專利名稱：機架式熱負(fù)載及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機架式熱負(fù)載，尤指一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心測試用的機架式熱負(fù)
載，以及應(yīng)用該機架式熱負(fù)載對數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)進行測試的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center)是數(shù)據(jù)資源進行集中、集成、共享、分析的場
地，是企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。其按功能可以劃分為主機房、輔助區(qū)、辦公區(qū)等。 數(shù)據(jù)中心用電屬于一級負(fù)荷，是不允許斷電的，尤其在高密度機房，一旦斷電就會
造成重大損失。因此，數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心最重要的組成部分，決定數(shù)據(jù)中心
的可靠性、可用性和能效比。 數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)主要包括高壓供配電系統(tǒng)、低壓供配電系統(tǒng)和發(fā)電機系統(tǒng)。 其中，高壓供配電系統(tǒng)的測試由供電局下屬設(shè)計、施工單位負(fù)責(zé)，不允許其他單位或人員自 行測試；發(fā)電機系統(tǒng)一般由發(fā)電機制造廠商的專業(yè)人員進行測試，因此，對于數(shù)據(jù)中心的最 終用戶來說，在數(shù)據(jù)中心竣工之后、投入使用之前，要對數(shù)據(jù)中心的低壓供配電系統(tǒng)進行全 面、系統(tǒng)的測試，最大程度地降低數(shù)據(jù)中心投入使用后由于各種原因造成的斷電風(fēng)險。
數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)主要包括低壓配電柜(箱)、電纜、UPS電源、蓄電池、列 頭柜和安裝于機柜上的PDU(插線板)。 對于如何對數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)進行測試，國家沒有出臺相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo) 性文件。目前，對低壓供配電系統(tǒng)的測試都是由業(yè)主自己組織，按照以往的經(jīng)驗對各分項 工程或設(shè)備分別進行常規(guī)的電氣檢測和設(shè)備調(diào)試，而并未將供配電系統(tǒng)視為一個有機的整 體，沒有按照系統(tǒng)的設(shè)計功能、操作邏輯和運行狀態(tài)進行全面聯(lián)機測試。 無法進行聯(lián)機測試的原因是在數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)測試完成之前，不可能 安裝實際負(fù)載即服務(wù)器，所以，無法進行全面的聯(lián)機測試，只能分項工程或設(shè)備單獨測試。
這種僅對供配電系統(tǒng)中的某個設(shè)備進行單獨測試，不進行系統(tǒng)聯(lián)測的弊端是不 能很好地模擬數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)。這樣，很多機房在投入使用后又會出 現(xiàn)問題，只能在不斷電的情況下進行整改，這對于設(shè)備正常運行和操作人員的安全都有很 大威脅。 另外，在現(xiàn)有測試方法中，對于UPS系統(tǒng)和蓄電池的測試均采用電阻箱作為假負(fù) 載，進行UPS帶載、過載測試和蓄電池放電測試。電阻箱的容量一般在幾十至幾百千瓦，只 能連接到UPS輸出配電柜上，而不能連接到每個機柜的PDU(插線板)上，這樣就無法測試 UPS輸出配電柜之后到機柜PDU之間的所有配電系統(tǒng)，而且電阻箱的發(fā)熱點很集中，也不能 將其放置于機房內(nèi)用來模擬服務(wù)器進行空調(diào)制冷能力和機房內(nèi)氣流組織的測試。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心測試用的、用于模擬服
務(wù)器的散熱量和氣流組織的、與服務(wù)器的安裝方式相同的機架式熱負(fù)載。利用該機架式熱負(fù)載實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備的聯(lián)機調(diào)試。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種機架式熱負(fù)載，其特征在于它 由服務(wù)器機箱、安裝在服務(wù)器機箱內(nèi)的開關(guān)電源、PTC加熱單元、風(fēng)扇、安裝在服務(wù)器機箱上 的電源插座、指示燈和開關(guān)構(gòu)成； 所述服務(wù)器機箱為標(biāo)準(zhǔn)的1U或2U高服務(wù)器機箱； 所述PTC加熱單元、風(fēng)扇通過所述開關(guān)與所述開關(guān)電源相連；所述開關(guān)電源通過
