CN110195520A - 智能化机柜式机房 - Google Patents

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邓林鹏
杨震
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H5/00—Buildings or groups of buildings for industrial or agricultural purposes
    • E04H5/02—Buildings or groups of buildings for industrial purposes, e.g. for power-plants or factories
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1485—Servers; Data center rooms, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/1488—Cabinets therefor, e.g. chassis or racks or mechanical interfaces between blades and support structures
    • H05K7/1492—Cabinets therefor, e.g. chassis or racks or mechanical interfaces between blades and support structures having electrical distribution arrangements, e.g. power supply or data communications

Abstract

本发明公开了一种智能化机柜式机房，包括机柜本体；设置在机柜本体上的设备安装腔；设置在机柜本体内的供电模组；设置在机柜本体内的配电箱；设置在机柜本体上的电源分配单元；设置在机柜本体内的制冷装置；设置在机柜本体内的监控主机，用于对智能化机柜式机房的运行参数进行实时采集和运算，供电模组、配电箱、电源分配单元、制冷装置均与监控主机电连接；设置在机柜本体内底端的水浸传感器，水浸传感器与监控主机电连接；设置在机柜本体内的温湿度传感器，温湿度传感器与监控主机电连接；设置在机柜本体内的烟雾探测器，烟雾探测器与监控主机电连接。本发明的智能化机柜式机房简单安装，快速维护，而且可靠性得到提高。

Description

智能化机柜式机房
技术领域
本发明涉及机柜技术领域，尤其涉及一种智能化机柜式机房。
背景技术
目前，常见的小机房主要存在以下问题：
1、机房建设缺乏统一规划和统一的建设标准；
2、管理多头，维护不便；设备厂家多，问题定位困难；分散管理，无法统一监控，管理效率低下；
3、可靠性差；机房采用家用空调进行制冷，采用普通插座进行配电，没有监控，布线凌乱，系统可靠性差；
4、建设周期长，部署上线时间长达3个月；
5、网络布线不规范，包括部分办公网线未通过跳线架走线，标签不规范等；
6、部分设备未开启远程管理功能，不利于对设备的远程监控。
因此，现有技术还有待提高和改进。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种智能化机柜式机房，解决现有小机房建设周期长，可靠性差的技术问题。
根据本发明的一个实施例，提供一种智能化机柜式机房，包括：
机柜本体；
设置在所述机柜本体上的设备安装腔；
设置在所述机柜本体内的供电模组；
设置在所述机柜本体内的配电箱，所述配电箱与所述供电模组电连接；
设置在所述机柜本体上的电源分配单元，所述电源分配单元与所述配电箱电连接；
设置在所述机柜本体内的制冷装置，所述制冷装置与所述配电箱电连接；
设置在所述机柜本体内的监控主机，用于对所述智能化机柜式机房的运行参数进行实时采集和运算，所述供电模组、所述配电箱、所述电源分配单元、所述制冷装置均与所述监控主机电连接；
设置在所述机柜本体内底端的水浸传感器，所述水浸传感器与所述监控主机电连接；
