CN214676256U - 数据中心机柜散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于机房控制技术领域，提供了一种数据中心机柜散热系统，包括：机柜柜列、温度传感器、控制装置、空调和应急风扇；机柜柜列中设置有第一通风区域、第二通风区域及设备区域，设备区域设置有呈列排列的至少一个机柜和至少一个空调；第一温度传感器设置于第一通风区域内，第二温度传感器设置于第二通风区域内；第一风扇安装在开设于第一通风区域的第一通风口内；第二风扇安装在开设于第二通风区域的第二通风口内。本申请通过在两个通风区域均安装应急风扇，能够在机柜内温度过高的情况下通过应急风扇配合空调快速的降低机柜设备的温度，从而减少空调持续在高能耗状态下的运行时间，保证机柜内IT设备的安全稳定运行。

Description

数据中心机柜散热系统

技术领域

本实用新型属于机房控制技术领域，尤其涉及一种数据中心机柜散热系统。

背景技术

随着大数据时代的到来，数据中心的规模越来越大，数据中心的发热量也随之増加，为确保数据中心的正常运行，需部署散热系统。

常见的数据中心散热方式为在机柜内置列间空调或机架式空调，在机柜前端密闭，同时空调制冷形成冷通道；机柜后端密闭，设备散热，形成热通道。空调根据冷热通道内的温度调节自身输出冷量，该方法会使空调能耗过高，并且长时间运行容易出现故障，当空调出现故障而不能继续工作时，机柜内部温度过高会导致机柜内IT设备出现宕机风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种数据中心机柜散热系统，以解决现有技术中数据中心空调出现故障时机柜内设备存在宕机风险的问题。

本实用新型实施例提供了一种数据中心机柜散热系统，包括：

机柜柜列、温度传感器、控制装置、空调和应急风扇；所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器；所述应急风扇包括第一风扇和第二风扇；

所述机柜柜列中设置有第一通风区域、第二通风区域及设备区域，所述设备区域设置有呈列排列的至少一个机柜和至少一个空调；所述第一通风区域位于所述设备区域的后侧，所述第二通风区域位于所述设备区域的前侧；

所述第一温度传感器设置于所述第一通风区域内，所述第二温度传感器设置于所述第二通风区域内；所述第一通风区域开设有第一通风口，所述第一风扇安装于所述第一通风口内；所述第二通风区域开设有第二通风口；所述第二风扇安装于所述第二通风口内；

所述第一温度传感器用于采集所述第一通风区域的温度数据，并将所述第一通风区域的温度数据作为第一温度数据发送至所述控制装置；

所述第二温度传感器用于采集所述第二通风区域的温度数据，并将所述第二通风区域的温度数据作为第二温度数据发送至所述控制装置；

所述控制装置用于根据所述第一温度数据和/或所述第二温度数据控制所述空调工作，并在所述第一温度数据大于第一预设温度阈值时控制所述第一风扇开启工作，在所述第二温度数据大于第二预设温度阈值时控制所述第二风扇开启工作。

