用於機房中的冷卻系統的製作方法

2023-05-31 05:03:11

專利名稱：用於機房中的冷卻系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及製冷系統領域，尤其是涉及一種用於機房中的冷卻系統。
背景技術：
目前，機房內60%到70%的電力消耗在電力設施和機房冷卻上，其中機房冷卻的成本高達30%，典型的用於冷卻機房內計算機的系統一般有兩種一種是空氣冷卻系統；另一種是液體冷卻系統。其中空氣冷卻系統難以對每臺計算機提供適量的冷空氣，且一般空氣冷卻系統會架空地板送風，造成地板升高，從而增加了成本且降低了可利用的空間；液體冷卻系統由於建造的管路比較昂貴、複雜，且液體冷卻劑導流不便，因此不具有廣泛的實用性；更重要的是，上述兩種方式不能實現對特定主要發熱元件例如CPU提供合適的冷卻介質，從而達不到理想的製冷效果。

實用新型內容本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在於提出一種用於機房中的冷卻系統，所述冷卻系統製冷效果好，能耗低，且可對主要發熱元件單獨冷卻。根據本實用新型的用於機房中的冷卻系統，所述機房包括至少一個機櫃和設在所述機櫃內的多個計算機，所述冷卻系統包括進風管道，所述進風管道設在所述機櫃的上方且具有至少一個進風口 ；出風管道，所述出風管道設在所述機櫃的上方且具有至少一個出風口，其中所述機櫃位於相鄰的進風口和出風口之間；和多個冷卻件，所述多個冷卻件分別設在所述機櫃內以冷卻所述計算機CPU。根據本實用新型的用於機房中的冷卻系統，通過將冷、熱過道隔開，避免氣流短路，提高了冷卻系統的製冷效率，節約了電能，降低使用成本，同時通過設置冷卻件對計算機CPU單獨冷卻，實現了對計算機主要發熱部件的重點冷卻，有效降低計算機CPU的溫度，保證計算機CPU處在適宜的工作溫度範圍內，降低計算機CPU的損壞率，進而進一步降低使用成本。其中，上述冷過道指的是所述進風口正下方的空間，即進風過道，熱過道指的是所述出風口正下方的空間，即出風過道。此外，根據本實用新型的用於機房中的冷卻系統，由於進風管道和出風管道均設在機櫃的上方，因此與傳統冷卻風道架空地板的設置方式相比，節省了安裝冷卻風道抬高地板所需的空間和成本，從而使機房內的空間能夠被更加合理地利用，避免浪費可利用空間。另外，根據本實用新型的用於機房中的冷卻系統還具有如下附加技術特徵所述進風口與所述機櫃頂壁的後表面貼合；所述出風口與所述機櫃頂壁的前表面貼合。由此，防止冷風從進風口、出風口與機櫃頂壁之間的縫隙流出，造成冷卻介質的浪費。所述進風口和所述出風口與所述機櫃的頂壁之間分別設有密封件。由此，可以更好地將機櫃頂壁與進風口、出風口之間密封。[0011]所述冷卻件為熱管，所述熱管包括管體；分別設在所述管體兩端的蒸發段和冷凝段，其中所述蒸發段與所述CPU接觸，所述冷凝段從所述機櫃的後壁伸出。通過設置熱管，從而可對計算機的主要熱點如計算機CPU進行冷卻。所述冷卻系統還包括多個隔離板，所述隔離板設在所述機櫃的後壁上，所述隔離板上形成有多個通孔，其中所述熱管的冷凝段通過所述通孔伸出。由此，可進一步將冷過道與熱過道隔離，防止氣流短路。所述隔離板的上沿與所述機櫃的頂壁大致平齊且下沿相對於地面具有預定高度。每個所述機櫃的底部均設有至少一個用於使冷卻風從所述進風管道向所述出風管道流動的風扇。由此，可促進並加快進風過道內空氣向出風過道內流動的速度，提高冷卻效果。所述冷卻系統還包括至少一個溫度傳感器，所述至少一個溫度傳感器分別對應地設在所述機櫃後壁的底部用於測量所述機櫃後壁底部空間的溫度；至少一個閥門，所述至少一個閥門分別對應地設在所述進風管道的進風口處；至少一個閥門調節器，所述至少一個閥門調節器分別對應地與所述閥門和所述溫度傳感器相連，其中所述閥門調節器被構造成根據所述溫度傳感器測量的溫度數值、調節所述閥門開度的大小以使所述機櫃後壁的底部空間的溫度穩定在預先設定的第一溫度值。