機房設備的送風控制方法
2023-06-24 19:34:01 1
專利名稱：機房設備的送風控制方法
技術領域：
本發明涉及自動化溫度控制，特別是指一種機房設備的送風控制方法。
背景技術：
隨著網際網路技術和通信行業的發展，各數據中心、通信中心的密度不斷隨著業務 的擴展而增加，但由於以前的機房建設有很多的缺陷，不能滿足現代通信中心、數據中心機 房的發展要求，出現了很多問題，局部過熱、能耗高、機房密度低這些問題是原來(2009年 以前)設計機房的通病，直接制約了機房的發展，尤其是能耗高最為突出。據統計，我國現在是僅次於美國的第二大能源消費國，但同時我國的能源利用率 很低，浪費能源的現象十分嚴重。「節約能源、保護環境」已是各級政府工作之重點。許多城 市和地區已經採取措施，如利用峰谷用電等。然而，節能不僅是各級政府的事，而且是全民 的事，各企業更責無旁貸。近幾年來，隨著信息技術的普及，數據中心的IT設備數量增長加速；同時，電力價 格持續上升並且供應越來越緊張，數據中心面臨不斷擴容的壓力和不斷增長的電能消耗， 節電成為全球數據中心管理者共同關注的話題。現在各IT企業每年在用電成本上的花費 將大於當年在硬體設備上的投資。面對如此嚴峻的形勢，建立一個節電、環保的數據中心自 然成為很多數據中心管理者的重點工作之一。目前的機房的冷卻系統主要是通過在機房的頂部安裝空調系統，將冷氣從上直下 接入到機房設備中，其系統結構如圖1所示，這種方式能源消耗較大，並且溫度控制不夠準確。
發明內容
有鑑於此，本發明在於提供一種機房設備的送風控制方法，以解決上市機房能源 消耗大，溫度控制不準確的問題。本發明提供一種機房設備的送風控制方法，包括接收機櫃內進風口、排風口的溫度傳感器的感應值；接收機櫃內設備運行電流傳感器的電流值。將所述感應值、電流值與預先設定的計算公式進行計算，根據計算值獲得相應的 風量調節值；根據所述調節值控制所述進風口處的風扇轉速，調節進風量；其中，所述機櫃的櫃門連接有構成氣流循環空間的冷池櫃體；所述冷池櫃體包括 設置在所述冷池櫃體頂部和底部的進風、排風氣道、可調節風量的風扇模塊。優選地，還包括將所述感應值與報警閾值進行比較，當所述感應值高於報警閾值時，發出報警信號。優選地，還包括
按照預定的時間間隔檢測機櫃內的溫度值、電流值、所需風量值；將所述溫度值、電流值、所需風量值傳輸到中心控制系統。優選地，所述中心控制系統將接收到的機櫃內的溫度值、機櫃運行電流值、機櫃所需風量 值及自身測量的溫度值和運行功率值通過設定的計算公式進行計算；根據計算後的數據， 控制所述進風氣道所連接的空調的開啟或關閉狀態、調節總風量和總製冷量。優選地，在所述冷池櫃體的上方連接空調送風系統位置處，所述冷池櫃體的上方 安裝有送風模塊，在機櫃內安裝送風控制器。優選地，在所述下進風系統連接所述冷池櫃體內的底部地板位置處，安裝有送風 模塊，在機櫃內安裝送風控制器。優選地，所述送風模塊包括多個風扇和通過功率變化調節每個風扇的轉速的風扇 模塊；所述送風控制器包括接收溫度傳感器的溫度值和機櫃運行電流傳感器的電流值的控制晶片，所述控制 晶片通過所述調節值調節所述風扇模塊的功率，控制所述進風口處的風扇轉速，調節所述
進風量。本發明具有以下技術效果由於採用了上述的控制方法，通過機櫃內的測量溫度與預定溫度值進行比較，按 照比較結果調節進風量，從而精確控制機櫃內的溫度。中心控制系統通過收集各送風控制 器的運行電流、所需風量和測量的機房溫度和機房運行功率的結果與預定的溫度值進行比 較，從而調節空調的總製冷量和風量。從而影響機櫃內溫度的調節。
