一种机柜智能气流优化系统及基于该系统的数据中心技术方案

本实用新型专利技术公开了一种机柜智能气流优化系统及基于该系统的数据中心，涉及计算机领域。所述系统包括压力传感器、温度传感器、排风装置和控制器；压力传感器，用于检测服务器机柜内的气压；温度传感器，用于检测服务器机柜的出风温度；控制器分别与压力传感器和温度传感器电连接，用于对压力传感器检测到的服务器机柜内的气压和温度传感器检测到的出风温度进行采集、传输和计算；根据设定的工作模式，调节排风量；排风装置与控制器电连接，用于在控制器的控制下运行，以将服务器机柜内的热量输出至热风通道。本实用新型专利技术满足服务器在负荷峰值或负荷谷值处的不同发热量的冷却需求，消除了过热点，达到降低能耗，提高服务器机柜的功率密度的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及计算机领域，尤其涉及机柜智能气流优化系统一种机柜智能气流优化系统及基于该系统的数据中心。
技术介绍
随着计算机技术的飞速发展以及大型的云计算数据中心的建立，电子设备的集中程度也变得越来越高，服务器等电子设备通常被直接设置在服务器机柜内。通常情况下，一个服务器机柜中设置有10至15台服务器，这些服务器在运行过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地进行降温，由于热量累积，很容易导致服务器过热而死机，从而导致网络系统运行异常。目前，数据中心的服务器机柜通常采用冷通道方式进行冷却，即服务器机柜以面对面或背对背的方式排列形成的通道，在两组机柜间建立密封制冷空间，利用两组服务器机柜间的空调向下送风，使两组服务器机柜之间构成冷通道，确保冷风必须穿过这两组服务器机柜并为服务器散热后实现回风。此方式以两个整列服务器机柜为一个控制单元，控制复杂度较高，不能精确的监控每个服务器机柜是否出现过热点，且不能解决根据服务器在负荷峰值或负荷谷值的不同发热量确定排风量，导致空调能耗增加的问题。目前，还采用漫灌方式对服务器机柜进行冷却，即将液态冷媒输送至每个服务器机柜，与服务器机柜内的电子设备高强度地换热。这里的液态冷媒包括了水或氟利昂等。此方式虽然可以实现对单个服务器机柜内的电子设备进行冷却处理，但存在液体泄漏的风险。
技术实现思路
本技术提供机柜智能气流优化系统一种机柜智能气流优化系统及基于该系统的数据中心，以实现自动调节排风量，消除过热点，降低空调的能耗，提高了服务器机柜的功率密度。第一方面，本技术实施例提供了机柜智能气流优化系统一种机柜智能气流优化系统，包括：压力传感器、温度传感器、排风装置和控制器；所述压力传感器，用于检测服务器机柜内的气压；所述温度传感器，用于检测服务器机柜的出风温度；所述控制器分别与所述压力传感器和所述温度传感器电连接，用于采集由所述压力传感器检测到的服务器机柜内的气压和所述温度传感器检测到的出风温度；按照设定的模式，根据所述气压和/或出风温度调节排风装置的排风量；其中，设定的模式包括压力控制模式、温度控制模式和综合控制模式；所述排风装置与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下运行，以将服务器机柜内的携带热量的热风通过与设定的模式对应的排风量，定量排出至热风通道。第二方面，本技术实施例还提供了一种基于机柜智能气流优化数据中心，该数据中心包括如上述第一方面所述的机柜智能气流优化系统。本技术实施例，通过采集各个服务器机柜内的气压和服务器的出风温度，根据设定的工作模式，通过气压和/或出风温度调节排风装置的排风量，满足服务器在负荷峰值或负荷谷值处的不同发热量的冷却需求，消除了过热点，解决了目前数据中心的机柜冷却系统控制复杂、能耗较高的问题，达到了降低能耗，提高服务器机柜的功率密度的效果。附图说明图1是本技术实施例一中提供的机柜智能气流优化系统的结构示意图；图2是本技术实施例一中提供的机柜智能气流优化系统中风压控制模式下风机调控示意图；图3是本技术实施例一中提供的机柜智能气流优化系统中温度控制模式下风机调控示意图；图4是本技术实施例二中提供的机柜智能气流优化系统的一个示例的结构示意图；图5是本技术实施例二中提供的机柜智能气流优化系统、服务器机柜与空调的连接结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1示出了本技术实施例一中的机柜智能气流优化系统的结构示意图。如图1所示，该系统具体包括：压力传感器110、温度传感器120、排风装置140和控制器130。压力传感器110用于检测服务器机柜内的气压。压力传感器110设置于服务器机柜内，可以是空气压力传感器。通过空气压力传感器检测服务器机柜内的空气压力后，转化为电信号，通过模数转换电路采样后输出至控制器130。温度传感器120用于检测服务器机柜的出风温度。温度传感器120设置于服务器机柜中风机的位置附近，用于检测服务器吹出的热风的平均温度。可选的，温度传感器120可以是热敏式温度传感器。通过热敏式温度传感器检测服务器的出风温度后，转换为电信号，通过模数转换电路采样后输出至控制器130。控制器130分别与压力传感器110和温度传感器120电连接，用于采集所述压力传感器110检测到的气压和所述温度传感器120检测到的出风温度；根据设定的工作模式，通过所述气压和/或出风温度调节排风装置140的排风量。控制器130包括比例-积分-微分控制器(PID控制器)。其中，设定的模式可以包括风压控制模式、温度控制模式和综合控制模式。系统处于何种模式可以由预设规则确定，以实现机柜智能气流优化系统通过自适应的调整工作模式，自适应的调节排风量；还可以由用户指定系统处于何种模式，满足用户的个性化要求。