CN109348684B - 一种高效节能信息设备机柜及其节能控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效节能信息设备机柜，包括柜体、安装在柜体中部的设备架及形成与柜体内且位于设备架两侧的冷风供给通道和热风排出通道，所述冷风供给通道的侧壁上沿设备架高度方向设有若干开度可调的进风口，所述冷风供给通道通过横向设置的隔板分隔为上下两个相互独立的冷风供给单元，所述隔板可沿设备架高度方向滑动，还包括与所述进风口连通的变频空调机组，从变频空调机组出来的冷风从进风口进入冷风供给通道后经设备架从热风排出通道排出。本发明实现对各信息设备快速精准制冷，节约信息***冷却用能，减少使用者成本。
Description
技术领域
本发明属于设备机柜技术领域，尤其涉及一种高效节能信息设备机柜及其节能控制方法及其节能控制方法。
背景技术
目前的市场上的信息设备机柜，大部分不具备制冷功能，信息设备的冷却一般由外部的空调送风解决，在信息设备集中的数据中心(计算机机房)中，空调送风冷却方式主要为地板下送风及模块化机房冷通道两种方式，这两种冷却方式的缺陷显而易见：1)大风漫灌的冷却方式导致空调冷气与热介质接触面积大，存在较大的热传导损失；2)由于没有实现精准供冷，热通道与冷通道存在大量的接触空间，大量空调输出的冷气未经过信息设备冷却通道做冷却有用功便直接循环到信息设备排出的热通道后面。上述两个原因是当前数据中心(计算机机房)能耗较高的主要原因。
目前市场上少量安装了制冷设备的信息设备机柜，制冷的功率一般是额定的，单柜能承受的功率密度不大，主要针对的应用场景是远程营业网点或楼层设备间，目前没有针对数据中心高密度功率机柜的应用。由于这些机柜的制冷是针对整个机柜内部制冷，并没有区分冷热通道和实现精准供冷，在信息设备没有放满或设备较少的情况下，针对整个机柜内部空间制冷就会造成能源的浪费(冷热通道存在大量的接触机会)。如果一开始选用小功率空调的机柜，日后如果要增加信息设备数量，又会出现制冷量不够的情况。
发明内容
本申请旨在旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种可精准供冷的高效节能信息设备机柜及其节能控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高效节能信息设备机柜，包括柜体、安装在柜体中部的设备架及形成与柜体内且位于设备架两侧的冷风供给通道和热风排出通道，所述冷风供给通道的侧壁上沿设备架高度方向设有若干开度可调的进风口，所述冷风供给通道通过横向设置的隔板分隔为上下两个相互独立的冷风供给单元，所述隔板可沿设备架高度方向滑动，还包括与所述进风口连通的变频空调机组，从变频空调机组出来的冷风从进风口进入冷风供给通道后经设备架从热风排出通道排出。
进一步的，所述变频空调机组包括控制主机和顺次串接连通的空气过滤器、表冷器和变频离心风机，所述变频离心风机的出风端与进风口连通，所述空气过滤器的进风端与外部连通，热风排出通道内设有温度传感器，所述温度传感器、变频离心风机与控制主机电性连接。
进一步的，所述进风口成排布置在柜体靠进柜门一端的两侧壁上且与设备架上信息设备安装工位一一对应，所述柜体上还设有连通所述进风口和空调机组的机柜风道。
进一步的，所述机柜风道靠近变频离心风机处设有与所述控制主机电性连接的风速传感器和温湿度传感器。
进一步的，所述进风口的开度调节机构与控制主机电性连接。
进一步的，所述设备架面向冷风供给通道的一侧设有纵向滑轨，所述滑轨上设有沿设备架高度方向间隔排布的卡槽，所述隔板上设有适于***所述卡槽的卡块。
进一步的，在表冷器冷却介质入口处设有接受控制主机控制的冷却介质调节电磁阀。
进一步的，所述进风口的开度调节机构与控制主机电性连接。
进一步的，安装在柜体内的智能模块化PDU与所述控制主机电性连接。
进一步的，所述热风排出通道的排风口中设有轴流排风机，所述轴流排风机接受所述控制主机的控制。
进一步的，所述变频空调机组设置在所述柜体的底部。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明冷风供给通道内设置隔板，通过将隔板调节到信息设备安装高度位置处，将冷风供给通道分隔为对准信息设备的下部冷风供给单元和上部的冷风供给单元，保证供冷通道的最小容积，通过将上部的冷风供给单元内的进风口全部调节至关闭状态，再结合变频式空调机组，即可实现对各信息设备快速精准制冷，节约信息***冷却用能，减少使用者成本。
