一种机柜空调通风量调节装置及模块化数据中心的制作方法

文档序号:8165467
专利名称:一种机柜空调通风量调节装置及模块化数据中心的制作方法
技术领域
本实用新型涉及能源技术领域,更具体地说,涉及一种机柜空调通风量调节装置及模块化数据中心。
背景技术
随着国内信息化网络建设步伐的加快,模块化数据中心的建设从以往的大型企业、科研院所向中小机构转移,模块化数据中心得到了大力的发展应用。现有的大型模块化数据中心中,存在一种封闭冷通道或热通道的方式,以便于隔离箱体内的冷、热空气,提高制冷设备的运行效率。但在机房规模较小的情况下,无法实现单排的冷热通道隔离,同时为了配合不同的机柜产品,用于隔离冷热通道的封闭部件不通用,降低了此方案的实用性。为此,将空调布置在机柜列中的方案(即行间空调方案)应运而生,如图I所示,将机柜2与空调5在箱体I内排成一列,且机柜2的前门3与空调5的前门6朝箱体I的·同一侧,机柜2的后门4与空调5的后门7朝箱体I的同一侧,使得机柜2的前门3与相对应的箱体I侧壁形成冷空气通道9,机柜2的后门4与相对应的箱体I侧壁形成热空气通道8,使得空调5输送的冷风为机柜2进行制冷,缩短了送风距离,降低了空调5的风机功率,节约能源。在目前行间空调方案中,由于隔离了冷空气通道9和热空气通道8,使得空调5回风处于封闭空间区域,且更紧邻机柜2热空气通道8,导致空调5长期处于机柜2内服务器运行后排出的高温环境,易引起高温告警。同时,由于处于封闭空间,空调5风机运行的风量与机柜2服务器等IT设备的匹配息息相关,当服务器的风量过小或者阻力过大,将极大的降低整个系统的循环风量,造成空调5故障或停机。因此,现有的行间空调方案中,存在定功率空调难以适应动态多变的用户负荷变化、以及空调风量与服务器风量不易匹配等问题,影响空调系统的使用效果和寿命,降低了整个系统的可靠性。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种可调节模块化数据中心箱体内系统循环风量、保证空调系统正常使用的机柜空调通风量调节装置及模块化数据中心。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种机柜空调通风量调节装置,用于调节模块化数据中心箱体内冷空气通道与热空气通道之间的通风阀度,其中所述模块化数据中心箱体内的机柜与空调排成一列,所述机柜的前门与相对应的所述模块化数据中心的箱体侧壁形成所述冷空气通道,所述机柜的后门与相对应的所述模块化数据中心的箱体侧壁形成所述热空气通道;其中,所述机柜空调通风量调节装置包括设置于所述冷空气通道和所述热空气通道之间的窗体,还包括[0009]用于检测可标识所述模块化数据中心箱体内循环风量改变的环境参数的检测传感器;用于判断所述检测传感器所检测的参数信息、并根据所述参数信息产生调节所述窗体开度的控制指令的控制电路;与所述窗体驱动连接、用于根据所述控制指令驱动所述窗体运动、以调整所述冷空气通道与所述热空气通道之间通风量的输出调节器。本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述检测传感器为设置于所述模块化数据中心箱体内空调回风处、以检测所述空调回风温度值的温度传感器。本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述检测传感器为设置于所述冷空气通道或热空气通道内、以检测所述冷空气通道或热空气通道内气压的压力传感器。 本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述检测传感器为设置于所述模块化数据中心空调内、以检测所述模块化数据中心箱体内空调压缩机吸气压力的吸气压力传感器。本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述窗体包括连杆组件和百叶窗,所述连杆组件一端与所述输出调节器相连接,另一端与所述百叶窗的轴承相连接。本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述输出调节器为风阀执行器。本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述窗体设置在所述模块化数据中心的一个或多个机柜内。