TWI570365B - Air conditioning guide module and air conditioning guidance system - Google Patents

Description

空調導向模組及空調導向系統

本創作係關於電子機房的空調管理系統，特別是一種將空調直接導向至機櫃的空調導向模組及空調導向系統。

按，目前對於電子機房的空調管理，均係以機房整體空間作統一性的規劃，不僅成本高昂，且需大量的空間來進行機櫃排列擺設，以及預留相當的空間來規劃各排機櫃間的冷/熱通道，極耗費空間資源；再者，其多以電子機房整體的空間來作空調的循環，亦會造成大量能源的浪費。

如第1圖所示，其係一習見電子機房9的空調規劃，其建置有四排機櫃90，各排機櫃90兩兩正反面相互對應，且彼此間預留有一定的間隔，讓正面之間的間隔係規劃為冷通道92，反面之間的間隔則規劃為熱通道93，利用兩側的製冷裝置91將冷空氣導入冷通道92，讓冷空氣可從機櫃90正面流入機櫃90中(如圖中空白箭頭所示，係表示冷空氣流向)，對機櫃90中的電子設備進行熱交換的空調處理，最後讓熱空氣從機櫃90反面排出，集中於熱通道93供製冷裝置91回收(如圖中實心箭頭所示，係表示熱空氣流向)，再生成冷空氣，形成完整的空調循環。此種規劃的電子機房9，雖利用高架地板95及隔板94將冷通道92獨立隔出，避免冷空氣外流形成能源的浪費，但其仍須有大量的空間來供機櫃90排列，且高架地板95的配置亦造成大量的成本。

再如第2圖所示，其為另一種習見電子機房9的空調規劃，其係將製冷裝置91併列於機櫃90的排列中，讓製冷裝置91可直接從機櫃90反面處的熱通道93回收熱空氣，並直接將冷空氣供應至冷通道92中(如圖所示，空白箭頭表示冷空氣流向，實心箭頭表示熱空氣流向)，但此種規 劃仍須大量的空間來供機櫃90排列擺放，雖可節省架設高架地板的建構成本，但其冷通道92、熱通道93均係開放式的設計，製冷裝置91供應的冷空氣會消耗於電子機房9其他的空間中，不僅造成能源的浪費，且容易降低對機櫃90空調管理的效能。

有鑑於習見電子機房空調規劃的諸多困難及缺點，發明人乃對其研究改進之道，終於有本發明產生。

本發明主要目的乃係利用空調導向模組，明顯可降低電子機房空調規劃所需耗費之空間，且可適用於舊有的機櫃，大幅度降低整體空調規劃所需的成本。

本發明另一目的乃係利用空調導向模組與機櫃結合封閉式的空間，利用直接對機櫃作空調導引的方式，達到對機櫃空調處理最佳的效能，且大幅度降低能源的浪費。

為達上述目的，本\發明提供之空調導向模組係應用於一機櫃，其所採行的主要技術手段包括形狀匹配於該機櫃之一前擴展框體及一後擴展框體，其分別用以結合至該機櫃的前、後側，該前擴展框體內部具有一前置空間，該後擴展框體內部具有一後置空間，於該前擴展框體及該後擴展框體結合至該機櫃時，該前置空間與該後置空間係連通該機櫃內的容置空間，形成與外部隔離的空間；又，該前擴展框體設有至少一用以將外部冷空氣向內導入之前導引模組，該後擴展框體設有一用以將內部生成的熱空氣向外導出之後導引模組，藉以構成直接對該機櫃內部進行空調處理的空調導向模組。藉由直接將冷空氣導入、熱空氣導出的方式，有效地節能並可對機櫃中電子設備作最佳的空調處理。

