一種機櫃散熱方法及裝置的製作方法
2023-09-19 14:13:30 1
專利名稱：一種機櫃散熱方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機櫃散熱方法及裝置。
背景技術：
目前，針對刀片伺服器的廣泛應用，高熱密度散熱問題已是需要亟待解決的問題， 當機櫃內部的發熱量超過20KW時，傳統的風冷方式已無法滿足系統的散熱要求。目前針對機房高熱密度問題，許多廠商已提出了相應的解決方案，藉助於水冷方 式對高密度集群系統進行散熱，這些方式在實際應用過程中取得了較為理想的結果。但目前所用的水冷方式，多數採用水平送風的方式，此種冷卻方式，在給伺服器送 風時風向並不能保證嚴格的水平狀態，因為在伺服器器前端進的是冷空氣，而隨著氣流向 伺服器後端流入，氣流因隨著溫度的不斷升高，而向上方延伸，導致循環方式並不能保證嚴 格的水平狀態，使得散熱效果下降。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種可以實現有效散熱的機櫃散熱方法及裝置。為了解決上述問題，本發明提供了一種機櫃散熱方法，包括如下步驟(1)將冷空氣從機櫃下部輸入機櫃；(2)冷空氣在機櫃內由下向上輸送，並對機櫃中發熱元件進行冷卻散熱；(3)將經過熱交換升溫後的熱空氣從機柜上部排出；(4)對排出的熱空氣進行冷卻；(5)冷卻後的熱空氣變為冷空氣，再從機櫃下部輸入機櫃，從而對所述機櫃進行循 環散熱。本發明還提供了一種機櫃散熱裝置，包括機櫃，機櫃的上部設置有熱風出口，機櫃的下部設置有冷風入口 ；吹風單元，將由所述冷風入口輸入的冷風由所述機櫃下部由下向上輸送，所述冷 風在由下往上輸送過程中，對安裝在所述機櫃內的發熱元件進行冷卻散熱，經過熱交換後 的熱空氣由所述熱風出口排出；液冷單元，將由所述熱風出口排出的熱空氣進行冷卻，並將冷卻後的冷空氣由所 述冷風入口輸入到所述機櫃內。進一步，所述吹風單元為設置在所述機櫃內的風扇組。進一步，所述液冷單元包括熱交換器。進一步，還包括室外冷凍水機組，所述熱交換器通過該室外冷凍水機組提供冷卻 所述熱空氣的冷凍水。進一步，所述外接室外冷凍水機組包括回水主管道，將所述液冷單元中升溫的冷凍水輸送到蒸發器；蒸發器，對所述回水管道輸送來的升溫的冷凍水進行熱交換，並輸送到壓縮機；
壓縮機，接收所述蒸發器輸送來的熱交換後的冷凍水，壓縮後輸送到冷凝器；冷凝器，對所述壓縮機輸送來的冷凍水與自然環境進行熱交換，並輸送到冷卻 塔；冷卻塔，存儲並補充冷凍水，並將所需冷凍水輸送到所述冷凝器；進水主管道，通過壓力泵，將所述冷凝器中冷凍水通過所述蒸發器輸送到所述液 冷單元；進一步，還包括智能控制單元，所述智能控制單元包括監控子單元，通過在所述機櫃內部設置溫度傳感器及溼度傳感器，檢測所述機櫃 內部溫度、溼度，並將檢測到的溫度、溼度值發送到控制器；控制器，將接收到的溫度、溼度值進行編碼，並發送到判斷器，並根據判斷器發送 回的處理結果向執行子單元發送命令指令；判斷器，對所述控制器發送來的編碼後的溫度、溼度值進行判斷處理，並將處理結 果發送回所述控制器；執行子單元，接收到所述控制器發送來的命令指令後，通過控制閥調節所述液冷 單元進水流量，以調節所述機櫃內部溫度、溼度。本發明具有如下優點1、本發明在水冷方式的基礎上，藉助於冷空氣下沉，熱空氣上升的特點，將垂直制 冷與水冷方式進行有機結合，使得散熱效果得到有效提升，可以實現對大功率機櫃的散熱 要求。2、本發明採用智能控制單元，可以實現自動調節液冷單元，達到自動調節機櫃內部溫、溼度的目的，節約人力，且能夠實現機櫃散熱的平穩進行，防止意外發生。
下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明圖1示出了本發明一種機櫃散熱裝置結構示意圖；圖2示出了本發明一種機櫃散熱裝置中液冷單元結構示意圖；圖3示出了本發明一種機櫃散熱裝置中外接室外冷凍水機組結構示意圖；圖4示出了本發明一種機櫃散熱裝置中智能控制單元結構示意圖。
