数据中心主机房设备
技术领域
本实用新型涉及数据处理技术领域，特别涉及一种数据中心主机房设备。
背景技术
为保障机房中数据处理服务器的工作环境，传统机房一般采取空间制冷技术，对整体机房进行制冷，空间大、能耗高。在送风方式上，一般采用固定位置(或与服务器机柜近距离)地面送风，存在热气扩散、冷气利用率低，数据中心的PUE(数据中心能源效率)过高，造成资源浪费。综合布线工程、配电列头柜、空调系统和强弱电布线系统，通常采用把地面架高20-60cm铺设防静电地板，在加高后的密闭空间内铺设线缆及空调管道，不但增加建设成本，还存在空调管道水渗漏不易发现、微小零器件损坏不易查找、蛇虫鼠咬的安全隐患。同时因为采取制冷技术的不足，对健康造成一定影响。
传统机房地板系统，存在以下缺点：架设成本、维护成本高；管线和电气设施、空调出风系统在下方，存有安全隐患；蛇虫鼠蚁的防治难度加大，安全存在巨大隐患；空间减小，影响制冷和美观。
传统机房天花板系统，存在以下缺点：降噪能力一般、容易受潮、易脏，脱落粉尘；上方有隐藏空间，存在安全隐患；环境空间减小，影响散热。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本实用新型的目的在于提出一种数据中心主机房设备。
为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种数据中心主机房设备，包括：场地工程装置、空调装置、综合布线装置和配电装置，其中，
所述场地工程装置采用在地面直接铺设防静电漆材料层；
所述空调装置包括多个空调机柜，其中，所述服务器机柜与所述空调机柜混搭安装，相邻机柜前、后门中间互通形成空调机柜和服务器机柜的冷、热通道进行排列；其中，所述空调装置包括：主机房空调机柜通过闸阀与温度传感器连接，所述温度传感器进一步通过闸阀连接至流量计，再由流量计连接至外部的室外空调机组；
所述综合布线装置包括：网线、光纤线、配电柜线和空调配电柜线，其中，所有网线、光纤线、配电柜线和空调配电柜线的线缆铺设全部采用在机柜上方由上至下的布线方式，通过强、弱电线槽进行架设和分布；
所述配电装置包括：UPS系统、多台机柜配电列柜和多台空调配电列柜，其中，所述UPS系统与每台所述机柜配电列柜连接，每台所述机柜配电列柜与一台或多台所述服务器机柜连接，所述空调配电列柜与一台或多台空调机柜连接，其中，线缆同意采用上路供电方式至配电柜，通过服务器机柜或空调机柜上方配线箱布线。
进一步，所述空调装置采用整体水平方式和柜内部封闭性点制冷方式。
进一步，所述空调机柜采用单通道排级制冷结构和双通道池级制冷结构。
进一步，所述空调机柜采用单通道排级制冷结构，包括：
空调机柜冷风口形成的冷风通道直接对邻近的服务器机柜进行点对点的近距离制冷，空调机柜风扇和计算服务器内部风扇形成循环回路加速冷、热通道的冷热交换。
进一步，所述空调机柜采用双通道池级制冷结构，包括：空调柜门形成的冷风通道点对点零距离对服务器机柜设备进行制冷，背对背式机柜排列形成较大的热风通道，通过各个空调机柜进行交叉热量吸收。
进一步，所述场地工程装置还包括：天花板系统、门窗系统和玻璃隔断；所述空调装置还包括：新风系统。
进一步，还包括：消防安全装置，其中，所述消防安全装置包括：警报系统、泄漏监测系统、安保门禁系统和气体灭火系统。
根据本实用新型实施例的数据中心主机房设备，可以实现数据中心机房更节能、安全、方便、高效的目的，并保障工作人员的健康，充分体现其技术先进性和经济合理性，以满足业务为基础，力求功能齐全，数据规范、安全可靠，便以日后维护和管理，同时也考虑到日后的发展扩充。在选材、投资方面根据功能及设备要求区别对待，确保系统的安全运行。