較佳者，其中該前導引模組包含一導入口及一前送風單元，該後導引模組則係包含一導出口及一後送風單元。

較佳者，其中該前導引模組係可設於該前擴展框體之頂部或底部，該後導引模組係可設於該後擴展框體之頂部。

較佳者，其中該後擴展框體內係設有一溫度感測單元，藉由 感測內部之溫度來調節該前導引模組及該後導引模組引導空氣之速度。

再者，本發明另提供有一種空調導向系統，可適用於各種規 格的電子機房中，不會有空間規劃上的困難，且可直接適用於舊制的電子機房中，無須重新作整體的空調規劃，降低建置的成本。又，利用直接對各機櫃作空調導向的機制，有效地節能並讓各機櫃的熱交換處理達到最佳化的效能。

為此，本發明之空調導向系統，其主要包括複數個機櫃、複 數個空調導向模組及一製冷機制。其中，該各空調導向模組係如前所述，分別結合於該各機櫃前、後側，包含有形狀匹配於對應之該機櫃的一前擴展框體及一後擴展框體，該前擴展框體內部具有一前置空間，該後擴展框體內部具有一後置空間，且該前置空間與該後置空間係連通該機櫃內的容置空間，形成與外部隔離的空間，又，該前擴展框體設有至少一用以將外部冷空氣向內導入之前導引模組，該後擴展框體設有一用以將內部生成的熱空氣向外導出之後導引模組，藉以構成直接對該機櫃內部進行空調處理的空調導向模組。該製冷機制包含一冷連通管路、一熱連通管路及一製冷裝置；該製冷裝置係用以接收熱空氣並生成冷空氣；該冷連通管路係設有多個連接端，分別連接該各前導引模組及該製冷裝置，用以將該製冷裝置生成的冷空氣供應至該各前擴展框體；該熱連通管路係設有多個連接端，分別連接該各後導引模組及該製冷裝置，用以將該各後擴展框體導出之熱空氣供應至該製冷裝置。

藉此，利用冷連通管路及熱連通管路直接對各機櫃作空調導 向的方式，有效地避免製冷裝置生成的冷空氣逸散置外界的環境中，節約能源的使用，且以直接導向的方式，讓各機櫃內部可充分地完成熱交換處理，保持在適當的溫度，使其內部電子器材能保持良好的效能。

較佳者，其中該各前導引模組包含一導入口及一前送風單 元，該各後導引模組則係包含一導出口及一後送風單元。

較佳者，其中該各後擴展框體內係設有一溫度感測單元，藉 由感測內部之溫度來調節所對應之該前導引模組及該後導引模組引導空氣之速度。

較佳者，其中該各前擴展框體係設有二前導引模組，分別位 於該各前擴展框體之頂部與底部，且該製冷機制係包含有二冷連通管路，分別從相對之上方或下方連接該些前導引模組至該製冷裝置。

較佳者，其中該各後擴展框體內係設有一溫度感測單元，藉 由感測內部之溫度來調節所對應之該二前導引模組及該後導引模組引導空氣之速度。

較佳者，其中該各後擴展框體內係設有數個溫度感測單元， 並分別位於不同高度之位置，藉由感測內部不同高度之溫度，可分別調節所對應之該二前導引模組引導空氣之速度。

綜上所述，本發明所揭之空調導向系統，除可透過冷連通管 路及熱連通管路直接對各機櫃作外部空調導向的處理，且利用內部設置的溫度感測單元，可依據各機櫃內部不同位置電子器材的溫度，調節相應位置之前導引模組增加(或降低)空氣導引的速度，形成內部空調導向之效果，達到最佳化的空調管理。

為使本創作的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的瞭解，茲揭本創作較佳之實施例並依附圖說明如後：

1‧‧‧空調導向模組

10‧‧‧前擴展框體

11‧‧‧前置空間

12‧‧‧前導引模組

121‧‧‧導入口

122‧‧‧前送風單元

20‧‧‧後擴展框體

21‧‧‧後置空間

22‧‧‧後導引模組

221‧‧‧導出口

222‧‧‧後送風單元

23‧‧‧溫度感測單元

3‧‧‧機櫃

30‧‧‧機櫃本體

301‧‧‧容置空間

302‧‧‧電子設備

303‧‧‧電子設備(高速運行狀態)

304‧‧‧電子設備(待機、休眠狀態)