在一个实施例中，所述第一通风区域为热通道区域，所述空调的出风口与所述热通道区域联通。

在一个实施例中，所述第一通风口设置于所述热通道区域的顶部。

在一个实施例中，所述第一风扇包括向所述机柜柜列外部排风的出风扇。

在一个实施例中，所述第二通风区域为冷通道区域，所述空调的回风口与所述冷通道区域联通。

在一个实施例中，所述第二通风口设置于所述冷通道区域的顶部。

在一个实施例中，所述第二风扇包括向所述冷通道区域内部进风的进风扇。

在一个实施例中，所述系统还包括调速器；所述调速器分别与所述空调和所述控制装置连接；

所述控制装置还用于根据所述第一温度数据和所述第二温度数据生成第一调速指令，并将所述第一调速指令发送至所述调速器；

所述调速器用于根据所述第一调速指令控制所述空调的风机转速调节至所述预设转速值。

在一个实施例中，所述系统还包括报警模块；

所述控制装置具体用于若所述第一温度数据大于所述第一预设温度阈值，或所述第二温度数据大于所述第二预设温度阈值，则生成报警指令，并将所述报警指令发送至所述报警模块；

所述报警模块用于根据所述报警指令开启报警。

在一个实施例中，所述系统还包括安装于所述机柜柜列的外壁上的显示屏；

所述控制装置用于将所述第一温度数据和所述第二温度数据发送至所述显示屏；

所述显示屏用于显示所述第一温度数据和所述第二温度数据。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例提供了一种数据中心机柜散热系统，包括：机柜柜列、温度传感器、控制装置、空调和应急风扇；所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器；所述应急风扇包括第一风扇和第二风扇；所述机柜柜列中设置有第一通风区域、第二通风区域及设备区域，所述设备区域设置有呈列排列的至少一个机柜和至少一个空调；所述第一通风区域位于所述设备区域的后侧，所述第二通风区域位于所述设备区域的前侧；所述第一温度传感器设置于所述第一通风区域内，所述第二温度传感器设置于所述第二通风区域内；所述第一通风区域开设有第一通风口，所述第一风扇安装于所述第一通风口内；所述第二通风区域开设有第二通风口；所述第二风扇安装于所述第二通风口内。本实施例通过在两个通风区域均安装应急风扇，能够在机柜内温度过高的情况下通过应急风扇配合空调快速的降低机柜设备的温度，从而减少空调持续在高能耗状态下的运行时间，保证机柜内IT设备的安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的数据中心机柜散热系统的一种俯视图；

图2是本实用新型实施例提供的数据中心机柜散热系统的一种右俯视图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示，图1示出了本实用新型实施例提供的一种数据中心机柜散热系统结构的俯视图，其包括：机柜柜列、温度传感器、控制装置、空调和应急风扇；所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器；所述应急风扇包括第一风扇和第二风扇；

所述机柜柜列中设置有第一通风区域、第二通风区域2及设备区域，所述设备区域设置有呈列排列的至少一个机柜和至少一个空调；所述第一通风区域1位于所述设备区域的后侧，所述第二通风区域2位于所述设备区域的前侧；

所述第一温度传感器设置于所述第一通风区域1内，所述第二温度传感器设置于所述第二通风区域2内；所述第一通风区域1开设有第一通风口，所述第一风扇安装于所述第一通风口内；所述第二通风区域2开设有第二通风口；所述第二风扇安装于所述第二通风口内；

所述第一温度传感器用于采集所述第一通风区域1的温度数据，并将所述第一通风区域1的温度数据作为第一温度数据发送至所述控制装置；

所述第二温度传感器用于采集所述第二通风区域2的温度数据，并将所述第二通风区域2的温度数据作为第二温度数据发送至所述控制装置；

所述控制装置用于根据所述第一温度数据和/或所述第二温度数据控制所述空调工作，并在所述第一温度数据大于第一预设温度阈值时控制所述第一风扇开启工作，在所述第二温度数据大于第二预设温度阈值时控制所述第二风扇开启工作。

具体地，机柜柜列中空调和机柜呈列排列，且空调均匀的分布于机柜之间。如图1所示，图1中中间设备区域的左右两边为两个机柜，中间为列间空调。第一通风区域1为机柜柜列的外壳与设备区域后端面形成的通道区域，该区域除第一通风口外其他部分均密闭设置。第二通风区域2为机柜柜列的外壳与设备区域前端面形成的通道区域，该区域除第二通风口外其他部分均密闭设置。

具体地，为了方便各个机柜与两个通风区域的空气流通，提高机柜散热效果，各个机柜的前门板和后门板均可以为网状结构板。

在本实施例中，机柜柜列中控制装置可以包括一个或多个，当机柜柜列中控制装置为多个时，每个机柜对应一个控制装置，且各个控制装置分别设置于机柜内机架的顶部，当机柜柜列对应一个控制装置时，控制装置设置于机柜柜列中任一机柜的机架顶部。

