CN205137673U - 机房行间精密空调系统 - Google Patents

Abstract

一种机房行间精密空调系统，主要包括：多个冷却空调单元，配置在机房的行间中，其每一冷却空调单元下方具有一出风口，两侧各设一吸风口，该吸风口内各对应设有一蒸发器，而出风口内设有一风扇，风扇的形式种类不限，以提供冷风吹向冷通道，而由两侧吸风口将热通道的热风吸入，以及一温度控制单元，设在出风口以控制出风温度；借此，使其能够弹性安装且具有风量均匀的特性，可执行精确送风并可精确吸风，应用最少的空调而达到最大的效能。因为整体规划设计佳，故其出风口温度不必调得很低(大于20℃)，而且在每一冷却空调单元上还可进一步设有外气管路来引进低焓值外气，使得空调COP更能明显有效增高(COP>4)。

Description

机房行间精密空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种机房行间精密空调系统，尤指配置在机房的行间中，能够弹性安装且具有风量均匀的特性，可执行精确送风并可精确吸风，以应用最少的空调而达到最大效能的机房行间精密空调系统。

背景技术

信息时代电子信息处理需求与日俱增，新一代的计算机除了运算效能不断提高之外，同时也要有效克服散热的问题。以避免高速运算产生的热量堆积，避免其严重影响计算机本身的运算效率，甚至温度过高造成计算机的故障。因此，一般计算机机房中均设有冷却空调系统，以控制机房中的工作温度及湿度，确保计算机主机能在优良环境中维持高效率正常运作。

一般常见的现代化机房散热方式为冷热通道分离，其采用传统大型空调配合高架地板及导风管以精确送风，但由于风管过长或转折过多造成风管内风阻过大，而使得各机柜送风量严重不均，有的过多、有的太少而造成部份机台过热；而且空调吸风口距离热通道很远，很容易造成热回风，会使部份机台吸入热风温度过高造成当机。

较先进的机房改采专用的In-Row列间空调，其冷却空调单元被分散安插配置在机柜之间，应用时可精确送风而无需高架地板或导风管，希望能改善传统空调送风不均及热回风的问题。其空调系统可用气冷或水冷模式，在水冷模式时因冷水入口管在高架地板下，故可有效避免冷凝水的问题。但整体而言，由于热风会往上走，故装设在机柜旁的列间空调依然会就近吸走热风，而就机柜上层的机台而言，还是无法完全避免吸入热回风造成温度过高的现象。

总之，目前现有空调系统都无法真正解决现在机房局部热点的问题，故仍必须针对重点多加空调机，或将空调温度调得很低来避免机台过热，甚至需要将其温度降低到10摄氏度以下，以接近冰箱冷藏室的低温，来解决机房散热问题，但因为这样常常使机房的能源使用效率PUE无法有效降低，所设定的温度越低，效率就越差，也越耗电，造成能源浪费。

另外，目前相关市面上机房专用或一般空调都是强调压缩机的变频功能和冰蓄冷模式，以达节能效益。除此，并没有其他更多积极的节能手段，譬如：没有把外气焓值控制当做节能的手段，或欠缺久引进外气来散热或增加空调COP（即能效比）值等等，这些也是现有空调系统设计规划不及完善之处。

实用新型内容

本实用新型发明人有鉴于未来云端产业计算机科技持续发展进步，预想到机房的建置未来5至10年的发展，面对未来10年，高显热的IT设备散热需求，新一代建置的数据中心，仅仅采用这两种传统的空调系统，势必无法应对高密度机房室内温度过热的严峻挑战。

本实用新型的主要目的，在于提供一种机房行间精密空调系统，主要包括：

多个冷却空调单元，腾空分布配置在一机房中，该机房内设置有多个柜体，该柜体之间依流通空气温度分为多个冷通道及热通道；

实施时，该多个冷却空调单元以配置在机房的冷通道行间为最佳；每一冷却空调单元下方具有一出风口，两侧各设一吸风口，每侧吸风口内各对应设有一蒸发器，出风口内则设有一风扇，风扇的形式种类不限，以提供冷风吹向冷通道，而由两侧吸风口将热通道的热风吸入经蒸发器降温，以及一温度控制单元，设在出风口以控制出风温度。

