ШКАФ УЛИЧНЫЙ БЛОЧНЫЙ АНТИВАНДАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для использования на телекоммуникационных сетях операторов фиксированной и мобильной связи, телефонных сетях общего пользования и ведомственных сетях связи и может быть использована для защиты устанавливаемого в него оборудования от влияния внешних факторов окружающей среды.
Известна СЕРВЕРНАЯ ПЛАТФОРМА (патент РФ на изобретение №2389058, МПК G06F 1/18, H05K 7/20). Серверная платформа содержит корпус, который разделен по направлению движения охлаждающего воздуха на переднюю и заднюю секции, с направляющими для блейд-серверов, блейд-серверы, блоки питания и вентиляторы. Направляющие для блейд-серверов выполнены на части длины корпуса и расположены в его задней секции, вентиляторы попарно объединены в охлаждающие модули и размещены в передней секции корпуса, свободной от направляющих. Между блейд-серверами, которые устанавливают с задней стороны корпуса внутрь его задней секции, и охлаждающими модулями имеется свободная полость, выполняющая функцию воздушного коллектора. Блоки питания размещены над блейд-серверами таким образом, что названная полость гидравлически сообщается с пространством корпуса, в котором установлены блоки питания. На торцевых поверхностях блейд-серверов, обращенных наружу с задней секции корпуса, выполнены разъемы межинтерфейсного обмена. Воздух, проходя сквозь ячейки, охлаждает блейд-серверы и выбрасывается наружу с задней стороны корпуса. Размещенный в каждом из боков питания вентилятор обеспечивает перемещение холодного воздуха из полости насквозь через тепловыделяющие элементы блока, обеспечивая их охлаждение. Нагретый в блоках питания воздух также выбрасывается в окружающую среду.
Недостатком устройства является отсутствие возможности замкнутой циркуляции воздуха во внутреннем пространстве, как следствие, подверженность содержимого влиянию внешних факторов.
Известна СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ ПРИБОРНЫХ И СЕТЕВЫХ ШКАФОВ (патент РФ на изобретение №2318299, МПК H05K 7/20). Система охлаждения для приборных и сетевых шкафов снабжена герметизированным внутренним пространством, в котором расположены электронные модули друг над другом, замкнутым контуром охлаждающего воздуха для отвода тепла потерь электронных модулей и воздушно-водяным теплообменником для охлаждения нагретого вытяжного воздуха контура охлаждающего воздуха, который расположен в нижней части шкафа и связан с приточным каналом и вытяжным каналом. Вытяжной канал содержит первый участок для восходящего потока вытяжного воздуха и второй участок для нисходящего потока вытяжного воздуха. Предусмотрен воздуховод с воздушными путями одинаковой длины и тем самым одинаковыми сопротивлениями потока для отдельных электронных модулей, а также воздушно-техническое разделение между холодным приточным воздухом и нагретым вытяжным воздухом. Обеспечивается приток холодного воздуха с единой температурой к отдельным электронным модулям. Направляемый в контуре поток приточного воздуха охлаждают с помощью воздушно-водяного теплообменника в нижней части шкафа. Нагретый вытяжной воздух собирают в коллекторе в восходящем потоке, отклоняют и подают к теплообменнику в нисходящем потоке.
Недостатком устройства является зависимость степени охлаждения от температуры окружающего воздуха.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ В ЦЕНТРЕ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ (патент РФ на изобретение №2433447, МПК G06F 1/20, H05K 7/20). Система кондиционирования и распределения воздушных потоков в шкафу - центре обработки данных (ЦОД) с замкнутым циклом воздушного охлаждения включает систему воздуховодов, увлажнитель, перепускной клапан, контроллер, управляющий перепускным клапаном, систему аварийного отключения, сплит-кондиционер. Во внутренней части шкафа расположен один из блоков сплит-кондиционера, состоящий из, по меньшей мере, одного вентилятора, по меньшей мере, одного испарителя, по меньшей мере, одного датчика влажности с контроллером во входном потоке испарителя, поддона для сбора конденсата с дренажом для аварийного отвода конденсата, датчика уровня конденсата, датчика температуры. На внутренней стенке дверцы шкафа находится увлажнитель, выполненный из объемно-пористого полотна, с расположенной по верхней кромке трубкой капиллярной подачи воды насосом из поддона испарителя на полотно. Система воздуховодов для перенаправления воздушных потоков на боковые поверхности оборудования состоит, по меньшей мере, из одного криволинейного короба-воздуховода, имеющего воздухозаборное отверстие, направленное в сторону увлажнителя, и выходное, направленное на боковую воздухозаборную сторону охлаждаемого оборудования. Воздуховод крепится к вертикальным направляющим, по меньшей мере, на одну боковую стенку шкафа, направляя потоки воздуха с заданными параметрами температуры и влажности на оборудование.
Недостатком прототипа является невозможность поддержания заданного микроклимата внутри шкафа при отрицательной температуре воздуха окружающей среды из-за ограниченных возможностей сплит-системы.