在本实施例中，第一温度传感器可以包括多个，每个第一温度传感器可以设置于各个机柜正对的第一通风区域1内，用于检测各个机柜对应的第一温度数据。第二温度传感器可以包括多个，每个第二温度传感器可以设置于各个机柜正对的第二通风区域2内，用于检测各个机柜对应的第二温度数据。

在本实施例中，第一通风口可以包括多个，每个机柜对应的第一通风区域1设置一个第一通风口，每个第一通风口安装一个第一风扇。第二通风口也可以包括多个。每个机柜对应的第二通风区域2设置一个第二通风口，每个第二通风口安装一个第二风扇。

在控制装置为一个时，控制装置获取各个机柜对应的第一温度数据和第二温度数据，根据各个机柜对应的第一温度数据和第二温度数据控制对应的空调调节输出冷量和风量，并在任一机柜对应的第一温度数据大于第一预设温度阈值时控制所述第一风扇开启工作，在任一机柜对应的第二温度数据大于第二预设温度阈值时控制所述第二风扇开启工作。

在控制装置为多个时，每个控制装置对应负责一个机柜的散热工作。针对任一控制装置，该控制装置获取对应机柜的第一温度数据和第二温度数据，并根据对应机柜的第一温度数据和第二温度数据控制该机柜最近的空调调节输出冷量和风量，以及在该机柜对应的第一温度数据大于第一预设温度阈值时控制该机柜对应的第一风扇开启工作，在该机柜对应的第二温度数据大于第二预设温度阈值时控制该机柜对应的第二风扇开启工作。

在后续解释说明中，本实施例以机柜柜列包括单个控制装置为例。需要指出的是，当控制装置为多个时，各个机柜对应的控制命令及数据只需要分别发送至机柜对应的控制装置即可，控制装置内部对命令及数据的处理过程与单个控制装置相同。

具体地，第一预设温度阈值大于第二预设温度阈值。

在本实施例中，在第一风扇启动后，控制装置还可以根据第一温度数据所在的温度区间调节第一风扇的风速，在第二风扇启动后，控制装置还可以根据第二温度数据所在的温度区间调节第二风扇的风速。

从上述实施例可知，本实施例通过在两个通风区域均安装应急风扇，能够在机柜内温度过高的情况下通过应急风扇配合空调快速的降低机柜设备的温度，从而减少空调持续在高能耗状态下的运行时间，保证机柜内IT设备的安全稳定运行。

在一个实施例中，所述第一通风区域1为热通道区域，所述空调的出风口与所述热通道区域联通。

在一个实施例中，所述第一通风口设置于所述热通道区域的顶部。

在一个实施例中，所述第一风扇包括向所述机柜柜列外部排风的出风扇。

在一个实施例中，所述第二通风区域2为冷通道区域，所述空调的回风口与所述冷通道区域联通。

在一个实施例中，所述第二通风口设置于所述冷通道区域的顶部。

在一个实施例中，所述第二风扇包括向所述冷通道区域内部进风的进风扇。

基于上述结构，列间空调从前端出风口吹出的冷空气能够由冷通道区域流向各个机柜，为各个机柜内的IT设备散热，IT设备后端散发的热空气也可以通过热通道进入列间空调后端的回风口，冷热空气的流动方向如图1中的箭头所示。

在本实施例中，图2示出了数据中心机柜散热系统的右视图，图2中右侧为冷通道区域2，左侧为热通道区域1，中间为IT设备，且冷通道区域2顶部安装有进风扇12，热通道区域1顶部安装有出风扇11。由于冷空气往下走，因此，在冷通道区域2顶部安装进风扇，能够加速冷通道向下流动的速度，从而改善冷通道的制冷效果；而热空气往上走，因此，在热通道区域顶部安装出风扇，能够加速热通道内热空气往外流出的速度，从而提高热通道的散热效果。

