WO2018107644A1 - 一种机柜及其冷却控制系统、方法和装置 - Google Patents

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WO2018107644A1
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王军超
刘欣
张敏杰
李星
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艾默生网络能源有限公司
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Abstract

一种机柜及其冷却控制系统、方法和装置。该机柜(1)包括柜体(11)以及热能管理系统;柜体(11)内部的腔体被隔板(12)分隔形成容置腔(111)和换热腔(112);换热腔(112)通过相对设置于柜体(11)、且能开闭的进风口(115)和出风口(116)与外界环境相连通;热能管理系统包括设置于换热腔(112)内的制冷设备(13)、以及形成于容置腔(111)和换热腔(112)的新风系统;制冷设备(13)包括热交换装置(131),并通过热交换装置(131)对容置腔(111)进行强制冷却;新风系统用于通过外界环境空气降低容置腔(111)内的空气温度。该机柜能够通过外部环境温度较低的空气对设备进行降温,节能效果好。

Description

一种机柜及其冷却控制系统、方法和装置
本申请要求于2016年12月15日提交中国专利局、申请号为201611161635.5、发明名称为“一种机柜及其冷却控制系统、方法和装置”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域,特别涉及一种机柜及其冷却控制系统、方法和装置。
背景技术
目前,随着互联网行业的兴起,为了保持网络信息及数据的安全性,机柜型数据中心的应用也越来越广泛。在实际使用过程中,为了防止设备过热而出现故障,机柜型数据中心在机柜内设置有相互隔离的冷、热通道,并配备有制冷空调,通过设置在冷、热通道之间的热交换装置实现冷通道内的冷空气与热通道内的热空气之间的热交换,使机柜内的热空气的热量被冷通道内的冷空气带走,空调产生的冷空气连续地吹入冷通道,因此,能够通过空调将机柜内设备产生的热量带走,使机柜内的环境温度满足设备的使用条件。
但是,现有技术中的机柜仅通过空调对设备进行降温,而不能利用外部环境温度较低的空气对设备进行降温,因此,现有机柜的节能效果较差。
发明内容
本发明提供了一种机柜及其冷却控制系统、方法和装置,该机柜能够通过外部环境温度较低的空气对设备进行降温,节能效果好。
为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种机柜,包括柜体以及热能管理系统;所述柜体内部的腔体被隔板分隔形成容置腔和换热腔;
所述容置腔内设置有通风通道,所述隔板设置有与所述通风通道位置对应的进气口和出气口,所述通风通道通过所述进气口和出气口与所述换热腔连通;
所述换热腔通过相对设置于所述柜体、且能开闭的进风口和出风口与外界环境相连通;
所述热能管理系统包括设置于所述换热腔内的制冷设备、以及形成于所述 容置腔和换热腔的新风系统;
所述制冷设备包括热交换装置,所述热交换装置用于对所述容置腔进行强制冷却;
所述新风系统用于通过外界环境空气降低所述容置腔内的空气温度。
上述机柜的热能管理系统不仅包括制冷设备,而且还包括新风系统,由于新风系统能够将外界环境的空气引入容置腔内,引入的空气会将容置腔内的空气置换出来,通过连续置换的空气而将容置腔111内的热量携带出来,进而降低容置腔内的空气温度,因此,在使用本机柜的过程中,在外界环境空气满足使用要求时,可以通外界环境空气降低机柜内的空气温度,进而能够通过外界环境空气对机柜内的设备进行降温,取代现有技术中一直采用空调进行冷却而节能效果差的缺陷。
因此,该机柜能够通过外部环境温度较低的空气对设备进行降温,节能效果好。
优选地,还包括设置于所述进气口和/或所述出气口的风机。
上述机柜在进气口和/或出气口设置有风机,由于风机能够加速进气口和/或出气口处的空气流动速度,使单位时间内流入或流出机柜的空气体积增大,进而提高机柜内空气的循环速度和空气置换速度,因此,单位时间内空气流量增大,能够通过热交换或空气置换带走机柜内更多的热量,使机柜的散热效率提高。
优选地,所述换热腔内设置有能够在水平工位和竖直工位之间转换的旋转机构,其中:
所述旋转机构位于水平工位时,所述制冷设备开启,所述换热腔被并行排列的所述旋转机构和热交换装置分隔为相邻且相互独立的内循环腔和外循环腔,所述内循环腔通过所述进气口和出气口与容置腔相连通,所述外循环腔通过所述进风口和出风口与外界环境相连通,所述热交换装置用于与所述内循环腔内的空气进行热交换;