31‧‧‧前板

32‧‧‧後板

4‧‧‧製冷機制

40‧‧‧製冷裝置

41‧‧‧冷連通管路

42‧‧‧熱連通管路

9‧‧‧電子機房

90‧‧‧機櫃

91‧‧‧製冷裝置

92‧‧‧冷通道

93‧‧‧熱通道

94‧‧‧隔板

95‧‧‧高架地板

第1圖係為一習見電子機房空調規劃之示意圖。

第2圖係為另一習見電子機房空調規劃之示意圖。

第3圖為一較佳實施例之空調導向模組與機櫃組合示意圖。

第4圖為一較佳實施例之機櫃內部冷熱交換示意圖。

第5圖為一較佳實施例之空調導向系統外觀示意圖。

第6圖為另一較佳實施例之空調導向系統外觀示意圖。

第7圖為一可行實施例之機櫃內部空調導向示意圖。

第8圖為另一可行實施例之機櫃內部空調導向示意圖。

請參第3至5圖，本發明實施例係利用擴展於機櫃3前、後 側的空調導向膜組1，構成封閉式的空調建置，讓空調直接導入機櫃3作熱交換處理，節約了空調作用於機櫃3外部空間所耗的效能，且大幅度降低習見電子機房空調規劃須將機櫃並排，並預留冷、熱通道所需的寬度。

其中，空調導向模組1包括有形狀分別匹配於機櫃3前、後 側之一前擴展框體10及一後擴展框體20。前擴展框體10內部具有一前置空間11，其一側係用於結合至機櫃本體30前側，另一側則供機櫃3之前板31封閉；後擴展框體20內部具有一後置空間21，其一側係用於結合至機櫃本體30的後側，另一側則供機櫃3之後板32封閉；藉此，當前擴展框體10及後擴展框體20結合於機櫃3後，前置空間11與後置空間21連通於機櫃本體30內部的容置空間301，並形成了與外部隔離的獨立空間。

前擴展框體10設有一前導引模組12，用以將外部冷空氣向 內導入，而後擴展框體20設有一後導引模組22，用以將內部生成的熱空氣向外導出，藉此讓冷空氣從前導引模組12導入後(如第4圖空白箭頭所示)，直接供機櫃本體30內部的電子設備302進行熱交換，讓其熱交換後的熱空氣可順勢由後導引模組22導出(如第4圖實心箭頭所示)，達成直接對機櫃3作空調導向的目的。

於一可行的實施例中，前導引模組12包含有一導入口121 及一前送風單元122，後導引模組22包含有一導出口221及一後送風單元222，導入口121及導出口221分別用以供空調系統的冷連通管路41及熱連通管路42連接，而前送風單元122及後送風單元222則係用以控制冷、熱空氣流動的方向。

再者，本發明實施例另於後擴展框體20內設有一溫度感測 單元23，其係可位於靠近後導引模組22之位置，藉此可透過感測機櫃3內部電子設備302熱交換後升溫的溫度，有效地調節前導引模組12及後導引模組22引導空氣之速度，達到最佳化空調控管及節能的功效。

如第5圖所示，係為本發明一較佳實施例空調導向系統外觀 示意圖，其係將數個結合有前述空調導向模組1之機櫃3併列，並以一製冷機制4直接對各機櫃3作直接導向的空調處理。製冷機制4包含有一冷 連通管路41、一熱連通管路42及一製冷裝置40；製冷裝置40係用以接收熱空氣並生成冷空氣；冷連通管路41設有多個連接端分別連接至各前導引模組12的導入口121及製冷裝置40，用以將製冷裝置40生成的冷空氣供應至各前擴展框體10；熱連通管路42設有多個連接端分別連接至各後導引模組22的導出口221及製冷裝置40。用以將各後擴展框體20導出之熱空氣供應至製冷裝置40。於此實施例中，冷連通管路41、各前導引模組12、熱連通管路42及各後導引模組22均係位於各空調導向模組1的上方，藉此讓冷空氣導入前置空間11後，可自然的往下流動，便於供機櫃3中電子設備302進行熱交換，而熱交換後後置空間21中的熱空氣可自然地往上流動，讓後導引模組22可從上方順利地將熱空氣導出。

