CN101173817A - 空调装置和计算机*** - Google Patents
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Abstract
一种用于通过对安装了数据处理的计算机设备的房间进行空气调节而为计算机设备散热的空调装置。该空调装置包括(a)进气道,用于使空气流入房间;(b)空调机,用于将空气送入进气道;以及(c)进气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该进气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的进气口相应的位置,并将通过进气道流入的空气送入房间,以使空气流向计算机设备的进气口。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调装置(air conditioning installation),该装置用于为安装有用于数据处理的计算机设备的房间进行空气调节,以达到为计算机设备散热的目的,本发明还涉及一种计算机***,其包括计算机设备以及空调装置。
背景技术
通常,人们在安装有多台计算机设备(例如,服务器和存储器)的房间中采用空气调节的方法来为这些计算机设备散热。
在为机房(computer room)设计空调装置时,基于安装在机房中计算机设备的总热值(heating value)来估计空调能力。而后,必要的空调能力所需要的冷气量便直接吹进机房或吹进活动地板下方用于线缆布线的空间或其他位于机房地板下面的地方。
但当冷气直接吹进机房时,来自于一台计算机设备的冷气流有时会因为处于下游的另一台计算机设备而不能顺畅地流动。同时,由于有时在机房中除了要进行散热的计算机设备之外,通常还有各种其他的装置和设备,所以这也致使冷气流不能顺畅地流动。因此,由于对于整个房间进行空气调节的难度以及机房中位置所造成的温度上的巨大差异,所以有时空调装置无法展示出其所设计的空调能力并执行必要的散热。
同样,在冷气吹进活动地板下方的空间时,通常由于被放置在上述空间中的许多线缆阻止了冷气流的流动,所以空调装置也无法展示出其所设计的空调能力。
因此看起来设计这样一种空调装置是可行的,其使得即使在有阻挡冷气流顺畅流动的障碍物的情况下,也能够展示足够的空调能力。但在这种情况下,除了显著增加的能量消耗之外对于空调装置还需要更高的驱动成本。因此,就较低能量消耗和较低驱动成本而言,这种选择是有缺陷的。
另外,通常每台计算设备都具有不同的热值,并且不可能针对于各个计算设备来控制上述空调装置的制冷能力。
日本专利申请公开No.2002-61911公开了一种空调装置,其具有这样一种结构:即来自于空调机的空调冷气通过机房地板下面的通道被送入机房。在这个空调装置中,由于在机房地板下面安装了通道所以空调冷气被顺畅地送到机房中,但是该空调装置无法针对每一台计算设备独立地对制冷能力进行控制。
日本专利申请公开No.2002-6992公开了一种空调装置,其具有这样一种结构:即来自于机房地板下方空间的空调冷气通过一个风扇被送入机房。在这个空调装置中,即使来自地板下方的空间的冷气量改变,也能通过控制风扇转速来维持机房内的气流。但是,在机房具有多个计算设备的情况下,该空调装置无法针对每一台计算设备对其制冷能力进行控制。
日本专利申请公开No.2005-503529公开了一种在机架中控制气流的方法。但是,日本专利申请公开No.2005-503529并未公开对于整个机房进行空气调节。
发明内容
本发明是针对上述环境而提出的,并且提供了一种低能耗驱动并且为每台计算设备充分散热的空调装置,本发明还提供了一种计算机***,其包括:计算机设备以及空调装置。
本发明提供了一种空调装置,该设备通过对安装有数据处理的计算机设备的房间进行空气调节来为计算机设备散热,其包括:
(a)进气道,用于使空气流入房间;
(b)空调机,用于将空气送入进气道;以及
(c)进气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该进气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的进气口相应的位置,并将通过进气道流入的空气送入房间,以使空气流向计算机设备的进气口。
根据本发明,该空调装置具有进气道并可以使空调冷气气流顺畅地流动。另外,在与计算机设备的进气口相应的位置为各个计算机设备设置了进气扇。因此,该空调装置能够为每一台计算机设备有效地散热。
同时,依据本发明,即使在机房除了要散热的设备外还有设备和装置,他们的存在也不会显著地阻碍该计算机设备的散热。
优选地,依据本发明该空调装置还包括:
(a)排气道,用于使空气流出房间;
(b)排气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该排气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的排气口相应的位置,并将从计算机设备排气口排出到房间内的空气送进排气道。
由于对于每一台计算机设备,排出空气气流也受到控制,所以在这种情况下,能够实现更低的能耗和为计算机设备的独立散热更为精确的控制。
在依据本发明的空调装置中,优选地,进气道被置于房间的地板附近。
这样可以利用由于温度升高而产生的上升气流。
在依据本发明的空调装置中,进气道优选地被置于房间的地板附近。更为优选地,由单元板(unit panel)组合来形成该进气道的上表面。
上述特征使得可以通过单元板的组合将进气扇置于理想的位置。这就增加了计算机设备放置在房间中的选择自由。