具體實施例方式本發明提供了一種機櫃散熱方法，包括如下步驟(1)將冷空氣從機櫃下部輸入機櫃；(2)冷空氣在機櫃內由下向上輸送，並對機櫃中發熱元件進行冷卻散熱；(3)將經過熱交換升溫後的熱空氣從機柜上部排出；(4)對排出的熱空氣進行冷卻；(5)冷卻後的熱空氣變為冷空氣，再從機櫃下部輸入機櫃，從而對所述機櫃進行循 環散熱。這種方法藉助於熱空氣自然上升的特性，再通過在機櫃內部設計多層風扇組，形 成垂直送風通道，該方式在冷卻效率及節能方面都有很大改善。
如圖1-圖4所示，本發明還提供了一種機櫃散熱裝置，包括機櫃1，機櫃1的上部設置有熱風出口 12，機櫃1的下部設置有冷風入口 11 ；吹風單元2，將由冷風入口 11輸入的冷風由機櫃1下部由下向上輸送，冷風在由下往上輸送過程中，對安裝在機櫃1內的發熱元件進行冷卻散熱，經過熱交換後的熱空氣由 熱風出口 12排出；液冷單元3，將由熱風出口 12排出的熱空氣進行冷卻，並將冷卻後的冷空氣由冷 風入口 11輸入到機櫃1內。本發明在水冷方式的基礎上，藉助於冷空氣下沉，熱空氣上升的特點，將垂直製冷 與水冷方式進行有機結合，使得散熱效果得到有效提升，可以實現對大功率機櫃的散熱要 求。本發明中，吹風單元2為設置在所述機櫃內的風扇組21。位於冷風入口 11處的風 扇組21為吸風扇，機櫃1上部的熱氣流經風扇組21吸入到液冷單元3中。液冷單元3包 括熱交換器31。機櫃1側面放置液冷單元3，液冷單元3頂端的風扇組21將機櫃1上部的熱空氣 由熱風出口 12輸送到液冷單元3中，經由液冷單元3內部的熱交換器31冷卻製冷後，將冷 空氣再由冷風入口 11輸送回到機櫃1內下部，形成閉式循環，以達到為機櫃1中發熱元件 進行冷卻的效果。液冷單元3的熱交換器31內部充滿冷凍水，熱交換器31器壁由導熱性能好的黃 銅材料製成，機櫃1上部由熱風出口 12輸送來的熱氣流沿冷卻通道32流經熱交換器31，熱 量從熱空氣以熱傳導的方式傳遞給熱交換器31的器壁，然後熱交換器31的器壁以熱對流 的方式將熱量傳遞給內部的冷凍水。如圖2所示，液冷單元3內部設計有熱交換器31、冷卻通道32、進水管33及出水 管34。由熱風出口 12輸送來的熱風經由液冷單元3的冷卻通道32，進入四周充滿冷凍水 的熱交換器31，氣流經熱交換器31的冷卻後，沿冷卻通道32最終通過冷風入口 11輸送回 到機櫃1內下部，形成閉式循環，為機櫃1內部設備進行冷卻。如圖3所示，本發明中，還包括室外冷凍水機組4，熱交換器31通過該室外冷凍水 機組4提供冷卻熱空氣的冷凍水。外接室外冷凍水機組4包括回水主管道41，將液冷單元3中升溫的冷凍水輸送到蒸發器42 ；蒸發器42，對回水主管道41輸送來的升溫的冷凍水進行熱交換，並輸送到壓縮機 43 ；壓縮機43，接收蒸發器42輸送來的熱交換後的冷凍水，壓縮後輸送到冷凝器44 ；冷凝器44，對壓縮機43輸送來的冷凍水與自然環境進行熱交換，並輸送到冷卻塔 45 ；冷卻塔45，存儲並補充冷凍水，並將所需冷凍水輸送到冷凝器44 ；進水主管道46，通過壓力泵47，將冷凝器44中冷凍水通過蒸發器42輸送到液冷 單元3 ；如圖4所示，本發明中，還包括智能控制單元5，智能控制單元5包括監控子單元51，通過在機櫃內部設置溫度傳感器511及溼度傳感器512，檢測機櫃 內部溫度、溼度，並將檢測到的溫度、溼度值發送到控制器52 ；
控制器52，將接收到的溫度、溼度值進行編碼，並發送到判斷器53，並根據判斷器53發送回的處理結果向執行子單元54發送命令指令；判斷器53，對控制器52發送來的編碼後的溫度、溼度值進行判斷處理，並將處理 結果發送回控制器53 ；執行子單元54，接收到控制器52發送來的命令指令後，通過控制閥541調節液冷 單元3進水流量，以調節機櫃1內部溫度、溼度。本發明採用智能控制單元5，可以實現自動調節液冷單元3，達到自動調節機櫃1 內部溫度、溼度的目的，節約人力，且能夠實現機櫃1散熱的平穩進行，防止意外發生。綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍， 因此，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發 明的保護範圍之內。
