CN107027272A - 一种数据中心机柜装置及其应急散热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据中心机柜装置及其应急散热方法，所述数据中心机柜装置包括:中空的机柜，所述机柜内侧纵向设置有对称的机柜承重框架，所述机柜连接有机柜前门及通过第二电磁锁进行启闭的机柜后门，所述机柜承重框架之间设置有若干个密封盲板，若干所述密封盲板、机柜及机柜前门形成封闭的制冷腔；所述机柜内侧底部设置有空调，所述空调包括设置在靠近机柜前门一侧的室内风机；制冷腔正上方的机柜顶部设置有应急排风天窗，该应急排风天窗通过第一电磁锁进行启闭；制冷腔内设置有温度传感器，该温度传感器用于检测进风温度。本发明的数据中心机柜装置，缩短送风距离实现精确制冷，提高制冷效率，同时在空调不能工作时还能进行应急散热。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心机柜领域，尤其涉及的是一种数据中心机柜装置及其应急散热方法。
背景技术
随着互联网以及IT服务业的快速发展，数据中心的应用越来越广泛，数据中心全年持续不间断运行，每时每刻都保持着庞大的数据传输。
现有技术的数据中心机柜装置一般为前后通风型，采用外部空调对机柜内的IT服务器进行冷却，由于数据中心对机房内的温度、湿度有较高要求，外部空调需要对整个机房进行制冷，才能维持数据中心机柜内的IT服务器正常运行，尤其当机房空间较大时，制冷量有较大的损耗，此时数据中心整体能耗更高，同时由于机柜长期裸露进行内外通风，机房内的灰尘容易进入数据中心机柜内部，影响IT服务器的使用性能及寿命。
尽管现有技术中也有部分数据中心机柜装置采用封闭型，通过内置分体空调室或一体式空调、侧置空调、顶置空调进行散热，但这些空调结构过于紧凑，空调制冷能力偏小，制冷效率低，尤其这些数据中心机柜装置都没有应急散热部件，当遇到突然停电或空调设备出现故障而不能工作时，数据中心机柜装置不能进行应急散热，从而导致IT服务器容易出现宕机风险，影响正常使用，数据丢失。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种数据中心机柜装置及其应急散热方法，旨在解决现有技术中数据中心机柜装置制冷效率低，能耗大，同时，由于数据中心机柜装置没有应急散热部件，当遇到突然停电或空调设备出现故障而不能工作时，数据中心机柜装置不能进行应急散热，影响正常使用，导致数据丢失的问题。
本发明的技术方案如下：
一种数据中心机柜装置，其中，所述数据中心机柜装置包括:
中空的机柜，所述机柜内侧纵向设置有对称的机柜承重框架，所述机柜连接有机柜前门及通过第二电磁锁进行启闭的机柜后门，所述机柜承重框架之间设置有若干个密封盲板，若干所述密封盲板、机柜及机柜前门形成封闭的制冷腔；
所述机柜内侧底部设置有空调，所述空调包括设置在靠近机柜前门一侧的室内风机，所述空调与机柜之间设有循环通道，所述循环通道引导冷气流进入制冷腔；
所述制冷腔正上方的机柜顶部设置有应急排风天窗，所述应急排风天窗通过第一电磁锁进行启闭；
所述制冷腔内设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测进风温度。
所述的数据中心机柜装置，其中，所述机柜承重框架纵向安装在机柜内后形成机柜承重架，所述机柜承重架用于承放IT服务器，所述机柜承重框架上还设有U形支撑架，所述U形支撑架用于支撑密封盲板。
所述的数据中心机柜装置，其中，所述机柜前门及机柜后门与机柜采用铰链连接，所述铰链绕竖直转轴转动。
所述的数据中心机柜装置，其中，机柜内侧顶部靠近机柜后门安装有第二电磁锁的继铁板，与所述继铁板对应的第二电磁锁主体安装在机柜后门顶部。
所述的数据中心机柜装置，其中，所述空调还包括：设置在空调顶部靠近机柜前门一侧的送风口及设置在空调顶部靠近机柜后门一侧的回风口，所述送风口及回风口皆安装有过滤网。
所述的数据中心机柜装置，其中，所述空调还包括：与室内风机电连接，作为后备电源给所述室内风机持续供电的不间断电源。
所述的数据中心机柜装置，其中，所述空调还包括：设置在空调侧面靠近机柜后门一端、用于连接制冷连接管的快速插拔接头，以及设置在回风口侧边的电气热插拔接头。
