CN107702247A - 调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***及散热方式 - Google Patents

Abstract

本发明创造属于散热***领域，具体设计了一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***。一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，包括，传感器模块，控制***电连接,还包括:机柜，安装在机房内；制冷模块，安装在机房内；控制***，安装在机柜内；制冷模块：显示屏，与控制***电连接；辅助散热器，安装在机柜背面，与排热导管焊接；排热导管，与排风净化机套接；电动密闭阀，安装在机房内；排风净化机，安装在机房外；空调，安装在机房内，与控制***电连接。

Description

调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***及散热方式

技术领域

本发明创造属于散热***领域，具体设计了一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***。

背景技术

目前，县（市）级电力调度大厅为了改善员工的工作环境，把原安装在每个操作席位的计算机，集中到调度大厅机房内，通过显示器、键盘、鼠延长器实现远程操控，所以把原分布在调度大厅的计算机全部集中到调度大厅机房内。随着电力事业的快速发展，本身面积不大的机房内，服务器、工作站逐年增加，机房内的设备密度高、产生的热量大。现因调度大厅机房因客观条件的限制，没有宽展的空间；没有空间安装精密空调。如何解决机房的降温散热，已成为确保机房设备安全运行的当务之急。

中国公开专利号CN 105658042 A，公开日2016年06月08日，发明创造名称一种机房散热***，该发明创造公开了一种机房散热***，，包括 ：送风单元、排风单元、散热气体生成单元 ；送风单元，包括 ：送风口 ；排风单元，包括 ：排风口 ；送风单元的送风口位于机房中的待散热设备的下方 ；排风单元的排风口位于所述待散热设备的上方 ；散热气体生成单元，用于输出散热气体，将输出的散热气体导入到所述送风单元中 ；送风单元，用于接收所述散热气体生成单元导入的散热气体，通过所述送风口向所述机房中输出散热气体；排风单元，用于通过将所述机房中的空气通过所述排风口排出。本发明提供了一种机房散热***，能够提高散热效率。

上述发明创造其不足之处在于，其散热功能是不受控制的，而且有时候是处于能量浪费状态。

发明内容

本发明创造的目的是在与解决，调度大厅机房面积小、设备密度高、不能安装精密空调的条件下，增加一套机柜嵌入式辅助散热***，作为机房空气调节***的补充，解决春、秋、冬季环境温度低于16C⁰时空调不能启动制冷，或盛夏高温季节，现有空调制冷量不足时，使高密度的服务器柜和工作站柜内温度积累过高，直接影响这两个机柜内设备的正常运行这个难题。以确机房设备的安全运行。而且整个散热***不受控制和浪费能源的情况。

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***及散热方式，包括，传感器模块，控制***电连接，还包括:机柜，安装在机房内；制冷模块，安装在机房内；控制***，安装在机柜内；制冷模块：显示屏，与控制***电连接；辅助散热器，安装在机柜背面，与排热导管焊接；排热导管，与排风净化机套接；电动密闭阀，安装在机房内；排风净化机，安装在机房外；空调，安装在机房内，与控制***电连接。排热导管用50mm PVC加三通接头制作，根据服务器或工作站的排热孔的位置设置热气流吸血入孔。用PVC管+三通接头制作可分节组装。适合不能停机的调度大厅机房改造的需要。辅助散热器选用上海裕得堡电器有限公司生产的 TNN-6寸/150金属圆管道强力抽风换气扇，该换气扇风量大、低噪音、转速快、运转顺畅。

作为优选，所述的传感器模块包括：设备自检单元，与数据采集模块电连接；设备状态监控模块，与数据采集模块电连接；2号温度传感器，安装在机柜内，与控制***电连接；1号温度传感器，安装在机房内，与控制***电连接；过滤器堵塞报警器，安装在制冷模块上，与控制***电连接。通过两个温度传感器对温度的采集，将数据处理后控制空调、辅助散热器和排风净化机的启动。

作为优选，所述的控制***包括：数据采集模块，与传感器模块、空调、数据处理单元和时钟单元电连接；数据处理单元，与存储模块、时钟单元和输出模块电连接；存储模块，与数据处理单元和时钟单元电连接；时钟单元，与输出模块电连接；输出模块，与空调、新风机和显示屏电连接。

作为优选，所述的新风机包括：排热扇，将内部热气抽出，安装在机房外；过滤器，安装在机房外，与新风机焊接；新风机，将外部新鲜空气输送到室内，安装在机房外。所述的辅助散热器采用嵌入式结构，直接嵌入到机柜背面。其特征在于所述的空调安装在机房的冷风通道。

