降低机房温度的系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种降低机房温度的系统。其中，该系统包括：空调；回风通道，回风通道用于使机房的热空气流回至空调；室外风通道，室外风通道用于使室外空气在室外风通道中流通；导热板，导热板设置在回风通道和室外风通道之间，导热板对回风通道内的热空气和室外风通道内的室外空气进行热交换；以及控制器，控制器用于根据预设的条件控制空调进行制冷。本发明实施例的系统，降低了机房温度，减小了机房冷负荷，减少了机械制冷运行时间，降低数据中心总体能耗，节能效果显著。
【专利说明】降低机房温度的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及机房监控【技术领域】，尤其涉及一种降低机房温度的系统。
【背景技术】
[0002]随着能源成本的不断攀升以及人们对绿色环保的重视，数据中心节能的需求越来越强烈。在保证数据中心机房IT设备安全、高性能运行的前提下，综合利用各种节能手段，提高数据中心的能源利用效率，降低PUE(Power Usage Effectiveness,评价数据中心能源效率的指标)。换言之，节能减排已成为数据中心基础设施追求的重要目标之一。
[0003]目前，现有数据中心通常采用机械制冷方式降低机房回风温度，高温回风进入精密空调，由精密空调冷却到送风状态点后由风机送至机房给IT设备降温散热。此外，采用空气侧直接进行自然冷却的系统，在数据中心也有小规模的应用，即，将室外新风处理后直接引入机房给IT设备降温散热。
[0004]然而目前现有的方式存在以下缺点，采用由精密空调完全降低机房回风温度的方式，空调系统在全年大部分时间要进行机械制冷，因此，能耗非常大；采用空气侧直接自然冷却的节能方式，由于需要将室外新风引入机房内，导致机房会受到室外污染物侵入的风险，很难保证IT设备安全、稳定的运行，并且冷却效果不好，冷却效率低。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0006]为此，本发明的目的在于提出一种降低机房温度的系统。该系统可降低机房温度，减小机房冷负荷，减少机械制冷运行时间，降低数据中心总体能耗，节能效果显著。
[0007]为了实现上述目的，本发明实施例的降低机房温度的系统，包括:空调；回风通道，所述回风通道用于使机房的热空气流回至所述空调；室外风通道，所述室外风通道用于使室外空气在所述室外风通道中流通；导热板，所述导热板设置在所述回风通道和所述室外风通道之间，所述导热板对所述回风通道内的所述热空气和所述室外风通道内的所述室外空气进行热交换；以及控制器，所述控制器用于根据预设的条件控制所述空调进行制冷。
[0008]本发明实施例的降低机房温度的系统，通过使用导热板实现了机房高温的热空气和室外低温的室外空气的间接热交换，一方面有效地利用了室外环境中室外空气的冷量，减小机械制冷设备的冷负荷，同时减少机械制冷设备的运行时间，降低数据中心的总体能耗，达到了节能减排的目的；另一方面可降低机房受到室外污染物侵入机房的风险，保证IT设备安全、稳定的运行。
[0009]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
[0011]图1是本发明一个实施例的降低机房温度的系统的流程图；
[0012]图2是本发明一个实施例的折页形导热板的结构示意图；
[0013]图3是本发明一个实施例的锯齿形导热板的结构示意图；以及
[0014]图4是本发明另一个实施例的降低机房温度的系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0016]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0017]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属【技术领域】的技术人员所理解。
[0018]下面参考附图描述本发明实施例的降低机房温度的系统。