Задача полезной модели состоит в том, чтобы создать устройство, предназначенное для установки и эксплуатации на открытом воздухе и защиты устанавливаемого в него оборудования от влияния внешних факторов, взлома и несанкционированного проникновения.
Технический результат заключается в повышении точности поддержания внутри шкафа заданного значения температуры в диапазоне от +5°C до +45°C при эксплуатации на открытом воздухе в диапазоне температур от -30°C до +45°C.
Указанный технический результат достигается тем, что шкаф, включающий аппаратный отсек, дверь, систему воздуховодов и систему охлаждения воздуха в аппаратном отсеке с помощью кондиционера, согласно решению содержит вторую систему охлаждения аппаратного отсека путем теплообмена между внутренними и наружними воздушными массами, систему обогрева аппаратного отсека, аккумуляторный отсек, расположенный под аппаратным отсеком, систему охлаждения и обогрева аккумуляторного отсека. Вторая система охлаждения аппаратного отсека включает два воздухо-воздушных теплообменника, обеспечивающих передачу тепла без перемешивания воздушных масс. Система обогрева аппаратного отсека содержит по крайней мере один электронагреватель. Система охлаждения и обогрева аккумуляторного отсека содержит по крайней мере один элемент Пельтье. Система охлаждения и обогрева аккумуляторного отсека размещена в двери. Кондиционер расположен в верхней части шкафа.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид заявляемого шкафа, на фиг. 2 и 3 - сборный внешний шкаф, на фиг. 4-8 продемонстрировано охлаждение аппаратного отсека с помощью воздухо-воздушных теплообменников, на фиг. 9 - охлаждение аппаратного отсека с помощью кондиционера, на фиг. 10 и 11 представлен принцип работы системы охлаждения и обогрева АКО. Позициями на чертеже обозначены:
1 - внутренний термоизоляционный шкафа,
2 - внешний шкаф,
3 - цоколь,
4 - аппаратный отсек (ΑΠΟ),
5 - аккумуляторный отсек (АКО),
6 - термоизоляционная дверь,
7 - рама передняя,
8 - рама задняя,
9 - съемная крыша,
10 - основание,
11 - съемная задняя стенка,
12 - съемная боковая стенка,
13 - воздухо-воздушный теплообменник,
14 - вентилятор внешнего контура второй системы охлаждения,
15 - вентилятор внутреннего контура второй системы охлаждения,
16 - обратный клапан,
17 - кондиционер,
18 - элемент Пельтье,
19 - вентилятор внутреннего контура системы охлаждения и обогрева АКО,
20 - вентилятор внешнего контура системы охлаждения и обогрева АКО.
Заявляемый шкаф представляет собой сборно-разборную конструкцию и конструктивно состоит из:
- сборного внутреннего термоизоляционного шкафа,
- сборного внешнего шкафа,
- цоколя,
- системы поддержания микроклимата (СПМ).
Сборный внутренний термоизоляционный шкаф собирается из сэндвич-панелей и имеет конструкцию термоса. Он состоит из двух расположенных один над другим обособленных отсеков без стенок на передней стороне:
- аппаратного (ΑΠΟ),
- аккумуляторного (АКО).
Аппаратный отсек расположен над АКО и предназначен для установки телекоммуникационного оборудования. В нижней задней части аппаратного отсека располагаются съемные панели с герметизированными отверстиями под оптические и силовые кабели.
Аккумуляторный отсек предназначен для установки до четырех аккумуляторных батарей (АКБ) емкостью до 150 Ач. Все составные части внутреннего шкафа выполнены из оцинкованной стали. В качестве утеплителя в сэндвич-панелях использована минеральная вата Knauf Insulation. Вдоль задней стенки внутреннего шкафа смонтированы оптические и силовые кабели.
Сборный внешний шкаф состоит из:
- основания,
- рамы передней,
- рамы задней,
- термоизоляционной двери, обеспечивающей доступ в ΑΠΟ и АКО,
- съемной крыши, снабженной вентиляционными отверстиями,
- съемной задней стенки, снабженной вентиляционными отверстиями,
- съемных боковых стенок, снабженных вентиляционными отверстиями.
Все наружные детали выполнены из оцинкованной стали и окрашены полимерным составом методом порошкового напыления. Внутренние детали выполнены из стали и окрашены антикоррозионным полимерным составом методом порошкового напыления. Термоизоляционная дверь оснащена ригельным замком, датчиком вскрытия и петлями скрытого исполнения. Запирание двери шкафа происходит по трем направлениям. Конструкция шкафа не позволяет произвести его разборку при закрытой двери. В качестве утеплителя в термоизоляционной двери используется минеральная вата Knauf Insulation. Плотное прилегание двери и герметизация внутреннего объема отсеков обеспечивается резиновыми уплотнителями по периметру отсеков и двери.
Цоколь представляет собой стальную сварную раму, которая окрашена антикоррозионным полимерным составом методом порошкового напыления.
