生态智能机房的制作方法
生态智能机房的制作方法
【专利摘要】本发明是一生态智能机房，具备废热废水噪音零排放，多系统整合，一体化软件平台管理，可无人值守，远程管控，应用于电力工业、电子工业、自动化和机电一体化领域；该机房是由一发电模块、一供电模块、一备电模块、一监控模块、一安保模块、一消防模块、柜内设备模块群、超级机柜群及其散热模块、中央控制单元和应用软件IJF2013组成；超级机柜群及其散热模块，组成生态智能机房的核心散热系统，该系统分为二个层次：主散热回路和备用散热回路，主散热回路保证了柜内设备模块群散热的无废热无废水无噪音排放，主散热回路一旦中断，立刻无缝切换到备用散热回路；iJFang2013以与所有功能模块有以太网连接的中央控制单元为物理层，对机房的管理分为人工、自动和远程。
【专利说明】生态智能机房
【技术领域】
[0001]本发明是一生态智能机房，具备废热废水噪音零排放，多系统整合，一体化软件平台管理，可无人值守，远程管控，应用于电力工业、电子工业、自动化和机电一体化领域。
【背景技术】
[0002]在智能机柜(申请号:.4)专利中提出一套水循环机柜散热方案，解决机房中上千面机柜回水散热成本也蛮高，废热利用率不高，而且柜内设备空间利用率不足；相比空调机房，由智能机柜组成的机房散热系统优势非常明显，投资成本低了，运维费用低了，噪音也没了，是一大进步；机房占比各大运营支出较大份额，机房成本和费用居高不下，各大运营商资费也就居高不下；机房对欠发达地区是建不起，也是用不起，完全是奢侈品，制约了这些地区信息化的发展。
【发明内容】
[0003]本发明是为克服基于智能机柜(申请号:.4)的机房水循环散热系统回水散热成本高、废热利用率不高、柜内设备容积率不高、系统信息化不足的缺点而提出
的一套解决方案。
[0004]本发明优点，是提出一套低成本投资和运营、无废热废水噪音排放、对环境友好、多系统整合一体化软件平台管理、实现远程管控自我修复的未来机房模型，从根本上解决机房高成本、高耗能、高费用、高污染、低智商的问题。
[0005]本发明的目的，是大大降低各大运营商和中西部地区的机房投资和运营费用，推动云计算和智慧城市等前沿课题大范围大规模落地生根，开花结果；同时希望能够调低手机、电脑、电视的上网资费，造福整个社会。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:将机房各系统:发电、供电、备电、消防、安保、环控、散热智能、机柜智能、柜内设备智能，整合到中央控制单元，由平台软件iJFang2013实现可视化管理，借助预设各种险情因对策略、配备完善执行措施的软件算法，最终达成机房远程、自动修复、无人值守的目标；其中作为整个机房的关键部位:常温散热系统，进行了优于空调机房的零排放设计，超级机柜内部有6个等距中空联通的散热排，6个散热排上下各有一个阀门，6个散热排隔成5个腔,每个腔内的二散热排,都有垂直表面、上下对称、等长等高的一导热卡板，导热卡板之间固定柜内设备如直版服务器，所有超级机柜的下阀门通过管路连在一起组成进水口，进水口与机房外通过管路、水泵组、阀门组和上游市政自来水管网相连，所有超级机柜的上阀门通过管路连在一起组成出水口，出水口通过水质检测仪管路、阀门与下游市政自来水管相连，组成主回路散热系统，形成结合市政自来水管网的大循环散热体系；整个散热管路系统都是全封闭和单向流动设计，热交换发生在超级机柜内，柜内设备产生的热量，将上游市政自来水管中冷水加热为热水，又无任何污染地注入到下游市政自来水管中，回流热水进行实时水质检测，废热得到充分利用，对环境是零排放，对机房附件的居民是零成本热水供应，冷水热水一个价，整个机房散热系统的费用，就是水泵组的运转电费，是空调机房电费的I / 100不到，散热效率成倍增加，机房高耗能就这样轻松解决。当主回路出现故障，备用回路启动，为柜内设备提供与主回路一样的散热功能，备用回路还承担超级机柜群管路系统的初期清洗、闲置清洗和系统调试的功能。
[0007]直版服务器是由一导热板、二主板、四服务器CPU、十六内存条、三硬盘组成，四服务器CPU和十六内存条分别安装在二主板上，所有主板和硬盘固定在导热板上，双服务器(PU和其它发热芯片安装在主板背面紧贴导热板；普通42U机柜，可以安装42个IU工控服务器，即42片服务器主板和84个CPU，但42U超级机柜可以安装45个直版服务器即90片服务器主板和180个服务器CPU，整体性能和设备容积率提升2.14倍。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明生态智能机房整体框架示意图。
[0009]图2是本发明生态智能机房之核心散热系统分解示意图。
[0010]图3是本发明生态智能机房之超级机柜群连接示意图。