本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述控制电路包括用于获取所述参数信息的采集器、用于将所获取的参数信息与相应的阈值进行比较并产生比较结果的比较电路和用于根据所述比较结果产生控制所述窗体开启或关闭的控制指令的指令产生电路;其中,所述采集器的输入端与所述检测传感器的输出端连接,所述采集器的输出端与所述比较电路的输入端连接,所述比较电路的输出端与所述指令产生电路的输入端连接,所述指令产生电路的输出端与所述输出调节器连接。本实用新型所述的机柜空调通风量调节装置,其中,所述控制电路还包括连接在所述采集器和所述比较电路之间、用于对窗体进行回差控制的回差控制电路。本实用新型还提供了一种模块化数据中心,包括箱体,所述箱体内设置有排成一列的多个机柜和空调,且多个所述机柜和空调的前门朝向同一侧,所述机柜的前门与相对应的所述箱体侧壁形成所述冷空气通道,所述机柜的后门与相对应的所述模块化数据中心的箱体侧壁形成所述热空气通道;其中,还包括如前述任一项所述的机柜空调通风量调节装置,所述机柜空调通风量调节装置的窗体设置在其中一个或多个所述机柜内,并连通所述冷空气通道和所述热空气通道。本实用新型的有益效果在于通过在模块化数据中心的冷空气通道与热空气通道之间设置窗体,并采用检测传感器检测模块化数据中心箱体内环境参数,采用控制电路根据所检测到的环境参数产生控制窗体开度的控制指令,再通过输出调节器驱动窗体运动,实现冷空气通道与热空气通道之间气体流通量的调节,从而调节系统的循环风量,使得定功率空调可以适应动态多变的用户负荷变化,实现空调风量与机柜服务器风量相匹配,力口强空调系统的使用效果和寿命,提高整个模块化数据中心的可靠性。

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中图I是现有技术的模块化数据中心箱体内行间空调方案排列示意图;图2是本实用新型较佳实施例的机柜空调通风量调节装置原理框图;图3是本实用新型较佳实施例的机柜空调通风量调节装置中控制电路原理框图;图4是本实用新型较佳实施例的机柜空调通风量调节装置中窗体结构示意图;图5是本实用新型较佳实施例的机柜空调通风量调节装置中窗体开启时局部运动状态示意图;图6是本实用新型较佳实施例的机柜空调通风量调节装置中窗体关闭时局部运动状态示意图;图7是本实用新型较佳实施例的设置有机柜空调通风量调节装置的模块化数据中心结构示意图。
具体实施方式
本实用新型较佳实施例的机柜空调通风量调节装置原理如图2所示,同时参阅图7,该机柜空调通风量调节装置用于调节模块化数据中心箱体80内冷空气通道71与热空气通道72之间的通风阀度,其中模块化数据中心箱体80内的机柜50与空调60排成一列,机柜50的前门51与相对应的模块化数据中心的箱体80侧壁形成冷空气通道71,机柜50的后门52与相对应的模块化数据中心的箱体80侧壁形成热空气通道72。本实施例的机柜空调通风量调节装置包括检测传感器10、控制电路20、输出调节器30,还包括设置于冷空气通道71和热空气通道72之间的窗体40。其中,检测传感器10用于可标识模块化数据中心箱体80内循环风量改变的环境参数;控制电路20用于判断检测传感器10所检测的参数信息,并根据该参数信息产生开启或关闭窗体40的控制指令;输出调节器30与窗体40驱动连接,用于根据控制指令驱动窗体40运动,调节窗体40开度,以调整冷空气通道71与热空气通道72之间的通风量。这样通过检测传感器10检测其中一种可标识模块化数据中心箱体80内循环风量改变的参数信息,并根据该参数信息对窗体40开度进行控制,实现冷空气通道71与热空气通道72内通风量阀度的调节,从而改变系统循环风量,使得定功率空调可以适应动态多变的用户负荷变化,实现空调60风量与机柜50服务器风量相匹配,加强空调系统的使用效果和寿命,提高整个模块化数据中心的可靠性。 上述实施例中,控制电路20发送给输出调节器30的控制指令可以是不同的电压值,输出调节器30根据不同的电压值产生不同的驱动力,控制窗体40运动,从而调节冷空气通道71及热空气通道72之间的气体通量。其中,输出调节器30优选采用风阀执行器,可以是各种不同的风阀执行器,例如弹簧复位型、开关型等。