CN107295789B - 智能一体化机柜及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能一体化机柜及其控制方法。该机柜设置有相互隔离的冷、热循环风道，所述智能一体化机柜包括动力环境检测单元、集中监控单元、空调单元、智能配电单元，其中，所述动力环境检测单元用于检测所述智能一体化机柜内部的环境参数，并将环境参数传给所述集中监控单元；所述集中监控单元用于处理所述环境参数，并控制所述空调单元；所述空调单元用于改善所述智能一体化机柜内部的环境，所述空调单元利用所述冷、热循环风道实现冷热空气内部循环；所述智能配电单元与所述动力环境检测单元、所述集中监控单元以及所述空调单元分别连接，用于为所述智能一体化机柜供电。本发明可有效防尘，保障系统内温度均衡，防止局部热点产生，实现降温。

Description

智能一体化机柜及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能监控领域，尤其涉及数据中心，具体涉及一种智能一体化机柜及其控制方法。

背景技术

进入新世纪以来，随着互联网的不断发展，尤其是云计算与大数据的兴起，传统的数据中心基础架构正面临挑战。

然而，强大计算功能的背后也隐藏着产生大量热量的危险，因此，服务器等设备环境条件的控制至关重要。无论传统机房或模块化数据中心，提升基础架构可靠性，降低运维成本，以及快速部署、灵活扩容、稳定运行等各方面都提出了更高的要求。

众所周知，空气中的尘埃和温度是造成IT设备故障的罪魁祸首，建设数据中心机房的作用主要是防尘和降温。而目前传统机房基本是普通精密空调加普通机柜。完全没有考虑防尘和冷热不均的问题，这类机房实际上形同虚设，风扇尘堵、硬盘进尘使网络交换机及服务器等重要设备故障频发，导致计算设备整体可靠性、安全性大打折扣。

调查表明，目前简易机房完全没有防尘能力，精密空调输出制冷得不到更好的利用，因此急需研发一种可以解决上述问题的机柜或数据中心。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决现有数据中心防尘降温问题的智能一体化机柜及其控制方法。

所述智能一体化机柜设置有相互隔离的冷、热循环风道，所述智能一体化机柜包括动力环境检测单元、集中监控单元、空调单元、智能配电单元，其中，

所述动力环境检测单元用于检测所述智能一体化机柜内部的环境参数，并将所述环境参数传给所述集中监控单元；

所述集中监控单元用于接收并处理所述环境参数，并控制所述空调单元；

所述空调单元用于改善所述智能一体化机柜内部的环境，所述空调单元利用所述冷、热循环风道实现冷热空气内部循环；

所述智能配电单元与所述动力环境检测单元、所述集中监控单元以及所述空调单元分别连接，用于为所述智能一体化机柜供电。

进一步地，所述智能一体化机柜具有前、后柜门，所述前、后柜门由所述集中监控单元控制其开闭。

具体地，所述前、后柜门为电磁锁。

具体地，所述空调单元包括数控精密工业空调组件，其由所述集中监控单元控制，利用所述冷、热循环风道实现冷热空气内部循环。

更具体地，所述智能一体化机柜还包括报警单元，其由所述集中监控单元控制。

优化地，所述智能一体化机柜还包括模块化不间断电源，用于在所述智能配电单元不工作时，为所述智能一体化机柜供电。

具体地，所述模块化不间断电源为锂电池组。

具体地，所述动力环境检测单元包括温度检测组件、湿度检测组件、烟雾检测组件以及运行状态检测组件，其中，所述运行状态检测组件用于检测所述智能一体化机柜中每个单元的电流、电压与功率参数。

优化地，所述智能配电单元还包括防雷模块，用于所述机柜的安全防护。

更进一步地，所述智能一体化机柜为全封闭式结构。

本发明还提供一种所述智能一体化机柜的控制方法，该方法包括以下步骤：

用所述动力环境检测单元检测所述智能一体化机柜内部的环境参数，并将所述环境参数传给所述集中监控单元；

通过所述集中监控单元处理所述环境参数，并控制所述空调单元；

利用所述空调单元实现冷热空气内部循环，改善所述智能一体化机柜内部的环境；

使用所述智能配电单元为所述智能一体化机柜供电。

具体地，当所述空调单元出现故障，且所述环境参数中的温度高于设定温度值时，由所述集中监控单元控制所述前、后柜门打开。

优选地，当所述环境参数超过预设范围时，由所述集中监控单元控制所述报警单元报警。

更优选地，在所述智能配电单元不工作时，使用所述模块化不间断电源为所述智能一体化机柜供电。

本发明整体设计为全封闭式结构，可有效防尘，风道为精密空调出来的冷空气设定了循环路径，从而保障系统内温度均衡，防止局部热点产生，实现降温。本发明构建了一个优化的IT运行微环境，把冷量集中供给计算机设备，提升了应用的可靠性；优化气流组织，避免冷热气流混合、高效节能、建设周期短、易于实施。

