BG113595A

BG113595A - FIRE PROTECTION SYSTEM OF SERVER CABINETS

Info

Publication number: BG113595A
Application number: BG113595
Authority: BG
Inventors: Мирчев Стойчев Николай
Original assignee: "Синхрон-С" Еоод
Filing date: 2022-10-03
Publication date: 2024-04-15

Abstract

Настоящото изобретение се отнася до система за противопожарна защита на сървърни шкафове, което ще намери приложение в областта на противопожарната защита, и по-специално за ранно откриване на пожар в сървърни и електрически шкафове при силна вътрешна вентилация и голяма скорост на въздушният поток. Създадената система включва адресни контролни модули (11), монтирани в сървърни шкафове (13.1, 13.2 …13.n) и свързани чрез комуникационни и сигнални кабели (8) към персонален компютър (17). Към всеки адресен контролен модул (11) е свързана сонда (2) със засмукващи отвори (1). Всеки адресен контролен модул (11) е съставен от успокоителна камера (3), свързана със сондата (2) и със засмукваща система (5), която е снабдена с вентилаторен блок (6) и с изходящи отвори (12). Успокоителната камера (3) е оборудвана със сензори за дим и топлина (4), двупосочно свързани с електронен блок за управление (7), към който двупосочно са свързани комуникационните и сигнални кабели (8) и вентилаторният блок (6).
The present invention relates to a system for fire protection of server cabinets, which will find application in the field of fire protection, and in particular for the early detection of fire in server and electrical cabinets with strong internal ventilation and high air flow velocity. The created system includes addressable control modules (11), mounted in server cabinets (13.1, 13.2 ...13.n) and connected by means of communication and signal cables (8) to a personal computer (17). A probe (2) with suction holes (1) is connected to each address control module (11). Each addressable control module (11) is composed of a stilling chamber (3) connected to the probe (2) and a suction system (5) which is equipped with a fan unit (6) and outlet openings (12). The calming chamber (3) is equipped with smoke and heat sensors (4), bidirectionally connected to an electronic control unit (7), to which communication and signal cables (8) and the fan unit (6) are bidirectionally connected.

Description

Система за противопожарна защита на сървърни шкафовеFire protection system for server cabinets

Област на техникатаField of technique

Настоящото изобретение се отнася до система за противопожарна защита на сървърни шкафове, което ще намери приложение в областта на противопожарната защита в сървърни зали, зали с електро табла и други, и поспециално за ранно откриване на пожар в сървърни и електрически шкафове при силна вътрешна вентилация и голяма скорост на въздушният поток.The present invention relates to a system for fire protection of server cabinets, which will find application in the field of fire protection in server rooms, electrical panel rooms, etc., and in particular for early detection of fire in server and electrical cabinets with strong internal ventilation and high air flow speed.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

В съвременната бизнес среда сигурността на информацията е от изключително значение за развитието на всяка компания. Центровете за данни или така наречените дейта центрове и помещенията, които съхраняват електронни данни, са изложени на висок риск от възникване на пожар. Наличието на активно електрическо оборудване с голяма електрическа и топлинна мощност, както и наличието на запалими материали, вложени в оборудването, са предпоставки за възникване на пожар. Важно изискване за центровете за данни е поддържането на определена температура, както в помещението, така и в сървърните шкафове. Тази цел се обслужва от специална климатична система, която създава вътрешни въздушни потоци между сървърните шкафове и вътре в тях, осигурявайки отвеждането на излишната топлина и комфортна температура за работа на оборудването. Такава сложна климатична система изисква специален подход към откриването на пожар и прилагането на адекватна стратегия за противопожарна защита, чиято основна задача е пожарът да бъде открит в максимално ранен стадий за да може да бъде контролиран, без да се нарушава работният процес. В случай на пожар и при липса на противопожарна защита, пожарът може да се разрасне и да обхване множество или всички сървърни шкафове, което би причинило повреда на оборудването без възможност за възстановяване, което ще е фатално за потребителите на услугата. Съвременните ефективни решения за противопожарна защита се базират на методите за активна противопожарна защита. Тя представлява активна защита от ново поколение системи за ранно пожароизвестяване и автоматично пожарогасене с екологични газови агенти. По този начин се получава интегриран подход, включващ комбинирано взаимодействие от система за много ранна детекция, сигнализация и система за пожарогасене.In the modern business environment, information security is of utmost importance for the development of any company. Data centers or so-called data centers and premises that store electronic data are exposed to a high risk of fire. The presence of active electrical equipment with high electrical and thermal power, as well as the presence of flammable materials embedded in the equipment, are prerequisites for the occurrence of fire. An important requirement for data centers is maintaining a certain temperature, both in the room and in the server cabinets. This purpose is served by a special climate system that creates internal air flows between the server cabinets and inside them, ensuring the removal of excess heat and a comfortable temperature for equipment operation. Such a complex climate system requires a special approach to fire detection and the implementation of an adequate fire protection strategy, the main task of which is to detect the fire at the earliest possible stage so that it can be controlled without disrupting the work process. In the event of a fire and in the absence of fire protection, the fire could spread to multiple or all server cabinets, causing irreparable equipment damage that would be fatal to users of the service. Modern effective fire protection solutions are based on active fire protection methods. It represents active protection from a new generation of systems for early fire detection and automatic fire extinguishing with environmentally friendly gas agents. In this way, an integrated approach is obtained, including the combined interaction of a system for very early detection, signaling and a fire extinguishing system.