作为优选，所述的排热导管与排热扇、新风机之间的连接，与机柜之间的固定都添加有橡皮垫。橡皮垫的添加使得在辅助散热器和排风净化机在工作的时候减少了噪音。

作为优选，一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***的散热方法，包括以下步骤：

S1：初始化；S2：与用电器完成匹配连接；S3：1号温度传感器、2号温度传感器、过滤器堵塞报警器、键盘、鼠标、设备自检单元和设备状态监控模块，采集当前数据，将当前数据传输到数据采集单元；S4：数据采集单元将数据传递给数据处理单元，数据处理单元将数据整理处理后发送到输出模块和存储单元；S5：输出模块将结果发送到显示屏、空调、辅助散热器和排风净化机。

作为优选，所述的S4包括以下子步骤：A1：数据采集模块将采集到的数据传输到数据处理单元；A2：在数据处理过程中，来自1号温度传感器、2号温度传感器、时钟单元和设备状态监控模块的数据用来决定制冷模块的工作方式；A3：制冷模块有4个档位的工作方式，分别为1档、2档、3档和4档；***设置有预启动模式，预启动制冷的数据来源为时钟单元，根据该单位的上班时间，午休时间，下班时间设置预启动时间段；当时间为上班前半小时，进入预启动模式；A4：整个制冷模块启动情况受到预启动设置、1号温度传感器和设备状态监控模块共同控制；A5：是否进入预启动机制，如果是，跳转A9，如果否，跳转A6；A6：1号温度传感器检测到的机房的温度是否高于25摄氏度，如果是，跳转A7，如果否，跳转A8;A7：当设备状态监控模块检测到的状态使用率小于等于30%，制冷模块为2档；当设备状态监控模块检测到状态使用率小于等于50%并且大于30%，制冷模块为3档；当设备状态监控模块检测到状态使用率大于50%，制冷模块为4档；A8：当设备状态监控模块检测到的状态使用率小于等于30%，制冷模块为1档；当设备状态监控模块检测到状态使用率小于等于50%并且大于30%，制冷模块为2档；当设备状态监控模块检测到状态使用率大于50%，制冷模块为3档；A9：时间是否为进入午休半小时，如果是，制冷模块处于2档，如果否，跳转A9；时间是否为上班之后半个小时，如果是跳转A10，如果否，跳转A6；时间是否为下班后半小时，如果是跳转A6，如果否，跳转A9；A10：状态使用率是否超过50%，如果是跳转A11，如果否，跳转A6；A11：温度是否高于25摄氏度，如果是，制冷模块处于4档，如果否，制冷模块处于3档；A12:时间是否为午休结束前半小时，如果是，跳转A11，如果否，跳转A12。

作为优选，所述的A3的4个档位分别为：1档为排风净化机和辅助散热器都为50%的工作效率，空调为关闭状态；2档为排风净化机和辅助散热器都为50%的工作效率，空调为开启状态；3档为排风净化机和辅助散热器都为100%的工作效率，空调为关闭状态；4档为排风净化机和辅助散热器都为100%的工作效率，空调为开启状态。

该发明创造的有益效果:该发明创造通过散热模块各个组件在不同时段的不同配合方式,将散热效果最大化，而且由于是分时间，分时段使用的，所以降低了能耗。由于本发明创造的散热是按照实际需要计算得出来的，最终整个散热模块的散热能力是和机柜产生热量的最大值略大一点，但是由于机柜并不是24小时都处于最大产热状态，所以将散热模块分情况配合使用，这样可以节省能源，降低能耗。为了散热效果更好，在散热方式中增加了预启动机制，这样子可以保证机房可以更好的工作，不会出现短时间产生大量热的状态。

附图说明

图1:高密度小机房嵌入式辅助散热***组成图

图2:散热方式工作流程图

图中：1、设备自检单元，2、2号温度传感器，3、1号温度传感器，4、过滤器堵塞报警器，5、辅助散热器，6、空调，7、排热导管，8、排风净化机，9、电动密闭阀，10、过滤器，12、数据采集模块，13、数据处理单元，14、存储单元，15、输出模块，16、时钟单元，17、液晶显示屏。