圖1是現有的溫度調節系統的結構圖；圖2是送風控制器的原理結構示意圖；圖3是本發明實施例的方法流程圖；圖4是冷池櫃體與機房設備安裝的示意5是風扇模塊的示意圖；圖6是下送風機房系統的示意圖；圖7是上送風機房系統的示意圖；圖8是智能送風地板的示意圖；圖9是下送風智能送風機櫃的示意圖；圖10是上送風智能送風機櫃的示意圖；圖11是中心控制系統的原理結構示意圖。
具體實施例方式為清楚說明本發明中的方案，下面給出優選的實施例詳細說明。本發明的實施例中的送風調節系統包括冷池系統、送風控制系統、中心控制系統 組成。
本發明在機柜上安裝送風控制器，調節機櫃內的溫度；並且送風控制器連接中心 控制系統，通過中心控制系統調節整個機房的空調的總風量和總製冷量。下面通過附圖詳 細說明。本發明的方法的送風控制器按2U機箱設計，可直接安裝在所控制機櫃(或近鄰機 櫃)中的空位上。送風控制器可按照圖2所示的邏輯框圖組建並運轉。在機房內伺服器機 櫃的進風口安裝1個溫度傳器、機櫃設備的排風口安裝多個溫度傳感器，並在有條件的機 櫃安裝電流傳感器，送風控制器內的控制晶片實時檢測機房內機櫃的進、出風溫度和整個 機櫃的電流值；根據以上檢測的數據變化調節每個機櫃的送風量，滿足伺服器機櫃的散熱 要求，避免局部溫度過高，最後將所有數據傳至中心控制系統。送風控制系統安裝以下步驟進行調節，參見圖3 S31 接收機櫃內進風口、排風口的溫度傳感器的感應值，接收機櫃運行電流的電 流值；S32:將所述感應值、電流值與預先設定的計算公式進行計算，根據計算值獲得相 應的風量調節值；S33 根據所述調節值控制所述進風口處的風扇模塊的風扇轉速，調節進風量；其中，所述機櫃的櫃門連接有構成氣流循環空間的冷池櫃體；所述冷池櫃體包括 設置在所述冷池櫃體頂部和底部的進風道。優選地，還可將所述感應值與報警閾值進行比較，當所述感應值高於報警閾值時， 發出報警信號。送風控制器控制對機櫃溫度的控制方法，可應用到採用冷池技術的機房中，參見 圖4，採用冷池技術將機房的冷熱風分隔，冷池為了保溫採用雙層玻璃、鋁合金框架、推拉門 設計，高、寬與機架相同(包含底座)，厚度根據機櫃運行功率的大小設計在20 80CM之 間。對於上送風系統，將通過送風風道將冷風輸送到冷池上方的進風口處給機櫃送 風；對於下送風系統，直接通過地板下的送風風道(或叫靜壓箱)在冷池下開口給機 櫃送風； 系統對上送風機房和下送風機房都適用。為了不佔用維護空間採用了推拉門設計，當需維護時可將推拉門向兩邊推開或卸 掉推拉門不會影響旁邊的操作；由於採用玻璃門使維護人員可清楚地看到設備運行指示燈，減輕了維護人員的維 護強度。冷風通過安放在出風口處的風扇模塊按需要的風量給冷池送風。風扇模塊由風扇組和導風百葉組成，參見圖5，風扇組由1 8個風扇組成，風量的 控制是由送風控制器控制風扇的轉速或開啟風扇的數量來完成。為減少機架之間的影響每個機架之間加裝隔板，在維修時可拆卸方便維修。為減少冷風的流失在機架上的空位加裝盲板。下送風機房系統通過地板下的空間做為主風道，將冷風直接輸送到冷池下方進風 口處；如圖6所示。
5
經過冷卻設備後的熱風通過機房空間傳回機房空調的迴風口再製冷後又通過地 板下空間傳給冷池。上送風機房系統通過密封機房空調出風口通過主風道傳送到個支風道，再通過引 風道將冷風輸送到冷池上方的進風口處；如圖7所示經過冷卻設備後的熱風通過機房空間傳回機房空調的迴風口再製冷後又通過風 道傳給冷池。對於新機房，還可採用智能送風地板和智能送風機櫃。參見圖8，智能送風地板可直接代替機房地板放在機櫃的進風口處，地板帶有送風 控制系統和風扇模塊系統，風量的控制是由送風控制器控制風扇的轉速或開啟風扇的數量
