垂直均溫it機櫃的製作方法

2023-06-14 08:06:36 1

專利名稱：垂直均溫it機櫃的製作方法
技術領域：
本發明涉及機櫃技術領域，尤其涉及一種垂直均溫IT機櫃。
背景技術：
國內外資料庫伺服器機櫃，不論何種方式獲取冷量對伺服器降溫，其機櫃均存在上下溫差太大的問題，溫差4-6度，甚至出現10度以上溫差也較為常見。這是機櫃設計與空調系統沒有很好連結的結果。這種情況影響伺服器的運行質量，甚至造成伺服器的故障和損壞。隨著IT科技的進步和高速發展，高密度大功率(高熱)伺服器採用與製冷系統蒸發盤管或空調機組製備的冷凍水盤管為一體結構的機櫃，這種盤管與機櫃一體結構的供冷方式，仍存在機櫃N層上下伺服器較大的溫差。同時，機櫃供冷溫度受大氣溫溼度和伺服器運行負荷溫度變化的影響，自然產生的蒸發水或凝結水與機櫃伺服器和複雜的電網共處，以及盤管、接頭、閥件等循環液體的異外爆噴洩漏故障，潛在危及伺服器和資料庫的運行安全。

發明內容
本發明的特徵和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。為克服現有技術的問題，本發明提供一種垂直均溫IT機櫃，採用風冷方式進行機櫃的降溫冷卻，並實現機櫃內上下垂直均溫，保障機櫃內IT設備的安全可靠運行，適用於各種規格、功率，尤其是大功率高密度的IT設備。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案如下根據本發明的一個方面，提供一種垂直均溫IT機櫃，其中設置有多個橫向機架，橫向機架的高度能夠任意調整，以適於在其上安置各種IT設備，其中該機櫃還包括風機，其設置於該機櫃內部的上方或下方，用於從該機櫃外部抽取冷空氣；風道，其在該機櫃內部沿豎直方向形成於該機櫃的一側，用於將由該風機導入的冷空氣引導到橫向安置的各IT設備；多個獨立可調的風量調節閥，其從上到下分別設置於該風道中與該橫向機架對應的位置處，以對從該風道導入各IT設備的風量獨立地進行調節，實現該機櫃內部的垂直均溫;出風口，其設置於該機柜上與該風道相對的一側，將流經各IT設備的高熱氣體排出該機櫃。根據本發明的一個實施例，該風道形成於該機櫃的側壁與該機櫃內部設置的直立機架的側壁之間，該直立機架的側壁上設置有通往橫向安置的各IT設備的通風口，該風量調節閥分別設置於各個通風口上。根據本發明的一個實施例，該風道形成於該機櫃門體的豎直外側板和豎直內側板之間，該豎直內側板上設置有通往橫向安置的各IT設備的通風口，該風量調節閥分別設置於各個通風口上。根據本發明的一個實施例，該風量調節閥採用能夠繞樞軸線旋轉並在打開和關閉位置之間以多個調節角度定位的閥板，該樞軸線平行於該風道通往橫向安置的各IT設備的通風口。根據本發明的一個實施例，該機柜上與該風道相對的一側設置有網孔門，該出風口為形成於該網孔門上的網孔，該機櫃內的高熱氣體從該網孔門排出。根據本發明的一個實施例，該風機採用單臺離心風機，設置於在該機櫃內部的下方形成的獨立空間中，該獨立空間的底部設置有進風口，該獨立空間還與該風道相通，以將從該進風口抽取的外部冷空氣導入該風道。根據本發明的一個實施例，該風機採用兩臺離心風機，分別設置於在該機櫃內部 的下方形成的兩個獨立空間中，各獨立空間的底部分別設置有進風口，各獨立空間還分別與該風道相通，以將從該進風口抽取的外部冷空氣導入該風道。優選地，在各個獨立空間與該風道相通的位置處分別設有一個逆止風閥，各逆止風閥與相應的離心風機同步，在兩臺離心風機運行時，逆止風閥均開啟，使離心風機抽取的冷空氣進入風道；在只有其中一臺離心風機運行時，相應的逆止風閥開啟，而另一逆止風閥因空氣壓力作用自動關閉。