[0011]图4是本发明生态智能机房之A类超级机柜整机示意图。
[0012]图5是本发明生态智能机房之B类超级机柜整机示意图。
[0013]图6是本发明生态智能机房之B类超级机柜导热排架构示意图。
[0014]图7是本发明生态智能机房之机柜服务器满载整机示意图。
[0015]图8是本发明生态智能机房之柜内设备一直版服务器示意图。
[0016]说明如下:
[0017]I水泵2阀门3管道4市政自来水管网[0018]5水池6密封盖7超级机柜8水质检测仪[0019]9导热排10前门11后I ]12底轮[0020]13合页13导热卡板14导轨15摄像模组[0021]16液晶显示器17直版服务器18集中开关电源19集中UPS电源[0022]20导热直版21固定螺柱22服务器主板23内存条[-E插槽25PCI插槽26发热芯片27服务器CPU[0024]28计算机接口29DC供电接口30CPU散热器孔31硬盘[0025]32消防气瓶33气瓶控制底座34气排35内存散热板[0026]36传感器37水压计38流量计39导水排
【具体实施方式】
[0027]请参照图1，即本发明生态智能机房整体框架示意图所示，实例为生态智能机房。该机房是由一发电模块、一供电模块、一备电模块、一监控模块、一安保模块、一消防模块、柜内设备模块群、超级机柜群及其散热模块、中央控制单元和应用软件IJF2013组成，超级机柜数量众多，柜内设备数量更多，是超级机柜的几十乃至百倍，是整个机房的核心。
[0028]发电模块是由二发电机组和一发电监测模组组成，发电监测模组对二发电机组进行全方位的检测和管理，发电监测模组是由一三相数字功率表、一三相数字电流表、一漏电检测表、一油料检测表、双路监控、一 01控制箱、现场照明和到供电模块的输电线路组成，三相数字电压表、三相数字电流表、漏电检测表、油料检测表和双路监控的实时信号经过01控制箱处理后，由以太网RJ45接口上传给中央控制单兀，中央控制单兀可向01控制箱发送指令，执行发电机的开\关、现场照明的通\断和监控角度调整。
[0029]供电模块是双环路强电接入的冗余设计，它是由一环网柜、一计量柜、一出线柜和一供电监测模组组成；环网柜装有一组带冗余的市电智能断路器、一组市电/备电切换智能开关和一组发电/备电切换智能开关，当市电正常时，环网柜输出市电，但市电停供后，市电/备电切换智能开关启动切换到备电线路，进线柜输出备电，当市电停供时间太长，超过备电的输出能力之前，发电机启动，发电/备电切换智能开关启动，环网柜输出发电机输出的电能，当市电恢复供电，无论是备电还是发电状态，都要无缝切换到市电，断开备电和发电，市电、备电和发电在环网柜的输出，由供电监测模组提供的控制逻辑；计量柜对环网柜输出的电能进行计量；带冗余的市电智能断路器、市电/备电切换智能开关和发电/备电切换智能开关的状态信号、计量结果都进入供电监测模组即02控制箱，由以太网RJ45接口上传中央控制单元，中央控制单元通过02控制箱可以控制断路器和所有智能开关的动作。
[0030]备电模块是由若干备电单元组成；每个备电单元是由一 B类超级机柜、一充放电主板、一备电检测模组和若干电池组构成；超级机柜有6层散热排，充放电主板、备电检测模组和若干电池组都固定在散热排之间；充放电主板控制电池充电、电池放电、DC-AC逆变、逆变高压输出和过程信号输出；备电检测模组是由若干温度传感器、若干湿度传感器、一充电数字电流表、一充电数字电压表、一放电用三项数字功率表和03控制箱组成，若干温度传感器、充电数字电流表、充电数字电压表、一放电用三项数字功率表和充放电主板过程信号都接入03控制箱，由以太网RJ45接口与中央控制单元连接。
[0031]消防模块是由一消防报警系统、一消防系统和一消防监测模组组成；消防报警系统是由一消防报警主机、若干楼层子机和数量众多传感器探头组成，消防报警主机与若干楼层子机相连，楼层子机与同一楼层传感器探头相连；消防喷淋系统是由一消防水池、一消防水泵组及其控制器、管道系统、电磁阀门系统及其信号体系、数量众多与传感器探头邻近的喷淋头组成；消防报警主机、消防喷淋系统传感器和电磁阀控制信号都与消防监测模组即04控制箱相连，由以太网RJ45接口与中央控制单元相连，进行消防报警主机和消防喷淋系统传感器的信号上传，以及中央控制单元控制命令的下达，干预消防灭火系统的执行部件。
[0032]安保监测模块主要针对门禁系统、窗控系统、监控系统、环境系统和安保系统；安保监测模块实现对门禁系统包含身份识别、权限鉴定、密码确认三重功能的远程管理，远程管理各个重要入口和出口 ；安保监测模块实现对窗控系统各扇窗开启角度和内外通风的远程调节；安保监测模块实现对监控系统机房内外关键部位的监控远程；环境监测系统就是监测环境温度、湿度、风向、风速和空气含尘量，主要针对机房噪音、电磁辐射、灰尘含量和热水池回水水质进行实时检测，安保监测模块实现对环境监测系统数据的远程传输；门禁系统、窗控系统、监控系统、环境监测系统都与安保监测模组即05控制箱相连，05控制箱通过以太网RJ45接口与中央控制单元连接，用于数据上传和命令下达。