權利要求
一種機櫃散熱方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)將冷空氣從機櫃下部輸入機櫃；(2)冷空氣在機櫃內由下向上輸送，並對機櫃中發熱元件進行冷卻散熱；(3)將經過熱交換升溫後的熱空氣從機柜上部排出；(4)對排出的熱空氣進行冷卻；(5)冷卻後的熱空氣變為冷空氣，再從機櫃下部輸入機櫃，從而對所述機櫃進行循環散熱。
2.一種機櫃散熱裝置，其特徵在於，包括機櫃(1)，機櫃(1)的上部設置有熱風出口(12)，機櫃(1)的下部設置有冷風入口 (11)；吹風單元(2)，將由所述冷風入口(11)輸入的冷風由所述機櫃(1)下部由下向上輸送， 所述冷風在由下往上輸送過程中，對安裝在所述機櫃(1)內的發熱元件進行冷卻散熱，經 過熱交換後的熱空氣由所述熱風出口(12)排出；液冷單元(3)，將由所述熱風出口(12)排出的熱空氣進行冷卻，並將冷卻後的冷空氣 由所述冷風入口(11)輸入到所述機櫃(1)內。
3.如權利要求2所述的機櫃散熱裝置，其特徵在於所述吹風單元(2)為設置在所述 機櫃內的風扇組(21)。
4.如權利要求2所述的機櫃散熱裝置，其特徵在於所述液冷單元(3)包括熱交換器 (31)。
5.如權利要求4所述的機櫃散熱裝置，其特徵在於還包括室外冷凍水機組(4)，所述 熱交換器(31)通過該室外冷凍水機組(4)提供冷卻所述熱空氣的冷凍水。
6.如權利要求5所述的機櫃散熱裝置，其特徵在於所述外接室外冷凍水機組(4)包括回水主管道(41)，將所述液冷單元(3)中升溫的冷凍水輸送到蒸發器(42)； 蒸發器(42)，對所述回水主管道(41)輸送來的升溫的冷凍水進行熱交換，並輸送到壓 縮機(43)；壓縮機(43)，接收所述蒸發器(42)輸送來的熱交換後的冷凍水，壓縮後輸送到冷凝器 (44)；冷凝器(44)，對所述壓縮機(43)輸送來的冷凍水與自然環境進行熱交換，並輸送到冷 卻塔(45)；冷卻塔(45)，存儲並補充冷凍水，並將所需冷凍水輸送到所述冷凝器(44)； 進水主管道(46)，通過壓力泵(47)將所述冷凝器(44)中冷凍水通過所述蒸發器(42) 輸送到所述液冷單元(3)。
7.如權利要求6所述的機櫃散熱裝置，其特徵在於還包括智能控制單元(5)，所述智 能控制單元(5)包括監控子單元(51)，通過在所述機櫃(1)內部設置溫度傳感器(511)及溼度傳感器 (512)，檢測所述機櫃(1)內部溫度、溼度，並將檢測到的溫度、溼度值發送到控制器(52)； 控制器(52)，將接收到的溫度、溼度值進行編碼，並發送到判斷器(53)，並根據判斷器 (53)發送回的處理結果向執行子單元(54)發送命令指令；判斷器(53)，對所述控制器(52)發送來的編碼後的溫度、溼度值進行判斷處理，並將處理結果發送回所述控制器(52)；執行子單元(54)，接收到所述控制器(52)發送來的命令指令後，通過控制閥(541)調 節所述液冷單元(3)進水流量，以調節所述機櫃(1)內部溫度、溼度。
全文摘要
本發明提供了一種機櫃散熱方法，包括將冷空氣從機櫃下部輸入機櫃；冷空氣在機櫃內由下向上輸送，並對機櫃中發熱元件進行冷卻散熱；將經過熱交換升溫後的熱空氣從機柜上部排出；對排出的熱空氣進行冷卻；冷卻後的熱空氣變為冷空氣，從機櫃下部輸入機櫃，對機櫃進行循環散熱。本發明提供了一種機櫃散熱裝置，包括機櫃，上部設置有熱風出口，下部設置有冷風入口；吹風單元，將由冷風入口輸入的冷風由機櫃下部由下向上輸送；液冷單元，將由熱風出口排出的熱空氣進行冷卻，並由冷風入口輸入到機櫃內。本發明在水冷方式的基礎上，藉助於冷空氣下沉，熱空氣上升的特點，將垂直製冷與水冷方式進行有機結合，使得散熱效果得到有效提升。
文檔編號H05K7/20GK101815423SQ20101003388
公開日2010年8月25日 申請日期2010年1月11日 優先權日2010年1月11日
發明者亓瑞啟 申請人:浪潮(北京)電子信息產業有限公司