所述旋转机构从水平工位转换到竖直工位时,所述制冷设备关闭,所述换热腔被所述旋转机构分隔为相邻且相互独立的进风腔和出风腔;所述进风腔通过所述进气口与所述容置腔连通、且通过所述进风口与外界环境相连通;所述出风腔通过所述出气口与所述容置腔连通、且通过所述出风口与外界环境相连通;
所述新风系统由所述进风口、进风腔、进气口、通风通道、容置腔、出气口、出风腔、出风口以及风机形成。
优选地,所述隔板包括第一隔板和第二隔板;
所述柜体内部的腔体被所述第一隔板和第二隔板分隔形成容置腔、第一换热腔和第二换热腔;
所述第一换热腔通过相对设置于所述柜体的第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述第二换热腔通过相对设置于所述柜体、且能开闭的第二进风口和第二出风口与外界环境相连通。
优选地,所述第一换热腔位于所述容置腔底部,所述第二换热腔位于所述容置腔顶部;
所述制冷设备设置于所述第一换热腔内;
所述第一隔板设置有第一进气口和第一出气口,所述第二隔板设置有第二进气口和第二出气口;
其中:
所述第一换热腔被热交换装置分隔为相邻且相互独立的内循环腔和外循环腔,所述内循环腔通过所述第一进气口和第二出气口与容置腔相连通,所述外循环腔通过所述第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述热交换装置用于与所述内循环腔内的空气进行热交换;
所述第二换热腔被分隔为相邻且相互独立的进风腔和出风腔;所述进风腔通过所述第二进气口与所述容置腔连通、且通过所述第二进风口与外界环境相连通;所述出风腔通过所述第二出气口与所述容置腔连通、且通过所述第二出风口与外界环境相连通;
所述新风系统形成于所述容置腔和所述第二换热腔,并由所述第二进风口、进风腔、第二进气口、通风通道、容置腔、第二出气口、出风腔、第二出风口以及风机形成。
优选地,所述换热腔被与所述隔板垂直、且背离所述容置腔延伸的挡板分隔为结构相同的第三换热腔和第四换热腔;
所述隔板设置有第一进气口和第一出气口,所述第三换热腔和第四换热腔均能通过所述第一进气口和第一出气口与所述容置腔相连通;
所述制冷设备包括结构相同且能够独立控制的第一制冷设备和第二制冷设备;所述第一制冷设备设置于所述第三换热腔内;所述第二制冷设备设置于 所述第四换热腔内;
所述第三换热腔通过相对设置于所述柜体的第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述第四换热腔通过相对设置于所述柜体、且能开闭的第二进风口和第二出风口与外界环境相连通;
所述新风系统包括形成于所述容置腔与所述第三换热腔的第一新风系统、和/或形成于所述容置腔与所述第四换热腔的第二新风系统。
优选地,所述第三换热腔内设置有能够在水平工位和竖直工位之间转换的第一旋转机构;其中:
所述第一旋转机构位于水平工位时,所述第一制冷设备开启,所述第三换热腔被并行排列的所述第一旋转机构和第一热交换装置分隔为相邻且相互独立的第一内循环腔和第一外循环腔,所述第一内循环腔通过所述第一进气口和第一出气口与容置腔相连通,所述第一外循环腔通过所述第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述第一热交换装置用于与所述第一内循环腔内的空气进行热交换;
所述第一旋转机构从水平工位转换到竖直工位时,所述第一制冷设备关闭,所述第三换热腔被所述第一旋转机构分隔为相邻且相互独立的第一进风腔和第一出风腔;所述第一进风腔通过所述第一进气口与所述容置腔连通、且通过所述第一进风口与外界环境相连通;所述第一出风腔通过所述第一出气口与所述容置腔连通、且通过所述第一出风口与外界环境相连通;
所述新风系统由所述第一进风口、第一进风腔、第一进气口、通风通道、容置腔、第一出气口、第一出风腔、第一出风口以及风机形成。
优选地,所述第一换热腔和第二换热腔并行排列于所述容置腔的底部或顶部。
优选地,所述制冷设备为变频空调。
另外,本发明还提供了一种机柜的冷却控制系统,该冷却控制系统包括上述技术方案提供的任意一种机柜,并且,该冷却控制系统还包括检测装置和控制装置;
所述检测装置用于检测柜体内外的温度信息、所述制冷设备的制冷量、所述新风系统的换热量、所述柜体内设备的发热量;
所述控制装置分别与所述检测装置、所述制冷设备和所述新风系统之间信号连接,用于根据所述检测装置发送的检测信号,控制所述制冷设备和/或所 述新风系统的启闭。
优选地,当所述柜体外的温度低于所述控制装置的第一设定温度、且所述发热量小于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备关闭、且控制所述新风系统开启;
当所述柜体外的温度高于第二设定温度时,所述控制装置控制所述制冷设备开启、且控制所述新风系统关闭。