在依据本发明的空调装置中,优选地,排气道被置于房间天花顶的附近。在这种情况下,优选地,排气道的下表面由单元板组合形成。而且可以用单元板组合来形成天花板。
这样,可以通过在天花顶的附近所设置的排气道来利用由于温度升高而产生的上升气流。而且,可以通过组合单元板来将排气扇置于理想的位置。这就增加了计算机设备放置在房间中的选择自由。
在依据本发明的空调装置中,优选地,进气扇和排气扇中的至少一个为转速可调节风扇(rotation-changeable fan),即,其转速可以按照控制信号进行调节,这种空调装置还包括:
(a)排气温度传感器,其分别与排气扇相应地放置,用于测量从与该排气扇对应的各个计算机设备排出的空气的温度;以及
(b)风扇控制器,用于基于上述排气温度传感器的温度测量结果单独地控制转速可调节风扇的转速。
在这种情况下,更为优选地,该空调装置进一步包括:进气温度传感器,其分别与进气扇相应地放置,用于测量从与该进气扇对应的送入计算机设备的空气的温度,其中,该风扇控制器基于进气温度传感器与排气温度传感器的温度测量结果控制转速可调节风扇的转速。
即使在这种情况下只安装了一台计算机设备,热值随时间的变化也是取决于计算机设备的驱动方式的,如果采用了这种结构(基于排气温度传感器的温度测量结果或排气温度传感器和进气温度传感器二者的温度测量结果分别控制每一个风扇的转速),则可以依据每一台计算机设备随时间变化的热值单独地对随时间通过该计算机设备的冷气气流进行优化。因而,得到了在更低能耗以及驱动成本方面得到更为优选的空调装置。
此外,依据本发明的计算机***具有安装在房间中用于包括数字计算在内的数据处理的计算机设备,以及用于通过对房间进行空气调节而为计算机设备进行散热的空调装置,其中该空调装置包括:
(a)进气道,用于使空气流入房间;
(b)空调机,用于将空气送入进气道;
(c)进气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该进气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的进气口相应的位置,并将通过进气道流入的空气送入房间,以使空气流向计算机设备的进气口。
在依据本发明的空调装置中,优选地,该空调装置进一步包括:
(a)排气道,用于使空气流出房间;
(b)排气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该排气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的排气口相应的位置,并将从计算机设备排气口排出到房间内的空气送进排气道。
依据本发明的计算机***包括了与依据本发明的空调装置所有特征所相应的特征。
如上所述,本发明可以实现低能耗和对每一台计算机设备执行充分地散热。
附图说明
下面将参照附图对本发明的具体实施方式加以描述。
图1为安装有计算机设备的机房以及对机房进行空气调节的空调装置的示意图;
图2A为一种所述排气道的侧视图;
图2B为图2A的底视图;
图3示出所述空调装置的控制***。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行描述。
图1为安装有计算机设备的机房以及对机房进行空气调节的空调装置的示意图。
在图1所示的机房10中放置了服务器111,112以及存储器113,每个都是一种大型计算机。
同时,在机房10的地板的附近提供了用于从空调机20输送空气的进气道(inlet duct)21。此外,进气扇22a,22b,22c被置于进气道21上方分别与将被进行散热的服务器111,112和存储器113所相对应的位置。
进气道21的上表面由单元板(unit panel)组合形成。因此,可以通过组装单元板将进气扇放置在理想的位置。这增加了计算机设备放置在房间中的选择自由。
后面将要被描述的排气道(outlet duct)23和进气道21具有相同结构的单元板组合。后文将在以排气道23为例进行描述时对这种单元板组合结构进行详细描述。
被放置了服务器111,112以及存储器113的机房10的地板表面由活动地板(free access floor)表面13组成。该活动地板表面13具有这样一种结构,即,整个活动地板表面13被单元板覆盖。每一块单元板具有一个保证空气流动的孔洞。经过进气道21并被进气扇22a,22b,22c吹上来的空调冷气穿过单元板的孔洞,然后通过分别位于服务器111,112以及存储器113下表面的进气口(inlet)111a,112a,113a,分别流入服务器111,112以及存储器113。
用于将空气吸入进气口111a,112a,113a的风扇(未示出)也被置于服务器111,112以及存储器113的下表面。这些风扇提高了为服务器111,112以及存储器113吸入空调冷气的效率。
在进气道21和活动地板表面13之间有一个空间14,一些线缆(未示出)或类似物被放置在这个空间中,这样它们便不会覆盖进气扇22a,22b,22c的上表面。
被吸入服务器111,112以及存储器113的空气根据服务器111,112以及存储器113的驱动方式升温到一定程度。然后这些空气通过分别位于服务器111,112以及存储器113上表面的排气口(outlet)111b,112b,113b流入机房10。在服务器111,112以及存储器113中,分别在排气口111b,112b,113b也提供了风扇(未示出),这些风扇高效地将空气排入机房10中。
这里提供了机房10天花板附近的排气道23。另外,提供了排气扇24a,24b,24c,其将机房10中的排出空气送入排气道23。在排气道23上分别与服务器111,112以及存储器113的排气口111b,112b,113b相对应的位置提供了排气扇24a,24b,24c。送入排气道23的空气通过排气道23返回空调器20。
