据中心机房智能化配风群控节能装置，其空调机组通过柔性风管与静压箱相连，静压箱与主风管相连，在每个主风管上设有风量调节阀，在各主风管之间设有N组旁通风管，并且在每根旁通管上各设一个电动风量调节阀，与旁通风管连接处的主风管上均设风压传感器；所述主风管上的每个通孔各与一个下垂至机柜进风侧的支风管上端相连，该支风管下端各设一个直流变频风机和双层百叶风口，每组机柜的出风处附近均设有温度传感器；所述空调机组、电动风量调节阀、直流变频风机及温度和风压传感器均与配风群控系统控制柜相连。本实用新型可以最经济的形式实现精确送风，按需供冷，消除机房局部热点，减少机房设施运维需求，提高冷量利用率，节省能源。

Description

数据中心机房智能化配风群控节能装置

技术领域

本实用新型涉及互联网和通信行业数据中心及机房的制冷装置。

背景技术

当前我国互联网、云计算、移动互联网等新技术、新业务蓬勃发展，数据机房机柜中存放服务器，服务器对工作环境温度有着严格要求。数据中心传统空调上送风方式通过风口直接送到整个机房，先冷却环境，再通过环境冷却服务器设备机柜，造成大量的能量浪费；并且由于机柜负载不同，即使环境温度均达标，也无法将机柜均匀降温，甚至出现热岛现象，影响机柜寿命。

为了解决上述问题，目前绝大部分机房基本采用最为粗犷的方式，通过额外增加空调，解决局部热点问题，这种额外增加空调的方式，本身就是通过增加能耗来换取冷量，而且，如果新增空调不能与原风系统结合，其制冷效果十分有限，无法从根本上解决局部热点问题。即使有些机房采用下引风管实现精确送风，但是该方式只能保证风口送出的风量更为精确的送至机柜入口处，减少混风问题，但仍无法根据机柜负载不同调整送风量，由于该方式不灵活，仍然不是最为有效的解决办法。同时，机房空调传统手动设定温度值和启停操作，需人为干预空调设定值及启停状态，在空调故障时也无法实现自动切换备用空调，导致运维人员需要经常去现场观察空调运行情况，从而造成大量的人力和时间成本浪费。甚至有些运维人员为了省心，将备用空调全部开启，形成热备状态，但是这种方式又往往造成机房空调能源浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可将机房空调冷量直接输送到机柜降温且根据不同机柜的实际发热量自动调整配风解决局部热点问题并节能的数据中心机房智能化配风群控节能装置。

本实用新型主要包括有：空调机组、柔性风管、静压箱、主风管、风量调节阀、旁通风管、电动风量调节阀、支风管、直流变频风机、双层百叶风口、温度传感器、风压传感器及配风群控系统控制柜。其中，空调机组的出风口与中空的静压箱上的通孔相连，最好通过柔性风管相连，静压箱上还设有并列的若干通孔，它们各与一根主风管一端相连，最好主风管为阶梯形变截面管，并且其与静压箱相连处截面最大，以保证送风远近各处机柜风压、风速满足机柜散热要求。在每个靠近静压箱的主风管上设有风量调节阀(电动或手动)，用于初步调节该主风管对应区域所需冷却用风量。在各主风管之间设有两端分别与它们垂直相连通的旁通风管，并且在每根旁通管上各设一个电动风量调节阀，其通过导线与配风群控系统控制柜相连，以实现送风系统内部的动态平衡，根据需要旁通风管可设N组。与旁通风管连接处的主风管上均设有风压传感器，每个风压传感器均通过信号线与配风群控系统控制柜相连。所述主风管上设有若干通孔，每个通孔各与一个下垂至机柜进风侧的支风管上端相连，该支风管下端各设一个直流变频风机。所述直流变频风机通过导线与配风群控系统控制柜相连。最好，各支风管末端设置双层百叶风口，用来调节风口风量及风向。每组机柜的出风处附近均设有温度传感器，每个温度传感器均通过信号线与配风群控系统控制柜相连。该配风群控系统控制柜内设控制单元(DDC或PLC)及相关的电器元件，所述配风群控系统控制柜还与空调机组通信接口相连，完成空调机组的自动轮循、故障切换功能，系统通过温度传感器传输的数据自动进行计算判断，智能控制空调启停数量。