优选地,当所述柜体外的温度低于第一设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,或者当所述柜体外的温度高于第一设定温度且低于所述控制装置的第二设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备和所述新风系统同时开启。
本发明还提供了一种采用上述技术方案提供的任意一种冷却控制系统的机柜的冷却控制方法,该冷却控制方法包括以下步骤:
获取柜体内外的温度信息、制冷设备的制冷量、新风系统的换热量、柜体内设备的发热量、控制装置的第一设定温度以及第二设定温度;
比较柜体外的温度与第一设定温度、柜体外的温度与第二设定温度、所述制冷量与所述发热量、以及所述换热量和所述发热量;
当所述柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量小于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备关闭、且控制所述新风系统开启;
当所述柜体外的温度高于所述第二设定温度时,所述控制装置控制所述制冷设备开启、且控制所述新风系统关闭;
当所述柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,或者当所述柜体外的温度高于所述第一设定温度且低于所述第二设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备和所述新风系统同时开启。
此外,本发明还提供了一种机柜的冷却控制装置,该冷却控制装置包括获取设备和控制设备;
所述获取设备用于获取柜体内外的温度信息、制冷设备的制冷量、新风系统的换热量、柜体内设备的发热量、控制设备的第一设定温度和第二设定温度;
当柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量小于所述换热量时,所述控制设备控制所述制冷设备关闭、且控制所述新风系统开启;
当柜体外的温度高于所述第二设定温度时,所述控制设备控制所述制冷设 备开启、且控制所述新风系统关闭;
当柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,或者当柜体外的温度高于所述第一设定温度且低于所述第二设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,所述控制设备控制所述制冷设备和所述新风系统同时开启。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种机柜的内部结构示意图;
图2为图1中提供的机柜采用制冷设备进行工作时的工作原理图;
图3为图1中提供的机柜采用新风系统进行工作时的工作原理图;
图4为本发明实施例提供的另一种机柜的内部结构示意图;
图5为图4中提供的机柜采用制冷设备进行工作时的工作原理图;
图6为图4中提供的机柜采用新风系统进行工作时的工作原理图;
图7为本发明实施例提供的另一种机柜的内部结构示意图;
图8为本发明实施例提供的一种机柜的冷却控制系统的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的一种机柜的冷却控制装置的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的一种机柜的冷却控制方法的流程图。
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。
本发明实施例提供了一种机柜及其冷却控制系统、方法和装置,该机柜能够通过外部环境温度较低的空气对设备进行降温,节能效果好。
其中,请参考图1、图4以及图7,本发明一种实施例提供的机柜1,包括柜体11以及热能管理系统;柜体11内部的腔体被隔板12分隔形成容置腔111和换热腔112,如图1结构所示的柜体11内部的腔体被隔板12分隔形成容置腔111和换热腔112,图4结构所示的柜体11内部的腔体被第一隔板123和第二隔板124分隔形成容置腔111、第一换热腔1125和第二换热腔1126,并且图7结构所示的柜体11内部的腔体被隔板12分割形成容置腔111、以及位于容置腔111两端的换热腔112;
容置腔111内设置有通风通道113,隔板12设置有与通风通道113位置对应的进气口121和出气口122,通风通道113通过进气口121和出气口122与换热腔连通;如图1结构所示,隔板12设置有与通风通道113位置对应的进气口121和出气口122,通风通道113通过进气口121和出气口122与换热腔112中的内循环腔1121相连通;如图4结构所示,第一隔板123设置有与通风通道113位置对应的第一进气口1231和第一出气口1232,通风通道113通过第一进气口1231和第一出气口1232与第一换热腔1125的内循环腔11251相连通,并且第二隔板124设置有与通风通道113位置对应的第二进气口1241和第二出气口1242,通风通道113通过第二进气口1241和第二出气口1242与第二换热腔1126相连通;