其中，该冷却空调单元为水冷式或气冷式。

其中，该风扇与两蒸发器呈ㄩ形或倒［形配置。

其中，该出风口温度控制在20℃～30℃。

其中，该冷却空调单元进一步设有引入外气的外气管路，该外气管路配置在两个蒸发器的边上；一焓差控制单元，检测比对机房内外空气的焓值，以控制一连接至该外气管路的入口的调节阀门。

其中，该冷却空调单元内部管路进一步设有一压缩机及一膨胀阀；外部设有一独立的机壳。

借此，使其能够弹性安装且具有风量均匀的特性，可精确送风以提供控温的冷空气吹向冷通道，并可精确吸风以由两侧吸风口进风，将热通道的热风以最短的距离吸进空调，应用最少的空调达到最大的效能；因为整体规划设计佳，故其出风口温度不必调得很低(大于20℃)，而且在每一冷却空调单元上还可进一步设有外气管路来引进低焓值外气，使得空调COP更能明显有效增高(COP>4)。

附图说明

图1：本实用新型的系统配置图。

图2：本实用新型的立体分解图。

图3：本实用新型的组合透视图。

图4：本实用新型组合平面图。

图5：本实用新型的应用示意图。

图6：本实用新型具有外气管路的实施例图。

附图标记说明

10冷却空调单元

11出风口

12吸风口

13风扇

14蒸发器

15外气管路

16焓差控制单元

161调节阀门

17膨胀阀

18压缩机

19机壳

2机房

20柜体

21冷通道

22热通道。

具体实施方式

为方便对本实用新型的目的、结构组成、应用功能特征及其功效做更进一步的介绍与公开，现举实施例配合附图，详细说明如下：请参阅图1-图4所示，本实用新型所设一种机房行间精密空调系统，主要包括：

多个冷却空调单元10，腾空分布配置在一机房2中，该机房2内设置有多个柜体20，该柜体20之间依流通空气温度分为多个冷通道21及热通道22；

其中，该多个冷却空调单元10配置在机房2的行间中，实施时以冷通道21行间为最佳；该每一冷却空调单元10具有一出风口11及两个吸风口12；

该出风口11对应设于机房2的冷通道21，其出风口11内部设有一风扇13，风扇13的形式种类不限，以提供冷风吹向机房2的冷通道21；

该两个吸风口12分别设于冷却空调单元10的两侧，其内各设有一蒸发器14，与风扇13间呈ㄩ形或倒［形配置如图1前视像船状分布，该两个吸风口12对应于热通道22以吸入热风，以经蒸发器14给予降温，以及；

一温度控制单元3，设在出风口11以控制出风温度；

实施时，该冷却空调单元10采用水冷式或气冷式均可，而且该冷却空调单元10配置的数量，可依机房2地形地物实际大小不同而作机动调整弹性安装，产品的机种也可依客户需求来增加选配，譬如：图2、3所示，在冷却空调单元10外部设有一独立的机壳19，或是内部管路上进一步设有一压缩机18及一膨胀阀17等。

借此，如图1、5所示，使本实用新型能够弹性安装且具有风量均匀的特性，可精确送风提供控温的冷空气由出风口11吹向冷通道21，使冷风直接由冷通道21两侧柜体20的前方吸进，流经柜体20内部提供冷却效果，再将热风由柜体20后方排出到热通道22中。热空气上升刚好对应到本实用新型冷却空调单元10两侧所设的吸风口12，而可确实精确吸风以避免热回风，由两侧吸风口12进风，将热通道22的热风以最短的距离吸进空调，通过蒸发器14给予有效降温，应用最少的空调达到最大的效能。

本实用新型因为整体规划设计佳，应用时风量均匀而且又可有效避免热回风，故其出风口11的温度可控制大于20℃，依机房2实际A1~A3空调等级应用需求不同，而将出风口11的温度设在20℃～30℃之间，如此一来机房2的设定温度就不用刻意调得太低，相对其能源使用效率，PUE即能有效降低，节约成本，达到环保节能不致过度耗电造成浪费的目的。

另外，请参图6所示，本实用新型实施时，其每一冷却空调单元10的两边蒸发器14上可进一步各配置的一外气管路15；并搭配一焓差控制单元16，检测比对机房内外空气的焓值，以控制一连接至该外气管路15的入口的调节阀门161，使其能精准检测室内外空气，在最恰当时机启动用来引进低焓值外气进行混风，使得空调COP能明显有效增高(COP>4)。