優選地，各逆止風閥分別採用繞橫置或豎置樞軸線旋轉的活動擋板，且該擋板設置為在兩臺離心風機均運行時，冷空氣衝開兩個擋板，向上進入該風道；而在其中一臺離心風機運行時，冷空氣衝開相應的一個擋板，向上進入該風道，同時因空氣壓力作用自動關閉另一個擋板，防止冷空氣從該另一個擋板處洩漏。根據本發明的一個實施例，該進風口處設置過濾網，用於對該風機抽取的冷空氣進行過濾。根據本發明的一個實施例，該機櫃的下方圍繞該機櫃的底部設置有柔性密封接口套，以與該機櫃下方的地板形成密封，防止該風機從地板下方抽取冷空氣時出現洩漏。根據本發明的一個實施例，離心風機採用變頻電機，根據機櫃所需溫度自動變頻，實現變風量供冷。本發明提供了一種垂直均溫IT機櫃，採用風冷方式進行機櫃的降溫冷卻，並實現機櫃內上下垂直均溫，保障了機櫃內IT設備的安全可靠運行，適用於各種規格、功率，尤其是大功率高密度的IT設備。本發明可適應資料庫機房空調系統的不同送風方式，機櫃均實現垂直均溫，溫差可控制在2°C 土1°C。而且，採用不同功率變頻單風機或雙風機機櫃，變風量供冷可適用於任何功率的伺服器機櫃降溫，其IT機櫃沒有水或液體造成機櫃或資料庫災難性的潛在危險。本發明同樣適用於一切疊置物體等溫送風或不同溫度控制的實驗室、醫藥的垂直均溫儲藏等。本發明的垂直均溫機櫃同時具有疊置物體不同溫度要求可調的功能。通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些技術方案的特徵和內容。


下面通過參考附圖並結合實例具體地描述本發明，本發明的優點和實現方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用於對本發明的解釋說明，而不構成對本發明的任何意義上的限制，在附圖中圖I為本發明第一實施例的IT機櫃側面的剖切結構示意圖；圖2為本發明第二實施例的IT機櫃底部的剖切結構示意圖。
具體實施例方式用於放置IT設備的機櫃，特別是大功率高密度的機櫃(例如伺服器機櫃)一般布置於機房的空調環境中，要求恆溫可靠，上、下溫差小，保證IT設備具有安全可靠的運行技術條件。本發明採用風冷的方式進行機櫃內部的降溫冷卻，從而使機櫃內無水，只有乾燥的風，從而避免了現有技術採用盤管降溫冷卻所帶來的產生凝結水等潛在危險。
實施例一如圖I所75,本實施例提供一種IT機櫃,其中設置有多個橫向機架11,橫向機架的高度能夠任意調整，以適於在其上安置各種IT設備，機櫃還包括風機、風道3、多個獨立可調的風量調節閥4和出風口。圖中的箭頭示出了冷空氣的流動方向。本實施例中風機採用單臺離心風機1，其設置於機櫃內部的下方，用於從機櫃外部抽取冷空氣。風道3在機櫃內部沿豎直方向形成於機櫃的一側，用於將由風機導入的冷空氣引導到橫向安置的各IT設備。風量調節閥4從上到下分別設置於風道3中與橫向機架11對應的位置處，以對從風道3導入各IT設備的風量獨立地進行調節，實現機櫃內部的垂直均溫。出風口設置於機柜上與風道3相對的一側，將流經各IT設備的高熱氣體排出機櫃，本實施例中，機柜上與風道相對的一側設置有網孔門9，出風口為形成於網孔門9上的網孔，機櫃內的高熱氣體從網孔門9排出。本實施例中風道3形成於機櫃門體12 (可參見圖2)的豎直外側板32和豎直內側板31之間，豎直內側板31上設置有通往橫向安置的各IT設備的通風口，風量調節閥4分別設置於各個通風口上。當然，本領域技術人員也可以對上述設計進行變化，將風道形成於機櫃的側壁與機櫃內部設置的直立機架的側壁之間，直立機架的側壁上設置有通往橫向安置的各IT設備的通風口，風量調節閥分別設置於各個通風口上。這種變型方案也在本發明的保護範圍之內。本實施例中，風量調節閥4採用能夠繞樞軸線旋轉並在打開和關閉位置之間以多個調節角度定位的閥板，樞軸線平行於風道通往橫向安置的各IT設備的通風口，即豎直內側板31上設置的通往橫向安置的各IT設備的通風口。