输出调节器30可以是根据控制电路20输出的控制指令直接控制窗体40开启或关闭,或者可根据控制指令电压值大小变化来控制窗体40的开度大小的连续调节。上述实施例中,模块化数据中心箱体80内环境参数可以是多种不同的可标识模块化数据中心箱体80内循环风量改变的参数信息,例如空调回风温度、冷空气通道内气压和/或热空气通道内气压、空调压缩机吸气压力等等。其中,如检测到空调回风温度值过高,则表示模块化数据中心箱体80内循环风量降低;如检测到冷空气通道71内气压和/或热空气通道72内气压过高,则表示模块化数据中心箱体80内循环风量降低;如检测到空调压缩机吸气压力过大,则表示模块化数据中心箱体80内循环风量降低。在进一步的实施例中,上述机柜空调通风量调节装置中的检测传感器10为温度传感器,其设置于模块化数据中心箱体80内空调60回风处,以检测空调60回风温度值。具体地,控制电路20用于将所检测到的回风温度值与预设定的回风温度阈值相比较,在回风温度值超过回风温度阈值时,产生开启窗体40的控制指令,相反,在回风温度值回到正常值时,即低于回风温度阈值时,产生关闭窗体40的控制指令;或者产生根据回风温度值大小调节窗体40开度大小的控制指令,实现对窗体40开度的连续调节。其中,回风温度阈值可以是30°、32°、34°等等,可以根据不同模块化数据中心实际情况具体设定。在进一步的实施例中,上述机柜空调通风量调节装置中的检测传感器10为压力传感器,其设置于冷空气通道71和/或热空气通道72内、以检测冷空气通道71和/或热空·气通道72内气压。具体地,控制电路20用于将冷空气通道71和/或热空气通道72内气压与预设的气压阈值相比较,在冷空气通道71或热空气通道72内气压超过气压阈值时,产生开启窗体40的控制指令,相反,在冷空气通道71和/或热空气通道72内气压回到正常值时,产生关闭窗体40的控制指令;或者产生根据冷空气通道71和/或热空气通道72内气压大小调节窗体40开度大小的控制指令,实现对窗体40开度的连续调节。其中,预设的气压阈值可以是60pa、62pa、65pa等等,可以根据不同模块化数据中心实际情况具体设定。在进一步的实施例中,上述机柜空调通风量调节装置中的检测传感器10为吸气压力传感器,其设置于模块化数据中心空调60内、以检测模块化数据中心箱体80内空调压缩机吸气压力。具体地,控制电路20用于将模块化数据中心箱体80内空调压缩机吸气压力与预设的吸气压力阈值相比较,在空调60压缩机吸气压力大于吸气压力阈值时,产生开启窗体40的控制指令,相反,在空调压缩机吸气压力回到正常值时,产生关闭窗体40的控制指令;或者产生根据空调压缩机吸气压力大小调节窗体40开度大小的控制指令,实现对窗体40开度的连续调节。其中,预设的吸气压力阈值可以是5bar、5. 5bar、6bar等等,可以根据不同模块化数据中心实际情况具体设定。在更进一步的实施例中,如图4所示,同时参阅图5和图6,上述机柜空调通风量调节装置中的窗体40包括连杆组件42和百叶窗41,连杆组件42 —端与输出调节器30的输出端相连接,另一端与百叶窗41的轴承411相连接。百叶窗41可以设置在机柜50内,当输出调节器30通过连杆组件42控制百叶窗41轴承411转动,使得百叶窗41全部打开时,可使得冷空气通道71和热空气通道72完全连通;当百叶窗41部分打开时,可实现冷空气通道71和热空气通道72部分隔离;当百叶窗41关闭时,可实现冷空气通道71和热空气通道72完全隔离,从而实现对整个系统循环风量的调节,保护空调系统。具体地,如图5所示,当空调回风温度、冷空气通道内气压和/或热空气通道内气压、空调压缩机吸气压力中的一个或多个超过相应的阈值时,控制电路20向输出调节器30输出控制命令,使得输出调节器30 (如风阀执行器)将旋转运动传递为连杆组织42向上运动,带动百叶窗41轴承411逆时针旋转,打开百叶窗41,使得箱体80内冷空气通道71和热空气通道72导通。而且,百叶窗41的打开角度可由控制电路20根据空调回风温度、冷空气通道71内气压和/或热空气通道72内气压、空调压缩机吸气压力中的一个或多个值的大小,输出不同的控制命令来连续调节,以调节冷空气通道71和热空气通道72之间通风阀度。相反,当空调回风温度、冷空气通道内气压和/或热空气通道内气压、空调压缩机吸气压力低于相应的阈值后,通过输出调节装置30控制窗体40反向运动,实现关闭百叶窗41或减小百叶窗41开度。