CN211956154U - 一种一体化智能机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化智能机柜，包括机柜主体和含有制冷单元、储电单元、不间断电源系统及配电单元的机柜设备；机柜主体的前部设有冷通道，中部设有机架区，后部设有热通道，冷通道和热通道通过封闭隔板进行隔离；制冷单元、储电单元、不间断电源系统及配电单元均设置在机架区内；制冷单元将热通道中的热风吸收并转换成冷风释放到冷通道，冷通道中的冷风再流入到机架区进行冷却降温。本实用新型将制冷单元、储电单元、不间断电源系统及配电单元集成在机柜主体的封闭空间内，比传统数据中心占用面小，安装布设方便快捷，使用安全，方便维护，在保证机柜内部正常的工作温度的同时，降低了制冷单元的能耗，达到了节能的效果。

Description

一种一体化智能机柜

技术领域

本实用新型属于边缘计算数据中心机房的技术领域，具体涉及一种一体化智能机柜。

背景技术

伴随着当前的移动设备的迅速普及，以及我们在家里、办公室以及其他环境对于无数的应用程序的广泛使用，使得日益增长的数字化业务的消费正在改变企业数据中心的部署方式。而随着这些服务对于数据中心的需求越来越多，数据需要更长的时间才能到达目的地。一般而言，距离数据中心越远，提供数字业务所需的时间就越长，带宽成本也就越高。更靠近使用点的数据中心称为边缘计算。

现在大部分边缘计算数据中心还是采用诸如服务器机房和传统数据中心方案。传统数据中心机房基础设施主要由机柜系统、配电系统、储能系统、制冷系统、动力环境监控系统等部分组成，其中各系统物料都需要零散采购，必然会导致采购周期长；传统数据中心机房基础设施各组成系统不同，统一规划设计费用高，设计时间较长；目前大多数传统数据中心机房都需要人工去维护和定期巡检，不仅增加了人工成本，并且数据中心机房设备出现故障后，人工反应速度慢，可能会造成一定的经济损失；小型传统数据中心机房一般都是采用中央空调和民用空调制冷，随着信息化时代的来临，会导致IT业务量的不断增大，服务器的功耗也会随之增加，IT负载服务器会产生大量的热量，最终导致空调的制冷量不断加大，电费也会随之水涨船高。传统数据中心机房存在规划设计复杂，建设周期长，能耗大，运维成本高、管理难度大等问题。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种一体化智能机柜，可以使边缘计算数据中心的结构精简，运维方便，安全节能。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种一体化智能机柜，包括机柜主体和包含有制冷单元、储电单元、不间断电源系统及配电单元的机柜设备；机柜主体的前部设有冷通道，中部设有机架区，后部设有热通道，冷通道和热通道通过设置在所述机柜主体前部的封闭隔板进行隔离；制冷单元、储电单元、不间断电源系统及配电单元均设置在机架区内；制冷单元将热通道中的热风吸收并转换成冷风释放到冷通道，冷通道中的冷风再流入到机架区进行冷却降温。

进一步地，制冷单元设置在机架区的底部，储电单元位于制冷单元的上方，不间断电源系统位于储电单元的上方，配电单元位于不间断电源系统的上方。

进一步地，还包括动环控制单元和应急散热系统，动环控制单元设置在机柜主体的后部上方，应急散热系统设置在机柜主体的前柜门的下方和机柜主体的后部上方，动环控制单元与应急散热系统电连接。

进一步地，还包括监控单元，监控单元设置在前柜门上，监控单元与动环控制单元电连接。

进一步地，应急散热系统包括、第一电动风阀、第二电动风阀及散热组件，监控单元设置在机柜主体的前柜门上，第一电动风阀设置在前柜门的下方，第二电动风阀设置在机柜主体后部上方，散热组件设置在第二电动风阀的下方，第一电动风阀、第二电动风阀、散热组件及制冷单元均与括监控单元和动环控制单元电连接。

进一步地，还包括含有第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的温湿度检测单元，第一温湿度传感器和第二温湿度传感器分别设置在机柜主体内前部上方和后部上方，第一温湿度传感器和第二温湿度传感器均与监控单元电连接。