由于机柜智能气流优化系统实现了自适应的调节排风量的功能，避免不能根据服务器在负荷峰值和负荷低谷时不同发热量而调整排风量的问题，满足在不同发热状况下调节风机的转速实现不同的排风量，提高冷却效率，进一步提高了服务器机柜的功率密度，消除过热点，减小了系统的能耗。示例性的，若用户选择综合控制模式，则在综合控制模式下，将所采集的出风温度与设定的安全温度阈值进行比较。在所述出风温度小于所述安全温度阈值时，根据设定的压力控制模式调节排风装置的排风量。在所述出风温度超过所述安全温度阈值时，根据设定的温度控制模式调节排风装置的排风量。所述排风装置140与所述控制器130电连接，用于在所述控制器130的控制下运行，以将服务器机柜内的热风输出至热风通道150。示例性的，热风通道150包括设置于服务器机柜上的出风口、垂直风道和水平风道；所述垂直风道与所述出风口连接，用于传输由所述排风装置排出的热风至水平风道；所述水平风道与空调的回风口连接，用于将所排出的热风传输至所述空调，实现服务器机柜内的热量直接回馈空调160的目的，热气不与冷气混合，进入服务器机柜的冷气为恒温冷气，提高了冷却效率。示例性的，所述排风装置140包括至少两台风机；所述风机为采用无刷直流电机驱动的离心风机。其中，采用两套相互独立的系统控制风机的运转。上述两个风机的冗余设计方式，避免其中一个风机故障而影响系统的工作。其中，风机为采用无刷直流电机驱动的离心风机(EC风机)。并且，所述风机对应的连接组件具有带电插拔功能，可以是抽屉式可热插拔风机。在所述服务器机柜的前柜门上开有通孔，所述通孔为冷风流入所述服务器机柜的入口，以通过机房内冷风道、所述通孔和服务器机柜中服务器入风口构成所述冷风通道。该系统的工作过程为：室内的冷风经由服务器机柜的前柜门上的通孔,通过服务器内置冷却风机作用进入服务器，将服务器内部的热量带至服务器机柜后部，然后由排风装置将热量传输至热风通道排出，或回馈至空调的回风口。图2示出了本技术实施例一中机柜智能气流优化系统中风压控制模式下风机调控示意图。如图2所示，在风压控制模式下，确定所采集的气压P机柜与机房内气压P机房的压力差e(P)。计算所述压力差e(P)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机柜智能气流优化系统，其特征在于，包括：压力传感器、温度传感器、排风装置和控制器；所述压力传感器，用于检测服务器机柜内的气压；所述温度传感器，用于检测服务器机柜的出风温度；所述控制器分别与所述压力传感器和所述温度传感器电连接，用于采集由所述压力传感器检测到的服务器机柜内的气压和所述温度传感器检测到的出风温度；按照设定的模式，根据所述气压和/或出风温度调节排风装置的排风量；其中，设定的模式包括压力控制模式、温度控制模式和综合控制模式；所述排风装置与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下运行，以将服务器机柜内的携带热量的热风通过与设定的模式对应的排风量，定量排出至热风通道。

【技术特征摘要】
1.一种机柜智能气流优化系统，其特征在于，包括：压力传感器、温度传感器、排风装置和控制器；所述压力传感器，用于检测服务器机柜内的气压；所述温度传感器，用于检测服务器机柜的出风温度；所述控制器分别与所述压力传感器和所述温度传感器电连接，用于采集由所述压力传感器检测到的服务器机柜内的气压和所述温度传感器检测到的出风温度；按照设定的模式，根据所述气压和/或出风温度调节排风装置的排风量；其中，设定的模式包括压力控制模式、温度控制模式和综合控制模式；所述排风装置与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下运行，以将服务器机柜内的携带热量的热风通过与设定的模式对应的排风量，定量排出至热风通道。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热风通道包括设置于服务器机柜上的出风口、垂直风道和水平风道；所述垂直风道与所述出风口连接，用于传输由所述排风装置排出的热风至水平风道；所述水平风道与空调的回风口连接，用于将所排出的热风传输至所述空调。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：冷风通道；所述服务器机柜的前柜门上开有通孔，所述通孔为冷风流入所述服务器机柜的入口，以通过机房内冷风道、所述通孔和服务器机柜中服务器入风口构成所述冷风通道。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，按照设定的模式，根据所述气压和/或出风温度调节排风装置的排风量，包括：在综合控制模式下，将所采集的出风温度与设定的安全温度阈值进行比较；在所述出风温度小于所述安全温度阈值时，根据设定的压力控制模式调节排风装置的排风量；在所述出风温度超过所述安全温度阈值时，根据设定的温度控制模式调节排风装置的排风量。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述压力控制模式，包括：确定所采集的气压与机房内气压的压力差；计算所述压力差与压力参考值的偏差，将所述偏差作为压力参考给定量输入至风机调速系统的压力调节器；所述压力调节器根据所述压力参考给定量，采用比例积分微分控制算法对风机的转速进行调节，以控制风机的排风量，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶向东，徐向平，
申请(专利权)人：北京思博康科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11