所述第一溫度值為23°C -25°C。有利地，所述第一溫度值大約為24°C。由此，溫度傳感器測量進風過道內的空氣溫度，當測得的溫度超過第一溫度值例如超過預先設定的24°C時，閥門調節器會控制閥門的開度，使其開度變大，從而使更多的冷氣進入進風過道對機櫃內的計算機進行冷卻，保證進風過道內的空氣溫度時刻保持在24°C左右，提供給計算機一個良好的工作環境，防止計算機的一些部件過熱導致效率低甚至損壞。根據本實用新型的用於機房中的冷卻系統，具有如六個下優點1)使用空氣作用冷卻介質，與以液體作為冷卻介質的冷卻系統相比，避免了複雜和昂貴的輸送管道，克服了液體冷卻介質導流不方便的缺點；2)進風管道和出風管道設在機櫃的上方，與架空地板的管道布置方式相比，充分利用了機房的空間，避免抬高地板，增加成本；3)通過將冷過道和熱過道分開且將二者隔離，避免氣流短路，從而提高了製冷效率；4)冷卻件對計算機的主要熱點計算機CPU進行重點冷卻，進風過道中的冷風對計算機其他部件和機櫃進行冷卻，從而可提高冷卻系統的冷卻效率，進而降低能耗；5)冷卻系統可調節並保證進風過道內的空氣溫度處在合適的範圍內，並可根據瞬時冷負荷調節製冷能力；6)無論計算機的散熱量多大，均可通過調節閥門的開度來保證進風過道內的溫度恆定以消除所有熱點。本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據本實用新型實施例的用於機房中的冷卻系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所
示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。下面參考圖I描述根據本實用新型實施例的用於機房中的冷卻系統100。冷卻系統100設在機房內，用於對機房內的計算機進行冷卻，保證計算機正常穩定工作。其中機房包括至少一個機櫃200和設在機櫃200內的多個計算機。根據本實用新型實施例的用於機房中的冷卻系統100，包括進風管道I、出風管道2和多個冷卻件3。進風管道I設在機櫃200的上方且具有至少一個進風口 11。出風管道2設在機櫃200的上方且具有至少一個出風口 21，其中機櫃200位於相鄰的進風口 11和出風口 21之間。如圖I所示，為方便描述，下面將進風口 11正下方的空間定義為進風過道(圖I中所示的A區域)，將出風口 21正下方的空間定義為出風過道(圖I中所示的B區域)，冷卻風從進風管道I的進風口 11流入進風過道，對機櫃200內的計算機冷卻後匯流至出風過道，並通過出風口 21流入出風管道2，由此可以理解，出風過道內空氣的平均溫度要高於進風過道內空氣的平均溫度，因此也可將進風過道理解為冷過道而出風過道理解為熱過道。這樣，機櫃200設在相鄰的進風口 11和出風口 21之間，也就是說機櫃200位於相鄰的冷過道和熱過道之間，即將冷過道和熱過道隔開，由此避免了氣流短路，提高了製冷效率，同時降低了能耗。多個冷卻件3分別設在機櫃200內以冷卻計算機CPU300。由此通過對計算機主要發熱部件進行單獨冷卻，從而提高了冷卻效果，保證計算機穩定工作。其中，需要說明的是，上述中的「前」指的是機櫃200靠近使用者的一端，例如在圖I中，「前」指的是遠離計算機CPU300的一側；上述中的「後」指的是機櫃200遠離使用者的一端，例如在圖I中，「後」指的是靠近計算機CPU300的一側。其中在圖I中，多個機櫃200中任意相鄰的兩個機櫃200是相對設置的，即相鄰機櫃200的前側(或後側)相對設置。在下面有關「前」和「後」的描述中，如果沒有特殊說明，均作此理解。