进一步地，还包括可视状态警报灯和烟雾传感器，可视状态警报灯设置在机柜主体的前部，烟雾传感器设置在热通道的顶板中部，可视状态警报灯和烟雾传感器均与监控单元电连接。

进一步地，还包括含有门磁开关和照明灯的照明系统，门磁开关设置在机柜主体的前部和后部的边框处，照明灯设置在机柜主体的前部和后部的顶部，门磁开关和照明灯电连接。

进一步地，机柜设备还包括电源分配单元，电源分配单元设置在柜机主体的后部。

进一步地，还包括扎线板和理线架，扎线板设置在机柜主体的后部侧边上，理线架设置在机柜主体的前部上方。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：将制冷单元、储电单元、不间断电源系统及配电单元集成在机柜主体的封闭空间内，比传统数据中心占用面小，安装布设方便快捷，使用安全，方便维护；同时，机柜主体内产生的热量通过热通道，经过制冷单元处理转化成冷风，排入到冷通道，冷风再使机柜主体内部的机架区降温，这样就完成了机柜内部的释热降温的循环，在保证机柜内部正常的工作温度的同时，降低了制冷单元的能耗，达到了节能的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例一体化智能机柜的结构示意图一；

图2是本实用新型实施例一体化智能机柜的结构示意图二；

图3是本实用新型实施例一体化智能机柜的侧视剖面图；

图4是本实用新型实施例一体化智能机柜的侧后视图；

图5是本实用新型实施例一体化智能机柜的内部结构图；

图6是本实用新型实施例一体化智能机柜的结构示意图三；

图7是本实用新型实施例应急散热系统的工作电路图；

图8是本实用新型实施例可视状态警报灯的工作电路图；

图9是本实用新型实施例监控单元的监控通讯原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供一种一体化智能机柜，如图1-5所示，包括机柜主体1和包含有制冷单元21、储电单元22、不间断电源系统23及配电单元24的机柜设备2；机柜主体1的前部设有冷通道12，中部设有机架区13，后部设有热通道14，冷通道12和热通道14通过设置在机柜主体1前部的封闭隔板11进行隔离；制冷单元21、储电单元22、不间断电源系统23及配电单元24均设置在机架区13内。

这样，本实施例将制冷单元21、储电单元22、不间断电源系统23及配电单元24集成在机柜主体1的封闭空间内，比传统数据中心占用面小，安装布设方便快捷，使用安全，方便维护；制冷单元21的吸风口与热通道14连通，冷风出口与冷通道12连通，机柜主体1内产生的热量通过热通道14，经过制冷单元21处理转化成冷风，排入到冷通道12，冷风再使机柜主体1内部的机架区13降温，这样就完成了机柜内部的释热降温的循环，在保证机柜设备的正常工作温度的同时，降低了制冷单元21的能耗，达到了节能的效果。

本实施例中制冷单元21优选为机架式变频空调，吸收热量产生冷空气，使机柜主体1内部保持正常的工作温度。储电单元22优选为机架式电池箱，可以存储电能，不间断电源系统23为柜机主体内的设备提供用电；当不间断电源系统23输入掉电时，电池箱内的电池会放电，经过不间断电源系统23内部转换后变成稳定的交流电给IT设备供电，可以保证IT设备在市电和备用电均停电的情况下可以正常运行。配电单元24优选为机架式配电箱，用于承接市电和备用电输入和输出，并起到分配电能和保护的作用。

制冷单元21设置在机架区13的底部，储电单元22位于制冷单元21的上方，不间断电源系统23位于储电单元22的上方，配电单元24位于不间断电源系统23的上方。这样可以提升机柜主体1内部的空间利用率，减小其体积和占用面积。

如图2、4和6所示，还包括动环控制单元3和应急散热系统5，动环控制单元设置在机柜主体1的后部上方，用于控制机柜主体1内的温湿度环境；应急散热系统5设置在前柜门15的下方和机柜主体1的后部上方，动环控制单元3与应急散热系统5电连接。当机柜主体1内部温度超过规定范围后，动环控制单元3控制应急散热系统5启动工作，对机柜主体1内部进行降温处理，使温度维持在正常安全的范围内。

进一步地，还包括监控单元4，监控单元4设置在机柜主体1的前柜门15上，监控单元4与动环控制单元3电连接。当机柜主体1内部温度超过规定范围后，监控单元4向动环控制单元3发送指令信号，动环控制单元3接收到指令信号控制应急散热系统5启动工作。

