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针对数据中心机房的创意
  •   数据中心机房照明和应急照明是必须的,且这两者常常分开设置,如应急灯用双头灯形式等。应急灯长年不用是一种浪费,也不美观、不简捷;照明灯长年运行,耗电也很高。对此,本人设计了《两用节能灯》方案并获得了专利(ZL200920002196.2)。

  •   在计算机机房照明中广泛使用三管格栅灯,这些三管格栅灯有两种规格:40W×3=120W和20W×3=60W;由于机房照明灯是常年开着的,所以它的耗电量很大。一般500平米左右的机房,照明耗电在6000W左右。如果按北京市商业平时电价费0.821元算,一年的电费约是4.32万元!另外,为了应对紧急情况下机房断电后照明的要求,还要另设应急照明,这些应急照明平时并不照明,但却在工作着,它也会有一定的耗电,同时增加了机房的设备量。当前能源日益紧张,节能降耗的要求越来越强烈,因而迫切要求有更加节能、多功能的计算机机房照明灯。
      
      《两用节能灯》利用发光二极管的光源效率高于日光灯的光源效率特点,将一定数量(例如:400支)的发光二极管取代三支40W日光灯并在一个方形面积上排列,方形由一定数量(例如:20块)的灯块组成;灯块(见图1)插接到灯盘(见图2)上,形成灯体,灯体借助常规的灯架可安装到天花板上或墙壁上。
      
      《两用节能灯》使用时,先将灯盘固定在灯架上,灯架可有各种外观形式,由生产厂家自行确定;再将控制盒安装在墙壁上;连接灯盘与控制盒间的连线;最后安装灯块到灯盘
      
      上,可全装也可部分安装。灯块可带电安装(热插拔),这样就使更换十分方便、快捷。打开与关闭灯时,按照正常开关操作即可。当外部交流电源终止时,由于开关在闭合状态,蓄电池将通过开关的闭合触点(3端和4端)向负载供电,从而达到应急照明的目的;蓄电池储电越多,延续照明的时间就越长。还可通过扩展触点提供报警声音。见图3。
      
      从相关资料可知,一支40W日光灯管可产生3l50Lm的光通量。发光强度为1cd的光源可放射出l2.57Lm光通量。一支草帽型超高亮发光二极管的发光强度至少可为2000mcd,其光通量为(2000/1000)×12.57=25.14Lm。这样一支40W日光灯管可由3150/25.14=125支发光二极管取代;3支40W日光灯管可由125×3=375支发光二极管取代;取整数为400支。每支发光二极管的工作电压为3.0--3.5V,工作电流为20mA,这样它的最大功耗为3.5V×0.02=0.07W,400支的总耗电:0.07W×400=28W,它的耗电是3支40W日光灯的28W/120W=23%,所以在相同光通量(或发光强度)的情况下,该灯具可节省77%的电量。如果再考虑一些损耗,如直流电源的效率等,节电量至少也在50%!
      
      一般日光灯管寿命为8000小时至12,000小时;而发光二极管的寿命为50,000小时至100,000小时。所以该灯具寿命大大高于日光灯管的寿命。
      
      当然,利用发光二极管作为照明灯具,在技术实现上也有一些问题需要解决,本设计在
      
      这方面有独到之处。总体来看,在同等亮度下,《两用节能灯》比常规的日光灯照明省电,使用寿命长;而且具有应急灯功能;由于直流工作电压较低,安全性较高,也便于连接太阳能光伏板;它组合灵活,插拔简便,易组成多种图案;可实现多种彩色照明;外形美观,易于制作。
      