本实用新型实施例的数据中心主机房设备，具有以下有益效果：
1)地面系统设计无隐蔽空间、无线缆铺设、气体管道，提高了数据中心机房的安全系数。地面直接铺设防静电漆，不做地面架高工程及机柜承重的地面工程。
2)综合布线系统设计，线缆铺设全部采用在机柜上方由上至下的上行布线方式，通过强、弱电线槽进行架设和分布，提高机房的安全系数和机房美观性。消除了蛇虫鼠蚁对电缆撕咬的安全隐患。同时避免了数据中心机房漏水、漏电的防护、微小零件掉落等事件对数据中心机房造成的重大安全事故。
3)建设成本相对较低，地面处理简单、空调系统建设成本也较其他方式降低。
4)配电系统设计，可灵活控制计算机柜和空调机柜的电力。可根据服务器的运行数量、散热量对单个空调进行开、关及送风量大小的微调整，可以再次减小制冷系统的运行成本。
5)空调系统设计，提高制冷效率、提高数据中心机房的能源效率，同时服务器机柜制冷更均衡，大大缩减数据中心的运营成本。空调制冷系统采用以空调和服务器机柜的前后门形成的封闭性冷热通道，提高机柜内服务器的安全性、设备制冷效率。
6)服务器机柜设计，机柜以排位单位组成封闭性空间，内部进行空气循环。杜绝数据机房内、外灰尘的进入途径，保证机柜内服务器内部洁净度，同时避免湿度过大空气的进入对服务器设备造成的损害，使机柜内服务器设备的使用寿命大大增加，也减小机柜内服务器设备的故障率。
7)服务器机柜设计，以铁制机柜进行封闭空间，当处理机柜内服务器设备时，需打开柜门相应铁制柜门。避免了设备在接触过程中产生静电对设备造成损害的几率。
8)整体设计体现以人为本的思想，地面维护保养简单以及服务器设备在封闭空间内部，机房内轻微灰尘不会对服务器设备造成影响，所以进出数据中心机房时不用穿戴任何防护设备(鞋套、防辐射服、帽子等)，客人参观和内部工作人员进出数据中心机房更便利。
9)封闭的空调及服务器机柜柜门的封闭性对机房内部有害因素(噪音、电磁辐射、废气等)降到最低。空调系统的设计对数据中心机房内、外造成温差小，使机房内部工作人员的健康危害降到最低。
10)该系统适用于机房整体建造及整体改造，数据中心建设和运营成本更低，更节能、高效、环保。
11)整体设计采用不架高地面，所有强、弱电线缆上行布线的方式，水平点制冷的空调系统方式，形成的一套数据中心主机房建设的整体解决方案。
12)采取封闭空间里服务器机柜设备直接进行制冷的方式对服务器设备进行降温，不对数据中心环境的整体温度进行控制，从而减少总制冷面积，达到节能目的。
13)封闭性的机柜前后门形成内部封闭冷热通道，便于机柜内设备架设、维护保养。有效利用数据中心整体空间。
14)单通道排级制冷、双通道池级制冷电力单独配置相应配电柜、除湿气，以达到单通道、双通道独立制冷的条件。方便整组机柜及内部服务器的管理。
15)整体机柜组空气全部在封闭空间内进行流动，机柜内服务器设备杜绝于外界空气的接触，保证服务器内部设备的干净、温湿度的合适性。
16)对整体主机房的安全性、舒适性、设备稳定性有很大提高，同时内部工作人员的身体危害有很大减小。减小机房的保养、维护的日后维护的工作量和成本。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本实用新型实施例的数据中心主机房设备的结构图；
图2为根据本实用新型实施例的空调装置的示意图；
图3为根据本实用新型实施例的单通道排级制冷结构图；
图4为根据本实用新型实施例的双通道池级制冷结构图；
图5为根据本实用新型实施例的数据中心主机房制冷方式对比示意图；
图6为根据本实用新型实施例的综合布线子系统线路拓扑图；
