适用于机柜消防的一体式探测灭火装置及其控制方法与流程

本发明涉及数据机房消防领域，尤其涉及一种适用于机柜消防的一体式探测灭火装置及其控制方法。

背景技术：

1、目前数据机房存在一些火灾隐患，机房存放较多服务器设备，电线路复杂、设备运行时间长，线路超负荷、短路、接地电阻过大、服务器箱体温度过高等都容易引发火灾。一旦发生火灾导致数据丢失，将造成严重影响。

2、现有机房消防通常采用传统气体灭火系统与感温感烟探测，存在以下不足：

3、(1)传统气体灭火系统介质为七氟丙烷，对大气层臭氧层的破坏性强较大，其排放会对环境造成一定程度的污染。在灭火过程中会分解产生少量的有害气体，主要是氟化氢，对设备具有腐蚀性。每次的灭火成本较高。采用柜式或者管网式，每年的维护费用较高。

4、(2)柜式气体灭火系统虽然施工安装较为方便，但是整个装置放置在防护区内全淹没保护，无法定位起火的机柜精准灭火，一般要等到火势蔓延到一定程度才对整个空间进行灭火，每次灭火用量大。

5、(3)管网式气体灭火系统安装要求较高，管道布置施工复杂，需设在专用储瓶间，运行维护成本较高。

6、(4)常用的点式感温感烟探测器灵敏度偏低且调解范围很小，无法适应不同的应用环境。被动采集烟雾样品，等待烟雾慢慢扩散到其附近，才能报警，导致灭火系统启动滞后，响应时间慢。探测器安置方式单一，安装在天花板上，无法满足机房柜内隐蔽火灾探测要求。

7、现有技术文件(cn202122609342.1)提及一种探测热解粒子非贮压全氟己酮脉冲配电设备灭火报警系统，该发明采用热解粒子探测器探测，火灾早期既能被发现，及时进行报警通知监控人员到达现场；该发明全氟己酮灭火剂采用虹吸在强烈脉冲下瞬间全部喷出已达到灭火目的。然而，该发明仅通过热解粒子一种方式探测火情，手段比较单一；全氟己酮的用量无法根据灭火范围的不同进行调整，实际使用过程中可能造成灭火剂不足从而无法扑灭火情的情况。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供适用于机柜消防的一体式探测灭火装置及其控制方法，在机房应用场景采用极早期火灾探测技术，分析线路受热释放的早期粒子浓度，多级预警保障探测预警的可靠性，解决目前传统探测技术的火灾探测滞后的问题，起到真正的早期预警作用。一体式装置的集成度高，体积小，可布置在机柜内，高温触发自动启动，实现柜内精准灭火。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、适用于机柜消防的一体式探测灭火装置，该装置包括：灭火模块、探测模块和控制模块；

4、所述灭火模块包括：全氟己酮部件、雾化喷头、阀门和管路；全氟己酮部件与控制模块的控制器电路链接，全氟己酮部件中的灭火剂经由管路通过阀门经雾化喷头喷出；其中全氟己酮部件包括储压装置、灭火剂存储容器和驱动装置；储压装置受控制模块的控制器电路控制，为驱动装置提供压力驱动灭火剂存储容器中的全氟己烷喷出；灭火模块接收控制模块或探测模块传递的启动指令，向机柜内喷洒全氟己酮灭火剂进行灭火；

5、所述探测模块包括：感温组件和极早期组件；极早期模块与控制模块的信号控制单元电路连接，对热解粒子浓度进行探测，并将和热解粒子浓度信息与预警等级信息传送至控制模块中的信号控制单元；感温组件对机柜内的温度进行探测，当探测到机柜温度超过阈值时自动向灭火模块传递启动指令；

6、所述控制模块包括：控制器和信号控制单元；控制模块中的信号控制单元接到探测模块传递的热解粒子浓度信息与预警等级信息上传至值班监控后台人工判断火情，控制器接受到来自灭火模块阀门或信号控制单元的启动指令后，将启动指令传递给灭火模块的储压装置和驱动装置启动灭火。

7、优选的，一体式探测灭火装置的探测模块、控制模块与灭火模块集成为一体结构，该装置独立安装于每个服务器机柜的顶层，喷头向下安装；每个设备的探测模块独立完成对火情的探测自动完成灭火，并将极早期探测信息与预警等级信息上传至值班监控后台，由后台进行控制。

8、优选的，该一体式探测灭火装置与服务器尺寸匹配，符合服务器1u、2u尺寸标准；该灭火装置兼用机柜的服务器安装架，安装时无需对服务器机柜进行改装。

9、优选的，所述灭火模块，通过全氟己酮部件喷射全氟己酮灭火介质，储压装置提供压缩气体，通过内部压力，使灭火剂存储容器内的压力迅速上升，将灭火剂挤压进入雾化喷头中，灭火剂撞击在喷嘴内置的铁片上，反弹后形成雾化颗粒，并通过雾化喷头喷出；喷射出的全氟己酮灭火剂分散在该装置所安装的服务器机柜内。