在一个实施例中，所述系统还包括调速器；所述调速器分别与所述空调和所述控制装置连接；

所述控制装置还用于根据所述第一温度数据和所述第二温度数据生成第一调速指令，并将所述第一调速指令发送至所述调速器；

所述调速器用于根据所述第一调速指令控制所述空调的风机转速调节至所述预设转速值。

在本实施例中，控制装置内存储有第一温度区间-转速对应关系表；控制装置可以计算第一温度数据和第二温度数据的温度平均值，并根据温度平均值所处的温度区间及第一温度区间-转速对应关系表确定当前温度区间对应的转速值，以及根据当前温度区间对应的转速值生成第一调速指令，并将所述第一调速指令发送至所述调速器；所述调速器用于根据所述第一调速指令控制所述空调的风机转速调节至对应的转速值。

在本实施例中，控制装置内还存储有第二温度区间-转速对应关系表；控制装置还可以仅根据第一温度数据所处的温度区间及第二温度区间-转速对应关系表确定对应的转速值，生成第一调速指令，从而控制调速器调节空调风机的转速。

在本实施例中，控制装置内还存储有第三温度区间-转速对应关系表；控制装置还可以仅根据第二温度数据所处的温度区间及第三温度区间-转速对应关系表确定对应的转速值，生成第一调速指令，从而控制调速器调节空调风机的转速。

在一个实施例中，所述系统还包括报警模块；

所述控制装置具体用于若所述第一温度数据大于所述第一预设温度阈值，或所述第二温度数据大于所述第二预设温度阈值，则生成报警指令，并将所述报警指令发送至所述报警模块；

所述报警模块用于根据所述报警指令开启报警。

在一个实施例中，所述系统还包括安装于所述机柜柜列的外壁上的显示屏；

所述控制装置用于将所述第一温度数据和所述第二温度数据发送至所述显示屏；

所述显示屏用于显示所述第一温度数据和所述第二温度数据。

在本实施例中，一个机柜柜列的外壁可以设置一个显示屏，显示屏内可以显示当前时间该机柜柜列中各个机柜对应的第一温度数据和第二温度数据，同时，当某个机柜的第一温度数据超过第一预设温度阈值时，将该机柜对应的第一温度数据显著显示，当某个机柜对应的第二温度数据超过第二预设温度阈值时，将该机柜对应的第二温度数据显著显示。示例性地，在某个温度数据超过预设温度阈值时，显示屏采用红色大字号显示对应的温度数据及机柜号。

进一步地，若存在超出第一预设温度阈值的第一温度数据，或超出第二预设温度阈值的第二温度数据，则认为该超出预设温度阈值的温度数据(第一温度数据或第二温度数据)为异常温度数据；控制装置可以保存异常温度数据及对应的异常发生时间。并将这些异常温度数据及对应的异常发生时间作为异常记录发送至数据机房的监控系统。

数据机房获取异常记录，并根据异常记录，分析得到易产生异常记录的IT设备及时间段，并将该IT设备及时间段发送至控制装置，控制装置根据易产生异常记录的IT设备及时间段，控制该IT设备所在机柜对应的第一风扇和/或第二风扇在易产生异常记录的时间段以最小的风速运行；并且该“根据易产生异常记录的设备及时间段控制相应第一风扇/第二风扇工作”的执行命令在控制装置中的执行优先级低于“基于该机柜对应第一温度数据控制相应第一风扇11工作、基于该机柜对应第二温度数据控制相应第二风扇11工作”命令的优先级。