具体实施方式

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***及散热方式，包括，传感器模块，控制***电连接，还包括:机柜，安装在机房内；制冷模块，安装在机房内；控制***，安装在机柜内；制冷模块：显示屏17，与控制***电连接；辅助散热器5，安装在机柜背面，与排热导管7焊接；排热导管7，与排风净化机8套接；电动密闭阀9，安装在机房内；排风净化机8，安装在机房外；空调6，安装在机房内，与控制***电连接。排热导管7用50mm PVC加三通接头制作，根据服务器或工作站的排热孔的位置设置热气流吸血入孔。用PVC管+三通接头制作可分节组装。适合不能停机的调度大厅机房改造的需要。辅助散热器5选用上海裕得堡电器有限公司生产的 TNN-6寸/150金属圆管道强力抽风换气扇，该换气扇风量大、低噪音、转速快、运转顺畅。

所述的传感器模块包括：设备自检单元1，与数据采集模块12电连接；设备状态监控模块，与数据采集模块12电连接；2号温度传感器2，安装在机柜内，与控制***电连接；1号温度传感器3，安装在机房内，与控制***电连接；过滤器堵塞报警器4，安装在制冷模块上，与控制***电连接。通过两个温度传感器对温度的采集，将数据处理后控制空调6、辅助散热器5和排风净化机8的启动。

所述的控制***包括：数据采集模块12，与传感器模块、空调6、数据处理单元13和时钟单元16电连接；数据处理单元13，与存储模块、时钟单元16和输出模块15电连接；存储模块，与数据处理单元13和时钟单元16电连接；时钟单元16，与输出模块15电连接；输出模块15，与空调6、新风机和显示屏17电连接。

所述的新风机包括：排热扇，将内部热气抽出，安装在机房外；过滤器10，安装在机房外，与新风机焊接；新风机，将外部新鲜空气输送到室内，安装在机房外。所述的辅助散热器5采用嵌入式结构，直接嵌入到机柜背面。其特征在于所述的空调6安装在机房的冷风通道。

所述的排热导管7与排热扇、新风机之间的连接，与机柜之间的固定都添加有橡皮垫。橡皮垫的添加使得在辅助散热器5和排风净化机8在工作的时候减少了噪音。

一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***的散热方法，包括以下步骤：

S1：初始化；S2：与用电器完成匹配连接；S3：1号温度传感器3、2号温度传感器2、过滤器堵塞报警器4、键盘、鼠标、设备自检单元1和设备状态监控模块，采集当前数据，将当前数据传输到数据采集单元；S4：数据采集单元将数据传递给数据处理单元13，数据处理单元13将数据整理处理后发送到输出模块15和存储单元14；S5：输出模块15将结果发送到显示屏17、空调6、辅助散热器5和排风净化机8。

所述的S4包括以下子步骤：A1：数据采集模块12将采集到的数据传输到数据处理单元13；A2：在数据处理过程中，来自1号温度传感器3、2号温度传感器2、时钟单元16和设备状态监控模块的数据用来决定制冷模块的工作方式；A3：制冷模块有4个档位的工作方式，分别为1档、2档、3档和4档；***设置有预启动模式，预启动制冷的数据来源为时钟单元16，根据该单位的上班时间，午休时间，下班时间设置预启动时间段；当时间为上班前半小时，进入预启动模式；A4：整个制冷模块启动情况受到预启动设置、1号温度传感器3和设备状态监控模块共同控制；A5：是否进入预启动机制，如果是，跳转A9，如果否，跳转A6；A6：1号温度传感器3检测到的机房的温度是否高于25摄氏度，如果是，跳转A7，如果否，跳转A8;A7：当设备状态监控模块检测到的状态使用率小于等于30%，制冷模块为2档；当设备状态监控模块检测到状态使用率小于等于50%并且大于30%，制冷模块为3档；当设备状态监控模块检测到状态使用率大于50%，制冷模块为4档；A8：当设备状态监控模块检测到的状态使用率小于等于30%，制冷模块为1档；当设备状态监控模块检测到状态使用率小于等于50%并且大于30%，制冷模块为2档；当设备状态监控模块检测到状态使用率大于50%，制冷模块为3档；A9：时间是否为进入午休半小时，如果是，制冷模块处于2档，如果否，跳转A9；时间是否为上班之后半个小时，如果是跳转A10，如果否，跳转A6；时间是否为下班后半小时，如果是跳转A6，如果否，跳转A9；A10：状态使用率是否超过50%，如果是跳转A11，如果否，跳转A6；A11：温度是否高于25摄氏度，如果是，制冷模块处于4档，如果否，制冷模块处于3档；A12:时间是否为午休结束前半小时，如果是，跳转A11，如果否，跳转A12。