10、优选的，所述使灭火剂存储容器内存储有全氟己酮，灭火模块收到启动命令后全氟己酮部件将灭火剂存储容器中的全部全氟己酮灭火剂一次性喷出；灭火剂存储容器中全氟己酮用量根据服务器机柜容积进行调整，具体用量计算方法如下：

11、

12、式中：

13、w——防护区全氟己酮灭火剂灭火或惰化设计用量，单位kg；

14、c——灭火设计浓度或惰化设计浓度百分比；

15、s——灭火剂过热蒸气在101kpa和防护区最低环境温度下的比容，单位m3/kg；

16、v——防护区的净容积，单位m3；

17、k——海拔高度修正系数。

18、对于一个体积为1.5m3的机柜，根据山东省地标db 37/t 3642—2019中要求的隔绝氧气所需的空气中全氟己酮浓度6％；比容s为0.07188；得到全氟己酮用量为：1.3kg。

19、优选的，所述探测模块中，感温组件使用热膨胀感温元件用于探测机柜内环境温度，该感温元件随柜体内温度升高会发生膨胀，当温度升高到达设定阈值，触发启动机制，将启动信号传递给阀门，控制器接收到阀门的启动信号后，触发全氟己酮组件喷射灭火剂。

20、优选的，所述探测模块中，极早期组件对空气中的极早期热解离子浓度进行分析，判断是否达到设定的预警等级阈值；该极早期组件与信号控制单元链接，信号控制单元将极早期探测信息与预警等级信息上传至值班监控后台。

21、优选的，所述控制模块中，当控制器接到来自阀门或来自信号控制单元的启动命令后，控制器启动驱动装置，并使储压装置产生惰性气体，产生驱动压力，使灭火剂存储容器中的全氟己酮受到压力从雾化喷头喷出。

22、优选的，所述控制模块中，信号控制单元内置的通讯模块用于接收各个机柜内不同一体化装置中探测模块的极早期预警信号与灭火装置的启动信号，上传至值班监控后台；下达启动信号至控制器，从而控制对应的一体化装置启动，远程控制灭火。

23、基于该装置各模块的适用于机柜消防的一体式探测灭火装置控制方法，其特征在于，具体方法包括以下步骤：

24、步骤1，极早期组件监测到保护区域的热解离子浓度变化，完成预警等级信号判断后，通过控制器将预警信号传输给信号控制单元；

25、步骤2，信号控制单元将预警信息上传到监控后台，值班人员进行判断分析并采取措施；

26、步骤3，若如果火灾继续发展，温度将持续升高至设定的温度阈值时，感温组件将自动触发阀门开启，同时阀门将启动信号给控制器；

27、步骤4，控制器启动驱动装置，使储压装置产生惰性气体，进而产生驱动压力，使灭火剂存储容器中全氟己酮受到压力驱动从雾化喷头喷射出来；

28、步骤5，同时，控制器接收到阀门启动信号后，通过信号控制单元向监控后台传输灭火装置启动信号

29、适用于机柜消防的一体式探测灭火装置的电子设备，运行所述的适用于机柜消防的一体式探测灭火装置控制方法，其特征在于：

30、包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

31、存储器，用于存放计算机程序；

32、处理器，用于执行存储器上所存放的程序，实现所述的适用于机柜消防的一体式探测灭火装置控制方法的步骤。

33、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：

34、该程序被处理器执行时实现所述的控制方法。

35、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，借由上述技术方案，本发明的有益技术至少包括：

36、1)本发明首先在机房应用场景采用极早期火灾探测技术和传统感温组件相结合的技术，极早期火灾探测技术分析线路受热释放的早期粒子浓度，保障探测预警的可靠性，解决目前传统探测技术的火灾探测滞后的问题，起到真正的早期预警作用的同时，兼顾了传统感温组件灭火系统的可靠性。

37、2)本发明中一体式探测灭火装置尺寸规格符合服务器1u、2u尺寸标准；该灭火装置兼用机柜的服务器安装架，安装时无需对服务器机柜进行改装因而安装起来相较传统灭火系统更为简单。

38、3)本发明一体式探测灭火装置中灭火器存储容器中全氟己酮的用量可根据机柜容积进行灵活调整，即可避免过量喷洒灭火剂对服务器造成损伤，又可确保足量的灭火剂隔绝氧气，达到灭火效果。

39、4)本发明一体式探测灭火装置可灵活的布置在每个机柜中，相较传统灭火系统布置于屋顶并对整个机房进行灭火的技术方案，本一体式探测灭火装置可精确实现对起火机柜的定点精确灭火。