В съвременните центрове за данни се използват активни аспирационни или засмукващи системи за откриване на пожар. Основните компоненти на такава система са тръбопровод за всмукване на въздух от контролираната зона и аспирационен детектор, който може да бъде поставен вътре или извън защитената зона. Детекторът създава вакуум в тръбопроводната система, за да осигури непрекъснато всмукване на въздух от наблюдаваната зона през специално направени отвори. Тези активно придобити въздушни проби преминават през камера за откриване на частици от дим.Modern data centers use active aspiration or suction systems for fire detection. The main components of such a system are a pipeline for air intake from the controlled area and an aspiration detector that can be placed inside or outside the protected area. The detector creates a vacuum in the piping system to ensure a continuous intake of air from the monitored area through specially made openings. These actively acquired air samples are passed through a smoke particle detection chamber.

Всички известни засмукващи системи за откриване на пожар в центровете за данни контролират цялото помещение, което води до невъзможна или прекадено късна детекция на пожара, възникнал в отделен сървърен шкаф, поради силната вентилация, както в самите сървърни шкафове, така и в цялото помещение. Известните системи не могат да покажат точно в кой сървърен шкаф е настъпил пожар. Нещо повече, те не могат да измерят и температурата на изходящия въздушен поток от съответния сървърен шкаф, чието повишаване е основен параметър при създаване на условия за възникване на пожар или при откриване на пожар.All known suction fire detection systems in data centers monitor the entire room, resulting in impossible or too late detection of a fire that occurred in an individual server cabinet due to strong ventilation, both in the server cabinets themselves and in the entire room. Known systems cannot show exactly in which server cabinet a fire occurred. Moreover, they cannot also measure the temperature of the outgoing air flow from the respective server cabinet, the rise of which is a key parameter when creating conditions for a fire to occur or when a fire is detected.

Не е известна система за много ранно откриване на пожар на ниво сървърен или електрически шкаф в сървърни зали.No system is known for very early fire detection at server or electrical cabinet level in server rooms.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задача на изобретението е да се създаде система за противопожарна защита на сървърни шкафове, която осигурява много ранно откриване и локализиране точното място на пожар или на условия за възникване на пожар в сървърни шкафове, при силна вътрешна вентилация в центрове за данни, в сървърни зали или в зали с електро табла.The task of the invention is to create a system for fire protection of server cabinets, which ensures very early detection and localization of the exact location of a fire or fire conditions in server cabinets, with strong internal ventilation in data centers, in server rooms or in halls with electric switchboards.