[0033]柜内设备，就是超级机柜内安装的设备，种类包含集中开关电源、集中UPS电源、直版服务器、交换机、大型路由器、防火墙、加密设备、专用通讯设备等；每个柜内设备都包含一主板和一导热板，主板宽度限制在310MM内，导热板规格限制在350 (宽)*500 (长)MM内，主板固定在导热板的螺柱上，主板上主发热部件如芯片紧贴导热板；主板是由超级机柜内一集中电源供电；导热板上还可以固定其它设备如硬盘，每个柜内设备的厚度不超过5(MM ;柜内设备模块，是指一面超级机柜内所装柜内设备总和,是由一柜内设备监测模组和五层柜内设备组成；柜内设备模块群，是指与超级机柜群对应的柜内设备模块总和，是由与超级机柜群对应与超级机柜数量相等的柜内设备监测模组、与超级机柜群对应的所有柜内设备组成。
[0034]生态智能机房内所有的超级机柜及其连接部件组成超级机柜群，有的机房分好多层；超级机柜分排等距摆放在一个楼层，预留有纵向通道，每一排超级机柜的下阀门都连在一根管路上，所有排的管路又连在稍粗的楼层管路上，所有楼层管路又连在更粗的管路组成进水口，每一排超级机柜的上阀门都连在一根管路上，所有排的管路又连在稍粗的楼层管路上，所有楼层管路又连在更粗管路组成出水口，在每排超级机柜的管路起始端、楼层管路与进水口的连接前端、楼层管路与出水口的连接末端、都有电磁阀和一系列传感器，传感器用于感知管内水流方向、流速、流量、水温、水压和滴漏，传感器信号和电磁阀控制信号都接入若干06控制箱，由该箱以太网RJ45与中央控制单元相连，由应用软件IJF2013集中管理。
[0035]请参照图2，即本发明生态智能机房之核心散热系统示意图所示，实例为生态智能机房。超级机柜群及其散热模块组成生态智能机房的核心散热系统，该系统分为二个层次:主散热回路和备用散热回路。超级机柜群进水口通过水泵组、电磁阀组、管路与上游市政自来水管联通，引入的冷水经过超级机柜群散热排与柜内设备进行热交换，经出水口导出热水，再经管道、阀门和水质检测仪注入下游市政自来水管，组成主散热回路；当主散热回路出现问题，由水泵、管路、冷水池、进水口、超级机柜群、出水口、热水池及其散热器，再回到水泵，组成备用散热回路。主散热回路作为生态智能机房散热系统的核心回路，承担绝大多数时间的散热任务，当主散热回路出现不可抗拒的故障、或者需要维修保养、或者因为水质恶化时，将无缝切换到备用散热回路，备用散热回路将承担全部散热任务；备用散热回路还承担超级机柜群管路系统的初期清洗、闲置清洗和系统调试的功能。
[0036]主散热回路是由三台水泵(A0、Al和A2)、九个阀门(电磁阀B01、B02、B11、B12、B21、B22、B30、B3UB32)、一水质检测仪8、若干管路、超级机柜群和上下游市政自来水管组成，其中电磁阀B32必须带截止功能，防止下游市政自来水倒灌，水质检测仪8信号线与04控制箱连接，由04控制箱以太网接口 RJ45上传实时水质检测信号给中央处理单元；主回路由上游市政自来水管获得冷水，经三台泵提升打压，通过电磁阀BO1、B02、B11、B12、B21、B22、B30及其封闭管路接入超级机柜群的进水口，冷水快速流经满载柜内设备的超级机柜散热排，吸收柜内设备释放的热量而变为热水，汇聚到出水口，再经电磁阀B31、水质检测仪8和电磁阀B32，注入到下游市政自来水管；整个大循环散热系统，机房管道接入到接出是完全封闭，保证了水质不会被污染，而且仅仅是单次循环的活水，由冷水变成热水，热量被带走进入下游市政自来水管，下游居民不安装太阳能就获得品质合格的热水，水价还不变，那将是多幸福、多给力的一项惠民工程！三台水泵安装在地下室等隐蔽工程位置，它们的噪音被屏蔽在很小的范围内，对环境影响很小，整个机房的内部噪音将会非常非常小，就是柜内设备中如硬盘之类发出的微弱噪音，相比面积较大的机房空间，几乎可以忽略；整个机房运行，不产生废水、废气、废热和噪音，对环境几乎没有任何影响和危害，所以是“生态的、低碳的、绿色的、环保的。”相比空调机房，生态机房散热效率提高至少I倍，投资成本减小了 80%，运营成本也减小了 80%，环境成本几乎为零。