Система поддержания микроклимата предназначена для поддержания требуемых параметров температуры и влажности внутри шкафа, необходимых для нормального функционирования оборудования и АКБ. СПМ обеспечивает в отсеках шкафа температуру в диапазонах: от +5°C до +45°C - в аппаратном отсеке; от +5°C до +25°C - в аккумуляторном отсеке. Заявленные параметры обеспечиваются при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне от -30°C до +45°C. СПМ включает следующие составные части:
- систему обогрева ΑΠΟ;
- первую систему охлаждения ΑΠΟ;
- вторую систему охлаждения ΑΠΟ;
- систему охлаждения и обогрева АКО.
Кроме того, система поддержания микроклимата содержит:
- воздушный фильтр, установленный вдоль задней стороны сборного внутреннего термоизоляционного шкафа под съемной задней стенкой сборного внешнего шкафа и обеспечивающий очистку воздуха, забираемого снаружи шкафа;
- воздуховоды, служащие для перемещения воздуха внутри шкафа;
- автоматические заслонки, обеспечивающие открытие/закрытие воздуховодов, в зависимости от команды управляющей программы.
Охлаждение/обогрев ΑΠΟ и охлаждение/обогрев АКО происходят независимо друг от друга.
Система обогрева ΑΠΟ используется для предварительного разогрева аппаратного отсека до температуры, необходимой для включения основного оборудования (+5°C). А так же для нагрева аппаратного отсека в случае чрезмерного охлаждения в зимний период. В состав системы обогрева ΑΠΟ входят:
- два трубчатых электронагревателя (ТЭН) мощностью 500 Вт каждый, обеспечивающие нагрев внутреннего объема аппаратного отсека, снабженные кожухами, обеспечивающими защиту от прямого соприкосновения с нагретыми частями нагревательных элементов;
- система управления ТЭН, обеспечивающая нагрев аппаратного отсека до заданной температуры, включающая термостат, предназначенный для выключения ТЭН в случае аварийного повышения температуры в аппаратном отсеке.
Первая система охлаждения ΑΠΟ предназначена для охлаждения аппаратного отсека при температуре воздуха снаружи шкафа примерно равной или даже выше температуры воздуха внутри шкафа путем охлаждения внутреннего воздуха кондиционером, обеспечивающим забор нагретого воздуха из аппаратного отсека, его охлаждение и возвращение охлажденного воздуха назад в аппаратный отсек. Кондиционер установлен над ΑΠΟ под съемной крышей сборного внешнего шкафа.
Вторая система охлаждения ΑΠΟ предназначена для охлаждения аппаратного отсека путем теплообмена между внутренними и наружними воздушными массами при температуре воздуха снаружи шкафа ниже температуры воздуха внутри шкафа. Эффективность данной системы охлаждения зависит от разницы температур воздуха в окружающей среде и внутри шкафа. В состав второй системы охлаждения ΑΠΟ входят:
- по крайней мере один, но в лучшем варианте исполнения два воздухо-воздушных теплообменника (ТВВ), обеспечивающих теплообмен между внутренним и внешним воздушными потоками и установленных справа и слева вдоль боковых сторон сборного внутреннего термоизоляционного шкафа под съемными боковыми стенками сборного внешнего шкафа;
- четыре вентилятора внешнего контура, установленные в корпусах теплообменников и обеспечивающие забор наружнего воздуха через вентиляционные отверстия в задней стенке внешнего шкафа, его прохождение через воздушный фильтр, воздухо-воздушные теплообменники и удаление за пределы шкафа через вентиляционные отверстия в боковых стенках;
- четыре вентилятора внутреннего контура, обеспечивающие забор нагретого воздуха из отсека, его прохождение через воздухо-воздушные теплообменники и возвращение охлажденного воздуха назад в отсек;
- четыре обратных клапана внутреннего контура, обеспечивающие перекрытие воздуховодов второй системы охлаждения ΑΠΟ, когда она находится в выключенном состоянии.
Воздух, поступающий во внешний контур второй системы охлаждения ΑΠΟ, проходит через воздушный фильтр, а благодаря раздельным воздушным контурам исключается возможность попадания пыли и агрессивного окружающего воздуха внутрь аппаратного отсека.
Система охлаждения и обогрева АКО используется для поддержания температуры в аккумуляторном отсеке в диапазоне от +5°C до +25°C. Все элементы системы охлаждения АКО смонтированы в нижней части двери. В ее состав входят:
- термоэлектрический агрегат (ТЭА), собранный на элементах Пельтье, обеспечивающий охлаждение/обогрев поступающего из АКО воздуха;
- вентилятор внутреннего контура, обеспечивающего забор нагретого/холодного воздуха из аккумуляторного отсека, его прохождение через ТЭА и возвращение охлажденного/нагретого воздуха назад в аккумуляторный отсек;
- вентилятор внешнего контура, обеспечивающие забор наружного воздуха, прохождение его через ТЭА и удаление за пределы шкафа.
Благодаря раздельным воздушным контурам исключается возможность попадания пыли и агрессивного окружающего воздуха внутрь аккумуляторного отсека.