图7为根据本实用新型实施例的配电子系统配电拓扑图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
为解决数据中心主机房运营中PUE过高造成的运营、维护成本高、安全隐患大以及提高机房内工作舒适度并减少健康威胁，本实用新型对传统机房建设的地面系统、空调系统、综合布线系统、配电系统、服务器机柜排列进行改进设计出一种新型数据中心整体工程方案。
如图1所示，本实用新型实施例的数据中心主机房设备，包括：场地工程装置1、空调装置2、综合布线装置3和配电装置4。
具体的，场地工程装置1还包括：地面系统、天花板系统、门窗系统和玻璃隔断。其中，地面系统采用在地面直接铺设防静电漆材料层，从而取代传统机房的地板架高和地面不做隐藏。通过铺设防静电漆材料层，可以达到以下目的：承重机柜、防静电、防尘。
本实用新型的地面系统铺设防尘漆、后直接铺设防静电漆，用于承重和防静电。
地面系统具有以下特点：
1、比架高地面铺设防静电地板设计，造价成本降低；
2、地面无隐蔽空间，地面不铺设线缆，安全系数更高。蛇虫鼠蚁对线缆损害的防治，排除了数据中心机房漏水、漏电方面的安全隐患；
3、地面清洁、维护方便，维护、维修成本低；
4、进出机房方便，不用穿戴防护设备，不减小整体空间，美观的基础上不影响机房散热。
经过与传统机房地面系统：造价低、保养维护成本低、安全系数高、安全隐患少且进出机房更便利，在美观的基础上还不影响散热。
天花板系统材料采用铝箔复合材料，具有美观、降噪、安全的功能。降噪原理为亥姆霍兹共振吸声原理。天花板具有以下特点：1、铝箔对声音反射系数大、声音频率和共振频率更接近吸声系数，抑制噪音能力更强；2、中间镂空、上方无隐蔽空间安全系数更高；3、环境空间增大，更利于散热。
空调装置2包括多个空调机柜，其中，服务器机柜与空调机柜混搭安装，相邻机柜前、后门中间互通形成空调机柜和服务器机柜的冷、热通道进行排列。其中，空调装置2包括：主机房空调机柜通过闸阀与温度传感器连接，温度传感器进一步通过闸阀连接至流量计，再由流量计连接至外部的室外空调机组，如图2所示。空调装置2采用空调机柜组进行水平方式的机器内直接制冷方式。空调制冷系统采用水冷制冷技术，室外空调机组采用自然风冷却和压缩机冷却结合方式。
具体的，服务器机柜排列方案如下：采用服务器机柜根据机柜散热量和空调机柜进行混搭方式，相邻机柜前、后门中间互通形成空调和机柜的冷、热通道进行排列。这样可以保障服务器机柜内服务器的性能和安全、同时为空调子系统提供环境。
服务器机柜和空调机柜组建成封闭空间，杜绝外界空气进行接触，从而对进入服务器机柜内服务器设备的灰尘多一次的防护。所有柜门除需操作外一直关闭，铁制柜门隔绝机柜内设备产生的电磁辐射、废气，为空调子系统的搭建提供必要的环境，各机柜的前后柜门为相互连通的从而形成冷、热俩个通道，为搭建空调子系统的必要条件。机柜组成的机柜群隔绝了空调机柜制冷的向外扩散和机柜内设备热量向外扩散，使服务器可以有效制冷和空调机柜及时吸收热量，最终达到节能的目的。密闭柜门可隔绝很大比重机柜内设备产生的噪音。
本实用新型中的空调装置2采用整体水平送风方式，减小风阻、制冷更加均衡。制冷结构根据设备的重要程度分为：单通道排级制冷和双通道池级制冷方式。制冷方式采用机柜内部封闭性点制冷方式，如图2所示。
空调机组采用水冷技术，制冷方式采用自然风扇冷却和氟利昂压缩机冷却相结合技术，在很大程度上可以节省制冷的能耗。也可以采用传统的氟利昂压缩机冷却技术。
在本实用新型的实施例中，空调装置2采用整体水平方式和柜内部封闭性点制冷方式。