來完成。下送風智能機櫃的示意圖可參見圖9，送風模塊安裝在智能送風機櫃前進風風道 的下方，地板開孔作為進風口，通過由送風控制器控制的風扇模塊調節冷風量給設備冷卻， 為了減少機房的熱量熱風可通過選裝的迴風風道直接送到空調間；若沒有選裝迴風風道則 熱風通過機房空間輸送到空調迴風口處。上送風智能送風機櫃的示意圖可參見圖10，送風模塊安裝在智能送風機櫃前進風 風道的上方，冷風通過主風道、支風道、引風道直接引到智能送風機櫃的送風口處，通過由 送風控制器控制的風扇模塊調節冷風量給設備冷卻，熱風通過機房空間輸送到空調迴風口 處。上述的送風模塊包括多個風扇和通過功率變化調節每個風扇的轉速、開啟、關閉 風扇數量的風扇模塊；上述的送風控制器包括接收溫度傳感器的溫度值和機櫃電流的電流值的控制晶片，所述控制晶片通過所 述調節值調節所述風扇模塊的功率，控制所述進風口處的風扇轉速，調節所述進風量。上面詳細說明了機櫃的送風控制，本發明的方法還包括將機櫃的微環境數據傳送到中心控制系統，包括溫度值、溼度值、電流值等數據。中心控制系統通過收集各送風控制器的運行電流、所需風量和測量的機房溫度、 機房運行功率的數值通過設定的計算公式計算機房所需的總風量和總製冷量。根據計算後的數據，控制所述進風氣道所連接的空調的開啟或關閉狀態、調節總 風量和總製冷量。中心控制系統的工作示意圖可參見圖11，中心控制系統將收集到的所有數據和自 己監測到的機房運行總功率、溫度、溼度、靜壓等數據進行計算、比較，最後按需要決定開啟 機房空調的數量，保證機房設備的正常運行。由於本發明只控制空調的開啟狀態並不改變空調的工況，所以對空調的原設計功 能沒有任何改變保證了空調的製冷量。本發明具有以下技術效果1、由於採用了實時地檢測各機櫃的發熱情況並根據實際要求向機櫃送風，從而通 過本發明的技術對機房的整改後的老舊機房和使用本發明的技術建立的新機房首先徹底 地解決了局部過熱的問題；2、通過使用本發明解決了局部過熱問題使機櫃能夠大大增加設備的容積率，可以將機櫃的中設備容量2KW增加到IOKW以上，相當於增加了原來的機房的使用率，從而大大 減少了機房建設費用；3、使用本發明能將機房的空調能耗下降30 60%，徹底解決機房能耗高的問題。對數據中心和通信中心的設備的環境要求也就是對空調設備迴風口的設計要求， 機房環境要求為22°C 士2°C，在沒有使用本發明時機房要達到此要求是通過空調吹出的冷 風與機房內的熱風混合後才能達到要求，但此時我們設定空調的迴風溫度是22°C 士2°C， 這樣空調在測得迴風溫度大於24°C時開啟製冷壓縮機，到溫度小於20°C時關閉壓縮機，由 於機房空調的蒸發溫度一般在8 10°C (以下按8°C計算)，所以開啟壓縮機製冷後空調機 的出風溫度就在12 16°C，又由於冷風不能均勻分配到機房的各個部位，這樣就可能導致 有的地方過冷有的地方過熱，使空調也可能有的製冷有的加熱，造成大量的浪費使機房空 調的能耗過高。採用本發明可使冷熱風分離，可將經空調製冷的冷風直接送到機櫃設備的進風 口，我們只要將機櫃微環境達到設備需要的設計溫度就可以滿足設備需要，這樣就不需要 對整個大環境都要做到22°C 士2°C了，由於機房空調的蒸發溫度是8°C，按理想狀態我們就 可以提高空調的迴風溫度8°C，將迴風溫度由22°C 士2°C調高到30°C 士2°C從而達到了節能 的目的。4、首先使空調作用的範圍由大環境變成微環境裡，減少了空調的負擔。