      当然,按照《两用节能灯》自身的特性,它不限于用在机房中,也可用于其它公共场所。
      
      数据中心机房中有特别重要负荷,这些负荷要由UPS系统供电;当然,UPS系统的输出是不直接给负载的,一般要通过配电系统,而这种配电系统现在往往制成《智能配电柜》形式,以实现高可靠性和高可用性供电。其中高可用性又通过输出支路的热插拔和调相来体现。当前具有热插拔和调相的输出微断国内没有,一般采用ABB公司的SmiSSline产品。该产品性能优良、较成熟;但价格较昂贵,微断要用与其配套的专用微断等不理想处。对此,本人设计了《微型断路器插拔套件》和《配电换相与连续供电中换件的结构》方案并分别获得了专利(ZL200820117444.3,ZL200920162547.6)。两者组合后用普通微型断路器可实现热插拔及在使用中灵活改变每个输出支路(微断)的容量;调相以实现三相均分负载;可直观显示出各相的带载路数,实现在连续供电的情况下更换本支路微断的功能。后两项是非常独到之处。
      
      微断插拔套件能使普通微断实现带电插拔功能,该套件可与普通微断组合,通过其插头与插座的插拔关系,实现微断的插拔功能。它不改变微断的原来结构,保持微断自身的完整性,一旦微断从插头上卸下后,还可做普通微断使用。由于各品牌厂家的微断基本结构一样,使得该套件结构原理适用于具有同样结构的所有微断。
      
      这种微断插拔套件使用时,先将插座固定在所需位置,可一个挨一个地成排安装,两个单极插座可插入一个两极插头,三个单极插座可插入一个三极插头,四个单极插座或两个
      
      两极插座可插入一个四极插头;本设计也有两极、三极、四极的插头和插座;接线都从插座的两端引。在线使用需拔下插头时,先断开微断上的开关再拔出;插入插头时,先断开微断上的开关再插入。安装防电罩后无暴露的金属部分。这种套件结构上可用于任何品牌(63A及以下)微型断路器。见图4、图5、图6。
      
      《配电换相与连续供电中换件的结构》,是在微型断路器插拔套件的基础上,由扩展座、母排座、母排、母排插座、母排中盖板、电极、自适应插头和连接附件组成。母排插座由簧片、母排、窄隔块、中隔块、宽隔块、堵块和母排插座壳构成;电极包括上电极、下电极、插头电极、外引电极、长接线板和短接线板;自适应插头的两极之间的距离可自动微调,它由自适应插头壳、侧盖、顶簧、滑块、插头的上电极和下电极构成;连接附件由连接插头和软导线构成。其中扩展座、母排座、母排中盖板、窄隔块、中隔块、宽隔块、堵块、母排插座壳、滑块、自适应插头壳、自适应插头侧盖用绝缘材料(例:ABS等)以注塑方法制成;电极和母排由导电好的紫铜制成;簧片由弹性好的钢片(例如:65锰,0.5mm厚)制成;连接插头可在市场上买到,软导线要有足够的截面(例如:10mm2)。通过四种(A相、B相、C相、N极)不同的自适应插头将输出支路的微断接到不同的相上,每种插头只能插到自己的对应相上,而不会插到其它相上,这是由结构保证的。从而可以灵活改变每相所带的负载量。由于每相及其对应的自适应插头的颜色不同,按照A相、B相、C相对应黄、绿、红颜色的电气规则,通过自适应插头每种颜色的数量可直观看到各相的实际输出路数。通过连接孔和连接附件实现在连续供电的情况下,更换本支路微断的功能。见图7、图8、图9、图10、图11、图12。
      
      这种结构使用时,按图12的组合形式装于配电柜(或箱)内的两根立柱上,母排部分在上,扩展基座部分在下。按实际线路要求设置各相自适应插头,操作自适应插头前应先分断本支路的微断。
      
      除实际所需外,A相、B相和C相的输出支路再各设置一路最大容量(如:63A/1P)的备用输出。使用中,当其中某相的输出支路需更换微断时,先将对应相的备用支路的微断打到分断位置,再将连接附件的一端插入其连接孔,另一端插入需更换微断的那一路的连接孔,闭合对应相(通过自适应插头颜色识别)的备用支路微断,并分断需更换微断的那一路;此时可拔出待更换微断,换好后再插回,闭合微断开关;再次分断对应相的备用支路微断,取下连接附件,完成更换。这种更换操作使得更换支路的负载的供电始终没有间断,实现了连续供电中更换微断的功能。见图13、图14。
      
      限于篇幅,本文不能介绍它们的详细结构。

     

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