附图说明

图1是本发明所述的智能一体化机柜的结构示意图。

图2是本发明所述的智能一体化机柜中冷、热空气循环示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

为解决现有数据中心防尘降温的问题，本发明提供一种智能一体化机柜。

如图1所示，所述智能一体化机柜包括动力环境检测单元100、集中监控单元200、空调单元300、智能配电单元700。图1中还示出了用电设备600，在此并不做任何限制。

如图1所示，所述智能一体化机柜可以是19英寸机架式标准机柜平台，但并不排除其他尺寸的机柜平台，机柜内可安装计算设备和网络设备。该机柜整体为全封闭式结构，柜门、侧板及管线入口等处可采用先进的材料进行密封。可选择地，所述智能一体化机柜具有前柜门400和后柜门(未示出)，所述机柜前、后柜门采用钢化玻璃。前、后柜门采用封闭式设计，确保所述智能一体化机柜整体的封闭性，从而可有效防尘。另外，所述机柜的前、后柜门采用电磁锁，可由集中监控单元200控制其锁紧或开放。

如图2所示，所述智能一体化机柜设置有相互隔离的冷热循环风道，例如柜前为冷风通道，柜后为热风通道。循环风道可为冷热空气设定了循环路径，如图2中箭头所示，机柜内部的热空气通过循环风道进入空调单元300，进行冷却，冷却后的冷空气再经循环风道进入机柜内部，从而实现冷热空气内部循环。

如图1所示，所述动力环境检测单元100用于检测所述智能一体化机柜内部的环境参数，包括但不限于机柜内部的温度、湿度、门禁、水浸、烟雾等参数，并将所述环境参数传给所述集中监控单元200，其中，所述动力环境检测单元100通过网络或电连接与所述集中监控单元200通信。具体地，所述动力环境检测单元100包括用于检测温度参数的温度检测组件、用于检测湿度参数的湿度检测组件、用于检测烟雾参数的烟雾检测组件以及运行状态检测组件等，其中，所述运行状态检测组件用于检测所述智能一体化机柜中每个单元的电流、电压与功率参数。当集中监控单元200检测到机柜内部的环境参数出现异常时，及时进行报警及故障处理。

如图1所示，所述集中监控单元200用于接收并处理所述环境参数，并控制所述空调单元300。其中，所述集中监控单元200可采用面板式触摸屏设计，实时监控系统环境参数和运行状态，显示面板精确显示温度和湿度，实现人机交互。所述集中监控单元200支持但不限于SNMP(简单网络管理协议)V1/V2通讯协议，具有RJ45网络接口，即布线系统中信息插座连接器的一种，同时支持多国语言。

如图1所示，所述空调单元300用于改善所述智能一体化机柜内部的环境，所述空调单元300利用所述冷、热循环风道实现冷热空气内部循环，实现降温。所述空调单元300通过网络或电连接与所述集中监控单元200通信。具体地，所述空调单元300包括但不限于数控精密工业空调组件，其由所述集中监控单元200控制，利用所述冷、热循环风道实现冷热空气内部循环。

如图1和2所示，所述数控精密工业空调组件采用行间空调，行间空调可采用前部送冷风，后部回热风的专业精密空调，其恰好与本发明所述机柜的相互隔离的冷热循环风道协调工作，冷循环风道送冷风，热循环风道送热风，因所述数控精密工业空调组件在机柜内部进行循环工作，其可大大防止灰尘进入机柜，从整个柜内的气流组织来看，从物理上隔绝了冷热空气，有效的避免了传统机房中冷热空气混合，减少冷热空气的浪费，而最大幅度的提高了制冷效率。所述数控精密工业空调组件采用的是直流变频技术与整体热管的被动冷却技术；所述数控精密工业空调组件可由集中监控单元200控制整机工作，并通过人机交互的显示面板数码显示系统内温度以及配置总路开关。另外，所述数控精密工业空调组件采用环保耐高温R134压缩机以及高性能、工业级的风机，风机自带电流过载保护，确保设备安全；所述数控精密工业空调组件采用冷凝管理模块，使得冷凝水在空调内部直接蒸发随外循环排出柜外，甚至，所述冷凝管理模块采用冷凝水收集装置，保证空调冷凝水不会外漏。

为了是本发明的技术方案更完善，当所述数控精密工业空调组件出现故障时，使得温度达到一定高度且危害机柜中其他设备时，所述集中监控单元200控制前、后柜门的电磁锁自动放开，通过液压杆或其他方式将前、后柜门弹开，从而避免发生设备损坏、甚至火灾等严重事故。

更具体地，所述智能一体化机柜还包括报警单元(未示出)，其由所述集中监控单元200控制。当机柜内部的温度、湿度、门禁、水浸、烟雾等参数以及机柜中每个单元的电流、电压与功率参数超过设定参数时，一方面所述集中监控单元200调控上述数控精密工业空调组件或前、后柜门的电磁锁等设备，另一方面，所述集中监控单元200控制报警单元报警，提醒相关操作人员进行检修等操作。