[0037]备用散热回路是由一台水泵(A3)、四个阀门(电磁阀财0、841、842、831)、一水质检测仪8、若干管路、超级机柜群和二水池5组成；电磁阀B41 —定要带截止功能，防止热水回流到冷水池；二水池5都水密盖6，可以远程控制打开和关闭；冷水池5有一水密盖6，还有一清洗阀B50和一净水设备，它内部的水来自主回路，当阀B40打开而B41截止，为冷水池补水到满后阀B40也关闭，净水设备不定期开启，要净化冷水池中久储的水，当水质污染严重，直接由清洗阀B50排空而后补水；热水池5在备用回路不启动时是空的，有二并列水密盖6，远程控制水密盖6打开、移位后可以在水口自动对接其它散热设备或装置，比如大型风扇，比如冰块投掷机等等；备用回路启动，电磁阀30和32—定处于截止状态，水循环的方向是:冷水池5-阀B40-超级机柜群进水口 一超级机柜群进水口-阀B42-热水池5-水泵A3—阀B41-冷水池5，其中B31处于打开状态，水质检测仪8随时检测水质状况。
[0038]请参照图3即本发明生态智能机房之超级机柜群连接示意图所示，实例为生态智能机房。该超级机柜群代表着4个楼层的超级机柜阵列，每个楼层的编号#X01?X11，X代表I?4，每个楼层的所有超级机柜7，上阀门2都串联一阀门2与出水管道3相连，出水管道3的尽头是一个总阀2，总阀2与较粗的出水管道3连接，最后4个楼层的总阀2都连接与出水管道3形成出水口；它下阀门2都串联一阀门2与进水管道3相连，进水管道3的尽头是一个总阀2，总阀2与较粗的进水管道3连接，最后4个楼层的总阀2都连接与进水管道3形成进水口 ；结合图2，冷水加压后从进水口流向各个楼层的进水管道3，通过总阀2、串联阀2和机柜下阀门2进入机柜散热排，逐步充满从上到下6个散热排，柜内设备释放热量给散热排，将冷水加热为热水，由上阀门2、串联阀2回流出水管道3，经总阀2汇聚出水口，完成一次散热循环。上述所有阀门2都是电磁阀，所有下阀门串联的阀门都带止回阀功能，防止水倒流，所有电磁阀2的控制信号、状态信号还有止回阀信号都通过06控制箱与中央控制单元连接。
[0039]在实际的生态智能机房里，每个超级机柜的下阀门和一个管道阀门串联，与每排上水管道连接组成上水柜排，它的下阀门和另一个管道阀门串联，与每排下水管道连接组成下水柜排，上水柜排和下水柜排各有一管道阀门，楼层内所有的上水柜排与一较粗管道连在一起组成楼层进水口，较粗管道上有一阀门，所有楼层进水口与更粗管道连在一起组成超级机柜群进水口 ；楼层内所有的下水柜排与一较粗管道连在一起组成楼层出水口，较粗管道上设有一阀门，所有楼层出水口与更粗管道连在一起组成超级机柜群出水口，综述，这样的架构，组成超级机柜群。
[0040]请参照图4、5和6，即本发明生态智能机房之A、B类超级机柜整机、和B类超级机柜导热排架构示意图所示，实例为生态智能机房。每个超级机柜，是由前后两个门、一框架、二侧板、6层等距中空联通的散热排、一监视系统、一消防灭火气系统组成；前后门和二侧板都装在框架上，框架底部装有4个底轮；请参照图6，6个散热排分别通过在左右两侧导水排39串联联通，底层散热排9底部，不但有温度传感器，而且接出一电磁阀2，位于框架前门的左下角，2的前端是流量计38和水压表37，顶层散热排9顶部，即有一传感器36，也有一电磁阀2，位于框架后门的右上角，2的前端也装有流量计38和水压表37，这样，可以保证水从左下角电磁阀注入，每个散热排都被满载流过，最后从右上角电磁阀流出水，左下角电磁阀一定要具备止回阀功能，防止水倒流，流量计38、水压表37和传感器36，用于收集流量、水压和水温等数据，传感器信号接入06控制箱由以太网RJ45接口上传中央控制单元；监视系统是由二液晶显示器16、二观通模组15和二导轨14组成，液晶显示器16、观通模组15和导轨14在前后门上分别安装一套，每个液晶显示器16可以连接任意有VGA接口的柜内设备，观通模组15是一个红外广角摄像机和气味传感器组成，通过远程控制在导轨14上可以自由滑行，所成的像可以切换到同一面液晶显示器16上，也可以远程通过06控制箱上传，气味传感器可以快速识别电气短路散发出的焦糊味，该传感器信号通过06控制箱以太网RJ45接口上传给中央控制单元；消防灭火气系统是由一消防气瓶32、一气瓶控制底座33和一气排34组成,32安装在位于柜顶的33上,与固定在柜内的34相通,气瓶32内可以是任意无毒无害的灭火气体，气体可以由33手动或远程触发喷射，进入联通的气排34内，34在每个空腔内都有3个气孔，高压灭火气体通过气孔充满各个空腔，同时前后门联动锁死，整个柜体内快速充满灭火气体，隔绝氧气，达到灭火效果，观通模组15可以上传相关成像；超级机柜分为A类和B类；6个散热排将柜内从上到下隔成5个腔,除从上数第二个散热排上表面有一半是光滑的外，每个腔内的二散热排，都各有10列垂直于表面、上下对称、等长等高的导热卡板，导热卡板均匀分布一些带螺母的孔位，导热卡板之间固定柜内设备如直版服务器，这样的是A类超级机柜，如图4 ；6个散热排将柜内隔成5个腔，除从上数第二个散热排上表面有5列导热卡板外，每个腔内，上层散热排都有10列垂直于表面的导热卡板，导热卡板导热卡板均匀分布一些带螺母的孔位，下层散热排表面光滑，用于摆放电池组，导热卡板用于固定电池组，这样的是B类超级机柜，如图5。