设置在所述机柜本体内的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述监控主机电连接；
设置在所述机柜本体内的烟雾探测器，所述烟雾探测器与所述监控主机电连接。
优选的，所述机柜本体包括：
柜体；
设置在所述柜体的前端面的前门；
设置在所述柜体的后端面的后门；
设置在所述柜体上的立柱，所述立柱上丝印有U位刻度；
设置在所述前门和/或后门上的LED灯管，所述LED灯管与所述供电模组电连接；
设置在所述前门内侧的多色信号灯带，所述多色信号灯带与所述监控主机连接。
优选的，所述机柜本体还包括设置在所述柜体内用于气流遏制以将柜体隔离为冷\热通道的盲板；其中所述盲板与所述前门之间为冷通道，所述盲板与所述后门之间为热通道。
优选的，所述供电模组包括不间断电源，和与不间断电源连接的至少一个电池包，所述不间断电源与所述配电箱电连接。
优选的，所述配电箱包括市电输入接口、不间断电源输入接口、第一输出接口及第二输出接口；其中，所述市电输入接口与所述制冷装置连接，所述不间断电源输入接口与所述不间断电源连接，所述第一输出接口与所述电源分配单元连接，所述监控主机与所述第二输出接口连接。
优选的，所述电源分配单元为32A交流PDU；所述32A交流PDU的额定输入电压为单相220V交流电，输入电压范围是176～275V，输入方式为单路电源单相输入，最大输入电流为单向32A；所述32A交流PDU的额定输出电压为单相220V交流电，输出电压范围是176～275V。
优选的，所述制冷装置为风冷型精密空调；其中，所述风冷型精密空调通过机架安装设置在所述机柜本体的底部。
本发明提供的智能化机柜式机房，包括机柜本体；设置在所述机柜本体上的设备安装腔；设置在所述机柜本体内的供电模组；设置在所述机柜本体内的配电箱，所述配电箱与所述供电模组电连接；设置在所述机柜本体上的电源分配单元，所述电源分配单元与所述配电箱电连接；设置在所述机柜本体内的制冷装置，所述制冷装置与所述配电箱电连接；设置在所述机柜本体内的监控主机，用于对所述智能化机柜式机房的运行参数进行实时采集和运算，所述供电模组、所述配电箱、所述电源分配单元、所述制冷装置均与所述监控主机电连接；设置在所述机柜本体内底端的水浸传感器，所述水浸传感器与所述监控主机电连接；设置在所述机柜本体内的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述监控主机电连接；设置在所述机柜本体内的烟雾探测器，所述烟雾探测器与所述监控主机电连接。本发明所述的智能化机柜式机房简单安装，快速维护，而且可靠性得到提高。
附图说明
图1为本发明一个实施例中智能化机柜式机房的结构示意图；
图2为本发明一个实施例中智能化机柜式机房的侧视示意图；
图3为本发明一个实施例中智能化机柜式机房中气流组织示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
请同时参阅图1和图2，其中图1为本发明所述智能化机柜式机房的结构示意图，。如图1所示，所述智能化机柜式机房，包括：
机柜本体10；
设置在所述机柜本体10上的设备安装腔20；
设置在所述机柜本体10内的供电模组100；
设置在所述机柜本体10内的配电箱110，所述配电箱110与所述供电模组100电连接；
设置在所述机柜本体10上的电源分配单元120，所述电源分配单元120与所述配电箱110电连接；
设置在所述机柜本体10内的制冷装置130，所述制冷装置130与所述配电箱110电连接；
设置在所述机柜本体10内的监控主机140，用于对所述智能化机柜式机房的运行参数进行实时采集和运算，所述供电模组100、所述配电箱110、所述电源分配单元120、所述制冷装置130均与所述监控主机140电连接；
设置在所述机柜本体10内底端的水浸传感器，所述水浸传感器与所述监控主机140电连接；
设置在所述机柜本体10内的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述监控主机140电连接；
设置在所述机柜本体10内的烟雾探测器，所述烟雾探测器与所述监控主机140电连接。
