专利名称：机柜的节能改造方法及节能改造后的机柜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机柜系统散热领域，具体地说是一种机柜的节能改造方法及节能改造后的机柜装置。
背景技术：
随着信息化时代的到来，越来越多的互联网数据中心(简称IDC)建立。传统技术中，为解决机房内的通信设备的散热，采用了大型精密空调对机房内的整体环境进行降温，空调冷量功率是按照整个机房的面积及设备总功率来配置的，通过降低机房的环境温度，达到机柜内设备正常工作的温度条件。这种方式，使得空调的冷量很大程度上消耗在与机柜内部设备无关的、机房的建筑维护空间结构中，冷却能耗大，效率低。这与国家节能减排的政策不相符合。
但是，IDC机房一旦建立，由于工作的需要，通信设备需要进行持续的工作，无法全部停机进行更换机柜，这样，如果在不停止通信设备工作的前提下，如何对机柜的散热送冷实现能耗降低，提出了新的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，在不停止通信的设备工作的前提下，提供一种安全快捷的机柜的节能改造方法。为此，本发明采用以下技术方案一种机柜的节能改造方法，包括以下步骤将装有处于工作状态的设备的机柜的盖板拆卸，得到两相对的空门框架；将送风模块主体安装于其中一空门框架，把回风模块主体安装于另外一空门框架，形成密闭的机柜；将送风模块主体经由送风通道连通至制冷器，将回风模块主体经由通风管连通至制冷器，使得制冷器的冷气流借由送风通道和通风管在送风模块主体、机柜本体内和回风模块主体形成封闭的循环流动。作为优选的实施例,所述机柜为长方体，具有上盖板、下盖板、左盖板、右盖板、前盖板和后盖板，被拆卸的盖板为前盖板和后盖板。作为优选的实施例，在将所述送风模块主体安装于其中一所述空门框架之前，还具有将辅助结构件安装于所述空门框架上的步骤。作为优选的实施例，在将所述回风模块主体安装于其中一所述空门框架之前，还具有将辅助结构件安装于另一所述空门框架上的步骤。作为优选的实施例，将所述送风模块主体安装于其中一所述空门框架，包括将送风模块主体安装于固定连接件上；将所述回风模块主体安装于其中另一所述空门框架，也包括将送风模块主体安装于所述固定连接件上，所述固定连接件横跨机柜本体将送风模块主体和回风模块主体固定为一体。作为优选的实施例，所述机柜的数量为两个或两个以上，所述送风模块主体和所述回风模块主体的数量也为两个或两个以上，且每一机柜对应一所述送风模块主体和一所述回风模块主体，所述通风管包括主通风管和若干分支通风管，每一分支通风管对应连接一机柜，分支通风管的气流汇集于主通风管，再通过混流均压箱传输至制冷器。作为优选的实施例，所述机柜本体内设有温度传感器，通风管连接于机柜的位置安装有回风风阀，所述回风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的回风进行调节。作为优选的实施例，所述机柜本体内设有温度传感器，送风模块主体的下端安装有送风风阀，所述送风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的送风进行调节。作为优选的实施例，所述机柜本体内设有多个温度传感器,对应机柜本体内的多个设备，所述机柜内设置导流板，根据在不同位置的温度传感器测量的数据，导流板对机柜内局部的风量进行调节。作为优选的实施例，所述送风通道是指机房的建筑地板与支撑机柜本体的结构地板之间的架空空间。
本发明的另一目的是提供一种高效、安全的节能改造后的机柜装置。为实现此目的，本发明提供一种节能改造后的机柜装置，用于数据中心的机房，包括机柜本体，具有相对的空门框架；送风模块主体，安装于其中一空门框架；回风模块主体，安装于另外一空门框架；制冷器；送风通道，连通于所述送风模块主体和制冷器；通风管，连通回风模块主体与制冷器；其中，制冷器制造的冷气流在制冷器、送风通道、送风模块主体、机柜本体、回风模块主体和通风管内形成封闭的循环流动。作为优选的实施例，进一步包括混流均压箱，通风管连通回风模块主体、混流均压箱与制冷器。作为优选的实施例，所述送风模块主体与机柜本体之间，或者所述回风模块主体与机柜本体之间还设有辅助结构件。作为优选的实施例，进一步包括固定连接件，固定连接件安装于送风模块主体和回风模块主体上，且固定连接件跨越机柜本体以将送风模块主体和回风模块主体组成一体。