所述的A3的4个档位分别为：1档为排风净化机8和辅助散热器5都为50%的工作效率，空调6为关闭状态；2档为排风净化机8和辅助散热器5都为50%的工作效率，空调6为开启状态；3档为排风净化机8和辅助散热器5都为100%的工作效率，空调6为关闭状态；4档为排风净化机8和辅助散热器5都为100%的工作效率，空调6为开启状态。

该发明创造通过散热模块各个组件在不同时段的不同配合方式,将散热效果最大化，而且由于是分时间，分时段使用的，所以降低了能耗。由于本发明创造的散热是按照实际需要计算得出来的，最终整个散热模块的散热能力是和机柜产生热量的最大值略大一点，但是由于机柜并不是24小时都处于最大产热状态，所以将散热模块分情况配合使用，这样可以节省能源，降低能耗。为了散热效果更好，在散热方式中增加了预启动机制，这样子可以保证机房可以更好的工作，不会出现短时间产生大量热的状态。

因本机房是调度大厅的机房，其位置与调度大厅必须是距离最近、维护管理最便捷。所客观环境限制机房的宽展的空间。机房的总额定电源功耗达到15.27KW，，按照惯例机房IT设备实际功率负载为额定功率的30%，即5.9kW。机房总发热量为IT设备实际负载功率的1.5倍，即（5.9*1.5）=8.85KW左右。计算机房空调***的额定功率一般是预期的IT额定负载及冗余负载之和的1.3倍。即空调额定功率应为（15.7*1.3）=20.5KW。按制冷功率是制冷量的1.162W，1匹空调的制冷量大约为2000大卡，换算成制冷功率，乘以1.162W，即2000大卡×1.162=2324（W）进行核算，机房需要配置一台8P精密空调；而受机房面积的限制，只能配置1台大金商用5P柜式空调。因机房只能配置一般的商用空调，没有恒温恒湿功能，在春、秋、冬季环境温度高于16C⁰时空调不能启动至冷，使高密度的服务器柜和工作站柜内温度过高，使得这两个机柜内设备无法正常运行。

本方案选用天方窗式P-07C排风净化机，将导热管采集的热气排出室外。该排风净化机是为气密性房间主动排风的理想设备。安装时机房的北玻璃窗上开孔。机内有小型低噪音离心机和空气过滤器，室内污浊空气和热气从机身面部进风口被吸入，经风机诱导排出室外，正确安装本排风机后，能够辅助排出室内污浊空气，促进室内的空气流通。由于安装过滤器，因此室外回灌风量减低带到最小水平，而且保证了室内空气的洁净。机房散热需要的通风量计算；通风量L=Q/(Wt*Cr);式中：Q=总散热量，Q=15.27*30%=5.9KW ，即2124Kj/h ，空气热比C,一般取C=1Kj/h ， 空气容重r 一般取r=1.29Kj/m3， 室外温度和机房理想温度的温差系数，一般Wt，Wt取2.5。

按上公式计算：L=2124/（2.5*1*1.29）=658.6 m3/h,故选用天方P-07C窗式排风净化机，该机的排风量为700 m3/h。

在使用的时候，散热***有液晶显示屏17、键盘和鼠标的输入，液晶显示屏17用来观看当前机房的温度、散热状态、工作状态和警报故障处理。不用的内容通过键盘和鼠标控制去查看。排风净化机8作为机房内外主要的气流循环，但是在循环时候，外界的空气不能保证清洁，所以添加了过滤器10，为了防止过滤器10被堵塞不知道，所以添加了过滤器堵塞报警器4，当过滤器10发生堵塞的时候，会产生报警，通知工作人员及时处理和清理。由于该散热***是使用空调6加排风净化机8混合使用的，所以在使用的过程中，排风净化机8的气流交换很有可能会将空调6制冷的空气排出，所以添加了电动密闭阀9，而且在固定的地方添加了橡皮垫，这样子可以防止直接将冷气排出，同时也减少了噪音和震动，使得机柜***工作更加稳定。设备自检单元1保证了机柜内工作的用电器的正常运作，设备都会进行自检，并将自检结果发送到控制模块，控制模块处理完后，在显示屏17显示出来，如果有问题发生会提醒工作人员。

以上所述实施例只是本发明创造的一种较佳的方案，并非对本发明创造作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (10)

1.一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，包括，传感器模块，控制***电连接,其特征在于，还包括:

机柜，安装在机房内；

制冷模块，安装在机房内；

控制***，安装在机柜内；

制冷模块：

显示屏，与控制***电连接；辅助散热器，安装在机柜背面，与排热导管焊接；

排热导管，与排风净化机套接；

电动密闭阀，安装在机房内；

排风净化机，安装在机房外；

空调，安装在机房内，与控制***电连接。

2.根据权利要求1所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，其特征在于，所述的传感器模块包括：