Задачата е решена като е създадена система за противопожарна защита на сървърни шкафове, включваща адресни контролни модули, монтирани в сървърни шкафове и свързани чрез комуникационни и сигнални кабели към персонален компютър, разположен в център за мониторинг. Към всеки адресен контролен модул е свързана сонда, с изработени по дължината й засмукващи отвори. Всеки адресен контролен модул е съставен от успокоителна камера, свързана както със сондата, така и със засмукваща система, която е снабдена с вентилаторен блок и с изходящи отвори. Успокоителната камера е оборудвана със сензори за дим и топлина, двупосочно свързани с електронен блок за управление, към който двупосочно са свързани комуникационните и сигнални кабели и вентилаторният блок. Електронният блок за управление е свързан и с модул за светлинна индикация и с бутон за нулиране. Комуникационните и сигнални кабели са свързани със светлинен сигнализатор и със звуков сигнализатор.The task was solved by creating a system for fire protection of server cabinets, including addressable control modules installed in server cabinets and connected by communication and signal cables to a personal computer located in a monitoring center. A probe is connected to each addressable control module, with suction holes made along its length. Each addressable control module is composed of a stilling chamber connected to both the probe and a suction system, which is equipped with a fan unit and outlet openings. The stilling chamber is equipped with smoke and heat sensors bidirectionally connected to an electronic control unit to which communication and signal cables and the fan unit are bidirectionally connected. The electronic control unit is also connected to a light indication module and a reset button. The communication and signal cables are connected to a light indicator and to a sound indicator.

Във всеки сървърен шкаф са монтирани по един или два адресни контролни модула.One or two addressable control modules are installed in each server cabinet.

Предимство на създадената система е осигуреният постоянен мониторинг на дим и топлина във всеки сървърен шкаф, с което се постига бързина при ранно откриване и точно локализиране на евентуален пожар в конкретен сървърен шкаф, въпреки силната вентилация в помещението и в самите сървърни шкафове. По този начин при пожарен инцидент ще бъде изключен само конкретният сървърен шкаф, а не целият център за данни, което реално няма да наруши услугата към клиентите на центъра, ще предотврати разрастването на пожара и ще минимизира материалните щети.An advantage of the created system is the provided constant monitoring of smoke and heat in each server cabinet, with which speed is achieved in early detection and accurate localization of a possible fire in a particular server cabinet, despite strong ventilation in the room and in the server cabinets themselves. Thus, in the event of a fire incident, only the specific server cabinet will be shut down, and not the entire data center, which will not actually disrupt service to the center's customers, prevent the fire from spreading, and minimize material damage.

Описание на приложените фигуриDescription of attached figures

Настоящото изобретение е илюстрирано на приложените фигури, където:The present invention is illustrated in the accompanying figures, wherein:

Фигура 1 представлява принципна схема на системата за противопожарна защита на сървърни шкафове, съгласно изобретението;Figure 1 is a schematic diagram of the system for fire protection of server cabinets, according to the invention;

Фигура 2 представлява принципна схема на контролния модул на системата, съгласно изобретението;Figure 2 is a schematic diagram of the control module of the system according to the invention;

Фигура 3 представлява аксонометрично изображение на контролния модул от фигура 2; иFigure 3 is an axonometric view of the control module of Figure 2; and

Фигура 4 представлява принципна схема на монтаж на контролните модули в сървърен шкаф.Figure 4 is a schematic diagram of the installation of the control modules in a server cabinet.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of implementation of the invention

Създадената система за противопожарна защита на сървърни шкафове, показана на фигура 1, включва адресни контролни модули 11, монтирани в сървърни шкафове 13.1, 13.2 ...13.η и свързани чрез комуникационни и сигнални кабели 8 към персонален компютър 17, разположен в център за мониторинг 16. Към всеки адресен контролен модул 11 е свързана сонда 2, с изработени по дължината й засмукващи отвори 1. Всеки адресен контролен модул 11, показан на фигури 2 и 3, е съставен от успокоителна камера 3, свързана както със сондата 2, така и със засмукваща система 5, която е снабдена с вентилаторен блок бис изходящи отвори 12. Успокоителната камера 3 е оборудвана със сензори за дим и топлина 4, двупосочно свързани с електронен блок за управление 7, към който двупосочно са свързани комуникационните и сигнални кабели 8 и вентилаторният блок 6. Електронният блок за управление 7 е свързан и с модул за светлинна индикация 9 и с бутон за нулиране 10. Комуникационните и сигнални кабели 8 са свързани със светлинен сигнализатор 14 и със звуков сигнализатор 15.The created system for fire protection of server cabinets, shown in figure 1, includes addressable control modules 11 installed in server cabinets 13.1, 13.2 ...13.η and connected by communication and signal cables 8 to a personal computer 17 located in a center for monitoring 16. A probe 2 is connected to each addressable control module 11, with suction holes 1 made along its length. Each addressable control module 11, shown in Figures 2 and 3, is composed of a stilling chamber 3, connected to both the probe 2 and and with a suction system 5, which is equipped with a fan unit bis outlet openings 12. The calming chamber 3 is equipped with smoke and heat sensors 4, bidirectionally connected to an electronic control unit 7, to which are bidirectionally connected the communication and signal cables 8 and the fan unit 6. The electronic control unit 7 is also connected to the light indication module 9 and to the reset button 10. The communication and signal cables 8 are connected to the light indicator 14 and to the sound indicator 15.