本發明空調導向系統於實際應用時，無須將電子機房整體重 新規劃或建置，亦無須更換原有的機櫃3，僅需將適宜的空調導向模組1結合於機櫃3後，以製冷機制4的冷連通管路41與熱連通管路42連接即可完成直接導向的空調導向系統。再者，依本發明空調導向系統之架構，使用者亦可依需求適當地配置製冷裝置40對應機櫃3的數量，以確保各機櫃3在散熱上的需求。

此外，依據本發明空調導向系統之架構，每一機櫃3與空調 導向模組1的組合，其內部均設有對應的溫度感測單元23可妥善的控管空調的配速，藉此，本發明空調導向系統在運行時，可依據每一機櫃3內部的需求(即每一機櫃本體30中電子設備302產生的熱能)，適度地將冷/熱空氣直接導入/導出其中，讓製冷裝置40生成的冷空氣可確實地供應至需求的機櫃3中，避免造成能源的浪費。

再請一併參第6圖，在本發明空調導向系統另一可行的實施 例中，各空調導向模組1的各前擴展框體10可進一步於頂部及底部分別設有前導引模組12，並分別從上方及下方以二冷連通管路41連接至製冷裝置40。下方的冷連通管路41，可如圖中所示，利用支腳將機櫃本體30及前、後擴展框體10、20托起，使其下方保持一預定的空間來進行配置；當然，若原電子機房中配設有高架地板，亦可直接以高架地板出風的位置對應至前擴展框體10底部的前導引模組12，來作為本實施例下方冷連通管路41 使用，藉以減少施工所耗費的成本。藉此，各前擴展框體10可透過從頂部及底部一併導入冷空氣，讓機櫃3內的電子設備302無論高低位置，均能妥善的接觸冷空氣進行熱交換。

再請一併參第7圖所示，各後擴展框體20中可進一步配置 有數個溫度感測單元23，其係可分別設於不同高度的位置，於此實施例中係以上、中、下三種高度為例，藉此，可透過不同高度的溫度變化，進一步調節對應位置的前導引模組12引導空氣之速度。如圖中所示，若機櫃本體30中電子設備302多係位於偏上方位置，當其在運行時，則偏上方的溫度感測單元23可測得溫度的提升(如圖中較寬之實心箭頭所示，其所生成的熱空氣可經由相對位置的溫度感測單元23感測之)，此時，可調節前擴展框體10頂部的前導引模組12加速引導冷空氣(如圖中較寬之空白箭頭所示)，適當的因應機櫃本體30中電子設備302的散熱需求，進行冷空氣的供應，加速該些電子設備302熱交換之效率，進一步達成內部空調導向的功效。同理，若當偏下方位置的溫度感測單元23測得的溫度偏高時，則可調節前擴展框體10底部的前導引模組12加速引導冷空氣；而若每一溫度感測單元23均測得溫度提升時，則可調節前擴展框體10頂部及底部的前導引模組12一併加速引導冷空氣。

如第8圖所示，係為另一種可行的實施態樣，此例中機櫃本 體30由上至下裝載有設個電子設備303、304，然而，依電子設備被使用或運作的狀態不同，可分為高速運行狀態之電子設備303及待機、休眠狀態之電子設備304。

眾所周知的是，電子機櫃中的每個電子設備都是一直處在高 速運行或是待機、休眠狀態，其具體的狀態係因應使用上的需求而變化；且當電子設備303處於高速運行的狀態時會產生較大量的熱能，當電子設備304為待機、休眠狀態時，則係產生較微量的熱能；因此，若持續以高速運行狀態之需求對機櫃整體進行空調控管，勢必會於電子器材未在高度使用狀態(待機或休眠)時，造成大量耗能。