设备自检单元，与数据采集模块电连接；

设备状态监控模块，与数据采集模块电连接；

2号温度传感器，安装在机柜内，与控制***电连接；

1号温度传感器，安装在机房内，与控制***电连接；

过滤器堵塞报警器，安装在制冷模块上，与控制***电连接。

3.根据权利要求1所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，其特征在于，所述的控制***包括：

数据采集模块，与传感器模块、空调、数据处理单元和时钟单元电连接；

数据处理单元，与存储模块、时钟单元和输出模块电连接；

存储模块，与数据处理单元和时钟单元电连接；

时钟单元，与输出模块电连接；

输出模块，与空调、新风机和显示屏电连接。

4.根据权利要求1所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，其特征在于，所述的新风机包括：

排热扇，将内部热气抽出，安装在机房外；

过滤器，安装在机房外，与新风机焊接；

新风机，将外部新鲜空气输送到室内，安装在机房外。

5.根据权利要求1所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，其特征在于，所述的辅助散热器采用嵌入式结构，直接嵌入到机柜背面。

6.根据权利要求1所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，其特征在于，其特征在于所述的空调安装在机房的冷风通道。

7.根据权利要求1所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，其特征在于，所述的排热导管与排热扇、新风机之间的连接，与机柜之间的固定都添加有橡皮垫。

8.一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***的散热方法，适用于如权利要求1所述的调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***，其特征在于，包括以下步骤：

S1：初始化；

S2：与用电器完成匹配连接；

S3：1号温度传感器、2号温度传感器、过滤器堵塞报警器、键盘、鼠标、设备自检单元和设备状态监控模块，采集当前数据，将当前数据传输到数据采集单元；

S4：数据采集单元将数据传递给数据处理单元，数据处理单元将数据整理处理后发送到输出模块和存储单元；

S5：输出模块将结果发送到显示屏、空调、辅助散热器和排风净化机。

9.根据权利要求8所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***的散热方法，其特征在于，所述的S4包括以下子步骤：

A1：数据采集模块将采集到的数据传输到数据处理单元；

A2：在数据处理过程中，来自1号温度传感器、2号温度传感器、时钟单元和设备状态监控模块的数据用来决定制冷模块的工作方式；

A3：制冷模块有4个档位的工作方式，分别为1档、2档、3档和4档；***设置有预启动模式，预启动制冷的数据来源为时钟单元，根据该单位的上班时间，午休时间，下班时间设置预启动时间段；当时间为上班前半小时，进入预启动模式；

A4：整个制冷模块启动情况受到预启动设置、1号温度传感器和设备状态监控模块共同控制；

A5：是否进入预启动机制，如果是，跳转A9，如果否，跳转A6；

A6：1号温度传感器检测到的机房的温度是否高于25摄氏度，如果是，跳转A7，如果否，跳转A8;

A7：当设备状态监控模块检测到的状态使用率小于等于30%，制冷模块为2档；当设备状态监控模块检测到状态使用率小于等于50%并且大于30%，制冷模块为3档；当设备状态监控模块检测到状态使用率大于50%，制冷模块为4档；

A8：当设备状态监控模块检测到的状态使用率小于等于30%，制冷模块为1档；当设备状态监控模块检测到状态使用率小于等于50%并且大于30%，制冷模块为2档；当设备状态监控模块检测到状态使用率大于50%，制冷模块为3档；

A9：时间是否为进入午休半小时，如果是，制冷模块处于2档，如果否，跳转A9；时间是否为上班之后半个小时，如果是跳转A10，如果否，跳转A6；时间是否为下班后半小时，如果是跳转A6，如果否，跳转A9；

A10：状态使用率是否超过50%，如果是跳转A11，如果否，跳转A6；

A11：温度是否高于25摄氏度，如果是，制冷模块处于4档，如果否，制冷模块处于3档；

A12:时间是否为午休结束前半小时，如果是，跳转A11，如果否，跳转A12。

10.根据权利要求9所述的一种调度大厅高密度小机房嵌入式辅助散热***的散热方法，其特征碍于，所述的A3的4个档位分别为：

1档为排风净化机和辅助散热器都为50%的工作效率，空调为关闭状态；2档为排风净化机和辅助散热器都为50%的工作效率，空调为开启状态；3档为排风净化机和辅助散热器都为100%的工作效率，空调为关闭状态；4档为排风净化机和辅助散热器都为100%的工作效率，空调为开启状态。