所述的数据中心机柜装置，其中，所述室内风机设置一个或多个，采用上送风方式送风。
所述的数据中心机柜装置，其中，所述数据中心机柜装置还包括：设置在机柜底部外侧用于支撑数据中心机柜装置的四个支脚。
一种如上述所述的数据中心机柜装置的应急散热方法，其中，所述应急散热方法包括步骤如下：
A、机柜内侧底部的空调不能工作；
B、控制第一电磁锁开启应急排风天窗，促进气流的循环散热排风；
C、不间断电源给室内风机供电，使室内风机持续运转；
D、机柜内的气流保持正常循环；
E、温度传感器检测进风温度是否高于预设的阀值，当温度传感器检测到的温度不高于预设的阀值时，返回执行步骤D；
F、当温度传感器检测到的温度高于预设的阀值时，控制第二电磁锁开启机柜后门，使热气流扩散至外部环境。
与现有技术相比，本发明所提供的数据中心机柜装置，通过在数据中心机柜内侧底部设置空调， 缩短空调与IT服务器的送风距离，实现精确制冷，提高制冷效率，同时还设置有应急散热部件，当遇到停电或空调故障而不能工作时，通过控制第一电磁锁开启应急排风天窗以及控制第二电磁锁开启机柜后门，使热气流扩散至外部环境，减缓温度升高的速度，确保维护人员有充足的时间对故障进行维修，降低IT服务器高温宕机风险，保证数据中心能够正常的运行。
附图说明
图1是本发明中的数据中心机柜装置较佳实施例的第一视角结构示意图。
图2是本发明中的数据中心机柜装置较佳实施例的第二视角结构示意图。
图3是本发明中的数据中心机柜装置内的空调较佳实施例的结构示意图。
图4是本发明中的数据中心机柜装置的应急散热方法流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种数据中心机柜装置及其应急散热方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1及图2所示，一种数据中心机柜装置，其中，所述数据中心机柜装置包括:
中空的机柜100，所述机柜100内侧纵向设置有对称的机柜承重框架101，所述机柜100连接有机柜前门102及通过第二电磁锁进行启闭的机柜后门103，两个所述机柜承重框架101之间设置有若干个密封盲板104，若干所述密封盲板104、机柜100及机柜前门102形成封闭的制冷腔；
所述机柜100内侧底部设置有空调200，所述空调200包括设置在靠近机柜前门102一侧的室内风机201，所述空调200与机柜100之间设有循环通道，所述循环通道引导冷气流进入制冷腔；
所述制冷腔正上方的机柜100顶部设置有应急排风天窗300，所述应急排风天窗300通过第一电磁锁（图中未示出）进行启闭，当空调不能工作时，通过控制所述第一电磁锁开启应急排风天窗300，促进气流的循环散热排风；
所述制冷腔内设置有温度传感器400，所述温度传感器400用于检测进风温度，当温度传感器400检测到的温度高于预设的阀值时，通过控制第二电磁锁开启机柜后门，使热气流扩散至外部环境。
具体实施时，机柜前门102上安装有机械锁，通过控制该机械锁来启闭机柜前门102，同时，机柜前门102及机柜后门103侧边上都还有密封条（比如软质聚氯乙烯），通过该密封条使得机柜前门102及机柜后门103在关闭时，与机柜100的密封效果更好，提高散热效果。
数据中心机柜装置在正常工作情况下，通过第一电磁锁将应急排风天窗300关闭，通过机械锁将机柜前门102关闭，通过第二电磁锁将机柜后门103关闭，此时，机柜、机柜前门102及密封盲板104形成一个封闭效果很好的制冷腔，机柜、机柜后门103及密封盲板104形成一个封闭效果很好的制热腔。机柜100内侧底部的空调200持续工作，空调200内的室内风机201输送出冷气流，冷气流经过空调200与机柜100之间的循环通道，引导冷气流进入制冷腔，制冷腔内的冷气流对机柜内的IT服务器降温，IT服务器经过冷气流降温后将送出温度升高后的热气流，这些热气流通过空调200与机柜100之间的循环通道，引导这些热气流进入制热腔，制热腔内的热气流被设置在该制热腔下方的空调吸回经过空调制冷，形成了一个冷热气流组织的循环。空调200内的室内风机201吹出的冷气流直接用于IT服务器的散热降温，缩短送风距离实现精确送风，减小了额外的冷量损失，提高了制冷效率。