根據本實用新型實施例的用於機房中的冷卻系統100，通過將冷、熱過道隔開，避免氣流短路，提高了冷卻系統100的製冷效率，節約了電能，降低使用成本，同時通過設置冷卻件3對計算機CPU300單獨冷卻，實現了對計算機主要發熱部件的重點冷卻，有效降低計算機CPU300的溫度，保證計算機CPU300處在適宜的工作溫度範圍內，降低計算機CPU300的損壞率，進而進一步降低使用成本。此外，根據本實用新型實施例的用於機房中的冷卻系統100，由於進風管道I和出風管道2均設在機櫃200的上方，因此與傳統冷卻風道架空地板的設置方式相比，節省了安裝冷卻風道抬高地板所需的空間和成本，從而使機房內的空間能夠被更加合理地利用，避免浪費可利用空間。在本實用新型的一個實施例中，進風口 11與機櫃200頂壁的後表面貼合，出風口21與機櫃200頂壁的前表面貼合。由此，冷卻風從進風管道I的進風口 11流出後全部進入進風過道，避免冷卻風從進風口 11與機櫃200頂壁之間的縫隙以及出風口 21與機櫃200 頂壁之間的縫隙直接流回出風管道2，從而保證進風管道I中流出的冷卻風全部流入進風過道並與機櫃200內的計算機及相關部件例如計算機CPU300熱交換，帶走計算機及相關部件的熱量，保證其處在合適的工作溫度，進而提高計算機的工作效率。有利地，進風口 11和出風口 21與機櫃200的頂壁之間分別設有密封件，圖未示出。可選地，密封件可以是橡膠墊。通過設置密封件，從而將機櫃200的頂壁與進風口 11和出風口 21之間充分密封，防止冷卻風從機櫃200與出風口 11和進風口 21之間的縫隙在未進行熱交換的情況下直接流回出風管道2，避免浪費冷風，進而有效降低了冷卻系統100的能耗。由於計算機CPU300是計算機的主要發熱部件，同時也是計算機的核心部件，因此計算機CPU300的工作狀態直接影響計算機的工作效率，而保證計算機CPU300的工作溫度是提高計算機CPU300工作效率的一個有效途徑，因此通過設置冷卻件3對計算機CPU300單獨冷卻，可有效提高計算機的工作效率。其中，冷卻件3沒有特殊要求，只要能實現對計算機CPU300單獨冷卻即可。例如在本實用新型的一個示例中，如圖I所示，冷卻件3為熱管，熱管3包括管體31、蒸發段32和冷凝段33，其中蒸發段32和冷凝段33分別設在管體31的兩端，蒸發段32與計算機CPU300接觸，冷凝段33從機櫃200的後壁伸出並與進風過道內的冷風接觸。熱管3內的工作介質在蒸發段32吸收計算機CPU300散出的熱量，吸收一定熱量後的工作介質向冷凝段33運動，在運動至冷凝段33後工作介質向進風過道內的冷風散出吸收的熱量，最後再流回蒸發段32，如此往復循環，不斷將計算機CPU300的熱量轉移並散發至進風過道內，實現對計算機CPU300的冷卻作用。進一步地,冷卻系統100還包括多個隔尚板(圖未不出)，多個隔尚板分別對應地設在機櫃200的後壁上，隔離板上形成有多個通孔，其中熱管3的冷凝段33通過所述通孔伸出。具體而言，通孔可分為多個第一通孔和多個第二通孔，其中熱管3的冷凝段33從第一通孔中伸出，而第二通孔是用於進風過道內的冷風流入機櫃200內，對機櫃200內的計算機和機櫃200進行冷卻。通過設置隔離板，從而可更加有效地將進風過道和出風過道隔開，避免氣流短路，進而提聞冷卻系統100的製冷效果。可選地，隔離板的上沿與機櫃200的頂壁大致平齊且下沿相對於地面具有預定高度。由此，進風過道內的冷風一部分通過隔離板進入機櫃200內對機櫃200內的計算機進行冷卻，另一部分則從上至下流動並與伸入到進風過道內的冷凝段33進行熱交換，最後從隔離板的下方流至出風過道。當然，本實用新型並不限於此，在本實用新型的其它實施例中，隔離板的下沿也可與地面接觸，此時可在鄰近隔離板的底部開設有一個大的通孔以使進風過道內的冷氣向出風過道內流通。其中，關於隔離板的材質沒有特殊要求，有利地，隔離板可以是塑料件，由此可降低生產成本。當然，隔離板也可以是木質板或樹脂板。在本實用新型的一個示例中，如圖I所示，每個機櫃200的底部均設有至少一個 用於使冷卻風從進風管道I向出風管道2流動的風扇4。