本實用新型有關應用在機柜或電子機房的空調管理系統(tǒng)，特別是一種將空調直接導向至機柜的機柜空調導向機制。

背景技術：

目前對于電子機房的空調管理，均是以機房整體空間作統(tǒng)一性的規(guī)劃，不僅成本高昂，且需大量的空間來進行機柜排列擺設，以及預留相當?shù)目臻g來規(guī)劃各排機柜間的冷/熱通道，極耗費空間資源；再者，其多以電子機房整體的空間來作空調的循環(huán)，亦會造成大量能源的浪費。

如圖1所示，其為一已知的電子機房9的空調規(guī)劃，其建置有四排機柜90，各排機柜90兩兩正反面相互對應，且彼此間預留有一定的間隔，讓正面之間的間隔規(guī)劃為冷通道92，反面之間的間隔則規(guī)劃為熱通道93，利用兩側的制冷裝置91將冷空氣導入冷通道92，讓冷空氣可從機柜90正面流入機柜90中(如圖中空白箭頭所示，表示冷空氣流向)，對機柜90中的電子設備進行熱交換的空調處理，最后讓熱空氣從機柜90反面排出，集中于熱通道93供制冷裝置91回收(如圖中實心箭頭所示，表示熱空氣流向)，再生成冷空氣，形成完整的空調循環(huán)。此種規(guī)劃的電子機房9，雖利用高架地板95及隔板94將冷通道92獨立隔出，避免冷空氣外流形成能源的浪費，但其仍須有大量的空間來供機柜90排列，且高架地板95的配置亦造成大量的成本。

再如圖2所示，其為另一種已知的電子機房9的空調規(guī)劃，其是將制冷裝置91并列于機柜90的排列中，讓制冷裝置91可直接從機柜90反面處的熱通道93回收熱空氣，并直接將冷空氣供應至冷通道92中(如圖所示，空白箭頭表示冷空氣流向，實心箭頭表示熱空氣流向)，但此種規(guī)劃仍須大量的空間來供機柜90排列擺放，雖可節(jié)省架設高架地板的建構成本，但其冷通道92、熱通道93均是開放式的設計，制冷裝置91供應的冷空氣會消耗于電子機房9其他的空間中，不僅造成能源的浪費，且容易降低對機柜90空調管理的效能。

有鑒于已知電子機房空調規(guī)劃的諸多困難及缺點，實用新型人乃對其研究改進之道，終于有本實用新型產(chǎn)生。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型主要目的是提供一種機柜空調導向機制，利用空調導向模塊，明顯可降低電子機房空調規(guī)劃所需耗費的空間，且可適用于舊有的機柜，大幅度降低整體空調規(guī)劃所需的成本。

本實用新型另一目的是提供一種機柜空調導向機制，利用空調導向模塊與機柜結合形成封閉式的空間，利用直接對機柜作空調導引的方式，達到對機柜空調處理最佳的效能，且大幅度降低能源的浪費。

為達上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種機柜空調導向機制，其包括至少一機柜，該機柜內具有供電子設備安置的容置空間；其特點是，還包括至少一空調導向模塊，其包含分別匹配結合至該機柜前、后側的前擴展框體及后擴展框體，該前擴展框體內部具有前置空間，該后擴展框體內部具有后置空間，于該前擴展框體及該后擴展框體結合至該機柜時，該前置空間、后置空間及該機柜內的容置空間形成連通并對外封閉，又，該前擴展框體設有至少一用以將外部冷空氣向內導入的前導引模塊，該后擴展框體設有用以將內部生成的熱空氣向外導出的后導引模塊，形成直接作用于該機柜內部的單向氣流機制；及制冷機制，其包含冷連通管路、熱連通管路及制冷裝置，該制冷裝置用以接收熱空氣并生成冷空氣，該冷連通管路分別連接該前導引模塊及該制冷裝置，用以將該制冷裝置生成的冷空氣供應至該前擴展框體，該熱連通管路分別連接該后導引模塊及該制冷裝置，用以將該后擴展框體導出的熱空氣供應至該制冷裝置。藉由直接將冷空氣導入、熱空氣導出的方式，有效地節(jié)能并可對機柜中電子設備作最佳的空調處理。

藉此，利用冷連通管路及熱連通管路直接對機柜作空調導向的方式，有效地避免制冷裝置生成的冷空氣逸散置外界的環(huán)境中，節(jié)約能源的使用，且以直接導向的方式，讓機柜內部可充分地完成熱交換處理，保持在適當?shù)臏囟?，使其內部電子器材能保持良好的效能?/p>