導(dǎo)線與安裝在機箱上的電源插座相連。
本發(fā)明的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，工程實用性強。


圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的俯視圖；
圖3為本發(fā)明的主視圖； 圖4為數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)測試流程圖。
具體實施例方式
如圖1-圖3所示，本發(fā)明公開的機架式熱負(fù)載由標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器機箱1、安裝在服務(wù) 器機箱1內(nèi)的開關(guān)電源2、PTC加熱單元3、風(fēng)扇4、安裝在服務(wù)器機箱1上的電源插座5、指 示燈和開關(guān)構(gòu)成。 構(gòu)成本發(fā)明的服務(wù)器機箱1采用標(biāo)準(zhǔn)的1U或2U高服務(wù)器機箱。機箱前、后面板上 均開有通風(fēng)孔11。在服務(wù)器機箱前面板的兩端把手12處分別安裝有標(biāo)準(zhǔn)U位安裝孔13， 用于將本發(fā)明固定在機柜的U孔上。 如圖所示，在服務(wù)器機箱1內(nèi)安裝有用于模擬服務(wù)器散熱量的PTC加熱單元3 。 PTC 加熱單元3通過一固定裝置固定在服務(wù)器機箱1內(nèi)。在本發(fā)明的具體實施例中，在服務(wù)器 機箱1內(nèi)安裝有3個PTC加熱單元3，右側(cè)安裝2個，上下豎直擺放，左側(cè)安裝1個，每個加 熱單元的最大功率為500W，3個共1500W，可以分別模擬500W、1000W、1500W的服務(wù)器散熱 量。PTC元件(PositiveTemperature Coefficient)的特性就是當(dāng)其通電發(fā)熱達到一定 溫度時，其電阻將急劇增加，此時其發(fā)熱功率將隨之下降。也就是說，PTC元件的發(fā)熱溫度 是一定的。 在服務(wù)器機箱1內(nèi)還安裝有若干個風(fēng)扇4，可根據(jù)散熱量自動調(diào)整轉(zhuǎn)速，模擬服務(wù) 器的氣流。 如圖所示，在服務(wù)器機箱l內(nèi)安裝有一開關(guān)電源2，該開關(guān)電源2通過導(dǎo)線與安裝 在機箱上的電源插座5相連。PTC加熱單元3、風(fēng)扇4通過安裝在服務(wù)器機箱1上的開關(guān)與 開關(guān)電源2相連。 如圖3所示，在服務(wù)器機箱1前面板上安裝有電源指示燈6、風(fēng)扇指示燈7、 1#2#PTC加熱單元指示燈8、3#PTC加熱單元指示燈9 ;以及，風(fēng)扇開關(guān)10、 1#2#PTC加熱單元 開關(guān)14、3#PTC加熱單元開關(guān)15。 PTC加熱單元加電后電源指示燈6亮，風(fēng)扇開關(guān)10閉合后風(fēng)扇指示燈7亮， 1#2#PTC加熱單元開關(guān)14閉合后1#2#PTC加熱單元指示燈8亮，3#PTC加熱單元開關(guān)15閉合后3#PTC加熱單元指示燈9亮。 為了防止模擬熱負(fù)載出現(xiàn)過熱的情況，對該設(shè)備進行保護，不閉合風(fēng)扇開關(guān)，則 1#2#PTC加熱單元開關(guān)和3#PTC加熱單元開關(guān)均不能閉合，即閉合風(fēng)扇開關(guān)后，風(fēng)扇開始運 行散熱，然后閉合1#2#PTC加熱單元開關(guān)使1#2#PTC加熱單元加電；閉合3#PTC加熱單元開 關(guān)使3ftPTC加熱單元加電。 本發(fā)明利用PTC加熱單元模擬安裝在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的發(fā)熱元件，利用風(fēng)扇模 擬服務(wù)器的風(fēng)扇散熱。 數(shù)據(jù)中心的負(fù)載一般是按照每個機柜安裝的IT設(shè)備的用電量設(shè)計，并配置相應(yīng) 制冷能力的精密空調(diào)。在數(shù)據(jù)中心測試過程中，將本發(fā)明機架式熱負(fù)載安裝于機柜內(nèi)，例如 該機柜設(shè)計負(fù)載為3KW，則需要在該機柜內(nèi)安裝2臺散熱量為1. 5KW的本發(fā)明。由于PTC加 熱單元是純阻性發(fā)熱元件，其輸入功率完全轉(zhuǎn)化為熱量發(fā)散出。因此，可以認(rèn)為其輸入功率 即為散熱量。 應(yīng)用本發(fā)明測試數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)的原理及方法為 將本發(fā)明安裝于機柜內(nèi)后，將電源插頭連接到機柜內(nèi)安裝的PDU插線板的插座
上，檢查電氣連接是否正確。然后合上列頭配電柜內(nèi)給該機柜供電的空開使機柜內(nèi)安裝的