5、由於提高了機房大環境溫度，減少機房外的熱輻射、增大了機房外的冷輻射。6、由於提高了機房空調的迴風溫度，則增加了機房空調的製冷效率，據專家測算 空調迴風溫度每增加l°c，空調的製冷效率增加3%。7、由於採用了中心集中控制和定點控制系統，使機房各點的溫度基本平衡，不會 產生局部過熱局部過冷得現象，可以按需要對機房空調地開啟進行精確調整，避免了開啟 過多機房空調的現象減少了不必要的浪費。對於本發明各個實施例中所闡述的系統，凡在本發明的精神和原則之內，所作的 任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種機房設備的送風控制方法，其特徵在於，包括送風控制器接收機櫃內進風口、排風口的溫度傳感器、機櫃運行電流的感應值；將所述感應值與預先設定的計算值進行計算，根據計算值獲得相應的風量調節值；根據所述調節值控制所述進風口處風扇模塊的風扇的數量和轉速，調節進風量；其中，所述機櫃的櫃門連接有構成氣流循環空間的冷池櫃體；所述冷池櫃體包括設置 在所述冷池櫃體頂部和底部的進風氣道和風扇模塊。
2.根據權利要求1所述的送風控制方法，其特徵在於，還包括將所述感應值與報警閾值進行比較，當所述感應值高於報警閾值時，發出報警信號。
3.根據權利要求1所述的送風控制方法，其特徵在於，在所述冷池櫃體的上方連接空 調送風系統位置處，所述冷池櫃體的上方安裝有送風模塊，在機櫃中安裝送風控制器。
4.根據權利要求1所述的送風控制方法，其特徵在於，在所述下進風送風系統連接所 述冷池櫃體內的底部地板位置處，安裝有送風模塊，在機櫃中安裝送風控制器。
5.根據權利要求3或4所述的送風控制方法，其特徵在於，所述送風模塊包括多個風扇 和通過功率變化調節每個風扇的轉速的風扇模塊；所述送風控制器包括接收溫度傳感器的溫度值和接收機櫃運行電流傳感器的電流值的控制晶片，所述控制 晶片通過所述調節值調節所述風扇模塊的功率，控制所述進風口處的風扇轉速和數量，調 節所述進風量。
6.根據權利要求1所述的送風控制方法，其特徵在於，還包括按照預定的時間間隔檢 測機櫃內的溫度值、電流值和所需風量；將所述溫度值、電流值、所需風量值傳輸到中心控 制系統。
7.根據權利要求6所述的中心控制系統，其特徵在於，所述中心控制系統將接收到的所有機櫃內的溫度值、電流值、所需風量值及自身測量 的溫度值、電流值與預定的閾值進行比較；根據比較後的差值，調節所述進風氣道所連接的空調的總風量和總製冷量。
全文摘要
本發明公開了一種機房設備的送風控制方法，包括送風控制器接收機櫃內進風和排風口的溫度傳感器的感應值、接收的機櫃內運行電流的感應值；將所述感應值與預先設定的計算公式進行計算，根據計算值獲得相應的風量調節值；根據所述調節值控制所述進風口處的風扇數量和轉速，調節進風量；其中，所述機櫃的櫃門連接有構成氣流循環空間的冷池櫃體；所述冷池櫃體包括設置在所述冷池櫃體頂部或底部的進風氣道及調節風量的風扇模塊。所述中心控制系統將接收到的所有機櫃內的溫度值、機櫃運行電流值、機櫃所需風量值及自身測量的溫度值和運行功率值與設定的計算公式進行計算，控制所述進風氣道所連接的空調的開啟或關閉狀態、調節總風量和總製冷量。
文檔編號F24F11/00GK102116517SQ20111006646
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月21日 優先權日2011年3月21日
發明者潘華建, 田松林, 穆易楠 申請人:北京東方新旭科技發展有限公司