应急散热系统5包括第一电动风阀51、第二电动风阀52及散热组件53，第一电动风阀51设置在前柜门15的下方，第二电动风阀52设置在机柜主体1后部上方，散热组件53设置在第二电动风阀52的下方，第一电动风阀51、第二电动风阀52、散热组件53及制冷单元21均与动环控制单元3电连接；本实施例中散热组件53优选为散热风扇；

应急散热系统5的工作电路如图7示，这样，在机柜设备正常运行时，第一电动风阀51和第二电动风阀52处于关闭状态，保证冷通道12和热通道14处于封闭状态；当机柜主体1内的温度升高到上限值时或制冷单元21制冷中断时，监控单元4向动环控制单元3发送指令信息，控制第一电动风阀51和第二电动风阀52打开，让机柜主体1外的气流进入到冷通道12内，散热组件53开始转动，将热通道14的热气流排到机柜外面，维持冷通道12和热通道14气压平衡，最终达到应急散热的作用。

如图6所示，本实施例还包括含有第一温湿度传感器61和第二温湿度传感器62的温湿度检测单元6，第一温湿度传感器61和第二温湿度传感器62分别设置在机柜主体1内前部上方和后部上方，第一温湿度传感器61和第二温湿度传感器62均与监控单元4电连接；

这样，第一温湿度传感器61检测冷通道12的温度和湿度，第二温湿度传感器62检测热通道14的温度和湿度，当检测到湿度和湿度达到设定的上限或下限值时，监控单元4则发出警报提醒；并且当检测值达到设定的上限值时，动环控制单元3根据监控单元4的指令信息，控制打开第一电动风阀51和第二电动风阀52，启动散热组件53工作进行散热降温。

如图6所示，本实施例还包括可视状态警报灯7和烟雾传感器8。可视状态警报灯7设置在机柜主体1的前部，并且与监控单元4电连接，本实施例设有两个可视状态警报灯。工作人员可以通过远程开关控制可视状态警报灯7的显示状态，工作电路图如图8所示，当监控单元4发出警报信息时，可视状态警报灯7则显示红色灯光，无报警信息时则显示蓝色灯光；前柜门15为玻璃或透明的亚克力材质，可以方便从外部观察可视状态警报灯7的显示状态。烟雾传感器8设置在热通道的顶板中部，并且与监控单元4电连接；当烟雾传感器8检测到有烟雾产生时，监控单元4则会发出警报信息。

如图1、4和6所示，本实施例还包括含有门磁开关91和照明灯92的照明系统9，门磁开关91设置在机柜主体1的前部和后部的边框处，照明灯92设置在机柜主体1的前部和后部的顶部，门磁开关和照明灯电连接。当机柜主体1的前柜门15或后柜门16打开时，门磁开关91导通电源，使照明灯92通电点亮，方便机柜主体1内进行检修。

如图4和5所示，机柜设备2还包括电源分配单元25，电源分配单元25设置在柜机主体1的后部，并且与配电单元24电连接，本实施例电源分配单元25优选为机柜用电源分配插座，配电单元24给电源分配单元25供电，电源分配单元25将电能分配给各个IT设备用电。

机柜主体1还包括扎线板17和理线架18.扎线板17设置在机柜主体1的后部侧边上，理线架18设置在机柜主体1的前部上方；这样可以方便机柜主体1内部布线。

本实施例的机柜主体1包括四根竖直立柱、多个横杆、顶板、底板、侧板和前后柜门，组成立方体结构。

本实用新型实施例将制冷单元21、储电单元22、不间断电源系统23、配电单元24、电源分配单元25及动环控制单元3集成在机柜主体1内；通过制冷单元21、冷通道12和热通道14，使机柜主体1内冷热空气内部循环，让工作温度维持在正常的范围内，并降低了工作能耗；动环控制单元3根据监控单元4的指令信息，控制第一电动风阀51、第二电动风阀52及散热组件53在制冷单元21不工作的时候进行应急散热；第一温湿度传感器61和第二温湿度传感器62实时监控机柜主体1内的温度和湿度；监控单元4接入并监测制冷单元21、储电单元22、不间断电源系统23、配电单元24、烟烟雾传感器8、第一温湿度传感器61、第二温湿度传感器62、门磁开关91和照明灯92的状态信息和数据，运营人员可以远程通过监控单元4获取以上信息，监控通讯原理图如图9所示，当监控单元4接收到例如机柜门长时间打开，温湿度超过设定值，有烟雾、漏水、设备故障等等异常状态和数据时，可以第一时间发出警报信息，及时通知工作人员进行处理。