作为优选的实施例，所述机柜本体内设有温度传感器，通风管连接于机柜的位置安装有回风风阀，所述回风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的回风进行调节。作为优选的实施例，所述机柜本体内设有温度传感器，送风模块主体与送风通道连接位置安装有送风风阀，所述送风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的送风进行调节。作为优选的实施例，所述机柜本体内设有多个温度传感器,对应机柜本体内的多个设备，所述机柜内设置导流板，根据在机柜内不同位置的温度传感器测量的数据，导流板对机柜内局部的送风风量进行调节。作为优选的实施例，所述送风通道是指机房的建筑地板与支撑机柜本体的结构地板之间的架空空间。作为优选的实施例，所述节能改造后的机柜装置进一步包括智能模块，且所述机柜本体内设有温度传感器，智能模块用于处理温度传感器传递的数据，并根据温度传感器的数据控制送风风阀以调节风量。
作为优选的实施例，包括所述机柜内设置有导流板，智能模块处理温度传感器传递的信号，并根据温度传感器的数据控制导流板以调节柜内局部风量。作为优选的实施例，包括所述回风模块主体内与通风管连接之处设有回风风阀，智能模块处理温度传感器传递的数据，并根据温度传感器的数据控制回风风阀以调节风量。作为优选的实施例，所述智能模块通过人机界面，显示各个机柜的温度湿度和警告信息，并可输出运行日志报表和警告日志报表。本发明的节能改造送冷机柜的方法，通过简捷的拆卸传统的机柜的盖板，将送风模块主体和回风模块主体安装于机柜本体，形成密闭的机柜，经由封闭通风管、送风通道形成循环气流，这样，不需要对机房内的用于通信的设备停机，有利于快速安全的改造传统的在线运行机房，使得原有的机柜内设备在保障快速冷却的同时高效降低能耗，达到节能减排的效果。
图I为本发明的一个实施例的节能机柜的组装 图2为本发明的一个实施例的节能改造后的机柜装置的工作原理 图3为本发明的一个实施例的节能改造后的机柜装置的局部工作流程模块图。附图标号说明
建筑地板Ia结构地板Ib架空空间Ic
机柜本体100盖板2a空门框架2c
辅助结构件200安装螺孔3a螺销孔3b
送风模块主体300回风模块主体400
壁板4螺销件4a
固定连接件5制冷器6
送风风阀7回风风阀8
主通风管9分支通风管10。
具体实施例方式下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行进一步的详细说明。如图I、图2所示，本发明一个实施例的送冷机柜的节能改造方法是对现有的机柜的改造。传统的机柜，并排地落地放置，外形大部分为长方体，由框架和盖板2a组成，具有上盖板、下盖板、左盖板、右盖板、前盖板和后盖板，前盖板和后盖板容易拆卸。机房的建筑地板Ia与支撑机柜本体100的结构地板Ib之间形成架空空间lc，架空空间Ic也被称之为风库。在不影响在IDC机房设备在线正常工作的前提下，实现节能改造，采取以下步骤 一、将机柜的盖板2a拆卸，得到两相对的空门框架2c。由于现有的机柜的盖板2a是通过机械连接方式安装在框架上的，通过解除其机械连接，将机柜的相对的两个盖板2a拆卸下来，比如左右两侧的盖板如果是固定的，那么将前、后盖板拆卸下来，得到两个相对的空门框架2c，在此，将拆卸了盖板2a的机柜称之为机柜本体100。这里的空门框架2c是指机柜框架的部分结构框架。
二、将辅助结构件200安装于两相对的空门框架2c上。辅助结构件200，为中空框体，双面具有起缓冲和封闭作用的弹性层。当然辅助结构件200的尺寸与框架相适应。两辅助结构件200分别安装于两相对的空门框架2c上，安装固定的方法可以采用机械连接等方式，比如在辅助结构件200上预留安装螺孔3a，辅助结构件200上还预留了可调螺销孔3b，螺孔3a位于辅助结构件200的边角位置。三、将送风模块主体300安装于其中一空门框架2c，且把回风模块主体400安装于另外一空门框架2c，形成密闭的机柜。送风模块主体300和回风模块主体400，外形为长方体，但只有五面壁板4(送风模块主体300具有可活动拆卸的透明的前壁板)，面对空门框架2c的一面没有壁板，送风模块主体300和回风模块主体400的上、下壁板均设有螺销件4a，螺销件4a配合辅助结构件200的螺销孔3b，从而，辅助结构件200分别与送风模块主体300、回风模块主体400固定连接。机柜本体100的上、下端分别具有两长条状的固定连接件5，固定连接件5上设有定位孔，定位孔配合辅助结构件200上的安装螺孔3a，通过螺钉/螺丝固定连接，这样， 固定连接件5横跨机柜本体100，使得送风模块主体300和回风模块主体400固定于机柜本体100上，组装为一体。