优选地,上述各实施例中的窗体40可设置在模块化数据中心的一个或多个机柜50内。即在一个模块化数据中心的箱体80内可根据需要设置一个或多个上述机柜空调通风量调节装置,每个机柜空调通风量调节装置可对应设置检测不同参数信息的检测传感器10,以实现对系统循环风量的快速有效调节。优选地,如图3所示,上述各实施例中的控制电路20包括采集器21、比较电路23和指令产生电路24。其中,采集器21的输入端与检测传感器10的输出端连接,采集器21的输出端与比较电路23的输入端连接,比较电路23的输出端与指令产生电路24的输入端连接,指令产生电路24的输出端与输出调节器连接。采集器21用于获取参数信息,可以采用各种传感器、或者采用各种采样电路来实现;比较电路23用于将所获取的参数信息与相·应的阈值进行比较,产生比较结果,可以采用各种比较电路实现,如滞回比较器;指令产生电路24用于根据比较结果产生控制窗体40开启或关闭的控制指令,该控制指令可以是电压值,不同的指令用不同的电压值表示。例如,当采用温度传感器作为检测传感器,采集到空调60回风温度值为33°,采集器21与检测传感器10连接,从而获取该温度值,再通过比较电路23将该温度值33°与预设的温度阈值32°进行比较,得到其大于预设温度阈值的比较结果,指令产生电路24根据该比较结果产生控制窗体40开启的控制指令,使得冷空气通道与热空气通道内气体流通量增加,从而增加系统循环风量,保证空调系统的正常运行。优选地,如图3所示,上述实施例的控制电路20还包括连接在采集器21和比较电路23之间的回差控制电路22,用于将采集器21所获取的当前参数信息与前一次获取的参数信息相比较,并在当前参数信息与前一次所获取的参数信息相差值超过预设的误差范围时,将当前参数信息发送给比较电路23 ;比较电路23再根据该当前参数信息与预设的阈值进行比较,产生相应的比较结果。这样通过采用回差控制电路22可实现对窗体40的回差控制,当所获取的参数信息在预设的误差范围内波动时,可维持窗体40的状态,以避免频繁开启窗体40。在本实用新型的另一实施例中,还提供了一种模块化数据中心,如图7所示,其包括箱体80,在箱体80内设置有排成一列的多个机柜50和空调60,且多个机柜50的前门51和空调60的前门61朝向同一侧,机柜50的后门52和空调60的后门62朝向同一侧,机柜50的前门51与相对应的模块化数据中心的箱体80侧壁形成冷空气通道71,机柜50的后门52与相对应的模块化数据中心的箱体80侧壁形成热空气通道72,还包括如前述任一实施例中所述的机柜空调通风量调节装置,其中机柜空调通风量调节装置的窗体40设置在其中一个或多个机柜50内,并连通冷空气通道71和热空气通道72。机柜空调通风量调节装置的具体结构参考前述各实施例,在此不再赘述。这样通过检测传感器40检测其中一种可标识模块化数据中心箱体80内循环风量改变的参数信息,并根据该参数信息对窗体40开度进行控制,实现冷空气通道71与热空气通道72内通风量阀度的调节,从而改变系统循环风量,使得定功率空调可以适应动态多变的用户负荷变化,实现空调60风量与机柜50服务器风量相匹配,加强空调系统的使用效果和寿命,提高整个模块化数据中心的可靠性。综上所述,本实用新型通过在模块化数据中心的冷空气通道与热空气通道之间设置窗体,并采用检测传感器检测模块化数据中心箱体内环境参数,采用控制电路根据所检测到的环境参数产生控制窗体开度的控制指令,再通过输出调节器驱动窗体运动,实现冷空气通道与热空气通道之间气体流通量的调节,从而调节系统的循环风量,使得定功率空调可以适应动态多变的用户负荷变化,实现空调风量与机柜服务器风量相匹配,加强空调系统的使用效果和寿命,提高整个模块化数据中心的可靠性。应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,