图2A为排气道的例子的侧视图,图2B为这种排气道的底视图。图2A和图2B示出了与图1中排气道23具有不同形状的排气道123。
这里,如图2B所示,排气道123具有四个排气扇124a,124b,124c,124d。
排气道123具有这样一种结构,即,使多个单元板被组装起来,例如,每一块单元板为长约500mm的矩形。排气扇124a,124b,124c,124d的大小取决于单元板123a的数量。因此,可以通过组装单元板将排气扇124a,124b,124c,124d放置在理想的位置上。
作为一个例子,上面已经完成了对于排气道的描述,进气道(在图1中示出)也与该排气道具有相同的结构。
图3示出了所述空调装置的控制***。以三个计算机设备(服务器111,112以及存储器113)中的服务器111作为三个计算机设备的代表。
进气扇22a和排气扇24a都是转速可调节风扇,其转速可以依据控制电压而变化。对应于服务器111的进气扇22a和排气扇24a分别被安置于服务器111(见图1)的下方与上方。
在进气扇22a所在的空气入口与排气扇24a所在的空气出口分别提供进气温度传感器25与排气温度传感器26。进气温度传感器25用于测量从进气扇22a流出空气的温度,排气温度传感器26用于测量流向排气扇24a排出空气的温度。
由进气温度传感器25与排气温度传感器26所得到的温度测量结果被录入温度情况收集设备(temperature log collection apparatus)27,并且温度的变化被记录下来。
温度测量结果还要送到控制器28。基于温度测量结果,控制器28向进气扇22a和排气扇24a输出控制电压。进气扇22a和排气扇24a便依据控制电压的转速进行旋转,由此使气流得到调节。
图3仅仅示出了服务器111,但是实际上,进气温度传感器25与排气温度传感器26被分别安置于每一个安装了进气扇的空气入口处和每一个安装了排气扇的空气出口处。针对于安装在机房10内需要散热的计算机设备(例如,图1中的服务器111,112以及存储器113)中的每一台分别对进气扇和排气扇的转速进行控制。
如图3所示,优选地,进气温度传感器25与排气温度传感器26分别对应于进气扇22a和排气扇24a。但是,即使在只提供了排气温度传感器26而没有进气温度传感器25的情况下,也可以独立地控制每一台计算机设备的气流。
另外,在图3中,虽然上述进气扇22a和排气扇24a都是转速可调节风扇,但是进气扇22a和排气扇24a中可以只有一个是转速可调节风扇。
Claims (10)
1.一种用于通过对安装了数据处理的计算机设备的房间进行空气调节而为计算机设备散热的空调装置,该空调装置包括:
(a)进气道,用于使空气流入房间;
(b)空调机,用于将空气送入进气道;以及
(c)进气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该进气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的进气口相应的位置,并将通过进气道流入的空气送入房间,以使空气流向计算机设备的进气口。
2.如权利要求1所述的空调装置,还包括:
(a)排气道,用于使空气流出房间;以及,
(b)排气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该排气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的排气口相应的位置,并将从计算机设备排气口排出到房间内的空气送进排气道。
3.如权利要求1所述的空调装置,其中所述进气道被设置在房间的地板附近。
4.如权利要求3所述的空调装置,其中所述进气道的上表面由单元板组装而成。
5.如权利要求2所述的空调装置,其中所述排气道被设置在房间的天花板附近。
6.如权利要求5所述的空调装置,其中所述排气道的下表面由单元板组装而成。
7.如权利要求2所述的空调装置,其中所述进气扇和排气扇中的至少一个为转速可调节风扇,所述转速可调节风扇可依据控制信号改变转速,所述空调装置还包括:
(a)排气温度传感器,其分别与排气扇相应地放置,用于测量从与该排气扇对应的各个计算机设备排出的空气的温度;以及
(b)风扇控制器,用于基于上述排气温度传感器的温度测量结果单独地控制转速可调节风扇的转速。
8.如权利要求7所述的空调装置,还包括分别相对于所述进气扇所设置的进气温度传感器,其测量与所述进气扇相对应的各个计算机设备所吸入空气的温度,
其中所述风扇控制器基于进气温度传感器与排气温度传感器的温度测量结果控制转速可调节风扇的转速。
9.一种计算机***,具有安装在房间中的计算机设备,所述计算机设备用于包括数字运算的数据处理,以及用于通过对房间进行空气调节而为计算机设备进行散热的空调装置,其中所述空调装置包括:
(a)进气道,用于使空气流入房间;
(b)空调机,用于将空气送入进气道;以及,
(c)进气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,所述进气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的进气口相应的位置,并将通过进气道流入的空气送入房间,以使空气流向计算机设备的进气口。
10.如权利要求9所述的计算机***,其中所述空调装置还包括:
(a)排气道,用于使空气流出房间;以及,
(b)排气扇,对应于各个需要散热的计算机设备,该排气扇被置于与安装在房间内的计算机设备的排气口相应的位置,并将从计算机设备排气口排出到房间内的空气送进排气道。
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Open date: 20080507 |