这里所说的机柜本体100，是指尚未安装送风模块主体300，也未安装回风模块主体400的具有空门框架2c的机柜。送风模块主体300具有门的功能，其前壁板为透明，可观看到柜内设备；通过机械连接实现可活动拆卸的功能。四、将送风模块主体300通过送风通道连通至制冷器6，将回风模块主体400经由通风管连通至制冷器6，使得制冷器6的冷气流，借由送风通道、通风管在送风模块主体300、机柜本体100内和回风模块主体400形成封闭的循环流动。此处所述的送风通道是指机房的建筑地板Ia与支撑机柜本体100的结构地板Ib之间的架空空间lc，当然如果用普通管道作为送风通道，也是能够实现本发明的目的。通风管，主要用于回风，包括主通风管和分支通风管。在本实施例中，制冷器6可以采用空调机，或者液冷系统等；作为更优选的方案是，制冷器6采用恒温恒湿空调机。送风模块主体300的下端具有智能控制的送风风机(未图示)，送风风机的上方或者下方设置有送风风阀7，制冷器6送出的冷气流运动方向为制冷器6 ->结构地板Ib下方的风库(即送风通道)一〉送风模块主体一〉机柜本体100 —〉回风模块主体400 —>分支通风管10—〉混流均压箱一〉主通风管9 ->制冷器6，回风模块主体400的上端设有智能控制的回风风机(未图示)，回风风机的上方或者下方设置有回风风阀8。在本实施例中，机柜本体100、送风模块主体300和回风模块主体400的数量均为两个或两个以上，且每一机柜本体100对应一所述送风模块主体300和一所述回风模块主体400。通风管包括主通风管9和若干分支通风管10，每一分支通风管10对应连接一机柜，分支通风管10的气流汇集于主通风管9，混流均压箱(未图示)设置在主通风管9路径上，气流经过混流均压箱后再由主通风管9输送至制冷器6。混流均压箱主要作用是汇集、分配及均衡气压，使得冷气流的循环更加顺畅。如果机柜是呈矩阵排列的，那么每排机柜共用一条主通风管9，这些主通风管9又集合于纵向的主通风管9，将气流输送至制冷器6。制冷器6输出的冷风送入建筑地板Ia与用于支撑机柜的结构板之间的空间，即地板下方架空的空间内(即送风通道)，架空空间Ic的冷气流从下方送入送风模块主体300。回风模块主体400的气流经由分支通风管10传送至主通风管9。整个气流的运动为下送上回，气流方向如图2的箭头方向。改造后的机柜装置(即安装有送风模块主体300、回风模块主体400)、地板上方的架空空间Ic和制冷器6形成一个封闭的系统，使得制冷器6的能耗都用于机柜内部设备的散热，提高了冷却效率，节约能源；同时延长设备的使用寿命。所述机柜本体100内设有多个温度传感器、湿度传感器(未图示)，对应机柜本体100内的多个设备，分支通风管10连接于机柜的位置安装有回风风阀8，所述回风风阀8根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的排风进行调节。所述机柜本体100内设有温度传感器，送风模块主体300的下端安装有送风风阀7，所述送风风阀7根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的送风进行调节。所述机柜内设置导流板(未图示)，根据在不同位置的温度传感器测量的数据，导流板对机柜内局部的送回风量进行调节。如图3所示，改造后的节能机柜的控制流程为(a)当机柜内部的温度值通过对应 的温度传感器/湿度传感器(或者温湿传感器)将温度或/和湿度数据传给控制智能模块；(b)智能模块接收数据后，分析下一步的动作行为，并产生控制信号给相应的送风风阀7和/或回风风阀8 ; (c)送风风阀7和/或回风风阀8根据控制信号，动态调节送风和/或回风量，使得机柜内的温度保持在一合理的范围内。其中，智能模块包括控制器、判断器和信号触发器，控制器用于收集温度传感器传递来的温度信息，并对此信息进行编译后传递给判断器，由判断器根据经由控制器编译之后的信息判断机柜内部的温度，并确定下一步需要采取的动作行为，并将此动作行为传递给送风风阀7和/或回风风阀8，从而调节送风和/或回风量。在上述流程中，可以制定机柜内的一个主要的温度传感器作为机柜内整体温度的依据，传递给智能模块；也可以将机柜内的多个温度传感器的温度值加权平均后得到的温度值作为机柜内整体温度的依据。