因此，於第8圖之態樣中，當機櫃本體30偏上方的電子設 備303為高速運行狀態，其產生較大量之熱能(如圖中偏上方較寬之實心 箭頭所示)，而偏下方之電子設備304係為待機、休眠狀態，其係保持產生較微量的熱能(如圖中偏下方較細之實心箭頭所示)，此時，依其產生的熱能不同，當偏上方的溫度感測單元23感測到溫度明顯提升時，可驅使相對應位置(頂部)的前導引模組12加快引導冷空氣的速度(如圖中偏上方較寬之空白箭頭所示)，直接對機櫃3內升溫的區域提高冷空氣供應之效率，而於其他未升溫之區域，則可保持原供應之速度(如圖中偏下方較細之空白箭頭所示)，達到內部直接空調導向及節能之功效。

當然，除前揭的實施態樣外，本發明之空調導引系統可感測 各機櫃3中不同高度之具體溫度變化，藉以判斷機櫃3之空調需求，並直接加速從相應位置冷空氣之供應，直接將冷空氣直接導引至需求之位置，讓所有的機櫃3均能控管在適當的溫度環境中，並避免過度的供應冷空氣造成空調能源的浪費，以達到最佳的空調控管。

綜合以上所述，透過本發明所揭之空調導向系統、空調導向 模組之應用，卻可達成對機櫃內部、外部直接空調導向之功能，助於提升空調效能並節約耗能，亦改善了以往電子機房空調規劃大空間之需求，減少建置之成本，實為一具新穎性及進步性的發明，爰依法提出申請發明專利。

惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例說明，舉凡依本發 明的技術手段與範疇所延伸的簡單修飾、變化，或等效置換者，亦皆應落入本發明的專利申請範圍內。

10‧‧‧前擴展框體

20‧‧‧後擴展框體

30‧‧‧機櫃本體

4‧‧‧製冷機制

40‧‧‧製冷裝置

41‧‧‧冷連通管路

42‧‧‧熱連通管路

Claims (5)

1. 一種空調導向系統，其包括：至少一機櫃，其設有內具容置空間以供電子設備安置的一機櫃本體，並於前、後側分別設有用以封閉之前板與後板；至少一空調導向模組，其包含能匹配結合至機櫃的一前擴展框體及一後擴展框體，該前擴展框體係設於該機櫃本體前側與該前板之間，該後擴展框體係設於該機櫃本體後側與該後板之間，且該前擴展框體及該後擴展框體內部分別具有一前置空間及一後置空間，於結合至該機櫃時，該前置空間及該後置空間能與該容置空間形成連通，並以該前板及該後板形成對外封閉；其中，該前擴展框體設有二用以將外部冷空氣向內導入之前導引模組，且該二前導引模組分別位於該該前擴展框體相對的上、下側，該後擴展框體設有一用以將內部生成的熱空氣向外導出之後導引模組，形成直接作用於該機櫃內部的空調導向機制；以及，一製冷機制，其包含二冷連通管路、一熱連通管路及一製冷裝置，該製冷裝置係用以接收熱空氣並生成冷空氣，該二冷連通管路係分別從該前擴展框體相對的上、下方連接該各前導引模組及該製冷裝置，用以將該製冷裝置生成的冷空氣供應至該前擴展框體，該熱連通管路係連接該後導引模組及該製冷裝置，用以將該後擴展框體導出之熱空氣供應至該製冷裝置。
2. 如請求項1所述之空調導向系統，其中該各前導引模組包含一導入口及一前送風單元，該後導引模組則係包含一導出口及一後送風單元。
3. 如請求項2所述之空調導向系統，其中該後擴展框體內係設有一溫度感測單元，藉由感測內部之溫度來調節該二前導引模組及該後導引模組引導空氣之速度。
4. 如請求項3所述之空調導向系統，其中該各後擴展框體內係 設有數個溫度感測單元，並分別位於不同高度之位置，藉由感測內部不同高度之溫度，可分別調節所對應之該二前導引模組引導空氣之速度。
5. 如請求項3或4所述之空調導向系統，其係包含有數個相結合的機櫃及空調導向模組，且該二冷連通管路分別設有多個連接端，以連接該製冷裝置及各前擴展框體的前導引模組，該熱連通管路設有多個連接端，以連接該製冷裝置及各後擴展框體的後導引模組。