[0041]请参照图7和8，是本发明生态智能机房之机柜服务器整机、柜内设备一直版服务器分解示意图，实例为生态智能机房。图7是机柜服务器，是A类超级机柜满载直版服务器、双集中开关电源18和双集中UPS电源19的整机效果图，机柜服务器是由四十五片直版服务器17、二集中开关电源18、二集中UPS电源19和一 A型超级机柜组成，17分四层半固定A型超级机柜散热排之间，每层固定10片，18在下而19在上、由隔板分开固定在I~2层散热排之间，18和19都可以为柜上设备和所有的直版服务器，柜上设备包含二液晶显示器、二观通模块和06控制箱。42U普通机柜，可以安装42个IU工控服务器即42片服务器主板，但42U超级机柜可以安装·50片直版服务器即同样的100片服务器主板，设备容积率提升2.4倍，若让出5片直版服务器位装集中开关电源和集中UPS电源，42U超级机柜可以安装45片直版服务器即90片同样的服务器主板，设备容积率提升2.14倍。图8是直版服务器，直版服务器是由一导热板20、二服务器主板22、二内存散热板35、四服务器CPU27、16内存条23、三硬盘31和十一个传感器36组成，双服务器CPU27、二发热芯片26和8内存条23位于主板22的不同面，二主板22和三硬盘31固定在导热板20上，所有服务器CPU27和发热芯片26紧贴导热板20，内存散热板35与8内存散热片相连且固定在主板22上，在导热板20背面、所有服务器CPU27和发热芯片26投影的位置，贴装着8个传感器36，在三硬盘安装位置的背面分布着三个传感器36，所有传感器36都通过连接器与一主板22相连，所有传感器36的值都通过网络正确读出；所有服务器主板22和硬盘31是由集中开关电源供电。柜内设备，就是超级机柜内安装的设备，种类包含集中开关电源、集中UPS电源、服务器、交换机、大型路由器、防火墙、加密设备、专用通讯设备等；除了集中开关电源、集中UPS电源外，其它设备都如直版服务器一样的结构才能安装进去，都包含一主板和一导热板，主板宽度限制在310MM内，导热板规格限制在350 (宽)*500 (长)MM内，主板固定在导热板的螺柱上,主板上主发热部件如芯片紧贴导热板；主板是由超级机柜内一集中开关电源供电,另一集中开关电源冗余备份，同时有二集中UPS作为备电，在集中开关电源市电供应中断后无缝切换到柜内设备，为它们供电；导热板上还可以固定其它设备如硬盘，除了集中开关电源、集中UPS电源和电池外，每个柜内设备的厚度不超过50丽。
[0042]请参照图1-8，结合上面的论述，再说一说本发明生态智能机房之中央控制单元和应用软件IJF2013功能。
[0043]中央控制单元包含一多口交换机，接入源于01?06控制箱RJ45接口的连线它还要接入一系列针对执行部件的控制线和状态反馈线，按照已有的算法自动执行相应的指令，同时反馈执行的结果，01?06代表着控制箱的类型，对应着不同的功能模块，每个类型往往有很多，每个类型的每一个控制箱都有唯一的IP地址，中央控制单元也拥有唯一的IP地址；它是一个完整独立的机房布线系统，为系统安全和保密考虑，不加密的控制箱RJ45不接入柜内设备服务器、交换机和路由器，经过加密处理的控制箱，其RJ45接口可以接入柜内设备服务器、交换机和路由器，能够节省布线成本；01?06控制箱，接入的是传感器信号，将进行信号滤波、放大、A/D转换、DSP或MCU编程加密、由片上以太网RJ45接口上传到指定IP地址，指定IP地址就是中央控制单元的IP地址；由中央控制单元向特定IP地址发出控制命令，执行指定的动作，反馈执行的结果信号，特定IP地址对应着数量众多01?06控制箱的其中之一，某个控制箱从RJ45接口获得了数据，经DSP或MCU编程解密、协议对比、D / A转换、放大进入到相应的执行元件，获得反馈信号再上传。整个中央控制单元，IP地址、加解密算法、协议体系包括命令字、执行算法将是底层软件系统的核心和关键；所选的技术方案，将是整个单元稳定可靠成功的基础。
[0044]应用软件IJF2013，是建立在操作系统OS之上、以中央控制单元为物理层、包含驱动程序的可视化应用软件；它同样包含发电模块、一供电模块、一备电模块、一监控模块、一安保模块、一消防模块、柜内设备模块群、超级机柜群及其散热模块和中央控制单元9部分，但相应进行了调整，将发电模块、供电模块、备电模块并入一个能源模块中，将监控模块、安保模块、消防模块合并为环境模块，柜内设备模块群和超级机柜群及其散热模块合并为核心模块；它能够可视化每一个细节、每一个关联、每一个节点、每一个链路、每一个局部乃至整体，随时监测和记录任意时间、任意部位的运行状况，能够准确定位、显示、记录、自动处理故障部位的问题，同时反馈处理结果以及提出需要的补救措施，不间断监控和记录实时状态、历史状态、异常状态及其处理结果，并存入数据库；通过加密技术实现对整个智能机房的远程操控；它对机房的管理可以分为人工、自动和远程。