具体的，空调机柜采用单通道排级制冷结构和双通道池级制冷结构。主要用在计算服务器机柜组，用各机柜门闭合形成内部空间。空调机柜冷风口形成的冷风通道直接对邻近的服务器机柜进行点对点的近距离制冷，计算服务器机柜散发的热量形成热风通道由空调机柜散热翅片进行转换。空调机柜风扇和计算服务器内部风扇形成循环回路加速冷、热通道的冷热交换，如图3所示。
空调机柜采用双通道池级制冷结构。主要用于存储、重要服务器机柜组。采用热通道在内、冷通道在外的方式。柜门形成的冷风通道点对点零距离对服务器机柜设备进行制冷，背对背式机柜排列形成较大的热风通道，通过各个空调机柜进行交叉热量吸收。更利于服务器机柜的热量吸收，如图4所示。此外，空调装置2还包括：新风系统。
如图5所示，点制冷与传统方式制冷对比：空调系统制冷目的是对服务器机柜内设备进行冷却。设计制冷方式为点制冷，相较于传统制冷方式能耗低、效果好。
点对点制冷特点：采用设备直接制冷、不同于传统制冷方式的机房整体空间制冷；冷风零点近距离直接接触服务器设备；设备、空调的风扇形成内部封闭的空气循环，加速冷热交换；可以根据设备使用情况进行灵活调整，减小机房运营成本。
综合布线装置3包括：网线、光纤线、配电柜线和空调配电柜线，其中，所有网线、光纤线、配电柜线和空调配电柜线的线缆铺设全部采用在机柜上方由上至下的布线方式，通过强、弱电线槽进行架设和分布，采用安全系统更高的上行布线方式。本实用新型的综合布线装置3可以适用于强、弱电、光纤、监控及报警系统布线，如图6所示。
综合布线装置3的特点如下：强弱电进行分离，以防止强电对弱电干扰；全部采用上行布线方式，易于对强弱电线缆的铺设和管理；线缆在机柜上方。避免了蛇虫鼠蚁对线缆进行撕咬造成的漏电、线号中断等重大安全事件的发生；该布线方式线缆架空在机柜上方，数据中心机房出现的空调漏水、机房跑水及极端天气环境对主机房造成的水患从而引发的主机房地面、浸水、泡水等，进而对数据中心机房及生命安全造成重大安全隐患的情况，进行有效避免。及时出现主机房地面浸水、泡水也不会对机房的正常运转造成影响。在机房正常运转的前提下，排除水患；该布线方式使数据中心以后生产过程中对线缆调整、查找及维护更便利。
配电装置4包括：UPS系统、多台机柜配电列柜和多台空调配电列柜，其中，UPS系统与每台机柜配电列柜连接，每台机柜配电列柜与一台或多台服务器机柜连接，空调配电列柜与一台或多台空调机柜连接，其中，线缆同意采用上路供电方式至配电柜，通过服务器机柜或空调机柜上方配线箱布线。
在本实用新型的实施例中，配电装置4的电缆布线采用精确分级管理模式。
如图7所示，本实用新型的配电装置4采用如下方案：强电线缆由机柜上方配线盒分布，每单排机柜由机柜配电列柜进行控制。空调配电同样采用该配电方式。这样可以保障数据中心机房空调、服务器机柜内用电安全可靠性。本实用新型的配电装置4整体采用上路供电方式，避免水浸、鼠蚁撕咬对电路造成的重大安全事故。由配电室---配电列柜---服务器机柜的三级管理，对机柜及机柜组进行精确管理，以便维护、管理。智能配电系统三级结构：第一级双路10KV高压供电接入，第二级机房UPS模块化配电，第三级配电柜层至机柜供电模式。
此外，本实用新型实施例的数据中心主机房设备，还包括：消防安全装置，其中，消防安全装置包括：警报系统、泄漏监测系统、安保门禁系统和气体灭火系统。
根据本实用新型实施例的数据中心主机房设备，可以实现数据中心机房更节能、安全、方便、高效的目的，并保障工作人员的健康，充分体现其技术先进性和经济合理性，以满足业务为基础，力求功能齐全，数据规范、安全可靠，便以日后维护和管理，同时也考虑到日后的发展扩充。在选材、投资方面根据功能及设备要求区别对待，确保系统的安全运行。
