具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的製作方法
2023-10-11 23:50:54 1
具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，包含一共享冷流通道、一機櫃組、一熱流通道、一水冷式散熱裝置、以及一不斷電風扇組，機櫃組的第一端部為連接共享冷流通道而接收來自共享冷流通道的氣流，機櫃組的第二端部為連接熱流通道而排出來自共享冷流通道的氣流，且第一端部與第二端部之間為容置一發熱裝置，水冷式散熱裝置的輸入端為連接第二端部而接收來自機櫃組的氣流，水冷式散熱裝置的輸出端為排出來自機櫃組的氣流至一氣流空間，不斷電風扇組連接氣流空間而排出氣流空間中的氣體，其中氣流空間為由水冷式散熱裝置以及不斷電風扇組所圍置，藉此提供高效率且不間斷的冷卻功效。
【專利說明】具有不斷氣流的水冷式冷卻設備
【技術領域】
[0001]本發明系關於一種合成機房冷卻設備，特別是關於一種具有不斷氣流的水冷式冷卻設備。
【背景技術】
[0002]習知具有冷卻電子裝置的計算機機房，一般為在一具有冷房功能的密閉空間中設置多個機櫃組，而在機櫃組中設置電子裝置，亦即，冷氣流為流至該密閉空間，而該些機櫃組接收該密閉空間的冷氣流而後排出熱氣流至同樣的該密閉空間。如此的方式，比較消耗能源，對於個別的機櫃組的氣流效果及散熱並無良好的控管。除此之外，當該密閉空間的供電功能失效時，並無不斷電系統的支持。且在該熱氣流與冷氣流混合一起的架構下，即使有不斷電系統的支持，該不斷電系統需要提供大範圍空間的冷房電力，對於不斷電系統的規格要求將十分不經濟。
[0003]因此如何提供高效率的冷卻設備，並具有不斷電系統的支持成為冷卻電子裝置的計算機機房一個十分重要的課題。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的在於提供一種具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其氣體自一共享冷流通道流過該機櫃組而為一熱流氣體，而藉由直接而有效地導引該熱流氣體至一水冷裝置，並將經該水冷裝置所冷卻的冷流氣體直接導引至一密閉空間，並使用一具有不斷電功能的風扇組而將該密閉空間中的冷流氣體排出至該共享冷流通道而形成一流體循環。藉由如此，而達成高效率以及高可靠性的冷卻設備。
[0005]本發明為解決習知技術的問題所採用的技術手段系具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，包含:一共享冷流通道、一機櫃組、一水冷式散熱裝置、以及一不斷電風扇組。機櫃組的第一端部為連接共享冷流通道而接收來自共享冷流通道的氣流，機櫃組的第二端部為排出來自共享冷流通道的氣流，且第一端部與第二端部之間為容置一發熱裝置。水冷式散熱裝置的輸入端為連接第二端部而接收來自機櫃組的氣流，水冷式散熱裝置的輸出端為排出來自機櫃組的氣流至一氣流空間；不斷電風扇組連接氣流空間而排出氣流空間中的氣體，其中氣流空間為由水冷式散熱裝置以及不斷電風扇組所圍置。
[0006]在本發明的一實施例中，氣流空間為一封閉空間。
[0007]在本發明的一實施例中，機櫃組為多個。
[0008]在本發明的一實施例中，不斷電風扇組具有多個不斷電風扇構件。
[0009]在本發明的一實施例中，氣流空間的上側以及周側分別為由不斷電風扇組以及水冷式散熱裝置所圍置。
[0010]在本發明的一實施例中，由不斷電風扇組所排出的氣體為連通至共享冷流通道。[0011 ] 在本發明的一實施例中，發熱裝置為一電子裝置。
[0012]在本發明的一實施例中，水冷式散熱裝置包括一冷卻盤管，水冷式散熱裝置的輸入端系經由熱流通道連接第二端部而接收來自機櫃組的氣流。
[0013]在本發明的一實施例中，冷卻盤管與機櫃組之間形成有一熱流通道。
[0014]在本發明的一實施例中，熱流通道系圍設於一熱流通道天花板及一側壁之中。
[0015]經由本發明所採用的技術手段，提供連續不間斷的氣體流動，使得在突然停電、或有某一個風扇故障的情況下，整個氣體流動不會因此而停擺，避免機櫃組中的電子裝置因為無氣流而過熱，導致損壞。再者，水冷式散熱裝置利用比熱最大的水來降溫，所以可以有效地帶走大量的熱能，因此能以更省能的方式來達到冷卻效果。而且水冷式散熱裝置的冷卻盤管形成的冷卻牆面與機櫃組相距的距離很近，使得機櫃組能直接將熱氣排入至冷卻盤管中冷卻，再排放至共享冷流通道中，因此可以降低共享冷流通道所需要負載的冷房風扇電力。並且設備在建設上較於習知技術更為容易，建設所花的時間更短，且能夠依據不同需求而設置不同數量的機櫃或機櫃組，提供更多種客制化的選擇。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1系顯示依據本發明的第一實施例的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的立體不意圖之一；
[0017]圖2系顯示依據本發明的第一實施例的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的立體不意圖之_■;