具体实施时，第一电磁锁及第二电磁锁电连接有控制中心，在数据中心机柜装置在遇到紧急情况下，比如遇到紧急电停电或空调设备故障导致空调不能工作时，为了保证机柜100内的IT服务器能够正常的运行而不会导致出现宕机风险，此时控制中心发出控制命令，控制第一电磁锁开启应急排风天窗300，促进气流的循环散热排风，同时通过温度传感器400检测制冷腔内的温度，当制冷腔内的温度高于某一温度（比如28度），此时控制中心发出控制命令，控制第二电磁锁开启机柜后门104，减缓了IT服务器内温度身高的速度，保证维修人员都足够时间进行维修。
优选地，所述的数据中心机柜装置，其中，所述机柜承重框架101纵向安装在机柜100内后形成机柜承重架，所述机柜承重架用于承放IT服务器，所述机柜承重框架101上还设有U形支撑架，所述U形支撑架用于支撑密封盲板104。
具体实施时，通过安装两对对称的机柜承重框架101，在机柜承重框架101还安装有横向的支撑杆件（图中未示出），将IT服务器安装在该支撑杆件上，同时，机柜承重框架101还设有用于支撑密封盲板104的U形支撑架。采用U形支撑架有利于支撑密封盲板104的装卸，通过该封盲板104与机柜100及机柜前门形成制冷腔的同时，有利于将冷气流引导到安装IT服务器空间内，提高制冷效率。
优选地，所述的数据中心机柜装置，其中，所述机柜前门102及机柜后门103与机柜100采用铰链连接，所述铰链绕竖直转轴转动。
通过三个铰链将机柜前门102及机柜后门103与机柜100连接，该铰链有利于机柜门的启闭，特别是机柜后门103，由于采用的电磁锁自动启闭，机柜100与机柜后门103直接连接件的阻力应当很小，采用铰链连接可以达到此目的。
优选地，所述的数据中心机柜装置，其中，机柜100内侧顶部靠近机柜后门103安装有第二电磁锁的继铁板（图中未示出），与所述继铁板对应的第二电磁锁主体（图中未示出）安装在机柜后门103顶部。
控制机柜后门103的第二电磁锁的安装位置应该有利于顺利的启闭机柜后门103，特别是紧急情况下能够迅速的开启。
如图3所示，所述的数据中心机柜装置，其中，所述空调200还包括：设置在空调200顶部靠近机柜前门102一侧的送风口202及设置在空调200顶部靠近机柜后门103一侧的回风口203，所述送风口202及回风口203皆安装有过滤网。
优选地，所述的数据中心机柜装置，其中，所述空调还包括：与室内风机电连接，作为后备电源给所述室内风机持续供电的不间断电源。
具体实施时，当遇到突然断电或机柜100内的空调200不能工作时，不间断电源（即为UPS）将直流电转换成交流电，做为后备电源给室内风机201继续供电，确保室内风机201持续运转，保证机柜100的制冷腔及制热腔内的气流组织正常循环。
优选地，所述的数据中心机柜装置，其中，所述空调200还包括：设置在空调200侧面靠近机柜后门103一端、用于连接制冷连接管的快速插拔接头204，以及设置在回风口203侧边的电气热插拔接头205。
快速插拔接头204具备自密封功能，可实现与外部制冷连接管的快速插拔安装及维护，维护时不会有冷媒泄露，可有效缩短空调200的维护时间，采用快速插拔接头204与普通接头的维护时间对比，采用快速插拔接头204的空调，维护时间可缩短20min~30min。电气热插拔接头205设置在空调200的回风口205侧边，可有效缩短电气维护时间以及完全避免空调200在进行电气维护时接错线的风险；另一方面，采用电气热插拔接头205可避免维护人员直接拆接裸露线缆接头，降低触电风险。
优选地，所述的数据中心机柜装置，其中，所述室内风机设置一个或多个，采用上送风方式送风。
具体实施时，室内风机201的送风方式有上送风与前送风，优选为上送风，有利于将室内风机201产生的气流顺利的从送风口202输送出来。
优选地，所述的数据中心机柜装置，其中，所述数据中心机柜装置还包括：设置在机柜100底部外侧用于支撑数据中心机柜装置的四个支脚。所述四个支脚有利于数据中心机柜装置的搬运。
如图4所示，一种如上述所述的数据中心机柜装置的应急散热方法，其中，所述应急散热方法包括步骤如下：
S100、机柜内侧底部的空调不能工作；
S200、控制第一电磁锁开启应急排风天窗，促进气流的循环散热排风；
S300、不间断电源给室内风机供电，使室内风机持续运转；
S400、机柜内的气流保持正常循环；
S500、温度传感器检测进风温度是否高于预设的阀值，当温度传感器检测到的温度不高于预设的阀值时，返回执行步骤S400；