2、在排风口处设有温度传感器，机柜风道内设有风速传感器和温湿度传感器，可以对排风口的温度及风道内的温湿度和风速进行采集并反馈至控制主机，控制主机根据采集到的温湿度、风速数据分析并智能调整变频离心风机的转速和表冷器冷却液入口处电磁阀阀门的开度，通过调整冷风的温湿度以及风道的给风量的大小保证信息设备的散热及其均匀性，同时节省能耗，避免降温过度。
3、具有智能模块化PDU，当信息设备电源线***智能模块化PDU相应插座时，PDU会自动给出控制信号，将信息设备所在层板位置信息发送给所对应的可调出风口，由可调出风口对相应层板送风，控制主机通过检测信息设备的电流参数，控制可调出风口的开度。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明的轴测图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
参见图1-图4，一种高效节能信息设备机柜，包括柜体，柜体由柜本体1和柜门2组成，在柜本体1和柜门2围成的密闭空间的中部设有设备架20，位于设备架的两侧的密闭空间形成冷风供给通道21和热风排出通道22。设备架20上沿高度方向形成有若干信息设备安装工位，信息设备18(如服务器、存储器等)安装在信息设备安装工位处，至于设备架20的具体结构均为现有技术在此不再赘述。冷风供给通道21的侧壁上沿设备架20高度方向设有若干开度可调的进风口5，冷风供给通道21通过横向设置的隔板6分隔为上下两个相互独立的冷风供给单元，隔板6可沿设备架20高度方向滑动从而对冷风供给单元大小进行调节，还包括与进风口5连通的变频空调机组。一般情况下，变频空调机组设置在柜本体1的底部，当然也可以设置在柜本体1的顶部。从变频空调机组出来的冷风从进风口5进入冷风供给通道21后经设备架20从热风排出通道22排出，从而将设备架20上的信息设备18产生的热量带出。
本实施例冷风供给通道21内设置隔板6，通过将隔板6调节到信息设备6安装高度位置处，将冷风供给通道21分隔为对准信息设备6的下部冷风供给单元和上部的冷风供给单元，保证供冷通道的最小容积，因隔板6上部的设备架20上没有安装信息设备18，通过将上部的冷风供给单元内的进风口6全部调节至关闭状态，再结合变频式空调机组，即可实现对各信息设备6快速精准制冷，节约信息***冷却用能，减少使用者成本。相较于现有技术中，大风漫灌的冷却方式，本实施例热传导损失小，冷量利用率更高。此外，进风口6可以采用现有技术中的百叶窗式进风口，百叶通过电机驱动转动实现进风口6开度的调节，也可以通过手动调节百叶的位置。
参见图1，在另一实施例中，进风口6沿柜本体1高度方向成排布置在柜体靠进柜门2一端的两侧壁上且与设备架20上信息设备18安装工位一一对应，柜本体1上还设有连通进风口6和空调机组的机柜风道4。变频空调机组包括控制主机13和顺次串接连通的空气过滤器12、表冷器8和变频离心风机9，在柜本体1底部安装有表冷器箱，表冷器8安装在表冷器箱内，变频离心风机9的出风端与机柜风道4连通，空气过滤器12的进风端与外部连通，热风排出通道22中设有温度传感器17。优选的，空气过滤器12可以采用拔插式空气过滤网，以方便更换和清洗。在机柜风道4靠近变频离心风机9处设有与空调机组的控制主机13电性连接的风速传感器15和温湿度传感器14。空调的冷冻水进出水管10穿过表冷器箱与表冷器8相连，将冷冻水通入表冷器8内循环完成制冷，在表冷器8冷却介质(冷冻水)入口处设有接受控制主机13控制的冷却介质(冷冻水)调节电磁阀16，在表冷器8上还设有空调冷凝水排水管11。外部空气在变频离心风机9的作用下经过空气过滤器12过滤后经表冷器8实现热交换降温后吹至机柜风道4内，再由多个与信息设备18一一对应的可调出风口6吹出，从可调出风口6吹出的冷风直接对准信息设备，以达到精准供冷的目的。同时，由于信息设备存储室非常小，因此冷热接触面小，大大减少了冷量传导损失因素。
需要说明的是，如图1和图2所示，安装在柜本体1内的智能模块化PDU19(电源插座)与控制主机13电性连接，热风排出通道22的排风口3中设有轴流排风机7，轴流排风机7接受控制主机13的控制，轴流排风机7由电机带动。控制主机13利用控制轴流排风机电机的电磁阀来控制轴流风机的启停。轴流排风机7、智能模块化PDU19、百叶电机、温度传感器17、变频离心风机9、风速传感器15、温湿度传感器14和电磁阀与控制主机13电性连接组成控制电路，至于控制电路的具体结构可以采用现有技术，不是本实施改进的重点，在此不再赘述。