换热腔通过相对设置于柜体11、且能开闭的进风口和出风口与外界环境相连通;如图1结构所示,换热腔112的外循环腔1122通过相对设置于柜体11、且能开闭的进风口115和出风口116与外界环境相连通;如图4结构所示,第一换热腔1125通过相对设置于柜体11、且能开闭的第一进风口115和第一出风口116与外界环境相连通,第二换热腔1126通过第二进风口118和第二出风口119与外界环境相连通;
热能管理系统包括设置于换热腔112内的制冷设备13、以及形成于容置腔111和换热腔112的新风系统;如图3结构所示,新风系统通过进风口115将温度、湿度和空气质量满足使用要求的环境空气引入到柜体11内,使空气通过通风通道113在柜体11内流动并进行热交换,并将柜体11内的一部分空气置换出来,通过出风口116流出,通过空气热交换和空气的部分置换将柜体11内设备产生的部分热量带出,进而实现柜体11内设备的散热和冷却;
制冷设备13包括热交换装置131,热交换装置131用于对容置腔111进行强制冷却;如图1结构所示,热交换装置131设置于换热腔112内,并将换热腔分隔为内循环腔1121和外循环腔1122,容置腔111内的空气通过内循环腔1121进行循环流动的同时,能够通过热交换装置131进行热交换,使容置腔111内温度较高的空气在经过热交换装置131的同时进行热交换以降低温度,经过连续循环即可降低容置腔111中的空气温度,进而通过制冷设备13降低容置腔111中设备的温度;
新风系统用于通过外界环境空气降低容置腔111内的空气温度。
上述机柜1的热能管理系统不仅包括制冷设备13,而且还包括新风系统, 由于新风系统能够将外界环境的空气引入容置腔111内,引入的空气会将容置腔111内的空气置换出来,通过连续置换的空气而将容置腔111内的热量携带出来,进而降低容置腔111内的空气温度,因此,在使用本机柜1的过程中,在外界环境空气满足使用要求时,可以通外界环境空气降低机柜1内的空气温度,进而能够通过外界环境空气对机柜1内的设备进行降温,取代现有技术中一直采用空调进行冷却而节能效果差的缺陷。
因此,该机柜1能够通过外部环境温度较低的空气对设备进行降温,节能效果好。
如图1结构所示,为了提高机柜1的散热效率,上述机柜1还包括设置于进气口121和/或出气口122的风机。
上述机柜1在进气口121和/或出气口122设置有风机,由于风机能够加速进气口121和/或出气口122处的空气流动速度,使单位时间内流入或流出机柜1的空气体积增大,进而提高机柜1内空气的循环速度和空气置换速度,因此,单位时间内空气流量增大,能够通过热交换或空气置换带走机柜1内更多的热量,使机柜1的散热效率提高。
根据换热腔112的设置位置及结构的不同,机柜1可具有以下几种实施方式:
方式一,如图1、图2以及图3结构所示,机柜1的柜体11内部设有一个换热腔112,换热腔112内设置有能够在水平工位和竖直工位之间转换的旋转机构14,其中:
如图2结构所示,旋转机构14位于水平工位时,制冷设备13开启,换热腔112被并行排列的旋转机构14和热交换装置131分隔为相邻且相互独立的内循环腔1121和外循环腔1122,内循环腔1121通过进气口121和出气口122与容置腔111相连通,外循环腔1122通过进风口115和出风口116与外界环境相连通,热交换装置131用于与内循环腔1121内的空气进行热交换;
如图3结构所示,旋转机构14从水平工位转换到竖直工位时,制冷设备13关闭,换热腔112被旋转机构14分隔为相邻且相互独立的进风腔1123和出风腔1124;进风腔1123通过进气口121与容置腔111连通、且通过进风口115与外界环境相连通;出风腔1124通过出气口122与容置腔111连通、且通过出风口116与外界环境相连通;
新风系统由进风口115、进风腔1123、进气口121、通风通道113、容置 腔111、出气口122、出风腔1124、出风口116以及风机形成。
上述机柜1能够通过旋转机构14改变换热腔112内的结构,并且当旋转机构14从水平工位转换到竖直工位时,容置腔111可通过被旋转机构14分隔形成的进风腔1123和出风腔1124与外界环境连通,进而能够在外界环境的空气温度、湿度以及空气质量等参数满足使用要求时,能够通过外界环境的低温空气对机柜1内容置腔111中的设备进行散热冷却,由于空调等制冷设备13的功耗较大,因此,在采用外界环境的低温空气对机柜1内部进行散热冷却时,能够关闭空调等制冷设备13,只需通过风机使外界环境的低温空气进入机柜即可,由于风机的功率较空调等制冷设备13的功率低,所以节能效果好,并且采用环境空气进行散热,环保效果好。