PDU插線板帶電，為本發(fā)明機架式熱負(fù)載的電源通電，此時電源指示燈6亮。 合上機架式熱負(fù)載風(fēng)扇開關(guān)10，風(fēng)扇指示燈7亮，機箱內(nèi)的全部風(fēng)扇4通電開始運轉(zhuǎn)。 可以根據(jù)設(shè)計負(fù)載合上相應(yīng)的PTC加熱單元開關(guān)。合上lft2ftPTC加熱單元開關(guān)14 后，1#和2#PTC加熱單元通電，1#2#PTC加熱單元指示燈8亮，該熱負(fù)載的功率和散熱量均 為IOOOW。再合上3#PTC加熱單元開關(guān)15后，3#PTC加熱單元通電，3#PTC加熱單元指示燈 9亮，該熱負(fù)載的總功率和散熱量均為1500W。如果只需要500W散熱量，可以僅開啟3#PTC 加熱單元。 給所有熱負(fù)載通電后，啟動數(shù)據(jù)中心相應(yīng)的精密空調(diào)設(shè)備，為機房制冷?？照{(diào)應(yīng)運 行24小時，并且實時監(jiān)測UPS的帶負(fù)載情況、各級開關(guān)狀態(tài)、熱負(fù)載輸入電流電壓和機房內(nèi) 的溫濕度。如果溫濕度和輸入電流都沒有超過設(shè)計的使用范圍，則說明機房的空調(diào)和配電 系統(tǒng)設(shè)計滿足使用要求。 本發(fā)明利用PTC加熱單元模擬安裝在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的發(fā)熱元件，利用風(fēng)扇模 擬服務(wù)器的風(fēng)扇散熱。本發(fā)明利用機架式熱負(fù)載對數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)進行測試的方 法是采用可以安裝在機柜中的小功率機架式熱負(fù)載模擬服務(wù)器的工作狀態(tài)，將數(shù)據(jù)中心 的低壓供配電系統(tǒng)作為一個有機的整體，對低壓供配電系統(tǒng)中的設(shè)備、集中監(jiān)控系統(tǒng)和空 調(diào)系統(tǒng)同時進行帶載測試。 數(shù)據(jù)中心的負(fù)載一般是按照每個機柜安裝的IT設(shè)備的用電量設(shè)計，并配置相應(yīng) 制冷能力的精密空調(diào)。在數(shù)據(jù)中心測試過程中，將該機架式熱負(fù)載安裝于機柜內(nèi)，例如該機 柜設(shè)計負(fù)載為3KW，則需要在該機柜內(nèi)安裝2臺散熱量為1. 5KW的機架式熱負(fù)載。由于PTC 加熱單元是純阻性發(fā)熱元件，其輸入功率完全轉(zhuǎn)化為熱量發(fā)散出。因此，可以認(rèn)為其輸入功 率即為散熱量。 利用該機架式熱負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)進行測試的方法為
1、根據(jù)被測試的數(shù)據(jù)中心欲安裝IT設(shè)備的數(shù)量，選擇機架式熱負(fù)載的數(shù)量；
2、將機架式熱負(fù)載安裝在機柜內(nèi)，然后，將電源插頭連接到機柜內(nèi)安裝的PDU插 線板的插座上，檢查電氣連接是否正確；合上列頭配電柜內(nèi)給該機柜供電的空開，使機柜內(nèi) 安裝的PDU插線板帶電，為機架式熱負(fù)載的開關(guān)電源通電； 3、合上機架式熱負(fù)載風(fēng)扇開關(guān)，使機箱內(nèi)的全部風(fēng)扇通電開始運轉(zhuǎn)，模擬服務(wù)器 的散熱系統(tǒng)； 4、根據(jù)數(shù)據(jù)中心設(shè)計的負(fù)載合上相應(yīng)的PTC加熱單元開關(guān)，模擬數(shù)據(jù)中心服務(wù)器 的發(fā)熱； 5、啟動數(shù)據(jù)中心相應(yīng)的精密空調(diào)設(shè)備，為機房制冷； 6、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)中心UPS的帶負(fù)載情況、各級開關(guān)狀態(tài)、熱負(fù)載輸入電流電壓和 機房內(nèi)的溫濕度；如果溫濕度和輸入電流都沒有超過設(shè)計的使用范圍，則說明數(shù)據(jù)中心的 低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計滿足使用要求。 由于本發(fā)明采用安裝在機柜中的小功率熱負(fù)載模擬服務(wù)器工作狀態(tài)，將數(shù)據(jù)中心 的低壓供配電系統(tǒng)作為一個有機的整體，對低壓供配電系統(tǒng)中的設(shè)備、集中監(jiān)控系統(tǒng)和空 調(diào)系統(tǒng)同時進行帶載測試，解決了傳統(tǒng)測試方法中單獨測試各設(shè)備，不能模擬數(shù)據(jù)中心供 配電系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)的問題。在數(shù)據(jù)中心投入使用之前，通過對供配電系統(tǒng)進行全面、 系統(tǒng)的聯(lián)機測試，可以發(fā)現(xiàn)故障隱患、災(zāi)害隱患，將斷電的風(fēng)險降至最低。而且，縮短測試周 期，提高工作效率。 