在本申请中，所述智能化机柜式机房是集IT设备、机柜、配电、制冷、布线、监控等为一体的完整的智能数据中心方案，可满足工厂预制，现场快速组装，而且还能满足业务快速上线的小微型数据中心需求。
所述智能化机柜式机房对场地要求较低，适用于新建数据中心机房和旧机房的改造，机房基本无需装修，支持水泥地面安装，其他运行环境指标如下：
11)安装层高：不低于2.6m。
12)地面承重：不低于250kg/平方米。
13)温度：满足环境温度5～45℃下正常工作。
14)相对湿度：满足5％～95％相对湿度下正常工作。
15)海拔高度：小于1000米(海拔超出1000米时需要考虑降额设计)。
16)维护空间：前门维护空间大于800mm；后门维护空间大于800mm；左右不做要求；一般留人进出空间即可。
具体实施时，所述机柜本体设置为42U的高度(U是一种表示服务器外部尺寸的单位，是unit的缩略语，1U＝44.45mm)。在所述机柜本体上或者内部设置有供电模组100、配电箱110、电源分配单元120、制冷装置130、监控主机140、水浸传感器、温湿度传感器、烟雾探测器等器件或设备，与传统的微型机房相比，由本申请中所述智能化机柜式机房组成的数据中心应具备以下优点：
21)高度集成——一个标准机柜即提供所有IT设备所需的恒定运行条件
22)环保节能——机柜式数据中心应采用专用措施，使PUE(Power usageeffectiveness，表示数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比)值明显低于传统数据中心。
23)快速部署——机柜式数据中心的主要部件应在工厂完成预制，现场只需简易组装，应兼容支持水泥地面和防静电地板安装。
优选的，如图1-图3所述，所述机柜本体10包括：
柜体11；
设置在所述柜体11的前端面的前门12；
设置在所述柜体11的后端面的后门13；
设置在所述柜体11上的立柱，所述立柱上丝印有U位刻度；
设置在所述前门12和/或后门13上的LED灯管，所述LED灯管与所述供电模组100电连接；
设置在所述前门12内侧的多色信号灯带，所述多色信号灯带与所述监控主机140连接。
所述机柜本体11还包括设置在所述柜体11内用于气流遏制以将柜体隔离为冷\热通道的盲板；其中所述盲板与所述前门12之间为冷通道，所述盲板与所述后门13之间为热通道。
在本申请中，所述柜体11采用19"机柜设计，符合ANSI/AIARS-310-D、DIN41491、PARTE、IEC60297-2、DIN41494、PART7、GB/T3047.2-92标准；兼容19"国际标准、公制标准、ETSL标准。
具体实施时，所述机柜本体10具有以下特性：
31)高强度A级优质碳素钢板，厚度1.2mm～2.0mm，承重达1600kg；
32)柜体11上安装设备的立柱丝印有每“U”的准确位置；
33)机柜本体10的后部设置有竖直理线架、可安装竖直的交流PDU(PDU即电源分配单元)；
34)机柜本体10采用密封设计，前门可采用单开门，镶有钢化玻璃门(玻璃带丝印原点装饰)，后门采用单开实体门。
35)机柜本体10的前门12和后门13各配置一根LED灯管，用灯管自身开关控制，不单独外接控制开关，开关跟门的开关联动；
36)机柜本体10门前内侧加装多色信号灯带，机柜本体10内温度正常时的多色信号灯带亮蓝色，高温时的多色信号灯带亮黄色，机内温度超温时的多色信号灯带亮红色(由监控主机140监测温度给出无源常开干接点控制)，可根据LED灯带的颜色，了解机柜本体10数据中心的运行状态。LED灯带需采用隐藏式设计，并用白色灯管保护。
37)机柜本体10安装气流遏制配件(即盲板)，出厂前除安装了设备区域外，均安装有盲板。将机柜本体10隔离为冷\热通道，其中所述盲板与所述前门12之间为冷通道，所述盲板与所述后门13之间为热通道，保证全部冷空气用于冷却IT设备。
38)机柜本体10可快速并柜，实现2连柜的安装方式。
39)机柜本体10的前门及侧板均可锁定，采用干节点信号控制自动门禁锁扣系统。机柜本体10前后门均可手动及自动打开，手动开门可上锁，开门角度大于90度；自动打开通过温度控制单独控制前后门打开，开门时间小于2秒；关门均需手动关门,自动开门后关门时需手动复位电子锁机构；机柜本体10具备应急弹开门设计、在断电以空调失效时、封闭端柜门自动弹开、同时发出高温报警、保证机柜本体10环境内的空气循环。不得采用风扇辅助散热方式。