較佳的，所述前導引模塊包含導入口及前送風單元，該后導引模塊則包含導出口及后送風單元。

較佳的，所述后擴展框體內設有溫度感測單元，以感測后擴展框體內部的溫度來調節(jié)該前送風單元及該后送風單元引導空氣的速度。

較佳的，所述前擴展框體設有二個前導引模塊，該二個前導引模塊分別位于該前擴展框體的頂部與底部，且該制冷機制包含有二個冷連通管路，分別從該前擴展框體相對的上方或下方連接該二前導引模塊至該制冷裝置。

較佳的，其中該后擴展框體內設有數(shù)個溫度感測單元，并分別位于不同高度的位置，藉由感測后擴展框體內部不同高度的溫度，可分別調節(jié)所對應的該二前導引模塊引導空氣的速度。

較佳的，其中該機柜及該空調導向模塊為數(shù)量相對應的數(shù)個，且該冷連通管路設有數(shù)個連接端，分別連接該各前擴展框體的前導引模塊及該制冷裝置，該熱連通管路設有數(shù)個連接端，分別連接該各后擴展框體的后導引模塊及該制冷裝置。

此外，本實用新型的機柜空調導向機制，可進一步利用前擴展框體的前置空間與后擴展框體的后置空間，配合安置電子設備所需求的相關配件，諸如電源分配裝置或布線管理裝置等等，藉由對此附加空間做妥善地利用，能避免因機柜內裝擁塞而影響氣體的流動，讓氣流能保有良好的流通性，提高機柜內部散熱的效率。

較佳的，前置空間或后置空間中所安裝的電源分配裝置，其于一側設有數(shù)個間隔排列的供電單元，且該各供電單元分別對應至該機柜內預定容置電子設備的位置。

綜上所述，本實用新型所揭的機柜空調導向機制，除可透過冷連通管路及熱連通管路直接對機柜作外部空調導向的處理，且利用內部設置的溫度感測單元，能依據(jù)各機柜內部不同位置電子器材的溫度，調節(jié)相應位置的前導引模塊增加(或降低)空氣導引的速度，形成內部空調導向的效果，節(jié)省耗能并達到優(yōu)化的空調管理。

前述后擴展框體中所配設的溫度感測單元，其所感測的溫度系對應機柜中電子設備運作時散發(fā)的熱能，故可視為一種散熱的需求；藉由不同位置的溫度感測單元，能具體得知相應機柜中需散熱的區(qū)域，并依需求調節(jié)相應位置的前導引模塊，讓冷空氣能充分地導引至需求區(qū)域，達到能在每一機柜的內部依需求位置做空調導向的機制。再者，本實用新型各機柜中每一溫度感測單元感測的信息，亦可整合成該各機柜整體的散熱需求，而制冷裝置內建的控制器可依此統(tǒng)計所連結的各機柜的散熱需求，進而供應出適量的冷空氣，達到節(jié)能的功效。

為使本實用新型的上述目的、功效及特征可獲致更具體的了解，茲揭本創(chuàng)作較佳的實施例并依附圖說明如后。

附圖說明

圖1為是一已知電子機房空調規(guī)劃的示意圖。

圖2為另一已知電子機房空調規(guī)劃的示意圖。

圖3為本實用新型的空調導向模塊與機柜組合示意圖。

圖4為機柜內部冷熱交換示意圖。

圖5為一多數(shù)機柜應用例的外觀示意圖。

圖6為另一多數(shù)機柜應用例的外觀示意圖。

圖7為一實施狀態(tài)的機柜內部空調導向示意圖。

圖8為另一實施狀態(tài)的機柜內部空調導向示意圖。

圖9為一較佳實施例的立體示意圖。

圖10為供電單元位置對應的示意圖。

圖11為電源分配裝置與布線管理裝置的配置示意圖。

圖12為另一視角的電源分配裝置配置示意圖。

標號說明：

1 空調導向模塊 10 前擴展框體

11 前置空間 12 前導引模塊

121 導入口 122 前送風單元

13 被結合部 20 后擴展框體

21 后置空間 22 后導引模塊

221 導出口 222 后送風單元

23 溫度感測單元 3 機柜

30 機柜本體 301 容置空間

302 電子設備 303 電子設備(高速運行狀態(tài))