[0019]目前，数据中心机房通常采用机械制冷方式降低机房回风通道中的热空气。然而，采用机械制冷方式需要在全年大部分时间运行机械制冷设备，因此，能耗较大，不能满足数据中心节能减排的目标。如果针对吊顶回风型的机房，可以在机房回风吊顶内安装导热板，将原有的吊顶区域分为两个部分，下半部分为空调的吊顶回风区，上半部分为室外风流动区，机房中的吊顶回风区和室外风区通过导热板间接换热，则可减小机械制冷设备冷负荷，减少机械制冷运行时间，从而降低了数据中心的总体能耗，达到了节能减排的目的。为此，本发明提出了一种降低机房温度的系统。
[0020]图1是本发明一个实施例的降低机房温度的系统的流程图。图2是本发明一个实施例的折页形导热板的结构示意图。图3是本发明一个实施例的锯齿形导热板的结构示意图。
[0021]如图1所示，降低机房温度的系统包括:空调1、回风通道2、室外风通道3、导热板
4、控制器5、电动阀6、第一风机7和高压喷雾装置8。
[0022]具体地，机房中多个机柜产生的热空气可以在空调I的风机作用下从机房中流入回风通道2，通过回风通道2流入至空调1，空调I对热空气降温，并将降温后的空气通过架空地板再送回至机房中，给机房中的多个机柜以及机柜中的IT设备降温。[0023]室外风通道3用于使室外空气在室外风通道3中流通。其中，室外风通道3可形成在机房的顶部。
[0024]导热板4设置在回风通道2和室外风通道3之间，导热板4对回风通道2内的热空气和室外风通道3内的室外空气进行热交换。其中，导热板4的材料优选的可使用导热效果较好的金属，例如，铝板、铜板等。导热板4的形状可为但不限于如图2中所示的折页形，或者如图3中所示的锯齿形。更具体地，折页形或锯齿形的导热板4可增加热空气和室外空气进行热交换的面积。也就是说，在机房的吊顶内安装导热板4，将原有的吊顶区域分为两个部分。下半部分为热空气的回风通道2，上半部分为室外空气的室外风通道3。当机房中的热空气流入至回风通道2中时，可通过导热板4与室外风通道3中流动的室外空气对热空气进行间接的换热，由此，可以降低回风通道2中热空气的温度。应当理解，本发明中的折页形或锯齿形导热板4仅是本发明实施例中的示例性说明，导热板4的形状还可为其他有利于热交换的形状。
[0025]控制器5 (图中未示出)用于根据预设的条件控制空调I进行制冷。其中，预设的条件可以是系统中默认的，也可以是管理员根据需求在系统中设置的。下述中会详细介绍控制器5控制空调I进行制冷的方式。
[0026]在本发明的一个实施例中，降低机房温度的系统还包括电动阀6。具体地，电动阀6安装在室外风通道3的进风口或出风口处，优选地，可在室外风通道3的进风口和出风口处均安装电动阀6，在夏季室外空气温度较高时，为了防止冷负荷传入机房，即室外空气的温度高于回风通道2内的热空气，控制器5可控制关闭进风口和出风口处的电动阀6。当室外空气温度低于回风通道2内的热空气时，控制器5可控制重新打开进风口和出风口处的电动阀6。
[0027]在本发明的一个实施例中，降低机房温度的系统还包括第一风机7。具体地，第一风机7安装在室外风通道3的进风口 /或出风口处，第一风机7用于将室外空气引入/或引出室外风通道3。优选地，第一风机7可安装在室外风通道3的出风口处，并且第一风机7使室外风通道3中室外空气的流动方向和回风通道2中热空气的流动方向相反。换言之，回风通道2中的热空气和室外风通道3中室外空气的走向应与导热板4中的槽道方向一致。由此，可减少空气阻力，并且通过第一风机7可以增强室外空气在室外风通道3内的流动效果，使室外空气和热空气进行热交换的效果更好。
[0028]在本发明的一个实施例中，降低机房温度的系统还包括高压喷雾装置8。具体地，高压喷雾装置8安装在室外风通道3的进风口处，高压喷雾装置8用于向室外风通道3中喷洒高压水雾。更具体地，在室外风通道3的进风口处安装高压喷雾装置8，在条件适宜时，例如室外空气的干球温度高于湿球温度时，开启高压喷雾装置8。由此，可以降低室外风通道3中室外空气的干球温度，进一步增强室外空气和热空气进行热交换的效果。
[0029]在本发明的一个实施例中，控制器5具体用于当室外空气的湿球温度低于第一预设阈值时，控制器5控制电动阀6或第一风机7开启，且控制空调I停止制冷；当室外空气的湿球温度高于/或等于第一预设阈值且低于第二预设阈值时，控制器5控制电动阀6或第一风机7开启，且控制空调I进行制冷；当室外空气的湿球温度高于/或等于第二预设阈值时，控制器5控制电动阀6或第一风机7关闭，且控制空调I进行制冷。其中，第一、二预设阈值可以是系统中默认的温度值，还可以是管理员根据不同的需求在系统中设置的温度值。例如，第一预设阈值可为20°C，第二预设阈值可为35°C。应当理解，第二预设阈值应当大于第一预设阈值。