Във всеки сървърен шкаф 13.1, 13.2 ...13.η са монтирани по един или два адресни контролни модула 11.One or two address control modules 11 are installed in each server cabinet 13.1, 13.2 ...13.η.

В едно предпочитано изпълнение системата за противопожарна защита на сървърни шкафове се използва по следния начин:In a preferred embodiment, the server cabinet fire protection system is used as follows:

От вътрешната страна на вратите на сървърния шкаф 13.1, се монтира един адресен контролен модул 11, като по този начин не се отнема от функционалното пространство на шкафа 13.1 и при отваряне на вратите му, той може да се обслужва свободно. Контролният модул 11 посредством отворите 1 на сондата 2, инсталирани по цялата височина на вратата на шкафа 13.1, засмуква въздух от изходящият въздушен поток. Засмуканият въздух постъпва в успокоителната камера 3 за анализ от високо чувствителните сензори за дим и топлина 4. След като е анализиран, въздухът преминава през засмукващата система 5 и изходящите отвори 12 чрез вентилаторният блок 6. Електронния блок за управление 7, който двупосочно комуникира със сензорите за дим и топлина 4, автоматично контролира скоростта на въздуха в успокоителната камера 3, чрез двупосочна комуникация с вентилаторния блок 6. Електронният блок за управление 7 контролира изправността на сензорите за дим и топлина 4, засмукващата система 5, вентилаторният блок 6 и комуникационните и сигнални кабели 8. При откриване на неизправност, при установяване наличие на дим, повишена температура или при детекция на пожар от сензорите за дим и топлина 4, електронният блок за управление 7 задейства светлинната индикация 9, включва звуковия сигнализатор 15 и светлинния сигнализатор 14 и предава данните от адресния контролен модул 11 към персоналния компютър 17 в центъра за мониторинг 16, чрез комуникационните и сигнални кабели 8. Светлинната индикация 9, звуковият сигнализатор 15 и светлинният сигнализатор 14 остават включени, докато не бъде натиснат ръчно бутона за нулиране 10.On the inside of the doors of the server cabinet 13.1, one addressable control module 11 is installed, thus it does not take away from the functional space of the cabinet 13.1 and when its doors are opened, it can be serviced freely. The control module 11 by means of the holes 1 of the probe 2, installed along the entire height of the door of the cabinet 13.1, sucks air from the outgoing air flow. The suction air enters the stilling chamber 3 for analysis by the highly sensitive smoke and heat sensors 4. After being analyzed, the air passes through the suction system 5 and the outlet openings 12 through the fan unit 6. The electronic control unit 7, which communicates bidirectionally with the sensors for smoke and heat 4, automatically controls the air speed in the stilling chamber 3, through two-way communication with the fan unit 6. The electronic control unit 7 monitors the serviceability of the smoke and heat sensors 4, the suction system 5, the fan unit 6 and the communication and signaling cables 8. When a malfunction is detected, when the presence of smoke, high temperature or when a fire is detected by the smoke and heat sensors 4, the electronic control unit 7 activates the light indication 9, turns on the sound signal 15 and the light signal 14 and transmits the data from the address control module 11 to the personal computer 17 in the monitoring center 16, through the communication and signal cables 8. The light indication 9, the sound signal 15 and the light signal 14 remain on until the reset button 10 is manually pressed.