304 電子設備(待機、休眠狀態(tài)) 31 前板

32 后板 33 鎖接支架

331 鎖固間隔 4 制冷機制

40 制冷裝置 41 冷連通管路

42 熱連通管路 50 電源分配裝置

51 供電單元 52 結合部

60 布線管理裝置 61 結合部

9 電子機房 90 機柜

91 制冷裝置 92 冷通道

93 熱通道 94 隔板

95 高架地板。

具體實施方式

請參見圖3至圖5，本實用新型實施例是利用擴展于機柜3前、后側的空調導向膜組1構成封閉式的空調建置，讓空調直接導入機柜3作熱交換處理，節(jié)約了空調作用于機柜3外部空間所耗的效能，且大幅度降低已知電子機房空調規(guī)劃須將機柜并排，并預留冷、熱通道所需的寬度。

其中，空調導向模塊1包括有形狀分別匹配于機柜3前、后側的一前擴展框體10及一后擴展框體20。前擴展框體10內部具有一前置空間11，其一側用于結合至機柜本體30前側，另一側則供機柜3的前板31封閉；后擴展框體20內部具有一后置空間21，其一側用于結合至機柜本體30的后側，另一側則供機柜3的后板32封閉；藉此，當前擴展框體10及后擴展框體20結合于機柜3后，前置空間11與后置空間21連通于機柜本體30內部的容置空間301，并形成了與外部隔離的獨立空間。

前擴展框體10設有一前導引模塊12，用以將外部冷空氣向內導入，而后擴展框體20設有一后導引模塊22，用以將內部生成的熱空氣向外導出，藉此讓冷空氣從前導引模塊12導入后(如圖4中的空白箭頭所示)，直接供機柜本體30內部的電子設備302進行熱交換，讓其熱交換后的熱空氣可順勢由后導引模塊22導出(如圖4中的實心箭頭所示)，達成直接對機柜3作空調導向的目的。

于一可行的實施例中，前導引模塊12包含有一導入口121及一前送風單元122，后導引模塊22包含有一導出口221及一后送風單元222，導入口121及導出口221分別用以供空調系統(tǒng)的冷連通管路41及熱連通管路42連接，而前送風單元122及后送風單元222則用以控制冷、熱空氣流動的方向。

再者，本實用新型實施例另于后擴展框體20內設有一溫度感測單元23，該溫度感測單元23位于靠近后導引模塊22的位置，藉此可透過感測機柜3內部電子設備302熱交換后升溫的溫度，有效地調節(jié)前導引模塊12及后導引模塊22引導空氣的速度，達到優(yōu)化空調控管及節(jié)能的功效。

如圖5所示，為本實用新型一多數(shù)機柜應用例的外觀示意圖，其可適用于電子機房，是將數(shù)個結合有前述空調導向模塊1的機柜3并列，并以一制冷機制4直接對各機柜3作直接導向的空調處理。制冷機制4包含有一冷連通管路41、一熱連通管路42及一制冷裝置40；制冷裝置40用以接收熱空氣并生成冷空氣；冷連通管路41設有多個連接端分別連接至各前導引模塊12的導入口121及制冷裝置40，用以將制冷裝置40生成的冷空氣供應至各前擴展框體10；熱連通管路42設有多個連接端分別連接至各后導引模塊22的導出口221及制冷裝置40。用以將各后擴展框體20導出的熱空氣供應至制冷裝置40。于此實施例中，冷連通管路41、各前導引模塊12、熱連通管路42及各后導引模塊22均位于各空調導向模塊1的上方，藉此讓冷空氣導入前置空間11后，可自然地往下流動，便于供機柜3中電子設備302進行熱交換，而熱交換后后置空間21中的熱空氣可自然地往上流動，讓后導引模塊22可從上方順利地將熱空氣導出。

本實用新型機柜空調導向機制于實際應用時，無須將電子機房整體重新規(guī)劃或建置，亦無須更換原有的機柜3，僅需將適宜的空調導向模塊1結合于機柜3后，以制冷機制4的冷連通管路41與熱連通管路42連接即可完成直接導向的空調導向系統(tǒng)。再者，依本實用新型機柜空調導向機制的架構，用戶亦可依需求適當?shù)嘏渲弥评溲b置40對應機柜3的數(shù)量，以確保各機柜3在散熱上的需求。

在一可行的實施例中，冷連通管路41及熱連通管路42的管路，可依建置上的需求(機柜3數(shù)量)由數(shù)段管體串接而成，輕易地鏈接連接制冷裝置40及各機柜3，完成空調系統(tǒng)冷/熱通道的規(guī)劃，而無須重新改建電子機房的架構，能大幅降低電子機房建置的成本。