方式二,如图4、图5以及图6结构所示,机柜1的隔板12可以包括第一隔板123和第二隔板124;
柜体11内部的腔体被第一隔板123和第二隔板124分隔形成容置腔111、第一换热腔1125和第二换热腔1126;
第一换热腔1125通过相对设置于柜体11的第一进风口115和第一出风口116与外界环境相连通,第二换热腔112通过相对设置于柜体11、且能开闭的第二进风口118和第二出风口119与外界环境相连通。
由于上述柜体11内部被分隔形成容置腔111、第一换热腔1125和第二换热腔1126,因此,可将制冷设备13和新风系统单独设置,如图4结构所示,将制冷设备13设置于第一换热腔1125中,而新风系统设置于第二换热腔1126中,或者,将制冷设备13设置于第二换热腔1126中,而将新风系统设置于第一换热腔1125中,此时,可省去结构复杂的旋转机构14,并且在满足使用条件时,可以控制制冷设备13和新风系统同时运行,对容置腔111内的设备进行散热冷却,有利于快速降低容置腔111内的空气温度,使容置腔111内的设备快速散热,提高散热效率;更有利的是,当仅采用新风系统提供的散热量小于容置腔111内的设备产生的热量时,可开启制冷设备13进行辅助冷却,便于部分节能,并避免设备因过热而产生故障,能够保障设备的运行可靠性。
具体地,如图4、图5以及图6结构所示,第一换热腔1125位于容置腔111底部,第二换热腔1126位于容置腔111顶部;
制冷设备13设置于第一换热腔1125内;
第一隔板123设置有第一进气口1231和第一出气口1232,第二隔板124 设置有第二进气口1241和第二出气口1242;
其中:
第一换热腔1125被热交换装置131和/或其它分隔结构分隔为相邻且相互独立的内循环腔11251和外循环腔11252,内循环腔11251通过第一进气口1231和第一出气口1232与容置腔111相连通,外循环腔11252通过第一进风口115和第一出风口116与外界环境相连通,热交换装置131用于与内循环腔11251内的空气进行热交换,以降低容置腔111内的空气温度,进而为容置腔111内的设备进行散热、冷却;
第二换热腔1126被旋转机构14分隔为相邻且相互独立的进风腔11261和出风腔11262;进风腔11261通过第二进气口1241与容置腔111连通、且通过第二进风口118与外界环境相连通;出风腔11262通过第二出气口1242与容置腔111连通、且通过第二出风口119与外界环境相连通;
新风系统形成于容置腔111和第二换热腔112,并由第二进风口118、进风腔11261、第二进气口1241、通风通道113、容置腔111、第二出气口1242、出风腔11262、第二出风口119以及风机形成。
由于上述机柜1将制冷设备13设置于第一换热腔1125,而将新风系统设置于与第一换热腔1125相互独立的第二换热腔1126中,制冷设备13和新风系统能够独立开启,也可以同时开启,机柜1控制方便。
方式三,可参考图1,换热腔112被与隔板12垂直、且背离容置腔延伸的挡板分隔为结构相同的第三换热腔和第四换热腔;
隔板12设置有第一进气口121和第一出气口122,第三换热腔和第四换热腔均能通过第一进气口121和第一出气口122与容置腔111相连通;
制冷设备13包括结构相同且能够独立控制的第一制冷设备和第二制冷设备;第一制冷设备设置于第三换热腔内;第二制冷设备设置于第四换热腔内;
第三换热腔通过相对设置于柜体11的第一进风口115和第一出风口116与外界环境相连通,第四换热腔通过相对设置于柜体11、且能开闭的第二进风口118和第二出风口119与外界环境相连通;
新风系统包括形成于容置腔111与第三换热腔的第一新风系统、和/或形成于容置腔111与第四换热腔的第二新风系统。
由于机柜1在柜体11内设置有结构相同的第三换热腔和第四换热腔,在第三换热腔内设有第一制冷设备及第一新风系统,在第四换热腔内设有第二制 冷设备及第二新风系统,因此,在第三换热腔内的第一制冷设备及第一新风系统出现故障时,机柜1可通过第四换热腔内设有的第二制冷设备及第二新风系统对容置腔111进行散热冷却,并且,当第一制冷系统或第一新风系统的散热功率不能满足容置腔111内设备的散热需求时,可以使第二制冷设备或第二新风系统进入工作状态,使总的散热功率满足机柜1的需求,因此,机柜1设置有结构相同的第三换热腔和第四换热腔时,能够进一步保证机柜1的工作可靠性。
具体地,第三换热腔112内设置有能够在水平工位和竖直工位之间转换的第一旋转机构14;其中:
第一旋转机构14位于水平工位时,第一制冷设备开启,第三换热腔112被并行排列的第一旋转机构14和第一热交换装置131分隔为相邻且相互独立的第一内循环腔1121和第一外循环腔1122,第一内循环腔1121通过第一进气口121和第一出气口122与容置腔111相连通,第一外循环腔1122通过第一进风口115和第一出风口116与外界环境相连通,第一热交换装置131用于与第一内循环腔1121内的空气进行热交换;