В персоналния компютър 17 получените данни се обработват от специализиран софтуер, като при откриване на пожар в някой от сървърните шкафове 13.1, 13.2 ... 13.η се извеждат алармени съобщения за точното местонахождение на сървърния шкаф, датата и часа на откриване, както и критерия по който е установен - дим, топлина или и двата.In the personal computer 17, the received data is processed by specialized software, and when a fire is detected in one of the server cabinets 13.1, 13.2 ... 13.η, alarm messages are displayed about the exact location of the server cabinet, the date and time of detection, as well as the criterion by which it is established - smoke, heat or both.

Уникална характеристика на системата е, че балансира автоматично силата на засмукване и скоростта на въздушния поток, минаващ през сензорите 4, в зависимост от скоростта на въздушния поток вътре в самия сървърен шкаф 13.1, 13.2 ... 13.п. По този начин се гарантира бързина, надеждност и ефективност при различни конфигурации и натоварвания на оборудването в сървърните шкафове 13.1, 13.2 ... 13.η на дейта центъра. Проведените работни тестове показват детекция на всякакъв вид дим в рамките на 8 до 20 секунди и на топлина в рамките между 2 и 5 секунди, въпреки силната вентилация вътре в самите шкафове. За сравнение известните аспирационни системи не могат да регистрират евентуално запалване в толкова ранен стадий и да определят точно в кой сървърен шкаф е възникнал някакъв проблем.A unique feature of the system is that it automatically balances the suction force and the speed of the air flow passing through the sensors 4, depending on the speed of the air flow inside the server cabinet itself 13.1, 13.2 ... 13.p. In this way, speed, reliability and efficiency are guaranteed for various configurations and equipment loads in the server cabinets 13.1, 13.2 ... 13.η of the data center. Field tests conducted show detection of any type of smoke within 8 to 20 seconds and of heat within 2 to 5 seconds, despite strong ventilation inside the cabinets themselves. In comparison, known aspiration systems cannot register a possible ignition at such an early stage and determine exactly in which server cabinet a problem has occurred.

Създадената система за противопожарна защита на сървърни шкафове е адресируема и поддържа собствена локална мрежа. Работи със софтуер за наблюдение и контрол на инсталираните контролни модули 11. При поява на аларма или сигнал за повреда, освен че се задейства звукова и светлинна индикация локално на място, на персоналния компютър 17 веднага се получава сигнализация за номера (“адреса”) на сървърния шкаф, в който е засечен инцидент. По този начин софтуерният контрол се упражнява дистанционно от центъра за мониторинг 16 и могат да се предприемат навременни действия, за да се предотврати евентуален пожар в шкафа. Системата е подходяща както за малки сървърни помещения или отделни шкафове, така и за големи дейта центрове е множество свързани устройства в мрежа, без да има ограничение на техния брой. Освен това, системата може да се разширява постепенно във времето в зависимост от заетите и работещи сървърни шкафове.The created system for fire protection of server cabinets is addressable and supports its own local network. It works with software for monitoring and controlling the installed control modules 11. In the event of an alarm or a failure signal, in addition to triggering a sound and light indication locally at the site, the personal computer 17 is immediately notified of the number (“address”) of the server cabinet in which an incident was detected. In this way, software control is exercised remotely from the monitoring center 16 and timely action can be taken to prevent a possible fire in the cabinet. The system is suitable both for small server rooms or separate cabinets, as well as for large data centers. It is a set of connected devices in a network, without any limit to their number. Additionally, the system can be scaled incrementally over time depending on occupied and operational server racks.

Claims

1. Fire protection system for server cabinets, characterized in that it includes addressable control modules (11) installed in server cabinets (13.1, 13.2 ... 13.n) and connected by communication and signal cables 8 to a personal computer (17), located in a monitoring center (16), where a probe (2) is connected to each address control module (11), with suction holes (1) made along its length, and each address control module (11) is composed of a stilling chamber (3) connected both to the probe (2) and to a suction system (5) which is provided with a fan block (6) and outlets (12), wherein the stilling chamber (3) is equipped with smoke and heat sensors (4) bidirectionally connected to an electronic control unit (7) to which communication and signal cables (8) and fan unit (6) are bidirectionally connected, the electronic control unit (7) being also connected to a light indication module (9) and is a reset button (10), where communication and signal cables (8) are connected to a light indicator (14) and to an audible indicator (15).

2. A system for fire protection of server cabinets, according to claim 1, characterized in that one or two address control modules (11) are installed in each server cabinet (13.1, 13.2 ... 13.n).