此外，依據(jù)本實用新型機柜空調導向機制的架構，每一機柜3與空調導向模塊1的組合，其內部均設有對應的溫度感測單元23可妥善地控管空調的配速，藉此，當系統(tǒng)在運行時，可依據(jù)每一機柜3內部的需求(即每一機柜本體30中電子設備302產(chǎn)生的熱能)，適度地將冷/熱空氣直接導入/導出其中，讓制冷裝置40生成的冷空氣可確實地供應至需求的機柜3中，避免造成能源的浪費。

再請一并參見圖6，在本實用新型另一應用例中，各空調導向模塊1的各前擴展框體10可進一步于頂部及底部分別設有前導引模塊12，并分別從上方及下方以二冷連通管路41連接至制冷裝置40。下方的冷連通管路41，如圖中所示，利用支腳將機柜本體30及前、后擴展框體10、20托起，使其下方保持一預定的空間來進行配置。當然，若原電子機房中配設有高架地板，亦可直接以高架地板出風的位置對應至前擴展框體10底部的前導引模塊12，來作為本實施例下方冷連通管路41使用，藉以減少施工所耗費的成本。藉此，各前擴展框體10可透過從頂部及底部一并導入冷空氣，讓機柜3內的電子設備302無論高低位置，均能妥善地接觸冷空氣進行熱交換。

再請一并參見圖7，各后擴展框體20中可進一步配置有數(shù)個溫度感測單元23，其可分別安裝在不同的高度，本案中是以上、中、下三種高度為例，藉此，可透過不同高度的溫度變化，進一步調節(jié)對應位置的前導引模塊12引導空氣的速度。如圖中所示，若機柜本體30中電子設備302多位于偏上方位置，當其在運行時，則偏上方的溫度感測單元23可測得溫度的提升(如圖中較寬的實心箭頭所示，其所生成的熱空氣可經(jīng)由相對位置的溫度感測單元23感測)，此時，可調節(jié)前擴展框體10頂部的前導引模塊12加速引導冷空氣(如圖中較寬的空白箭頭所示)，適當?shù)剡m應機柜本體30中電子設備302的散熱需求，進行冷空氣地供應，加速該些電子設備302熱交換的效率，進一步達成內部空調導向的功效。同理，若當偏下方位置的溫度感測單元23測得的溫度偏高時，則可調節(jié)前擴展框體10底部的前導引模塊12加速引導冷空氣；而若每一溫度感測單元23均測得溫度提升時，則可調節(jié)前擴展框體10頂部及底部的前導引模塊12一并加速引導冷空氣。

如圖8所示，為另一種可行的實施狀態(tài)，此例中機柜本體30由上至下裝載有設個電子設備303、304，然而，依電子設備被使用或運作的狀態(tài)不同，可分為高速運行狀態(tài)的電子設備303及待機、休眠狀態(tài)的電子設備304。

眾所周知的是，電子機柜中的每個電子設備都是一直處在高速運行或是待機、休眠狀態(tài)，其具體的狀態(tài)因使用上的需求而變化；且當電子設備303處于高速運行的狀態(tài)時會產(chǎn)生較大量的熱能，當電子設備304為待機、休眠狀態(tài)時，則產(chǎn)生較微量的熱能；因此，若持續(xù)以高速運行狀態(tài)的需求對機柜整體進行空調控管，勢必會于電子器材未在高度使用狀態(tài)(待機或休眠)時，造成大量耗能。

因此，于圖8的狀態(tài)中，當機柜本體30偏上方的電子設備303為高速運行狀態(tài)，其產(chǎn)生較大量的熱能(如圖中偏上方較寬的實心箭頭所示)，而偏下方的電子設備304為待機、休眠狀態(tài)，其保持產(chǎn)生較微量的熱能(如圖中偏下方較細的實心箭頭所示)，此時，依其產(chǎn)生的熱能不同，當偏上方的溫度感測單元23感測到溫度明顯提升時，可驅使相對應位置(頂部)的前導引模塊12加快引導冷空氣的速度(如圖中偏上方較寬的空白箭頭所示)，直接對機柜3內升溫的區(qū)域提高冷空氣供應的效率，而于其他未升溫的區(qū)域，則可保持原供應的速度(如圖中偏下方較細的空白箭頭所示)，達到內部直接空調導向及節(jié)能的功效。