当机柜内部放置的多个设备各有对应的温度传感器时，为了更精确的控制每个设备的温度，防止局部过热的发生，智能模块可以对一个机柜内的各个温度传感器传递的温度值进行收集、判断和分析，然后将控制信号传递给导流板，导流板具有如同百叶窗的扇叶，各扇叶对应不同的设备，通过调整各扇叶的开启角度，对特定的设备进行冷却。为了进一步增强机柜的安全性能，在回风模块主体400内或机柜本体100的外部可安装灭火气体瓶，在机柜本体100内安装烟雾传感器。一旦机柜内的烟雾超过预定值，烟雾传感器将信号传递给智能模块以开启灭火气体瓶的灭火阀；向机柜内部空间喷放灭火气体，对机柜进行自动灭火；同时以声光报警。为了进一步控制机柜的运行，智能模块不但接收各个机柜本体100的所有工作状态信息(比如温度、湿度)，同时也感应记录机柜的电流负载及制冷器6的运行参数以及警告信息等，实现人机互动界面及形成运行日志报表。本发明的节能改造送冷机柜的方法，研究了现有的机房的实际环境，在具备单个机柜的所有工作状态的数据传输至智能模块，同时实现人机互动、形成机柜工作日志，实现精准监控的目的；在不影响设备运行的前提下，对现有的机柜进行合理的改造，在达到节能减排的效果的同时，并可精确的对各个机柜，以及机柜内部的温度进行实时的精确调整，使得送冷系统的效率达到最大化，具显著的经济性。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种机柜的节能改造方法，包括以下步骤 将装有处于工作状态的设备的机柜的盖板拆卸，得到两相对的空门框架； 将送风模块主体安装于其中一空门框架，把回风模块主体安装于另外一空门框架，形成密闭的机柜； 将送风模块主体经由送风通道连通至制冷器，将回风模块主体经由通风管连通至制冷器，使得制冷器的冷气流借由送风通道和通风管在送风模块主体、机柜本体内和回风模块主体形成封闭的循环流动。
2.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，所述机柜为长方体，具有上盖板、下盖板、左盖板、右盖板、前盖板和后盖板，被拆卸的盖板为前盖板和后盖板。
3.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，在将所述送风模块主体安装于其中一所述空门框架之前，还具有将辅助结构件安装于所述空门框架上的步骤。
4.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，在将所述回风模块主体安装于其中一所述空门框架之前，还具有将辅助结构件安装于另一所述空门框架上的步骤。
5.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，将所述送风模块主体安装于其中一所述空门框架，包括将送风模块主体安装于固定连接件上；将所述回风模块主体安装于其中另一所述空门框架，也包括将送风模块主体安装于所述固定连接件上，所述固定连接件横跨机柜本体将送风模块主体和回风模块主体固定为一体。
6.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，所述机柜的数量为两个或两个以上，所述送风模块主体和所述回风模块主体的数量也为两个或两个以上，且每一机柜对应一所述送风模块主体和一所述回风模块主体，所述通风管包括主通风管和若干分支通风管，每一分支通风管对应连接一机柜，分支通风管的气流汇集于主通风管，再通过混流均压箱传输至制冷器。
7.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，所述机柜本体内设有温度传感器，通风管连接于机柜的位置安装有回风风阀，所述回风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的回风进行调节。
8.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，所述机柜本体内设有温度传感器，送风模块主体的下端安装有送风风阀，所述送风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的送风进行调节。
9.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，所述机柜本体内设有多个温度传感器，对应机柜本体内的多个设备，所述机柜内设置导流板，根据在不同位置的温度传感器测量的数据，导流板对机柜内局部的风量进行调节。