本实用新型工作过程大致如下：当某处机柜出风温度超过设定值，配风群控系统控制柜通过系统逻辑智能判断条件，增加直流变频风机转速自动进行风量输出调整，以调整热点附近或者高功耗机柜附近的风量，达到消除局部热点的目的，实现支风管智能配风调节；当某处机柜出风温度低于设定值，配风群控系统控制柜通过系统逻辑智能判断条件，减少直流变频风机转速自动进行风量输出调整，按需供冷，降低多余的冷量损失。当直流变频风机运行至最大转速，机柜出风温度还没有下降至设定温度时，则自动根据旁通风管风压传感器压力值，调大旁通电动风量调节阀开启角度，调配其他主风管内风冷。并且随着某处直流变频风机转速加大，风管内会形成负压，影响到其他支风管出风量，配风群控系统控制柜根据风管内的风压传感器采集的风压值对安装在旁通风管内的电动风量调节阀开启角度进行控制，对机房整个风管系统风压进行调节，达到系统静态平衡，保证风管各处风压均衡，充分发挥冷却设备效果。在系统现有调控后冷量无法满足目前机柜散热需求时，可自动控制空调启动数量；在系统现有调控后冷量已满足目前机柜散热需求，并保持一段时间时，可自动控制空调关闭数量，使空调输送的冷量与机房热负荷匹配，实现机房内智能配风调节。同时，智能化配风节能控制系统在运行过程中，通过监测空调、直流变频风机、电动风量调节阀状态和采集温度传感器、风压传感器数据，具备在线分级操作、远程监控制、系统事件记录、应急告警、事件记录，数据报表等功能，实现空调系统安全稳定运行的目的。配风群控系统控制柜可以把自身检测的状态与采集的数据开放给第三方平台(如数据中心动环系统、数据中心基础设施管理DCIM系统等)。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型以最经济的形式实现精确送风，将冷风直接引至机柜进风处，使柜内服务器与冷风充分进行热交换，按需供冷，避免冷量浪费，消除机房局部热点，减少机房设施运维需求，提高冷量利用率；尤其对于老旧机房改造具有更深远的意义，在不改变机柜原有结构，不增加空调数量的前提下，可最大限度减少设备及材料投入。

2、本实用新型从操作方式上来说是更非常的简便，只要首次启动时设定机柜附件需要保持的温度以及报警的温度后，系统就会根据设定参数以及当前采集到的机柜温度自动控温，根据风压传感器设定值自动控制电动风量调节阀开闭幅度。

附图说明

图1为本实用新型使用状态主视示意简图。

图2为本实用新型使用状态俯视示意简图。

图3为本实用新型图2的A-A视图。

图中：1.空调机组，2.机柜，3.柔性风管4.静压箱，5.主风管，6.风量调节阀，7.旁通风管，8.电动风量调节阀，9.支风管，10.直流变频风机，11.双层百叶风口12.温度传感器，13.风压传感器，14.配风群控系统控制柜。

具体实施方式

在图1和图2所示的数据中心机房智能化配风群控节能装置使用状态示意简图中，空调机组1的出风口通过柔性风管3与中空的静压箱4上的通孔相连，静压箱上还设有并列的4个通孔，它们各与一根主风管5一端相连，主风管为阶梯形变截面方管，并且其与静压箱相连处截面最大。在每个靠近静压箱的主风管上设有手动风量调节阀6。在各主风管之间设有两端分别与它们垂直相连通的旁通风管7，并且在每根旁通风管上各设一个电动风量调节阀8，其通过导线与配风群控系统控制柜14相连，旁通风管为设在中部和端部的2组。与旁通管连接处的主风管上均设有风压传感器13，每个风压传感器均通过信号线与配风群控系统控制柜相连。所述主风管向下一侧设有若干通孔，每个通孔各与一个下垂至机柜2进风侧的支风管9上端相连，该支风管下端各设一个直流变频风机10。各支风管末端设置双层百叶风口11，用来调节风口风量及风向。所述直流变频风机通过导线与配风群控系统控制柜相连。每组机柜的出风处附近均设有温度传感器12，每个温度传感器均通过信号线与配风群控系统控制柜相连，该配风群控系统控制柜内设PLC控制单元及相关的电器元件。所述配风群控系统控制柜还与空调机组通信接口相连。

Claims (4)

1.一种数据中心机房智能化配风群控节能装置，空调机组的出风口与中空的静压箱上的通孔相连，静压箱上还设有并列的若干通孔，它们各与一根主风管一端相连，其特征在于：在每个靠近静压箱的主风管上设有风量调节阀，在各主风管之间设有两端分别与它们垂直相连通的旁通风管，并且在每根旁通管上各设一个电动风量调节阀，其通过导线与配风群控系统控制柜相连，根据需要旁通风管设N组，与旁通风管连接处的主风管上均设有风压传感器，每个风压传感器均通过信号线与配风群控系统控制柜相连，所述主风管上设有若干通孔，每个通孔各与一个下垂至机柜进风侧的支风管上端相连，该支风管下端各设一个直流变频风机，所述直流变频风机通过导线与配风群控系统控制柜相连，每组机柜的出风处附近均设有温度传感器，每个温度传感器均通过信号线与配风群控系统控制柜相连，该配风群控系统控制柜内设控制单元及相关的电器元件，所述配风群控系统控制柜还与空调机组通信接口相连。

2.根据权利要求1所述的数据中心机房智能化配风群控节能装置，其特征在于：主风管为阶梯形变截面管，并且其与静压箱相连处截面最大。

3.根据权利要求1所述的数据中心机房智能化配风群控节能装置，其特征在于：空调机组的出风口通过柔性风管与中空的静压箱上的通孔相连。

4.根据权利要求1所述的数据中心机房智能化配风群控节能装置，其特征在于：各支风管末端设置双层百叶风口。