當然，除前揭的實施狀態(tài)外，本實用新型的機柜空調導引機制可感測各機柜3中不同高度的具體溫度變化，藉以判斷各機柜3的局部散熱需求或整體散熱需求，進而直接在各機柜3內部作局部的空調導引，或是由制冷裝置40根據(jù)所有機柜3的總需求自動變頻、調整輸出的功率，以并避免過度的供應冷空氣造成耗源，達到節(jié)能與空調合理控管的功效。于可行實施例中，制冷裝置40與機柜3是以其最大功率做規(guī)劃，例如制冷裝置40能提供的空調最大功率為50k，而每一機柜3內部高運行狀態(tài)可消耗10k的空調功率，故制冷裝置40是對應于五個機柜3(如圖5或圖6所示)，能確實地應該些機柜3的散熱需求。然而，每一機柜3內部的電子設備，并非一直是處于高速運行狀態(tài)，故每一機柜3的散熱需求可能是全待機休眠的2k以下、部分待機部分運行的2-8k、又或是全部運行的8k-10k，因此五個機柜3散熱需求的加總，根據(jù)不同的時段，很可能是40k以下或30k以下，甚至于20k以下，若制冷裝置40持續(xù)以最大功率50k作輸出，將造成大幅度的浪費。依據(jù)本實用新型的機柜空調導引機制，制冷裝置40內建的控制器能接收各機柜3(溫度感測單元23)的散熱需求，并根據(jù)所有機柜3的總需求控制制冷裝置40自動變頻，調整輸出的功率，而達到最好的節(jié)能功效與機房中各機柜的空調控管。

此外，于本實用新型所揭示的架構中，可進一步利用前置空間11或后置空間21來安置機柜內容物所需求的相關組件，如圖9所示，前擴展框體10的兩側分別設有數(shù)組被結合部13，用以于需要時供預定對象作結合，較多的狀況是可用來安置電源分配裝置50或布線管理裝置60，而電源分配裝置50與布線管理裝置60的背側可設有相對應的結合部52、61，使其能輕松地與被結合部13結合，以安裝在前置空間11的旁側。

再請一并參閱圖10，一般的機柜30中均會有供電子設備鎖固的鎖接支架33，鎖接支架33布設有數(shù)個鎖固間隔331(根據(jù)電子工業(yè)協(xié)會所規(guī)范的EIA-310-D標準，每一鎖固間隔331的高度為U，1U＝1.75英寸＝44.45毫米)，以供符合規(guī)范的電子設備安裝，而電源分配裝置50于一側布設有數(shù)個供電單元51，讓每一供電單元51能與每一鎖固間隔331呈水平對應(即供電單元51的高度間隔能配合U的規(guī)范)，藉此讓每一安裝于機柜30中的電子設備都能有適用的供電單元51，而不會有配線長度不足或配線混亂的問題。

再請一并參閱圖11及圖12，藉由上述妥善利用前置空間11的方式，像是將電源分配裝置50安裝于前置空間11，來改善機柜30內空間有限、容易過于擁塞的問題，且利用符合U標準的電源分配裝置50(per U design)，能讓配線更優(yōu)質的規(guī)劃，或是，是將布線管理裝置60安裝于前置空間11，利用前置空間11來進行配線的管理，能讓機柜30中空氣的導通更為順暢，強化機柜30內部的散熱效能。

藉由本實用新型的空調導向機制，能改善以往電子機房的諸多缺點，如：(1)開放式的空調環(huán)境過于耗能的問題；(2)統(tǒng)一供應冷空氣的模式難以改善機柜中局部位置過熱的問題，若加強冷空氣供應的效能，其他無需求的區(qū)域則形成能源的浪費；(3)機房及機柜的建置成本過高，環(huán)境空間要求過大等等。利用本實用新型，能達成針對各個機柜的散熱需求作控管，以及針對各機柜內部的局部區(qū)域直接作空調導引，構成最佳的空調機制與節(jié)能管理。

綜合以上所述，透過本實用新型所揭的空調導向系統(tǒng)、空調導向模塊的應用，確可達成對有散熱需求的機柜、機柜內部有散熱需求的區(qū)域直接空調導向的功能，助于提升空調效能并節(jié)約耗能，亦改善了以往電子機房空調規(guī)劃大空間的需求，減少建置的成本，實為一具新穎性及進步性的實用新型，依法提出申請實用新型專利。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例說明，舉凡依本實用新型的技術手段與范疇所延伸的簡單修飾、變化，或等效置換，亦皆應落入本實用新型的專利申請范圍內。