优选的，所述供电模组100包括不间断电源，和与不间断电源连接的至少一个电池包，所述不间断电源与所述配电箱电连接。
具体实施时，所述不间断电源为机架式3KVA UPS(UPS全称为UninterruptiblePower Supply，即不间断电源)，也可以配置6KVA或10KVA机架式UPS，灵活配置机架式电池包或外置电池箱。
优选的，所述配电箱110包括市电输入接口、不间断电源输入接口、第一输出接口及第二输出接口；其中，所述市电输入接口与所述制冷装置连接，所述不间断电源输入接口与所述不间断电源连接，所述第一输出接口与所述电源分配单元连接，所述监控主机与所述第二输出接口连接。
其中，为了保证单机柜数据中心供电可靠性，设计了智能机架式配电箱，实现对各支路电量信息的监控。具体功能如下：
41)实现市电输入配电、UPS配电、PDU配电及空调配电功能；
42)一路32A由市电输入给柜内空调用，一路40A由UPS输入给柜内设备使用。
43)输出:32A*2，供机柜PDU(机柜PDU即电源分配单元)使用10A*2，供柜内照明和备用使用50W/24V接口，供各类传感器和显示系统使用。
44)具备C级防雷；
45)带指示灯；
46)高度不超过3U，机架式安装。
47)配电箱110配置主路电压电能监测，RS485通讯接口，市电侧配置防雷装置；配备RS485通讯接口，可将采集到的参数传送到机房监控系统，机房管理人员能实时监测设备运行状态。
优选的，所述电源分配单元为32A交流PDU；所述32A交流PDU的额定输入电压为单相220V交流电，输入电压范围是176～275V，输入方式为单路电源单相输入，最大输入电流为单向32A；所述32A交流PDU的额定输出电压为单相220V交流电，输出电压范围是176～275V。
优选的，所述制冷装置130为风冷型精密空调；其中，所述风冷型精密空调通过机架安装设置在所述机柜本体的底部。
其中，所述制冷装置130为风冷型精密空调，工作参数如下：
51)制冷量≥3.5kW(35℃/26％RH)；采用上送风，上回风；为便于空调维护，空调压缩机安装于室外机内；
52)高效精密空调，能效比高达3.0；
53)采用R410A绿色环保制冷剂，符合国际绿色环保制冷剂要求；
54)具备除湿、送风、除尘、自动报警、来电自启动等丰富功能；
55)采用变频压缩机，制冷量可30％～100％柔性调节，采用膨胀阀作为节流装置；
56)精密空调配置自密封式快速接头，实现快速维护，无冷媒泄露；
57)室内风机风量不小于700m3/h，具备多档风速调节功能，室内机采用机架式安装，高度不大于6U；
58)室内机采用不间断电源供电，保证在市电断电状态下，室内机的风机继续运转，将热空气排出机柜；
59)支持-35～+45℃全年工况运行，室外机标配无级调速控制器，可保证机柜式数据中心全年高效制冷；
60)具备RS485Modbus通讯接口，配置5米连管安装材料。
风冷型精密空调在智能化机柜式机房内安装如图3所示，风冷型精密空调的空调内机采用机架式安装，安装在机柜底部；配合气流遏制组件，将机柜正面和背面隔离为冷/热通道，实现机柜级制冷，进一步提高制冷效率。
优选的，所述监控主机140监控对象包含配电箱110、供电模组100、制冷装置130、温湿度传感器、水浸传感器等。
监控主机140采用独立的主机，负责机柜内动力、环境设施的数据采集、存储，并具有告警规则判断功能。主机高度1U，采用机架式安装。监控主机界面7英寸真彩色触摸式操作显示屏，支持触摸操作。监控主机呈现全中文界面，图形化设计功能。界面的结构、层次应清晰明了，能够实时直观地显示设备的运行数据和运行状态。系统的设备数据、事件信息、日志信息可保存15天。
监控界面以列表形式展示报警事件，根据报警事件报警级别的不同，监控主机提供不同的报警方式：窗口报警、声音报警、短信报警等。
报警恢复信息发送：每次报警均对应着一对报警短信(报警和恢复)，当一个报警状态解除时(解除条件可以自定义)，系统可自动发送相应的恢复短信，以便机房管理人员随时掌握相关动态。
系统日志包括用户操作日志、系统运行状态日志、报警日志、值班日志等。所有日志可以根据查询条件即时生成报表。