在一个实施例中，控制装置还可以获取机柜内IT设备的负载数据，并根据机柜内IT设备的负载数据、该IT设备对应的第一温度数据和第二温度数据，控制应急风扇工作。

具体地，负载数据可以为负载率，若控制装置检测到某个机柜内IT设备的负载率达到第一预设负载阈值或第一温度数据大于第一预设温度阈值，则控制对应的第一风扇启动，并在负载率继续升高时根据负载率调节第一风扇的风速；若控制装置检测到某个机柜内IT设备的负载率达到第二预设负载阈值或第二温度数据大于第二预设温度阈值，则控制对应的第二风扇启动，并在负载率继续升高时根据负载率调节第二风扇的风速。

可选的，第一预设负载阈值小于第二预设负载阈值。

通过上述设置，控制装置可以直接根据IT设备的负载变化控制应急风扇工作，避免因温度数据的滞后性造成机柜内温度场动荡变化的问题，从而既能保证机柜内IT设备的稳定运行，又能使应急风扇作为空调设备的辅助调温工具，减少空调因长时间高功耗运行而带来的故障问题，从而进一步保障机房设备的安全稳定运行。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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例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实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据中心机柜散热系统，其特征在于，包括：机柜柜列、温度传感器、控制装置、空调和应急风扇；所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器；所述应急风扇包括第一风扇和第二风扇；

所述机柜柜列中设置有第一通风区域、第二通风区域及设备区域，所述设备区域设置有呈列排列的至少一个机柜和至少一个空调；所述第一通风区域位于所述设备区域的后侧，所述第二通风区域位于所述设备区域的前侧；

所述第一温度传感器设置于所述第一通风区域内，所述第二温度传感器设置于所述第二通风区域内；所述第一通风区域开设有第一通风口，所述第一风扇安装于所述第一通风口内；所述第二通风区域开设有第二通风口；所述第二风扇安装于所述第二通风口内；

所述第一温度传感器用于采集所述第一通风区域的温度数据，并将所述第一通风区域的温度数据作为第一温度数据发送至所述控制装置；

所述第二温度传感器用于采集所述第二通风区域的温度数据，并将所述第二通风区域的温度数据作为第二温度数据发送至所述控制装置；

所述控制装置用于根据所述第一温度数据和/或所述第二温度数据控制所述空调工作，并在所述第一温度数据大于第一预设温度阈值时控制所述第一风扇开启工作，在所述第二温度数据大于第二预设温度阈值时控制所述第二风扇开启工作。

2.如权利要求1所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述第一通风区域为热通道区域，所述空调的出风口与所述热通道区域联通。

3.如权利要求2所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述第一通风口设置于所述热通道区域的顶部。

4.如权利要求2或3任一项所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述第一风扇包括向所述机柜柜列外部排风的出风扇。

5.如权利要求1所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述第二通风区域为冷通道区域，所述空调的回风口与所述冷通道区域联通。

6.如权利要求5所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述第二通风口设置于所述冷通道区域的顶部。

7.如权利要求5或6任一项所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述第二风扇包括向所述冷通道区域内部进风的进风扇。

8.如权利要求1所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述系统还包括调速器；所述调速器分别与所述空调和所述控制装置连接；

所述控制装置还用于根据所述第一温度数据和所述第二温度数据生成第一调速指令，并将所述第一调速指令发送至所述调速器；

所述调速器用于根据所述第一调速指令控制所述空调的风机转速调节至预设转速值。

9.如权利要求1所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述系统还包括报警模块；

所述控制装置具体用于若所述第一温度数据大于所述第一预设温度阈值，或所述第二温度数据大于所述第二预设温度阈值，则生成报警指令，并将所述报警指令发送至所述报警模块；

所述报警模块用于根据所述报警指令开启报警。

10.如权利要求1所述的数据中心机柜散热系统，其特征在于，所述系统还包括安装于所述机柜柜列的外壁上的显示屏；

所述控制装置用于将所述第一温度数据和所述第二温度数据发送至所述显示屏；

所述显示屏用于显示所述第一温度数据和所述第二温度数据。

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