如图1所示，为实现本发明所述的机柜的顺利运行，智能配电单元700也是必可不少的，所述智能配电单元700与所述动力环境检测单元100、所述集中监控单元200以及所述空调单元300分别连接，用于为所述智能一体化机柜供电。所述智能配电单元700采用三项冗余电源，支持热插拔和保护隔离措施，其可将市电220V AC输入给各单元，确保正常工作。所述智能配电单元700可采用智能PDU具备监测柜内电流的功能，进行输入、输出开关及保护控制。所述智能配电单元700还具有防雷模块(未示出)，可用来泄放雷电流，用于电力系统的用电设备的安全防护。智能配电单元700本身也可具有报警功能，全方位提高安全系数。

如图1所示，当市电掉电时，为保证机柜仍能正常工作，本发明所述智能一体化机柜还包括模块化不间断电源500，其用于在所述智能配电单元700不工作时，为所述智能一体化机柜供电。具体地，所述模块化不间断电源500采用嵌入式机架UPS(不间断电源)，使用标准高放电率锂电池组510为核心设备供电，所述标准高放电率锂电池组510采用高倍率锂电芯，具备长时的放电能力，能够很好的适应各种负载状态。所述高放电率锂电池组510循环充放电次数大于300次，电池容量可根据客户要求而定。市电掉电后，UPS仍可以使用电池为核心设备提供额定输入电压220V AC。

本发明还提供一种所述智能一体化机柜的控制方法，该方法包括以下步骤：

用所述动力环境检测单元100检测所述智能一体化机柜内部的环境参数，并将所述环境参数传给所述集中监控单元200；

通过所述集中监控单元200处理所述环境参数，并控制所述空调单元300；

利用所述空调单元300实现冷热空气内部循环，改善所述智能一体化机柜内部的环境；

使用所述智能配电单元700为所述智能一体化机柜供电。

具体地，当所述空调单元300出现故障，且所述环境参数中的温度高于设定温度值时，由所述集中监控单元200控制所述前、后柜门打开。

优选地，当所述环境参数超过预设范围时，由所述集中监控单元200控制所述报警单元报警。

更优选地，在所述智能配电单元700不工作时，使用所述模块化不间断电源500为所述智能一体化机柜供电。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (7)

1.一种智能一体化机柜，其特征在于，该机柜设置有相互隔离的冷、热循环风道，所述智能一体化机柜包括动力环境检测单元、集中监控单元、空调单元、智能配电单元，其中，

所述动力环境检测单元用于检测所述智能一体化机柜内部的环境参数，并将所述环境参数传给所述集中监控单元；

所述集中监控单元用于接收并处理所述环境参数，并控制所述空调单元；

所述空调单元用于改善所述智能一体化机柜内部的环境，所述空调单元利用所述冷、热循环风道实现冷热空气内部循环；所述空调单元包括数控精密工业空调组件，所述数控精密工业空调组件采用行间空调和冷凝管理模块，所述冷凝管理模块采用冷凝水收集装置；

所述智能配电单元与所述动力环境检测单元、所述集中监控单元以及所述空调单元分别连接，用于为所述智能一体化机柜供电；

该机柜为全封闭式结构，该机柜具有前、后柜门，所述前、后柜门采用封闭式设计，所述前、后柜门由所述集中监控单元控制开闭，所述前、后柜门为电磁锁。

2.如权利要求1所述的智能一体化机柜，其特征在于，所述智能一体化机柜还包括报警单元，其由所述集中监控单元控制。

3.如权利要求1所述的智能一体化机柜，其特征在于，该机柜还包括模块化不间断电源，用于在所述智能配电单元不工作时，为所述智能一体化机柜供电。

4.如权利要求3所述的智能一体化机柜，其特征在于，所述模块化不间断电源为锂电池组。

5.如权利要求1所述的智能一体化机柜，其特征在于，所述动力环境检测单元包括温度检测组件、湿度检测组件、烟雾检测组件以及运行状态检测组件，其中，所述运行状态检测组件用于检测所述智能一体化机柜中每个单元的电流、电压与功率参数；或

所述智能配电单元还包括防雷模块，用于所述机柜的安全防护。

6.权利要求1-5中任一所述智能一体化机柜的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

用所述动力环境检测单元检测所述智能一体化机柜内部的环境参数，并将所述环境参数传给所述集中监控单元；

通过所述集中监控单元处理所述环境参数，并控制所述空调单元及所述前、后柜门的开闭；

利用所述空调单元实现冷热空气内部循环，改善所述智能一体化机柜内部的环境；

使用所述智能配电单元为所述智能一体化机柜供电。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述空调单元出现故障，且所述环境参数中的温度高于设定温度值时，由所述集中监控单元控制所述前、后柜门打开；

当所述环境参数超过预设范围时，由所述集中监控单元控制报警单元报警；

在所述智能配电单元不工作时，使用所述模块化不间断电源为所述智能一体化机柜供电。