而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种机柜空调通风量调节装置,用于调节模块化数据中心箱体内冷空气通道与热空气通道之间的通风阀度,其中所述模块化数据中心箱体内的机柜与空调排成一列,所述机柜的前门与相对应的所述模块化数据中心的箱体侧壁形成所述冷空气通道,所述机柜的后门与相对应的所述模块化数据中心的箱体侧壁形成所述热空气通道;其特征在于,所述机柜空调通风量调节装置包括 设置于所述冷空气通道和所述热空气通道之间的窗体,还包括 用于检测可标识所述模块化数据中心箱体内循环风量改变的环境参数的检测传感器; 用于判断所述检测传感器所检测的参数信息、并根据所述参数信息产生调节所述窗体开度的控制指令的控制电路; 与所述窗体驱动连接、用于根据所述控制指令驱动所述窗体运动、以调整所述冷空气通道与所述热空气通道之间通风量的输出调节器。
2.根据权利要求I所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述检测传感器为设置于所述模块化数据中心箱体内空调回风处、以检测所述空调回风温度值的温度传感器。
3.根据权利要求I所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述检测传感器为设置于所述冷空气通道或热空气通道内、以检测所述冷空气通道或热空气通道内气压的压力传感器。
4.根据权利要求I所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述检测传感器为设置于所述模块化数据中心空调内、以检测所述模块化数据中心箱体内空调压缩机吸气压力的吸气压力传感器。
5.根据权利要求I所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述窗体包括连杆组件和百叶窗,所述连杆组件一端与所述输出调节器相连接,另一端与所述百叶窗的轴承相连接。
6.根据权利要求I所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述输出调节器为风阀执行器。
7.根据权利要求I所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述窗体设置在所述模块化数据中心的一个或多个机柜内。
8.根据权利要求I所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述控制电路包括用于获取所述参数信息的采集器、用于将所获取的参数信息与相应的阈值进行比较并产生比较结果的比较电路和用于根据所述比较结果产生控制所述窗体开启或关闭的控制指令的指令产生电路;其中, 所述采集器的输入端与所述检测传感器的输出端连接,所述采集器的输出端与所述比较电路的输入端连接,所述比较电路的输出端与所述指令产生电路的输入端连接,所述指令产生电路的输出端与所述输出调节器连接。
9.根据权利要求8所述的机柜空调通风量调节装置,其特征在于,所述控制电路还包括连接在所述采集器和所述比较电路之间、用于对窗体进行回差控制的回差控制电路。
10.一种模块化数据中心,包括箱体,所述箱体内设置有排成一列的多个机柜和空调,且多个所述机柜和空调的前门朝向同一侧,所述机柜的前门与相对应的所述箱体侧壁形成.所述冷空气通道,所述机柜的后门与相对应的所述模块化数据中心的箱体侧壁形成所述热空气通道;其特征在于,还包括如权利要求1-9中任一项所述的机柜空调通风量调节装置,所述机柜空调通风量调节装置的窗体设置在其中一个或多个所述机柜内,并连通所述冷空气通道和所述热空气通道。
专利摘要本实用新型涉及一种机柜空调通风量调节装置及模块化数据中心,调节装置用于调节模块化数据中心箱体内冷空气通道与热空气通道之间的通风阀度,包括检测传感器、控制电路、输出调节器,还包括设置于冷空气通道和热空气通道之间的窗体;检测传感器用于检测模块化数据中心箱体内环境参数;控制电路用于判断检测传感器所检测的参数信息,并根据参数信息产生调节窗体开度的控制指令;输出调节器与窗体驱动连接,用于根据控制指令驱动窗体运动,以调整冷空气通道与热空气通道之间通风量。采用本实用新型可使得定功率空调可以适应动态多变的用户负荷变化,加强空调系统的使用效果和寿命,提高整个模块化数据中心的可靠性。
文档编号H05K7/20GK202679884SQ20122025898
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者刘欣, 冉启坤, 杨红兵, 彭占占 申请人:艾默生网络能源有限公司
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