【权利要求】
1.一种生态智能机房，具备废热废水噪音零排放，多系统整合，一体化软件平台管理，可远程管控，无人值守，应用于电力工业、电子工业、自动化和机电一体化领域；它包含一发电模块、一供电模块、一消防模块和一安保模块，发电模块包含二发电机组及其智能断路器，为机房断电提供新电力，供电模块是双环路强电接入的冗余设计，由可接受远程指令的智能断路器控制，消防模块包含一报警系统和一消防灭火系统，安保模块包含所有门禁系统、窗控系统、监控系统和环境监测系统；其特征在于:该生态机房还包含:应用软家iJFang2013， 中央控制单元，发电监测模组，供电监测模组，消防监测模组，安保监测模组，备电模块，超级机柜群及其散热模块，柜内设备群模块；其中，发电模块、供电模块和备电模块为生态智能机房的不间断运行提供强大的电力保障，消防模块和安保模块为可能出现的消防火警和非法侵入提供安全保障，柜内设备群模块装在超级机柜群内，构成整个生态智能机房的核心和主体，由超级机柜群及其散热模块为柜内设备群模块提供大循环散热；发电监测模组、供电监测模组、备电监测模组、消防监测模组、安保监测模组、构成超级机柜及其散热模块之一的机柜监测模组分别与01~06控制箱连接，由每个控制箱以太网RJ45接口与中央控制单元连接，上传和下达信息，中央控制单元构成应用件IJFang2013的物理层，每一个模块在应用软件iJFang2013n界面中都对应的可视化图标，点击该图标就可进入该模块，所有运行状态一目了然，应用软件iJFang2013对机房的管理分为:人工、自动和远程。
2.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述发电监测模组、供电监测模组、消防监测模组和安保监测模组，其特征还在于:发电监测模组，对二发电机组进行全方位的检测和管理，是由一三相数字电压表、一三相数字电流表、一漏电检测表、一油料检测表、双路监控、一 01控制箱、现场照明和到供电模块的输电线路组成，三相数字电压表、三相数字电流表、漏电检测表、油料检测表和双路监控的实时信号经过01控制箱处理后，由以太网RJ45接口上传给中央控制单元，中央控制单元可向01控制箱发送指令，执行发电机的开\关、现场照明的通\断和监控角度调整；供电监测模组即02控制箱，为环网柜提供市电、备电和发电输出的控制逻辑，它连接环线柜内带冗余的市电智能断路器、市电/备电切换智能开关、发电/备电切换智能开关的状态和控制信号，以及计量柜计量结果，通过以太网RJ45接口与中央控制单元相连，中央控制单元通过02控制箱可以控制断路器和所有智能开关的动作；消防监测模组是由一 04控制箱组成，04控制箱与消防报警主机和消防灭火系统各传感器体系相连，通过以太网RJ45接口上传中央控制单兀，中央控制单兀可向04控制箱发送指令，干预消防灭火系统的执行部件；安保监测模组，它就是05控制箱，它主要针对门禁系统、窗控系统、监控系统、环境系统和安保系统，它实现对门禁系统包含身份识别、权限鉴定、密码确认三重功能的远程管理，远程管理各个重要入口和出口，它实现对窗控系统各扇窗开启角度和内外通风的远程调节，它实现对监控系统机房内外关键部位的监控远程，它实现对环境监测系统数据的远程传输，它与门禁系统、窗控系统、监控系统、环境监测系统相连，通过它的以太网RJ45接口与中央控制单元连接，用于数据上传和命令下达。
3.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述备电模块，其特征还在于:它是由若干备电单元组成；每个备电单元是由一超级机柜、一充放电主板、一备电检测模组和若干电池组构成；超级机柜有6层散热排，充放电主板、备电检测模组和若干电池组都固定在散热排之间；充放电主板控制电池充电、电池放电、DC-AC逆变、逆变高压输出和过程信号输出；备电检测模组是由若干温度传感器、若干湿度传感器、一充电数字电流表、一充电数字电压表、一放电用三项数字功率表和03控制箱组成，若干温度传感器、充电数字电流表、充电数字电压表、一放电用三项数字功率表和充放电主板过程信号都接入05控制箱，由以太网RJ45接口与中央控制单元连接。