以上為本發(fā)明的較佳實施例以及設(shè)計圖式，上述較佳實施例以及設(shè)計圖式僅是舉 例說明，并非用于限制本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡以均等的技術(shù)手段、或為本申請專利范圍所涵 蓋的權(quán)利范圍而實施者，均不脫離本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種機架式熱負(fù)載，其特征在于它由服務(wù)器機箱、安裝在服務(wù)器機箱內(nèi)的開關(guān)電源、PTC加熱單元、風(fēng)扇、安裝在服務(wù)器機箱上的電源插座、指示燈和開關(guān)構(gòu)成；所述服務(wù)器機箱為標(biāo)準(zhǔn)的1U或2U高服務(wù)器機箱；所述PTC加熱單元、風(fēng)扇通過所述開關(guān)與所述開關(guān)電源相連；所述開關(guān)電源通過導(dǎo)線與安裝在機箱上的電源插座相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機架式熱負(fù)載，其特征在于所述服務(wù)器機箱前、后面板上均開有通風(fēng)孔；在所述服務(wù)器機箱前面板的兩端把手處分別安裝有標(biāo)準(zhǔn)U位安裝孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機架式熱負(fù)載，其特征在于在所述服務(wù)器機箱內(nèi)安裝有3個用于模擬服務(wù)器散熱量的PTC加熱單元，每個加熱單元的最大功率為500W。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機架式熱負(fù)載，其特征在于在所述服務(wù)器機箱前面板上安裝有電源指示燈、風(fēng)扇指示燈、lft2ftPTC加熱單元指示燈、3ftPTC加熱單元指示燈；以及，風(fēng)扇開關(guān)、1#2#PTC加熱單元開關(guān)、3ftPTC加熱單元開關(guān)。
5. 利用權(quán)利要求1所述的機架式熱負(fù)載對數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)測試方法，該方法為采用可以安裝在機柜中的小功率機架式熱負(fù)載模擬服務(wù)器的工作狀態(tài)，將數(shù)據(jù)中心的低壓供配電系統(tǒng)作為一個有機的整體，對低壓供配電系統(tǒng)中的設(shè)備、集中監(jiān)控系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)同時進行帶載測試。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)中心低壓供配電系統(tǒng)測試方法，其特征在于該方法具體包括以下步驟A、 根據(jù)被測試的數(shù)據(jù)中心欲安裝IT設(shè)備的數(shù)量，選擇機架式熱負(fù)載的數(shù)量；B、 將機架式熱負(fù)載安裝在機柜內(nèi)，然后，將電源插頭連接到機柜內(nèi)安裝的PDU插線板的插座上，檢查電氣連接是否正確；合上列頭配電柜內(nèi)給該機柜供電的空開，使機柜內(nèi)安裝的PDU插線板帶電，為機架式熱負(fù)載的開關(guān)電源通電；C、 合上機架式熱負(fù)載風(fēng)扇開關(guān)，使機箱內(nèi)的全部風(fēng)扇通電開始運轉(zhuǎn)，模擬服務(wù)器的散熱系統(tǒng)；D、 根據(jù)數(shù)據(jù)中心設(shè)計的負(fù)載合上相應(yīng)的PTC加熱單元開關(guān)，模擬數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的發(fā)熱；E、 啟動數(shù)據(jù)中心相應(yīng)的精密空調(diào)設(shè)備，為機房制冷；F、 實時監(jiān)測數(shù)據(jù)中心UPS的帶負(fù)載情況、各級開關(guān)狀態(tài)、熱負(fù)載輸入電流電壓和機房內(nèi)的溫濕度；如果溫濕度和輸入電流都沒有超過設(shè)計的使用范圍，則說明數(shù)據(jù)中心的低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計滿足使用要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機架式熱負(fù)載，它由服務(wù)器機箱、安裝在服務(wù)器機箱內(nèi)的開關(guān)電源、PTC加熱單元、風(fēng)扇、安裝在服務(wù)器機箱上的電源插座、指示燈和開關(guān)構(gòu)成；所述服務(wù)器機箱為標(biāo)準(zhǔn)的2U高服務(wù)器機箱；PTC加熱單元、風(fēng)扇通過所述開關(guān)與所述開關(guān)電源相連；所述開關(guān)電源通過導(dǎo)線與安裝在機箱上的電源插座相連。本發(fā)明利用PTC加熱單元模擬安裝在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的發(fā)熱元件，利用風(fēng)扇模擬服務(wù)器的風(fēng)扇散熱。本發(fā)明的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，工程實用性強。
文檔編號G01R1/00GK101726639SQ20091025961
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者張朵, 翁原 申請人:北京世紀(jì)互聯(lián)寬帶數(shù)據(jù)中心有限公司