[0030]在本发明的一个实施例中，控制器5还用于当室外空气的干球温度高于或等于第一预设阈值，且室外空气的湿球温度低于第二预设阈值时，控制器5控制高压喷雾装置8开
启O
[0031]下面举例说明一下控制器5控制系统进行降温的方式:假设机房的空调送风温度为23度，回风的热空气的温度为35度，第一预设阈值为20度，第二预设阈值为35度。控制器5可以分别根据以下的预设条件控制系统对机房进行降温:
[0032](I )、当进入室外风通道3中的室外空气的湿球温度低于20度时，控制器5控制电动阀6和第一风机7开启，且控制空调I不进行制冷，直接利用室外空气与回风通道2中的热空气进行间接换热，降低热空气的温度至设定的送风温度，然后通过空调I中的风机直接将冷却后的回风重新送入机房为IT设备降温。
[0033](2)、当进入室外风通道3中的室外空气的干球温度高于20度时，且室外空气的湿球温度低于20度时，控制器5控制电动阀6和第一风机7以及高压喷雾装置8开启，且控制空调I不进行制冷，利用室外空气的湿球温度对干球温度进行降温，增强换热效果。并且直接利用室外空气与回风通道2中的热空气进行间接换热，降低热空气的温度至设定的送风温度，然后通过空调I中的风机直接将冷却后的回风重新送入机房为IT设备降温。
[0034](3)、当进入室外风通道3中的室外空气的湿球温度高于20度且不高于35度时，控制器5控制电动阀6和第一风机7以及高压喷雾装置8开启，且控制空调I进行制冷，利用高压喷雾装置8对干球温度进行降温，增强换热效果。并且室外空气与回风通道2中的热空气进行间接换热，然后通过空调I中的冷却管进一步降低回风的温度，并在回风的温度降至送风温度后，然后通过风机将冷却后的回风重新送入机房为IT设备降温。
[0035](4)、当进入室外风通道3中的室外空气的湿球温度高于35时，控制器5控制电动阀6和第一风机7以及高压喷雾装置8关闭，也就是说，关闭室外风通道3，控制器5控制空调I进行制冷，完全通过空调I承担机房的冷负荷。
[0036]本发明实施例的降低机房温度的系统，通过使用导热板实现了机房高温的热空气和室外低温的室外空气之间的间接热交换，并且通过电动阀、第一风机，以及高压喷雾装置增强散热效果，一方面有效地利用了室外环境中室外空气的冷量，减小机械制冷设备的冷负荷，同时减少机械制冷设备的运行时间，降低数据中心的总体能耗，达到了节能减排的目的；另一方面可降低机房受到室外污染物侵入机房的风险，保证IT设备安全、稳定的运行。
[0037]在本发明另一个实施例中，室外风通道3还可以形成在机房的侧方。还可以采用换热器进行机房的热空气和室外低温空气的间接热交换。具体地，图4是本发明另一个实施例的降低机房温度的系统的结构示意图。如图4所示，降低机房温度的系统还包括:换热器9、第二风机10和第三风机11。
[0038]具体地，换热器9安装在机房的侧方，换热器9用于对回风通道2流出的热空气进行散热。其中，换热器9由多个导热管组成，导热管可以为但不限于导热效果较好的金属，例如，铝管、铜管等。
[0039]第二风机10，第二风机10安装在回风通道2的出风口处，第二风机10用于将回风通道2中的热空气引入至换热器9。[0040]第三风机11，第三风机11安装在换热器9的上方，第三风机11用于将换热器9周边的室外空气排出。具体地，回风通道2中的热空气可通过第二风机10弓丨入至换热器9中。室外空气在垂直于换热器9的导热管的方向上，通过第三风机11自下而上的流动。导热管中的热空气和导热管外的室外空气间接进行热交换，降低热空气的温度，再由空调I将处理后的热空气处理到预设的温度的回风重新送入机房为IT设备降温。
[0041]应当理解，本发明实施例中的系统也是可以通过电动阀和高压喷雾装置增强散热效果，并且电动阀和高压喷雾装置的安装位置和工作方式，以及控制器控制电动阀、第二风机、第三风机以及高压喷雾装置的工作方式均可以参考前一个实施例中的方式，此处不再赘述。
[0042]本发明实施例的降低机房温度的系统，通过使用换热器，将回风通道中的热空气引入至换热器中与室外空气进行间接换热，充分利用了室外免费的冷源，一方面可减小机械制冷设备冷负荷，减少机械制冷运行时间，降低数据中心的总体能耗，达到了节能减排的目的。另一方面可同时降低机房受到室外污染物侵入的风险，保证IT设备安全、稳定的运行。