也就是說，風扇4設在每個機櫃200的底部，用於促進進風過道內的冷風向出風過道內流動，從而加快冷風在進風過道和出風過道內流通的速度，減少冷風停留在進風過道和出風過道內的時間，進而提高了冷卻系統100的製冷效率，降低能耗，同時還大大地增加了製冷效果，保證機櫃200內計算機的運行效率。其中本領域內的普通技術人員可以理解，風扇4可以是多個，且可沿機櫃200的前後方向間隔開地設在機櫃200的底部以更好地促進冷氣流動，提高冷卻效果。有利地，冷卻系統100還包括至少一個溫度傳感器5、至少一個閥門6和至少一個閥門調節器7，如圖I所示。至少一個溫度傳感器5分別對應地設在機櫃200後壁的底部用於測量機櫃200後壁底部空間的空度，即用於測量進風過道底部空間的溫度。至少一個閥門6分別對應地設在進風管道I的進風口 11處，用於打開或關閉進風管道1，同時還可對進風管道I的出風量進行調節。至少一個閥門調節器7分別對應地與閥門6和溫度傳感器5相連，其中閥門調節器7被構造成根據溫度傳感器5測量的溫度數值、調節閥門6開度的大小以使機櫃200後壁的底部空間的溫度穩定在預先設定的第一溫度值。可以理解的是，為提高冷卻系統100的製冷效果，方便控制每一個進風口 11的進風量，溫度傳感器5、閥門6和閥門調節器7可為多個並分別一一對應地設在機櫃200後壁的底部處或每一個進風口 11處，即溫度傳感器5設在機櫃200後壁的底部，閥門6和閥門調節器7設在進風口 11處。在進風過道中，由於進風口 11在上方，因此冷氣的流向為從上至下，由於進風過道的上部空間靠近進風口 11，因此上部空間的溫度相對較低而遠離進風口 11的下部空間的溫度較高，由於冷空氣比熱空氣重，因此上部空間的冷空氣會向下部流動；同時，由於機櫃200底部的風扇4的導流作用，會促使進風過道上部的冷空氣向下部空間流動，避免下部空間的空氣長時間處於停滯狀態；另外，在冷氣從進風口 11送入速度的影響和熱管3的冷凝段33對進風過道內空氣加熱產生的浮力的雙重作用下，進風過道內空氣的湍流現象會明顯增強，湍流現象引起進風過道內空氣的強對流，從而使進風過道內的空氣溫度更加均勻。即在上述三個因素的共同作用下，進風過道內的空氣溫度可以理解為是均勻的，即進風過道下部空間和上部空間的空氣溫度大致相同。因此，溫度傳感器5測量的機櫃200後壁底部空間的溫度可以理解為進風過道內的空氣溫度，即第一溫度值即為進風過道內的空氣溫度。[0046]其中，第一溫度值為23°C -25°C。有利地，第一溫度值大約為24°C。具體而言，溫度傳感器5測量進風過道內的空氣溫度，當測得的溫度超過第一溫度值例如超過預先設定的24°C時，閥門調節器7會控制閥門6的開度，使其開度變大，從而使更多的冷氣進入進風過道對機櫃200內的計算機進行冷卻，保證進風過道內的空氣溫度時刻保持在24°C左右，提供給計算機一個良好的工作環境，防止計算機的一些部件過熱導致效率低甚至損壞。根據本實用新型實施例的用於機房中的冷卻系統100，具有如六個下優點1)使用空氣作用冷卻介質，與以液體作為冷卻介質的冷卻系統相比，避免了複雜和昂貴的輸送管道，克服了液體冷卻介質導流不方便的缺點；2)進風管道I和出風管道2設在機櫃200的上方，與架空地板的管道布置方式相比，充分利用了機房的空間，避免抬高地板，增加成本；3)通過將冷過道和熱過道分開且將二者隔離，避免氣流短路，從·而提高了製冷效率；4)冷卻件3對計算機的主要熱點計算機CPU300進行重點冷卻，進風過道中的冷風對計算機其他部件和機櫃200進行冷卻，從而可提高冷卻系統100的冷卻效率，進而降低能耗；5)冷卻系統100可調節並保證進風過道內的空氣溫度處在合適的範圍內，並可根據瞬時冷負荷調節製冷能力；6)無論計算機的散熱量多大，均可通過調節閥門6的開度來保證進風過道內的溫度恆定以消除所有熱點。在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求1.一種用於機房中的冷卻系統，所述機房包括至少一個機櫃和設在所述機櫃內的多個計算機，其特徵在於，包括 進風管道，所述進風管道設在所述機櫃的上方且具有至少一個進風口； 出風管道，所述出風管道設在所述機櫃的上方且具有至少一個出風口，其中所述機櫃位於相鄰的進風口和出風口之間；和 多個冷卻件，所述多個冷卻件分別設在所述機櫃內以冷卻所述計算機CPU。