譬如：A.以空调质量流率为0.67kg/s，出风口温度为20℃、相对湿度为50%；热回风温度为30℃、相对湿度为27.7%为例计算：

出风口11温度为20℃、相对湿度为50%时空气的焓值为38.545kJ/kg

热回风温度为30℃、相对湿度为27.7%时空气的焓值为48.833kJ/kg

室内外空气焓差值为48.833-38.545=10.288KkJ/kg

蒸发器14负载为0.67*(48.833-38.545)=6.89kW

B.以外气温度为25℃、相对湿度为50%；引进质量流率为0.1kg/s为例计算：

如外气温度为25℃、相对湿度为50%时空气的焓值为38.982kJ/kg

引进质量流率为0.1kg/s则混风后的焓值为47.363kJ/kg

空气焓差值为47.363-38.545=8.818kJ/kg

蒸发器14负载变为0.67*(47.363-38.545)=5.91kW

C.如此蒸发器14负载即能有效降低了14%，证实具有焓差控制功能，尤其在内外最适当焓值条件下，把调节阀门161开启以引进外气，更具有很高的节能效益；不但适用在干冷的高纬度地区，当然也适用于低纬度等湿热条件，差异仅仅是使用冷气和外气结合时间的长短不同而已，但其都可达到相同的节能效果。

由上可知，本实用新型具有如下优点：

1.具有智能出口冷风温控系统：控制冷风出风口11温度而非传统的控制吸风口12温度，可使得蒸发器14温度提高，可有效提升COP。

2.具有分布式智能焓差控制系统：可将低焓值的外气吸入与回风的热气混合而使得蒸发器14的负载有效降低。

3.可切换气冷及水冷模块：可搭配一般空调室外机或是大型室外冰水主机或冷却水塔；若是室外焓值允许，可全部使用外气自然冷却，不使用空调，达到真正的FreeCooling。

综上所述，本实用新型结构新颖，无需风管即可达到精确送风和控制机柜入口温度的目的，整体规划有效采用智能焓差控制系统，只在适合的条件下才会吸入外气，因此无论在任何高、低纬度地区，任何天气皆能使用。产品数量可弹性安装，不须风管及高架地板，因此无论任何大小机房皆可使用。应用上并配有气冷及水冷模块，因此可搭配任何室外机组或室内中央空调。确实能达到功效的增进，并具有产业实用性，完全符合专利申请条件，故依法提出实用新型专利申请。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此限定本实用新型实施的范围；故，凡依本实用新型权利要求书及实用新型说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，都应仍属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种机房行间精密空调系统，其特征在于：其主要包括：多个冷却空调单元，腾空分布配置在一机房中，该机房内设置有多个柜体，该柜体之间依流通空气温度分为多个冷通道及热通道；

其中，该多个冷却空调单元配置在机房的行间中，该每一冷却空调单元，下方具有一出风口，两侧各设一吸风口，该吸风口内各对应设有一蒸发器，出风口内设有一风扇，以提供冷风吹向冷通道，而由两侧吸风口将热通道的热风吸入，以及；

一温度控制单元，设在出风口以控制出风温度；

出风口对应冷通道以精确送风提供控温的冷空气吹向冷通道，并且吸风口对应热通道以由两侧吸风口进风，将热通道的热风以最短的距离吸进空调，应用最少的空调达到最大的效能。

2.如权利要求1所述的机房行间精密空调系统，其特征在于：该多个冷却空调单元配置在机房的冷通道行间中，该冷却空调单元为水冷式或气冷式。

3.如权利要求2所述的机房行间精密空调系统，其特征在于：该风扇与两蒸发器呈ㄩ形或倒［形配置。

4.如权利要求3所述的机房行间精密空调系统，其特征在于：该出风口温度控制在20℃～30℃。

5.如权利要求3所述的机房行间精密空调系统，其特征在于：该冷却空调单元进一步设有引入外气的外气管路，该外气管路配置在两个蒸发器的边上；一焓差控制单元，检测比对机房内外空气的焓值，以控制连接至该外气管路的入口的一调节阀门。

6.如权利要求3所述的机房行间精密空调系统，其特征在于：该冷却空调单元内部管路进一步设有一压缩机及一膨胀阀；外部设有一独立的机壳。