4.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述超级机柜，其特征还在于:它是由前后两个门、一框架、二侧板、6层等距中空联通的散热排、一监视系统、一消防灭火气系统组成；前后门和二侧板都装在框架上，框架底部装有4个底轮；请参照图6，6个散热排分别通过在左右两侧导水排39串联联通，底层散热排9底部，不但有温度传感器，而且接出一电磁阀2，位于框架前门的左下角，2的前端是流量计38和水压表37，顶层散热排9顶部，即有一传感器36，也有一电磁阀2，位于框架后门的右上角，2的前端也装有流量计38和水压表37，这样，可以保证水从左下角电磁阀注入，每个散热排都被满载流过，最后从右上角电磁阀流出水，左下角电磁阀一定要具备止回阀功能，防止水倒流，流量计38、水压表37和传感器36，用于收集流量、水压和水温等数据，传感器信号接入06控制箱由以太网RJ45接口上传中央控制单元；监视系统是由二液晶显示器16、二观通模组15和二导轨14组成，液晶显示器16、观通模组15和导轨14在前后门上分别安装一套，每个液晶显示器16可以连接任意有VGA接口的柜内设备，观通模组15是一个红外广角摄像机和气味传感器组成，通过远程控制在导轨14上可以自由滑行，所成的像可以切换到同一面液晶显示器16上，也可以远程通过06控制箱上传，气味传感 器可以快速识别电气短路散发出的焦糊味，该传感器信号通过06控制箱以太网RJ45接口上传给中央控制单元；消防灭火气系统是由一消防气瓶32、一气瓶控制底座33和一气排34组成，32安装在位于柜顶的33上，与固定在柜内的34相通，气瓶32内可以是任意无毒无害的灭火气体，气体可以由33手动或远程触发喷射，进入联通的气排34内，34在每个空腔内都有3个气孔，高压灭火气体通过气孔充满各个空腔，同时前后门联动锁死，整个柜体内快速充满灭火气体，隔绝氧气，达到灭火效果，观通模组15可以上传相关成像；超级机柜分为A类和B类；6个散热排将柜内从上到下隔成5个腔，除从上数第二个散热排上表面有一半是光滑的外，每个腔内的二散热排，都各有10列垂直于表面、上下对称、等长等高的导热卡板，导热卡板均匀分布一些带螺母的孔位，导热卡板之间固定柜内设备如直版服务器，这样的是A类超级机柜；6个散热排将柜内隔成5个腔，除从上数第二个散热排上表面有5列导热卡板外，每个腔内，上层散热排都有10列垂直于表面的导热卡板，导热卡板导热卡板均匀分布一些带螺母的孔位，下层散热排表面光滑，用于摆放电池组，导热卡板用于固定电池组，这样的是B类超级机柜。
5.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述超级机柜群，其特征在于:它是由生态智能机房内所有的超级机柜及其连接部件组成，有的机房分好多层；超级机柜分排等距摆放在一个楼层，预留有纵向通道，每一排超级机柜的下阀门都连在一根管路上，所有排的管路又连在稍粗的楼层管路上，所有楼层管路又连在更粗的管路组成进水口，每一排超级机柜的上阀门都连在一根管路上，所有排的管路又连在稍粗的楼层管路上，所有楼层管路又连在更粗管路组成出水口，在每排超级机柜的管路起始端、楼层管路与进水口的连接前端、楼层管路与出水口的连接末端、都有电磁阀和一系列传感器，传感器用于感知管内水流方向、流速、流量、水温、水压和滴漏，传感器信号和电磁阀控制信号都接入若干06控制箱，由该箱以太网RJ45与中央控制单元相连，由应用软件IJF2013集中管理。
6.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述超级机柜群及其散热模块，其特征在于:它是组成生态智能机房的核心散热系统，该系统分为二个层次:主散热回路和备用散热回路。超级机柜群进水口通过水泵组、电磁阀组、管路与上游市政自来水管联通，引入的冷水经过超级机柜群散热排与柜内设备进行热交换，经出水口导出热水，再经管道、阀门和水质检测仪注入下游市政自来水管，组成主散热回路；当主散热回路出现问题，由水泵、管路、冷水池、进水口、超级机柜群、出水口、热水池及其散热器，再回到水泵，组成备用散热回路。主散热回路作为生态智能机房散热系统的核心回路，承担绝大多数时间的散热任务，当主散热回路出现不可抗拒的故障、或者需要维修保养、或者因为水质恶化时，将无缝切换到备用散热回路，备用散热回路将承担全部散热任务；备用散热回路还承担超级机柜群管路系统的初期清洗、闲置清洗和系统调试的功能。
7.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述柜内设备，其特征还在于:它就是超级机柜内安装的设备，种类包含集中开关电源、集中UPS电源、直版服务器、交换机、大型路由器、防火墙、加密设备、专用通讯设备等；每个柜内设备都包含一主板和一导热板，主板宽度限制在310MM内，导热板规格限制在350 (宽)*500 (长)mm内，主板固定在导热板的螺柱上，主板上主发热部件如芯片紧贴导热板；主板是由超级机柜内一集中电源供电；导热板上还可以固定其它设备如硬盘，每个柜内设备的厚度不超过50MM;柜内设备模块，是指一面超级机柜内所装柜内设备总和，是由一柜内设备监测模组和五层柜内设备组成；柜内设备模块群，是指与超级机柜群对应的柜内设备模块总和，是由与超级机柜群对应与超级机柜数量相等的柜内设备监测模组、与超级机柜群对应的所有柜内设备组成。