2.根據權利要求I所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，所述進風口與所述機櫃頂壁的後表面貼合； 所述出風口與所述機櫃頂壁的前表面貼合。
3.根據權利要求2所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，所述進風口和所述出風口與所述機櫃的頂壁之間分別設有密封件。
4.根據權利要求3所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，所述冷卻件為熱管，所述熱管包括 管體； 分別設在所述管體兩端的蒸發段和冷凝段，其中所述蒸發段與所述CPU接觸，所述冷凝段從所述機櫃的後壁伸出。
5.根據權利要求4所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，還包括多個隔離板，所述隔離板設在所述機櫃的後壁上，所述隔離板上形成有多個通孔，其中所述熱管的冷凝段通過所述通孔伸出。
6.根據權利要求5所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，所述隔離板的上沿與所述機櫃的頂壁大致平齊且下沿相對於地面具有預定高度。
7.根據權利要求I所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，每個所述機櫃的底部均設有至少一個用於使冷卻風從所述進風管道向所述出風管道流動的風扇。
8.根據權利要求I所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，所述冷卻系統還包括 至少一個溫度傳感器，所述至少一個溫度傳感器分別對應地設在所述機櫃後壁的底部用於測量所述機櫃後壁底部空間的溫度； 至少一個閥門，所述至少一個閥門分別對應地設在所述進風管道的進風口處； 至少一個閥門調節器，所述至少一個閥門調節器分別對應地與所述閥門和所述溫度傳感器相連，其中所述閥門調節器被構造成根據所述溫度傳感器測量的溫度數值、調節所述閥門開度的大小以使所述機櫃後壁的底部空間的溫度穩定在預先設定的第一溫度值。
9.根據權利要求8所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，所述第一溫度值為23 0C -25 °C。
10.根據權利要求9所述的用於機房中的冷卻系統，其特徵在於，所述第一溫度值大約為 24。。。
專利摘要本實用新型公開了一種用於機房中的冷卻系統，所述機房包括至少一個機櫃和設在所述機櫃內的多個計算機，所述冷卻系統包括進風管道，所述進風管道設在所述機櫃的上方且具有至少一個進風口；出風管道，所述出風管道設在所述機櫃的上方且具有至少一個出風口，其中所述機櫃位於相鄰的進風口和出風口之間；和多個冷卻件，所述多個冷卻件分別設在所述機櫃內以冷卻所述計算機CPU。根據本實用新型的用於機房中的冷卻系統，具有冷卻效果好，能耗低，對主要熱點計算機CPU可單獨冷卻，提高計算機工作的穩定性和工作效率，實用性好。
文檔編號H05K7/20GK202565648SQ20122014866
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者範韶鋒 申請人:蘇州明威醫療科技有限公司