本实用新型实施例的数据中心主机房设备，具有以下有益效果：
1)地面系统设计无隐蔽空间、无线缆铺设、气体管道，提高了数据中心机房的安全系数。地面直接铺设防静电漆，不做地面架高工程及机柜承重的地面工程。
2)综合布线系统设计，线缆铺设全部采用在机柜上方由上至下的上行布线方式，通过强、弱电线槽进行架设和分布，提高机房的安全系数和机房美观性。消除了蛇虫鼠蚁对电缆撕咬的安全隐患。同时避免了数据中心机房漏水、漏电的防护、微小零件掉落等事件对数据中心机房造成的重大安全事故。
3)建设成本相对较低，地面处理简单、空调系统建设成本也较其他方式降低。
4)配电系统设计，可灵活控制计算机柜和空调机柜的电力。可根据服务器的运行数量、散热量对单个空调进行开、关及送风量大小的微调整，可以再次减小制冷系统的运行成本。
5)空调系统设计，提高制冷效率、提高数据中心机房的能源效率，同时服务器机柜制冷更均衡，大大缩减数据中心的运营成本。空调制冷系统采用以空调和服务器机柜的前后门形成的封闭性冷热通道，提高机柜内服务器的安全性、设备制冷效率。
6)服务器机柜设计，机柜以排位单位组成封闭性空间，内部进行空气循环。杜绝数据机房内、外灰尘的进入途径，保证机柜内服务器内部洁净度，同时避免湿度过大空气的进入对服务器设备造成的损害，使机柜内服务器设备的使用寿命大大增加，也减小机柜内服务器设备的故障率。
7)服务器机柜设计，以铁制机柜进行封闭空间，当处理机柜内服务器设备时，需打开柜门相应铁制柜门。避免了设备在接触过程中产生静电对设备造成损害的几率。
8)整体设计体现以人为本的思想，地面维护保养简单以及服务器设备在封闭空间内部，机房内轻微灰尘不会对服务器设备造成影响，所以进出数据中心机房时不用穿戴任何防护设备(鞋套、防辐射服、帽子等)，客人参观和内部工作人员进出数据中心机房更便利。
9)封闭的空调及服务器机柜柜门的封闭性对机房内部有害因素(噪音、电磁辐射、废气等)降到最低。空调系统的设计对数据中心机房内、外造成温差小，使机房内部工作人员的健康危害降到最低。
10)该系统适用于机房整体建造及整体改造，数据中心建设和运营成本更低，更节能、高效、环保。
11)整体设计采用不架高地面，所有强、弱电线缆上行布线的方式，水平点制冷的空调系统方式，形成的一套数据中心主机房建设的整体解决方案。
12)采取封闭空间里服务器机柜设备直接进行制冷的方式对服务器设备进行降温，不对数据中心环境的整体温度进行控制，从而减少总制冷面积，达到节能目的。
13)封闭性的机柜前后门形成内部封闭冷热通道，便于机柜内设备架设、维护保养。有效利用数据中心整体空间。
14)单通道排级制冷、双通道池级制冷电力单独配置相应配电柜、除湿气，以达到单通道、双通道独立制冷的条件。方便整组机柜及内部服务器的管理。
15)整体机柜组空气全部在封闭空间内进行流动，机柜内服务器设备杜绝于外界空气的接触，保证服务器内部设备的干净、温湿度的合适性。
16)对整体主机房的安全性、舒适性、设备稳定性有很大提高，同时内部工作人员的身体危害有很大减小。减小机房的保养、维护的日后维护的工作量和成本。
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”等的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实用新型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。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