本实施例具有以下有益效果：

电源使用效率高，电源使用效率PUE＝数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比值，基准是2，越接近1表明能效水平越好；传统数据中心机房的值为PUE 2.5，而本实施例的PUE值可以低至1.4以下，相比传统数据中心机房年电量能省40％以上；

机柜内设备采用模块化设计，现场安装快速便捷，并能大大节省数据中心机房初期的建设投入成本和后期维护成本；

占地面积小，本实施例的占地面积为0.72m²左右；

机架式变频空调的运转噪音小于45dB，可在办公室等人机共处环境使用；

机柜主体1采用全封闭结构，防护等级达到IP5X的防尘等级，可在灰尘较大的室内场合使用；

智能化自动工作，支持无人值守，可以进行远程监控，大大降低人力运维成本。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种一体化智能机柜，其特征在于，包括机柜主体和包含有制冷单元、储电单元、不间断电源系统及配电单元的机柜设备；所述机柜主体的前部设有冷通道，中部设有机架区，后部设有热通道，所述冷通道和所述热通道通过设置在所述机柜主体前部的封闭隔板进行隔离；所述制冷单元、所述储电单元、所述不间断电源系统及所述配电单元均设置在所述机架区内；所述制冷单元将所述热通道中的热风吸收并转换成冷风释放到所述冷通道，所述冷通道中的冷风再流入到所述机架区进行冷却降温。

2.根据权利要求1所述的一体化智能机柜，其特征在于，所述制冷单元设置在所述机架区的底部，所述储电单元位于所述制冷单元的上方，所述不间断电源系统位于所述储电单元的上方，所述配电单元位于所述不间断电源系统的上方。

3.根据权利要求2所述的一体化智能机柜，其特征在于，还包括动环控制单元和应急散热系统，所述动环控制单元设置在所述机柜主体的后部上方，所述应急散热系统设置在所述机柜主体的前柜门的下方和所述机柜主体的后部上方，所述动环控制单元与所述应急散热系统电连接。

4.根据权利要求3所述的一体化智能机柜，其特征在于，还包括监控单元，所述监控单元设置在所述前柜门上，所述监控单元与所述动环控制单元电连接。

5.根据权利要求4所述的一体化智能机柜，其特征在于，所述应急散热系统包括第一电动风阀、第二电动风阀及散热组件，所述第一电动风阀设置在所述前柜门的下方，所述第二电动风阀设置在所述机柜主体后部上方，所述散热组件设置在所述第二电动风阀的下方，所述第一电动风阀、所述第二电动风阀、所述散热组件及所述制冷单元均与所述动环控制单元电连接。

6.根据权利要求5所述的一体化智能机柜，其特征在于，还包括含有第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的温湿度检测单元，所述第一温湿度传感器和所述第二温湿度传感器分别设置在所述机柜主体内前部上方和后部上方，所述第一温湿度传感器和所述第二温湿度传感器均与所述监控单元电连接。

7.根据权利要求6所述的一体化智能机柜，其特征在于，还包括可视状态警报灯和烟雾传感器，所述可视状态警报灯设置在所述机柜主体的前部，所述烟雾传感器设置在所述热通道的顶板中部，所述可视状态警报灯与所述烟雾传感器均与所述监控单元电连接。

8.根据权利要求1所述的一体化智能机柜，其特征在于，还包括含有门磁开关和照明灯的照明系统，所述门磁开关设置在所述机柜主体的前部和后部的边框处，所述照明灯设置在所述机柜主体的前部和后部的顶部，所述门磁开关和所述照明灯电连接。

9.根据权利要求1所述的一体化智能机柜，其特征在于，所述机柜设备还包括电源分配单元，所述电源分配单元设置在所述机柜主体的后部。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一体化智能机柜，其特征在于，还包括扎线板和理线架，所述扎线板设置在所述机柜主体的后部侧边上，所述理线架设置在所述机柜主体的前部上方。

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