10.根据权利要求I所述的机柜的节能改造方法，其特征在于，所述送风通道是指机房的建筑地板与支撑机柜本体的结构地板之间的架空空间。
11.一种节能改造后的机柜装置，用于数据中心的机房，包括 机柜本体,具有两相对的空门框架； 送风模块主体，安装于其中一空门框架； 回风模块主体，安装于另外一空门框架； 制冷器；送风通道，连通于所述送风模块主体和制冷器； 通风管，连通回风模块主体与制冷器； 其中，制冷器制造的冷气流在制冷器、送风通道、送风模块主体、机柜本体、回风模块主体和通风管内形成封闭的循环流动。
12.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，进一步包括混流均压箱，通风管连通回风模块主体、混流均压箱与制冷器。
13.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，所述送风模块主体与机柜本体之间，或者所述回风模块主体与机柜本体之间还设有辅助结构件。
14.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，进一步包括固定连接件，固定连接件安装于送风模块主体和回风模块主体上，且固定连接件跨越机柜本体以将送风模块主体和回风模块主体组成一体。
15.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，所述机柜本体内设有温度传感器，通风管连接于机柜的位置安装有回风风阀，所述回风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的回风进行调节。
16.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，所述机柜本体内设有温度传感器，送风模块主体与送风通道连接位置安装有送风风阀，所述送风风阀根据温度传感器测量的数据对整个机柜内的送风进行调节。
17.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，所述机柜本体内设有多个温度传感器，对应机柜本体内的多个设备，所述机柜内设置导流板，根据在机柜内不同位置的温度传感器测量的数据，导流板对机柜内局部的送风风量进行调节。
18.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，所述送风通道是指机房的建筑地板与支撑机柜本体的结构地板之间的架空空间。
19.根据权利要求11所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，进一步包括智能模块，且所述机柜本体内设有温度传感器，智能模块用于处理温度传感器传递的数据，并根据温度传感器的数据控制送风风阀以调节风量。
20.根据权利要求19所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，包括所述机柜内设置有导流板，智能模块处理温度传感器传递的信号，并根据温度传感器的数据控制导流板以调节柜内局部风量。
21.根据权利要求19所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，包括所述回风模块主体内与通风管连接之处设有回风风阀，智能模块处理温度传感器传递的数据，并根据温度传感器的数据控制回风风阀以调节风量。
22.根据权利要求19所述的节能改造后的机柜装置，其特征在于，所述智能模块通过人机界面，显不各个机柜的温度湿度和警告信息，并可输出运行日志报表和警告日志报表。
全文摘要
本发明的机柜的节能改造方法，包括以下步骤将装有处于工作状态的设备的机柜的盖板拆卸，得到两相对的空门框架；将送风模块主体安装于其中一空门框架，把回风模块主体安装于另外一空门框架，形成密闭的机柜；将送风模块主体经由送风通道连通至制冷器，将回风模块主体经由通风管连通至制冷器，使得制冷器的冷气流借由送风通道和通风管在送风模块主体、机柜本体内和回风模块主体形成封闭的循环流动。本方法不需要对机房内的用于通信的设备停机，有利于快速安全的改造传统的在线运行机房，使得原有的机柜内设备在保障快速冷却的同时高效降低能耗，达到节能减排的效果。
文档编号H05K5/00GK102811592SQ201210299178
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年7月31日
发明者傅晓乐 申请人:广州汇安科技有限公司