[0018]圖3系顯示依據本發明的第一實施例的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的立體不意圖之二;
[0019]圖4系顯示依據本發明的第一實施例的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的剖視示意圖；
[0020]圖5系顯示依據本發明的第二實施例的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的上視圖。
[0021]符號說明
[0022]10UOOa 具有不斷氣流的水冷式冷卻設備
[0023]I共享冷流通道
[0024]2、2a機櫃組
[0025]20、20a 機櫃
[0026]21第一端部
[0027]22第二端部
[0028]23發熱裝置
[0029]3熱流通道
[0030]31熱流通道天花板
[0031]32側壁
[0032]33通道房門
[0033]4水冷式散熱裝置
[0034]41冷卻盤管
[0035]411輸入端
[0036]412輸出端
[0037]42散熱房門
[0038]5不斷電風扇組
[0039]51不斷電風扇構件
[0040]511循環風扇
[0041]512不斷電構件
[0042]6配電盤及控制面板裝置
[0043]S氣流空間
【具體實施方式】
[0044]本發明所採用的具體實施例，將藉由以下的實施例及附呈圖式作進一步的說明。
[0045]請參閱圖1至圖4，本發明的第一實施例的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備100包括一共享冷流通道1、數個機櫃組2、一熱流通道3、一水冷式散熱裝置4、一不斷電風扇組5、以及一配電盤及控制面板裝置6。
[0046]共享冷流通道I圍繞在數個機櫃組2的外圍，提供降溫用的冷空氣。在本實施例中，共享冷流通道I系提供水冷式冷卻設備100降溫後的冷空氣。
[0047]在本實施例中，具有不斷氣流的水冷式冷卻設備100設有四個機櫃組2，且四個機櫃組2圍成矩形。共享冷流通道I圍繞著四個機櫃組2的外側，而熱流通道3位於四個機櫃組的內側。其中，每個機櫃組2包含十個機櫃20，十個機櫃20緊鄰排成一列而組成一個機櫃組2。每個機櫃組2的外側面有一第一端部21，內側面有一第二端部22，且在第一端部21及第二端部22之間容置一發熱裝置23。發熱裝置23在本實施例中為一電子裝置，其在運轉過程中會產生熱。每個機櫃組2的第一端部21連接共享冷流通道I而接收來自共享冷流通道I的氣流，第二端部22排出來自共享冷流通道I的氣流至機櫃組2的內側面的熱流通道3，藉此帶走發熱裝置23運轉中時產生的熱。
[0048]熱流通道3由一熱流通道天花板31、一側壁32、一通道房門33、以及機櫃組2所圍置。因此熱流通道3使得共享冷流通道I的氣體經由機櫃組2後皆會流通至熱流通道3，而通道房門33供操作人員進出機櫃組2內側的熱流通道3。
[0049]水冷式散熱裝置4具有一冷卻盤管(cooling coil) 41、以及一水冷卻循環器(圖未示)，用來冷卻熱流通道3的空氣。冷卻盤管41設在四個機櫃組2的內側且形成矩形排列的冷卻牆面。冷卻盤管41面向熱流通道3的那一面為一輸入端411，輸入端411連接第二端部22而接收來自熱流通道3的氣流。而冷卻盤管41的另一面為一輸出端412，輸出端412將熱流通道3的氣流排出至一氣流空間S。水冷式散熱裝置4的熱交換運作方式如下，當熱流通道3的熱空氣流經冷卻盤管41時，熱空氣的熱量傳遞給冷卻盤管41中的水。然後水冷卻循環器將吸收熱量的水送往冷卻處冷卻後再送回來，以提供不間斷的冷卻效果。此夕卜，本發明的水冷式散熱裝置在其它實施例中，可以設置一不斷冷卻系統(圖未示)與水冷式散熱裝置連接，以在斷電的時候繼續提供冷卻的效果。
[0050]不斷電風扇組5，在本實施例中包括十二個不斷電風扇構件51，每個不斷電風扇構件51個別皆具有一個循環風扇511及一個設置於氣流空間S的不斷電構件512。循環風扇511設置在氣流空間S的上側，與水冷式散熱裝置4的冷卻盤管41以及地板所圍置而成的封閉空間即為氣流空間S。冷卻盤管41的冷卻牆面設有一散熱房門42供操作人員自熱流通道3進出氣流空間S。不斷電風扇組5將氣流空間S的氣體排出至共享冷流通道1，並且藉由每個循環風扇511個別連接一個不斷電構件512而提供不間斷的氣體流動效果。而且此時因為氣流空間S因為密閉且產生負壓，所以會將熱流通道3的空氣吸入。同樣地，熱流通道3產生負壓後也會將共享冷流通道I的空氣吸入。如此一來，藉由不斷電風扇組5的運作即可以提供全部的氣體流動的功效。
[0051]配電盤及控制面板裝置6在本實施例中設置在熱流通道3的側壁32的外牆面，配電盤及控制面板裝置6包括一配電盤及一控制面板，配電盤供應電力至發熱裝置23，控制面板用來控制水冷式散熱裝置4以及不斷電風扇組5。此外，也可以在機櫃組2中裝設溫度傳感器(圖未示)，然後顯示於配電盤及控制面板裝置6中以監控各個機櫃組2的氣流的溫度是否正常。