智能化机柜式机房应用在联网项目时，监控主机具备数据上位传输功能，可通过TCP/IP网络，将现场数据上传至集中监控管理平台。在网络中断情况下，监控主机具备数据缓存/续传功能，设备能够进行数据、事件或日志信息的本地保存，且当网络恢复之后，自动恢复上传。
综上所述，本发明提供的智能化机柜式机房，包括机柜本体；设置在所述机柜本体上的设备安装腔；设置在所述机柜本体内的供电模组；设置在所述机柜本体内的配电箱，所述配电箱与所述供电模组电连接；设置在所述机柜本体上的电源分配单元，所述电源分配单元与所述配电箱电连接；设置在所述机柜本体内的制冷装置，所述制冷装置与所述配电箱电连接；设置在所述机柜本体内的监控主机，用于对所述智能化机柜式机房的运行参数进行实时采集和运算，所述供电模组、所述配电箱、所述电源分配单元、所述制冷装置均与所述监控主机电连接；设置在所述机柜本体内底端的水浸传感器，所述水浸传感器与所述监控主机电连接；设置在所述机柜本体内的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述监控主机电连接；设置在所述机柜本体内的烟雾探测器，所述烟雾探测器与所述监控主机电连接。本发明所述的智能化机柜式机房简单安装，快速维护，而且可靠性得到提高。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能化机柜式机房，其特征在于，包括：
机柜本体；
设置在所述机柜本体上的设备安装腔；
设置在所述机柜本体内的供电模组；
设置在所述机柜本体内的配电箱，所述配电箱与所述供电模组电连接；
设置在所述机柜本体上的电源分配单元，所述电源分配单元与所述配电箱电连接；
设置在所述机柜本体内的制冷装置，所述制冷装置与所述配电箱电连接；
设置在所述机柜本体内的监控主机，用于对所述智能化机柜式机房的运行参数进行实时采集和运算，所述供电模组、所述配电箱、所述电源分配单元、所述制冷装置均与所述监控主机电连接；
设置在所述机柜本体内底端的水浸传感器，所述水浸传感器与所述监控主机电连接；
设置在所述机柜本体内的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述监控主机电连接；
设置在所述机柜本体内的烟雾探测器，所述烟雾探测器与所述监控主机电连接。
2.根据权利要求1所述的智能化机柜式机房，其特征在于，所述机柜本体包括：
柜体；
设置在所述柜体的前端面的前门；
设置在所述柜体的后端面的后门；
设置在所述柜体上的立柱，所述立柱上丝印有U位刻度；
设置在所述前门和/或后门上的LED灯管，所述LED灯管与所述供电模组电连接；
设置在所述前门内侧的多色信号灯带，所述多色信号灯带与所述监控主机连接。
3.根据权利要求2所述的智能化机柜式机房，其特征在于，还包括设置在所述柜体内用于气流遏制以将柜体隔离为冷\热通道的盲板；其中所述盲板与所述前门之间为冷通道，所述盲板与所述后门之间为热通道。
4.根据权利要求1所述的智能化机柜式机房，其特征在于，所述供电模组包括不间断电源，和与不间断电源连接的至少一个电池包，所述不间断电源与所述配电箱电连接。
5.根据权利要求4所述的智能化机柜式机房，其特征在于，所述配电箱包括市电输入接口、不间断电源输入接口、第一输出接口及第二输出接口；其中，所述市电输入接口与所述制冷装置连接，所述不间断电源输入接口与所述不间断电源连接，所述第一输出接口与所述电源分配单元连接，所述监控主机与所述第二输出接口连接。
6.根据权利要求1所述的智能化机柜式机房，其特征在于，所述电源分配单元为32A交流PDU；所述32A交流PDU的额定输入电压为单相220V交流电，输入电压范围是176～275V，输入方式为单路电源单相输入，最大输入电流为单向32A；所述32A交流PDU的额定输出电压为单相220V交流电，输出电压范围是176～275V。
7.根据权利要求1所述的智能化机柜式机房，其特征在于，所述制冷装置为风冷型精密空调；其中，所述风冷型精密空调通过机架安装设置在所述机柜本体的底部。
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