8.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述柜内设备，其特征还在于:它和A类超级机柜可以组成机柜服务器；机柜服务器是由四十五片直版服务器17、二集中开关电源18、二集中UPS电源19和一 A型超级机柜组成，17分四层半固定A型超级机柜散热排之间，每层固定10片，18在下而19在上、由隔板分开固定在1~2层散热排之间，18和19都可以为柜上设备和所有的直版服务器，柜上设备包含二液晶显示器、二观通模块和06控制箱。42U普通机柜，可以安装42个IU工控服务器即42片服务器主板，但42U超级机柜可以安装50片直版服务器即同样的100片服务器主板，设备容积率提升2.4倍，若让出5片直版服务器位装集中开关电源和集中UPS电源，42U超级机柜可以安装45片直版服务器即90片同样的服务器主板，设备容积率提升2.14倍；直版服务器是由一导热板20、二服务器主板22、二内存散热板35、四服务器CPU27U6内存条23、三硬盘31和十一个传感器36组成，双服务器CPU27、二发热芯片26和8内存条23位于主板22的不同面，二主板22和三硬盘31固定在导热板20上，所有服务器CPU27和发热芯片26紧贴导热板20，内存散热板35与8内存散热片相连且固定在主板22上，在导热板20背面、所有服务器CPU27和发热芯片26投影的位置，贴装着8个传感器36，在三硬盘安装位置的背面分布着三个传感器36，所有传感器36都通过连接器与一主板22相连，所有传感器36的值都通过网络正确读出；所有服务器主板22和硬盘31是由集中开关电源供电。
9.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述中央控制单元，其特征还在于:它包含一多口交换机，接入源于01~06控制箱RJ45接口的连线它还要接入一系列针对执行部件的控制线和状态反馈线，按照已有的算法自动执行相应的指令，同时反馈执行的结果，01~06代表着控制箱的类型，对应着不同的功能模块，每个类型往往有很多，每个类型的每一个控制箱都有唯一的IP地址，中央控制单元也拥有唯一的IP地址；它是一个完整独立的机房布线系统，为系统安全和保密考虑，不加密的控制箱RJ45不接入柜内设备服务器、交换机和路由器，经过加密处理的控制箱，其RJ45接口可以接入柜内设备服务器、交换机和路由器，能够节省布线成本；01~06控制箱，接入的是传感器信号，将进行信号滤波、放大、A /D转换、DSP或MCU编程加密、由片上以太网RJ45接口上传到指定IP地址，指定IP地址就是中央控制单元的IP地址；由中央控制单元向特定IP地址发出控制命令，执行指定的动作，反馈执行的结果信号，特定IP地址对应着数量众多01~06控制箱的其中之一，某个控制箱从RJ45接口获得了数据，经DSP或MCU编程解密、协议对比、D / A转换、放大进入到相应的执行元件，获得反馈信号再上传。整个中央控制单元，IP地址、加解密算法、协议体系包括命令字、执行算法将是底层软件系统的核心和关键；所选的技术方案，将是整个单元稳定可靠成功的基础。
10.根据权利要求1所述的生态智能机房，所述应用软件iJFang2013，其特征还在于:它是建立在操作系统OS之上、以中央控制单元为物理层、包含驱动程序的可视化应用软件；它同样包含发电模块、一供电模块、一备电模块、一监控模块、一安保模块、一消防模块、柜内设备模块群、超级机柜群及其散热模块和中央控制单元9部分，但相应进行了调整，将发电模块、供电模块、 备电模块并入一个能源模块中，将监控模块、安保模块、消防模块合并为环境模块，柜内设备模块群和超级机柜群及其散热模块合并为核心模块；它能够可视化每一个细节、每一个关联、每一个节点、每一个链路、每一个局部乃至整体,随时监测和记录任意时间、任意部位的运行状况，能够准确定位、显示、记录、自动处理故障部位的问题，同时反馈处理结果以及提出需要的补救措施，不间断监控和记录实时状态、历史状态、异常状态及其处理结果，并存入数据库；通过加密技术实现对整个智能机房的远程操控；它对机房的管理可以分为人工、自动和远程。
【文档编号】H05K7/20GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】孔繁忠
申请人:孔繁忠