整个装置工作过程为：信息设备与智能模块化PDU19(电源插座)的插孔位置一一对应，当插孔连接信息设备电源线时，PDU发送信号到控制主机13，控制主机13控制对应的可调出风口6自动开启，同时，通过检测信息设备的供电电流、电压参数，控制主机13(内部设有电流及电压检测传感器)能依据当前插孔输出的功率参数自动调节可调出风口6的开度，冷风给信息设备降温之后由柜体后侧自然流出。靠近排风机安装的温度传感器17用于采集排风口处的温度、机柜风道4安装的风速传感器15和温湿度传感器14监测冷风的温湿度参数，根据风速传感器检测的风速参数、温度传感器检测的温度参数及设备供电电流、电压参数，冷通道冷风的温湿度，控制主机13通过控制电路调节变频离心风机9的转速及空调冷冻水进水电磁阀16阀门的开度，同时控制主机13根据温度参数决定是否开启轴流排风机7，在保证信息设备冷却效果的同时，实现精准供冷、降低能耗。
本实施例，在排风口3处设有温度传感器17，机柜风道4内设有风速传感器15和温湿度传感器14，可以对排风口3的温度及风道内的温湿度和风速进行采集并反馈至控制主机，控制主机根据采集到的温湿度、风速数据分析并智能调整变频离心风机的转速和表冷器冷却液入口处电磁阀阀门的开度，通过调整冷风的温湿度以及风道的给风量的大小保证信息设备的散热及其均匀性，同时节省能耗，避免降温过度。
在具体应用中，隔板6的安装方式可以为：在设备架20面向冷风供给通道21的一侧设有纵向滑轨23，滑轨23上设有沿设备架高度方向间隔排布的卡槽，隔板6上设有适于***卡槽的卡块，隔板6的四周分布与柜本体1的两侧壁、柜门2的内壁及最顶端信息设置相互接触，从而将冷风供给通道21分隔为上下两个相互独立的冷风供给单元。
为方便移动，还可以在柜体底部安装滚轮。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种高效节能信息设备机柜，包括柜体、安装在柜体中部的设备架及形成与柜体内且位于设备架两侧的冷风供给通道和热风排出通道，其特征在于：所述冷风供给通道的侧壁上沿设备架高度方向设有若干开度可调的进风口，所述冷风供给通道通过横向设置的隔板分隔为上下两个相互独立的冷风供给单元，所述隔板可沿设备架高度方向滑动，还包括与所述进风口连通的变频空调机组，从变频空调机组出来的冷风从进风口进入冷风供给通道后经设备架从热风排出通道排出。
2.根据权利要求1所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：所述变频空调机组包括控制主机和顺次串接连通的空气过滤器、表冷器和变频离心风机，所述变频离心风机的出风端与进风口连通，所述空气过滤器的进风端与外部连通，热风排出通道内设有温度传感器，所述温度传感器、变频离心风机与控制主机电性连接。
3.根据权利要求2所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：所述进风口成排布置在柜体靠进柜门一端的两侧壁上且与设备架上信息设备安装工位一一对应，所述柜体上还设有连通所述进风口和空调机组的机柜风道。
4.根据权利要求3所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：所述机柜风道靠近变频离心风机处设有与所述控制主机电性连接的风速传感器和温湿度传感器。
5.根据权利要求4所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：所述进风口的开度调节机构与控制主机电性连接。
6.根据权利要求5所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：所述设备架面向冷风供给通道的一侧设有纵向滑轨，所述滑轨上设有沿设备架高度方向间隔排布的卡槽，所述隔板上设有适于***所述卡槽的卡块。
7.根据权利要求2-6任一项所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：在表冷器冷却介质入口处设有接受控制主机控制的冷却介质调节电磁阀。
8.根据权利要求2-6任一项所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：所述进风口的开度调节机构与控制主机电性连接。
9.根据权利要求2-6任一项所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：安装在柜体内的智能模块化PDU与所述控制主机电性连接。
10.根据权利要求2-6任一项所述的高效节能信息设备机柜，其特征在于：所述热风排出通道的排风口中设有轴流排风机，所述轴流排风机接受所述控制主机的控制。
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