[发明专利]一种数据中心服务器机柜局部热点消除系统及方法

权利要求书

1.一种数据中心服务器机柜局部热点消除方法，基于一种数据中心服务器机柜局部热点消除系统，系统包括服务器机柜、散热风扇组、风扇支架、导轮、导轨、控制器、报警器和温度传感器；

其中，所述服务器机柜正面位于服务器的两侧竖向对称固定所述导轨，风扇支架的四角安装有导轮，嵌于两侧的导轨中，风扇支架上安装散热风扇组；

风扇支架移动机构，用于带动所述风扇支架在所述导轨中上、下移动，包括步进电机、定滑轮以及牵引绳，所述步进电机和定滑轮均固定在服务器机柜的顶部，步进电机的传动轴上固定有牵引轮盘，所述牵引绳绕在牵引轮盘上，并穿过定滑轮，与风扇支架的顶部连接，并且，风扇支架与定滑轮之间部分的牵引绳保持竖直；

所述服务器机柜背面位于每层服务器的出风口处均设有一个温度传感器，相邻两个温度传感器之间的距离相等，所有温度传感器均与控制器连接，温度传感器将服务器出口温度转化为电信号传递给控制器的信号输入端；

控制器的信号输出端与所述步进电机、报警器以及数据中心监控室连接；

其特征在于，

控制器实时获取温度传感器的N个温度信号，并将N个温度信号与控制器内部设置的上限温度和下限温度进行对比，若N个温度传感器的温度信号均低于上限温度，则认为机柜内不存在局部热点，此时，控制器控制步进电机得电但不转动，步进电机利用自身的保持力矩将散热风扇组吊在导轨最高点，散热风扇组不转动，报警器不工作；

工况一：仅有一台服务器出口温度超过上限温度，如过热服务器Ⅰ温度升高，此时，控制器使散热风扇组得电，风扇组开始转动，同时控制器控制步进电机顺时针转动圈数k₁，使散热风扇组下降一定距离，到达过热服务器Ⅰ位置，通过加大服务器进风口的空气流量，强化过热服务器Ⅰ内部元件与空气的换热效果，达到降低温度消除局部热点的效果，所述步进电机转动圈数k₁应满足下式：

k₁=mh/(2πr)

其中，m为与过热服务器Ⅰ相对应的温度传感器序号，h为相邻服务器之间的距离，r为牵引圆盘的半径；

在散热风扇组到达过热服务器位置后，控制器启动计时，若2分钟后过热服务器Ⅰ处的温度传感器的温度开始降低，则使散热风扇组继续工作，直到过热服务器Ⅰ处的温度传感器的温度低于下限温度，此时控制器控制步进电机逆时针转动圈数k₁，将散热风扇组拉回初始位置，并使其断电，整个系统恢复初始状态，并向数据中心监控室发送信号A1，通知工作人员机柜局部热点已被消除；

若2分钟后过热服务器Ⅰ处的温度传感器的温度继续升高，说明可能出现了服务器内部风道堵塞情况，控制器启动报警器，并向数据中心监控室发送信号A2，通知工作人员立刻到现场查明原因排除热点；

若过热服务器Ⅰ处的温度传感器的温度始终高于下限温度且低于上限温度，说明散热风扇组可以控制局部热点，但不能彻底消除，散热风扇组保持在当前位置不动，控制器启动报警器，并向数据中心监控室发送信号A3，通知工作人员对应位置机柜出现了局部热点，但服务器温度被控制在安全区间内；

工况二：散热风扇组排除热点的过程中，出现第二台服务器出口温度超过上限温度，如过热服务器Ⅱ，对于工况二，散热风扇组将在两台过热服务器之间往复运动消除局部热点，下面详述：

散热风扇组在步进电机的带动下首先到达过热服务器Ⅰ处，执行消除热点的工作流程，此时控制器检测到服务器Ⅱ过热，立刻启动计时2分钟，2分钟后，控制器控制步进电机转动一定圈数k₂，离开过热服务器Ⅰ，使散热风扇组到达过热服务器Ⅱ处，对其进行强化散热，同样维持2分钟，此后控制器控制步进电机反向转动一定圈数k₂，离开过热服务器Ⅱ，回到过热服务器Ⅰ，完成一次往复，之后重复上述散热风扇组排除热点的循环过程，直到两台过热服务器对应的温度传感器均低于下限温度，步进电机将散热风扇组拉回初始位置，并使其断电，整个系统恢复初始状态，并向数据中心监控室发送信号A1，通知工作人员机柜局部热点已被消除；

若上述散热风扇组排除热点的过程中，任意一台过热服务器的温度持续上升，则控制器启动报警器，并向数据中心监控室发送信号A2，通知工作人员立刻到现场排除热点；

若任意一台过热服务器的温度保持在上限温度与下限温度之间，则保持散热风扇组的往复运动，并向数据中心监控室发送信号A3，通知工作人员对应位置机柜出现了局部热点，但服务器温度被控制在安全区间内；

所述步进电机转动圈数k₂应满足下式：

k₂=(m-n)h/(2πr)

其中，n为与过热服务器Ⅱ相对应的温度传感器序号，当mn时，表示步进电机逆时针旋转，散热风扇组向上移动，当mn时，表示步进电机顺时针旋转，散热风扇组向下移动；

工况三：散热风扇组排除热点的过程中，出现了三台及以上服务器出口温度超过上限温度，说明数据中心内整体温度有所上升，则控制器直接启动报警器，并向数据中心监控室发送信号A2，通知工作人员立刻到现场排除热点。