第一旋转机构14从水平工位转换到竖直工位时,第一制冷设备关闭,第三换热腔112被第一旋转机构14分隔为相邻且相互独立的第一进风腔1123和第一出风腔1124;第一进风腔1123通过第一进气口121与容置腔111连通、且通过第一进风口115与外界环境相连通;第一出风腔1124通过第一出气口122与容置腔111连通、且通过第一出风口116与外界环境相连通;
新风系统由第一进风口115、第一进风腔1123、第一进气口121、通风通道113、容置腔111、第一出气口122、第一出风腔1124、第一出风口116以及风机形成。
同理,第四换热腔具有与第三换热腔相同的结构。第三换热腔和第四换热腔可以并行排列于容置腔111的底部或顶部。
如图7结构所示,换热腔112的第三换热腔可以设置于容置腔111的底部,同时,第四换热腔还可以设置于容置腔111的顶部。
在上述机柜1的各种实施例的基础上,制冷设备13可以为变频空调,也可以为普通定频空调,还可以满足使用要求的其它制冷设备。
另外,本发明实施例还提供了一种机柜1的冷却控制系统,请参考图8,该冷却控制系统包括上述实施例提供的任意一种机柜1,并且,该冷却控制系 统还包括检测装置21和控制装置22;
检测装置21用于检测柜体11内外的温度信息、制冷设备13的制冷量、新风系统的换热量、柜体11内设备的发热量;
控制装置22分别与检测装置21、制冷设备13和新风系统之间信号连接,用于根据检测装置21发送的检测信号,控制制冷设备13和/或新风系统的启闭。
上述机柜1的冷却控制系统通过检测装置21检测与机柜1相关的各种参数,如:柜体11内外的温度信息、制冷设备13的制冷量、新风系统的换热量、柜体11内设备的发热量,检测装置21可以包括温度传感器、湿度传感器、电路检测装置等;并通过控制装置22接收检测装置21检测的各种参数信号,并根据接收的各种信号对制冷设备13和新风系统的启闭进行控制,以使对机柜1进行冷却,使机柜1内的设备保持在设定的工作温度。控制装置22还可以进行人机交互,通过输入/输出端口写入各种设定值。
根据检测装置21提供的各种检测信号,控制装置22对制冷设备13和新风系统实施以下控制策略:
当柜体11外的温度低于控制装置22的第一设定温度、且发热量小于换热量时,控制装置22控制制冷设备13关闭、且控制新风系统开启;
当柜体11外的温度高于第二设定温度时,控制装置22控制制冷设备13开启、且控制新风系统关闭。
并且,当柜体11外的温度低于第一设定温度、且发热量大于换热量时,或者当柜体11外的温度高于第一设定温度且低于控制装置22的第二设定温度、且发热量大于换热量时,控制装置22控制制冷设备13和新风系统同时开启。
当冷却控制系统的控制装置22控制新风系统单独开启或新风系统和制冷设备13同时开启工作的时候,通过新风系统利用外界环境空气对机柜1内的空气进行置换而实现冷却,因此,该机柜的冷却控制系统具有节能的效果。
此外,本发明实施例还提供了一种机柜1的冷却控制装置,如图9结构所示,该冷却控制装置包括获取设备41和控制设备42;
获取设备41用于获取柜体11内外的温度信息、制冷设备13的制冷量、新风系统的换热量、柜体11内设备的发热量、控制设备42的第一设定温度和第二设定温度;
当柜体11外的温度低于第一设定温度、且发热量小于换热量时,控制设备42控制制冷设备13关闭、且控制新风系统开启;
当柜体11外的温度高于第二设定温度时,控制设备42控制制冷设备13开启、且控制新风系统关闭;
当柜体11外的温度低于第一设定温度、且发热量大于换热量时,或者当柜体11外的温度高于第一设定温度且低于第二设定温度、且发热量大于换热量时,控制设备42控制制冷设备13和新风系统同时开启。
此外,本发明实施例还提供了一种采用上述实施例中的任意一种冷却控制系统的机柜1的冷却控制方法,如图10所示,该冷却控制方法包括以下步骤:
步骤S31,获取柜体11内外的温度信息、制冷设备13的制冷量、新风系统的换热量、柜体11内设备的发热量、控制装置22的第一设定温度以及第二设定温度;
步骤S32,比较柜体11外的温度与第一设定温度、柜体11外的温度与第二设定温度、制冷量与发热量、以及换热量和发热量;
步骤S33,当柜体11外的温度低于第一设定温度、且发热量小于换热量时,控制装置22控制制冷设备13关闭、且控制新风系统开启;
步骤S34,当柜体11外的温度高于第二设定温度时,控制装置22控制制冷设备13开启、且控制新风系统关闭;
步骤S35,当柜体11外的温度低于第一设定温度、且发热量大于换热量时,或者当柜体11外的温度高于第一设定温度且低于第二设定温度、且发热量大于换热量时,控制装置22控制制冷设备13和新风系统同时开启。