S600、当温度传感器检测到的温度高于预设的阀值时，控制第二电磁锁开启机柜后门，使热气流扩散至外部环境。
具体实施时，当遇到突然停电或空调由于故障而不能工作时，机柜100顶部的应急排风天窗300通过第一电磁锁自动弹开，用于气流组织的循环散热排风，同时，不间断电源（UPS）由直流电转换成交流电，做为后备电源给室内风机201继续供电，确保室内风机201持续运转，保证机柜100内的制冷腔及制热腔的气流组织正常循环，当制冷腔内的温度传感器400检测到IT服务器进风温度高于预设的阀值时，机柜后门103通过第二电磁锁自动弹开，将IT服务器的热气流散至外部环境，可有效减缓IT服务器进风温度升高的速度，提供给维护人员充足的检修时间，降低IT服务器超温宕机的风险，保证数据中心正常工作。
综上所述，本发明所提供的数据中心机柜装置，缩短空调与IT服务器的送风距离，实现精确制冷，提高制冷效率，同时还设置有应急散热部件，当遇到停电或空调故障而不能工作时，通过控制第一电磁锁开启应急排风天窗以及控制第二电磁锁开启机柜后门，使热气流扩散至外部环境，减缓温度升高的速度，确保维护人员有充足的时间对故障进行维修，降低IT服务器高温宕机风险，保证数据中心能够正常的运行。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种数据中心机柜装置，其特征在于，所述数据中心机柜装置包括:
中空的机柜，所述机柜内侧纵向设置有对称的机柜承重框架，所述机柜连接有机柜前门及通过第二电磁锁进行启闭的机柜后门，所述机柜承重框架之间设置有若干个密封盲板，若干所述密封盲板、机柜及机柜前门形成封闭的制冷腔；
所述机柜内侧底部设置有空调，所述空调包括设置在靠近机柜前门一侧的室内风机，所述空调与机柜之间设有循环通道，所述循环通道引导冷气流进入制冷腔；
所述制冷腔正上方的机柜顶部设置有应急排风天窗，所述应急排风天窗通过第一电磁锁进行启闭；
所述制冷腔内设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测进风温度。
2.根据权利要求1所述的数据中心机柜装置，其特征在于，所述机柜承重框架纵向安装在机柜内后形成机柜承重架，所述机柜承重架用于承放IT服务器，所述机柜承重框架上还设有U形支撑架，所述U形支撑架用于支撑密封盲板。
3.根据权利要求1所述的数据中心机柜装置，其特征在于，所述机柜前门及机柜后门与机柜采用铰链连接，所述铰链绕竖直转轴转动。
4.根据权利要求3所述的数据中心机柜装置，其特征在于，机柜内侧顶部靠近机柜后门安装有第二电磁锁的继铁板，与所述继铁板对应的第二电磁锁主体安装在机柜后门顶部。
5.根据权利要求1所述的数据中心机柜装置，其特征在于，所述空调还包括：设置在空调顶部靠近机柜前门一侧的送风口及设置在空调顶部靠近机柜后门一侧的回风口，所述送风口及回风口皆安装有过滤网。
6.根据权利要求5所述的数据中心机柜装置，其特征在于，所述空调还包括：与室内风机电连接，作为后备电源给所述室内风机持续供电的不间断电源。
7.根据权利要求6所述的数据中心机柜装置，其特征在于，所述空调还包括：设置在空调侧面靠近机柜后门一端、用于连接制冷连接管的快速插拔接头，以及设置在回风口侧边的电气热插拔接头。
8.根据权利要求7所述的数据中心机柜装置，其特征在于，所述室内风机设置一个或多个，采用上送风方式送风。
9.根据权利要求1-8任一项所述的数据中心机柜装置，其特征在于，所述数据中心机柜装置还包括：设置在机柜底部外侧用于支撑数据中心机柜装置的四个支脚。
10.一种如权利要求6所述的数据中心机柜装置的应急散热方法，其特征在于，所述应急散热方法包括步骤如下：
A、机柜内侧底部的空调不能工作；
B、控制第一电磁锁开启应急排风天窗，促进气流的循环散热排风；
C、不间断电源给室内风机供电，使室内风机持续运转；
D、机柜内的气流保持正常循环；
E、温度传感器检测进风温度是否高于预设的阀值，当温度传感器检测到的温度不高于预设的阀值时，返回执行步骤D；
F、当温度传感器检测到的温度高于预设的阀值时，控制第二电磁锁开启机柜后门，使热气流扩散至外部环境。
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