[0052]參閱圖4所示，共享冷流通道I的冷空氣自機櫃組2的第一端部21流入，經過發熱裝置23而將發熱裝置23運轉中時產生的熱帶走而成為熱空氣，然後自第二端部22排出到熱流通道3。然後熱流通道3的熱空氣自輸入端411流入，藉由冷卻盤管41帶走熱量之後而變回冷空氣，再自冷卻盤管41的輸出端412流出至氣流空間S。然後氣流空間S中的空氣經由不斷電風扇組5排出至共享冷流通道I中。
[0053]藉由本發明的技術手段，不斷電風扇組5提供連續不間斷的氣體流動，即使是停電、或有某一個風扇壞掉，整個氣體流動仍然不會因此而停擺，所以機櫃組2中的發熱裝置23不會因為無氣流而過熱導致損壞。再者，因為水冷式散熱裝置4利用比熱最大的水來降溫，所以可以有效地帶走大量的熱量，因此能以更省能的方式來達到冷卻效果。而且水冷式散熱裝置4的冷卻盤管41形成的冷卻牆面與機櫃組2相距的距離很近，使得機櫃組2能直接將熱氣排入至冷卻盤管41中冷卻，再排放至共享冷流通道I中，因此可以降低不斷電風扇組5所需要負載的冷房風扇電力。此外，藉由機櫃組2圍繞著水冷式散熱裝置4的冷卻盤管41的設計，不用增設空調設備的各種附加裝置，因此本發明的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備的建設較為容易，能快速生產製造。也因此本發明的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備能依據不同需求而設置不同數量的機櫃與機櫃組。例如，參閱圖5所示，本發明的第二實施例的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備10a的機櫃組2a只設有二個，且二個機櫃組2a排成L字型。每個機櫃組2a由五個機櫃20a所組成。具有不斷氣流的水冷式冷卻設備10a一共包括十個機櫃20a，適用於機櫃需求較少的情況，且視情況而減少不斷電風扇組的不斷電風扇構件的數量。當然，本發明不限於此，可以隨著不同需求而增加或減少機櫃、機櫃組或風扇的數量。
[0054]以上的敘述僅為本發明的較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述的說明而作其它種種的改良，然而這些改變仍屬於本發明的發明精神及所界定的專利範圍中。
【權利要求】
1.一種具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，其包含: 一共享冷流通道； 一機櫃組，該機櫃組的第一端部為連接該共享冷流通道而接收來自該共享冷流通道的氣流，該機櫃組的第二端部為排出來自該共享冷流通道的該氣流，且該第一端部與該第二端部之間為容置一發熱裝置； 一水冷式散熱裝置，該水冷式散熱裝置的輸入端為連接該第二端部而接收來自該機櫃組的氣流，該水冷式散熱裝置的輸出端為排出來自該機櫃組的氣流至一氣流空間；以及 一不斷電風扇組，連接該氣流空間而排出該氣流空間中的氣體， 其中該氣流空間為由該水冷式散熱裝置以及該不斷電風扇組所圍置。
2.如權利要求1所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該氣流空間為一封閉空間。
3.如權利要求1所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該機櫃組為多個。
4.如權利要求1所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該不斷電風扇組具有多個不斷電風扇構件。
5.如權利要求1所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該氣流空間的上側以及周側分別為由該不斷電風扇組以及該水冷式散熱裝置所圍置。
6.如權利要求1所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，由該不斷電風扇組所排出的氣體為連通至該共享冷流通道。
7.如權利要求1所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該發熱裝置為一電子裝置。
8.如權利要求1所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該水冷式散熱裝置包括一冷卻盤管。
9.如權利要求8所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該冷卻盤管與該機櫃組之間形成有一熱流通道，該水冷式散熱裝置的輸入端系經由該熱流通道連接該第二端部而接收來自該機櫃組的氣流。
10.如權利要求9所述的具有不斷氣流的水冷式冷卻設備，其特徵在於，該熱流通道系圍設於一熱流通道天花板及一側壁中。
【文檔編號】H05K7/20GK104349642SQ201310336578
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月2日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】馬克·薩塔, 孫世瑋 申請人:馬克·薩塔, 孫世瑋