上述各种实施例提供的机柜1还可以用于机柜型数据中心。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

  1. 一种机柜,包括柜体以及热能管理系统;其特征在于,所述柜体内部的腔体被隔板分隔形成容置腔和换热腔;
    所述容置腔内设置有通风通道,所述隔板设置有与所述通风通道位置对应的进气口和出气口,所述通风通道通过所述进气口和出气口与所述换热腔连通;
    所述换热腔通过相对设置于所述柜体、且能开闭的进风口和出风口与外界环境相连通;
    所述热能管理系统包括设置于所述换热腔内的制冷设备、以及形成于所述容置腔和换热腔的新风系统;
    所述制冷设备包括热交换装置,所述热交换装置用于对所述容置腔进行强制冷却;
    所述新风系统用于通过外界环境空气降低所述容置腔内的空气温度。
  2. 根据权利要求1所述的机柜,其特征在于,还包括设置于所述进气口和/或所述出气口的风机。
  3. 根据权利要求2所述的机柜,其特征在于,所述换热腔内设置有能够在水平工位和竖直工位之间转换的旋转机构,其中:
    所述旋转机构位于水平工位时,所述制冷设备开启,所述换热腔被并行排列的所述旋转机构和热交换装置分隔为相邻且相互独立的内循环腔和外循环腔,所述内循环腔通过所述进气口和出气口与容置腔相连通,所述外循环腔通过所述进风口和出风口与外界环境相连通,所述热交换装置用于与所述内循环腔内的空气进行热交换;
    所述旋转机构从水平工位转换到竖直工位时,所述制冷设备关闭,所述换热腔被所述旋转机构分隔为相邻且相互独立的进风腔和出风腔;所述进风腔通过所述进气口与所述容置腔连通、且通过所述进风口与外界环境相连通;所述出风腔通过所述出气口与所述容置腔连通、且通过所述出风口与外界环境相连通;
    所述新风系统由所述进风口、进风腔、进气口、通风通道、容置腔、出气口、出风腔、出风口以及风机形成。
  4. 根据权利要求2所述的机柜,其特征在于,所述隔板包括第一隔板和第二隔板;
    所述柜体内部的腔体被所述第一隔板和第二隔板分隔形成容置腔、第一换热腔和第二换热腔;
    所述第一换热腔通过相对设置于所述柜体的第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述第二换热腔通过相对设置于所述柜体、且能开闭的第二进风口和第二出风口与外界环境相连通。
  5. 根据权利要求4所述的机柜,其特征在于,所述第一换热腔位于所述容置腔底部,所述第二换热腔位于所述容置腔顶部;
    所述制冷设备设置于所述第一换热腔内;
    所述第一隔板设置有第一进气口和第一出气口,所述第二隔板设置有第二进气口和第二出气口;
    其中:
    所述第一换热腔被热交换装置分隔为相邻且相互独立的内循环腔和外循环腔,所述内循环腔通过所述第一进气口和第二出气口与容置腔相连通,所述外循环腔通过所述第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述热交换装置用于与所述内循环腔内的空气进行热交换;
    所述第二换热腔被分隔为相邻且相互独立的进风腔和出风腔;所述进风腔通过所述第二进气口与所述容置腔连通、且通过所述第二进风口与外界环境相连通;所述出风腔通过所述第二出气口与所述容置腔连通、且通过所述第二出风口与外界环境相连通;
    所述新风系统形成于所述容置腔和所述第二换热腔,并由所述第二进风口、进风腔、第二进气口、通风通道、容置腔、第二出气口、出风腔、第二出风口以及风机形成。
  6. 根据权利要求2所述的机柜,其特征在于,所述换热腔被与所述隔板垂直、且背离所述容置腔延伸的挡板分隔为结构相同的第三换热腔和第四换热腔;
    所述隔板设置有第一进气口和第一出气口,所述第三换热腔和第四换热腔均能通过所述第一进气口和第一出气口与所述容置腔相连通;
    所述制冷设备包括结构相同且能够独立控制的第一制冷设备和第二制冷设备;所述第一制冷设备设置于所述第三换热腔内;所述第二制冷设备设置于 所述第四换热腔内;
    所述第三换热腔通过相对设置于所述柜体的第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述第四换热腔通过相对设置于所述柜体、且能开闭的第二进风口和第二出风口与外界环境相连通;
    所述新风系统包括形成于所述容置腔与所述第三换热腔的第一新风系统、和/或形成于所述容置腔与所述第四换热腔的第二新风系统。
  7. 根据权利要求6所述的机柜,其特征在于,所述第三换热腔内设置有能够在水平工位和竖直工位之间转换的第一旋转机构;其中:
    所述第一旋转机构位于水平工位时,所述第一制冷设备开启,所述第三换热腔被并行排列的所述第一旋转机构和第一热交换装置分隔为相邻且相互独立的第一内循环腔和第一外循环腔,所述第一内循环腔通过所述第一进气口和第一出气口与容置腔相连通,所述第一外循环腔通过所述第一进风口和第一出风口与外界环境相连通,所述第一热交换装置用于与所述第一内循环腔内的空气进行热交换;
    所述第一旋转机构从水平工位转换到竖直工位时,所述第一制冷设备关闭,所述第三换热腔被所述第一旋转机构分隔为相邻且相互独立的第一进风腔和第一出风腔;所述第一进风腔通过所述第一进气口与所述容置腔连通、且通过所述第一进风口与外界环境相连通;所述第一出风腔通过所述第一出气口与所述容置腔连通、且通过所述第一出风口与外界环境相连通;
    所述新风系统由所述第一进风口、第一进风腔、第一进气口、通风通道、容置腔、第一出气口、第一出风腔、第一出风口以及风机形成。
  8. 根据权利要求7所述的机柜,其特征在于,所述第一换热腔和第二换热腔并行排列于所述容置腔的底部或顶部。
  9. 根据权利要求1-8任一项所述的机柜,其特征在于,所述制冷设备为变频空调。
  10. 一种机柜的冷却控制系统,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的机柜,还包括检测装置和控制装置;
    所述检测装置用于检测柜体内外的温度信息、所述制冷设备的制冷量、所述新风系统的换热量、所述柜体内设备的发热量;
    所述控制装置分别与所述检测装置、所述制冷设备和所述新风系统之间信号连接,用于根据所述检测装置发送的检测信号,控制所述制冷设备和/或所 述新风系统的启闭。
  11. 根据权利要求10所述的冷却控制系统,其特征在于,
    当所述柜体外的温度低于所述控制装置的第一设定温度、且所述发热量小于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备关闭、且控制所述新风系统开启;
    当所述柜体外的温度高于第二设定温度时,所述控制装置控制所述制冷设备开启、且控制所述新风系统关闭。
  12. 根据权利要求11所述的冷却控制系统,其特征在于,
    当所述柜体外的温度低于第一设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,或者当所述柜体外的温度高于第一设定温度且低于所述控制装置的第二设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备和所述新风系统同时开启。
  13. 一种采用如权利要求10所述的冷却控制系统的机柜的冷却控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
    获取柜体内外的温度信息、制冷设备的制冷量、新风系统的换热量、柜体内设备的发热量、控制装置的第一设定温度以及第二设定温度;
    比较柜体外的温度与第一设定温度、柜体外的温度与第二设定温度、所述制冷量与所述发热量、以及所述换热量和所述发热量;
    当所述柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量小于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备关闭、且控制所述新风系统开启;
    当所述柜体外的温度高于所述第二设定温度时,所述控制装置控制所述制冷设备开启、且控制所述新风系统关闭;
    当所述柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,或者当所述柜体外的温度高于所述第一设定温度且低于所述第二设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,所述控制装置控制所述制冷设备和所述新风系统同时开启。
  14. 一种机柜的冷却控制装置,其特征在于,包括获取设备和控制设备;
    所述获取设备用于获取柜体内外的温度信息、制冷设备的制冷量、新风系统的换热量、柜体内设备的发热量、控制设备的第一设定温度和第二设定温度;
    当柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量小于所述换热量时,所述控制设备控制所述制冷设备关闭、且控制所述新风系统开启;
    当柜体外的温度高于所述第二设定温度时,所述控制设备控制所述制冷设备开启、且控制所述新风系统关闭;
    当柜体外的温度低于所述第一设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,或者当柜体外的温度高于所述第一设定温度且低于所述第二设定温度、且所述发热量大于所述换热量时,所述控制设备控制所述制冷设备和所述新风系统同时开启。
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