[0043]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0044]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0045]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种降低机房温度的系统,其特征在于,包括: 空调； 回风通道，所述回风通道用于使机房的热空气流回至所述空调； 室外风通道，所述室外风通道用于使室外空气在所述室外风通道中流通； 导热板，所述导热板设置在所述回风通道和所述室外风通道之间，所述导热板对所述回风通道内的所述热空气和所述室外风通道内的所述室外空气进行热交换；以及控制器，所述控制器用于根据预设的条件控制所述空调进行制冷。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 电动阀，所述电动阀安装在所述室外风通道的进风口或出风口处，所述电动阀用于打开/或关闭室外风通道。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 第一风机，所述第一风机安装在所述室外风通道的进风口 /或出风口处，所述第一风机用于将所述室外空气引入/或引出所述室外风通道。
4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述控制器具体用于: 当所述室外空气的湿球温度低于第一预设阈值时，所述控制器控制所述电动阀或所述第一风机开启，且控制所述空调停止制冷； 当所述室外空气的湿球温度高于/或等于第一预设阈值且低于第二预设阈值时，所述控制器控制所述电动阀或所述第一风机开启，且控制所述空调进行制冷；以及 当所述室外空气的湿球温度高于/或等于第二预设阈值时，所述控制器控制所述电动阀或所述第一风机关闭，且控制所述空调进行制冷。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括: 高压喷雾装置，所述高压喷雾装置安装在所述室外风通道的进风口处，所述高压喷雾装置用于向所述室外风通道中喷洒高压水雾。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器具体用于: 当所述室外空气的干球温度高于或等于所述第一预设阈值，且所述室外空气的湿球温度低于所述第二预设阈值时，所述控制器控制所述高压喷雾装置开启。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一风机使所述室外风通道中室外空气的流动方向和所述回风通道中热空气的流动方向相反。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导热板的形状为折页形或锯齿形。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述室外风通道形成在所述机房的顶部。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述室外风通道形成在所述机房的侧方。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括: 换热器，所述换热器安装在所述机房的侧方，所述换热器用于对所述回风通道流出的热空气进行散热。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括: 第二风机，所述第二风机安装在所述回风通道的出风口处，所述第二风机用于将所述回风通道中的热空气引入至所述换热器。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括: 第三风机，所述第三风机 安装在所述换热器的上方，所述第三风机用于将所述换热器周边的室外空气排出。
【文档编号】F24F7/007GK103615780SQ201310606934
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】周天宇, 李代程, 王智华 申请人:北京百度网讯科技有限公司