單臺離心風機I設置於在機櫃內部的下方形成的獨立空間中，獨立空間的底部設置有進風口，進風口處設置過濾網7，用於對離心風機I抽取的冷空氣進行過濾。獨立空間還與風道3相通，以將從進風口抽取的外部冷空氣導入風道3。機櫃的下方圍繞機櫃的底部設置有柔性密封接口套8，以與機櫃下方的地板形成密封，防止風機從地板下方抽取冷空氣時出現洩漏。機櫃頂部設置有頂部電纜槽或電纜箱5，機櫃內上下貫通地設有電纜槽6，可參見圖2中的標示。本實施例採用的是地板送風的方式，將空調系統製備的冷風送至機房地板下方，然後通過離心風機從地板下方抽取冷空氣進入機櫃。當然，本領域技術人員也可以採用天花風管送風的方式，天花風管與機柜上部進風口連接，通過離心風機從天花風管抽取冷空氣進入機櫃，這樣離心風機可布置於機柜上方，電纜槽或電纜箱5相應設置於機櫃底部，改變風量調節閥方向，同樣可以實現本發明機櫃垂直均溫的目的，這些變化同樣在本發明的保護範圍之內。實施例二如圖2所示，實施例二與實施例一的不同點在於，風機採用兩臺離心風機2，分別設置於在機櫃內部的下方形成的兩個獨立空間中，各獨立空間的底部分別設置有進風口，各獨立空間還分別與風道3相通，以將從進風口抽取的外部冷空氣導入風道。在各個獨立空間與風道3相通的位置處分別設有一個逆止風閥，各逆止風閥與相應的離心風機同步，在兩臺離心風機運行時，逆止風閥均開啟，使離心風機抽取的冷空氣進入風道；在只有其中一臺離心風機運行時，相應的逆止風閥開啟，而另一逆止風閥因空氣壓力作用自動關閉。 在本實施例中，各逆止風閥分別採用繞橫置或豎置樞軸線旋轉的活動擋板(本實施例中採用繞豎置樞軸線旋轉的活動擋板10、13)，且擋板設置為在兩臺離心風機均運行時，冷空氣衝開兩個擋板，向上進入風道3 ;而在其中一臺離心風機運行時，冷空氣衝開相應的一個擋板，向上進入風道，同時因空氣壓力作用自動關閉另一個擋板，防止冷空氣從該另一個擋板處洩漏。本實施例機櫃的其它結構和工作原理均與實施例一相同，在此不再重複描述。上述兩個實施例的垂直均溫IT機櫃採用機櫃離心風機I或2，經過過濾網7抽取資料庫機房空調系統的低溫氣流，通過風道3進入機櫃N層不同高度的橫向機架11與N層伺服器進行熱交換降溫。其機櫃N層伺服器疊置上升的疊加溫度，通過風量調節閥4調節機櫃各層風量排熱。根據此原理，離心風機也可安裝於機櫃頂部送風，改變風量調節閥方向，也可以實現機櫃N層伺服器所需溫度可調的上下均溫機櫃。本發明實現機櫃內上下垂直均溫，保障了機櫃內IT設備的安全可靠運行。根據IT設備的功率，可以採用一個或兩個變頻風機，從而適應各種功率的IT設備。通過感溫元件，控制風機變頻變風量工作，實現垂直均溫。本發明的機櫃安裝完後，調節好風量調節閥的角度，即可以將各種不同功率發熱的IT設備(如伺服器)置於一個機櫃，可以實現所要求的技術溫度。根據出風口測得的溫度，可以對風量調節閥的角度進行調節，從而確保上下溫差控制在很小的範圍內。也可以設置報警器，在溫度過高時進行報警提示。利用本發明，可以實現對不同功率的伺服器在同一機櫃中進行冷卻。而本發明中採用的將風道和風量調節閥設置於門體上的方式，可以更加方便地實現對機櫃中IT設備的均溫冷卻，例如在機櫃中擺放不同規格的伺服器時，需要對橫向機架的位置進行調整，而由於風量調節閥設置於門體上，因此風量調節閥的位置不需要調整，只需要對風量調節閥的角度進行調節，即可實現機櫃中伺服器的垂直均溫冷卻。利用本發明，離風風機所抽取的低溫空氣與現有技術採用盤管送風方式所提供的低溫空氣溫度相同，可以實現同樣的冷卻效果。採用離心風機主動抽風，可以提高冷卻效率。而且採用兩臺離心風機可以實現備份的作用，在一颱風機故障的情況下，可啟用另一颱風機運行。在兩颱風機均停機的情況下，地板下方形成的靜壓箱也能直接提供冷空氣到IT機櫃對IT設備進行降溫冷卻。
單臺或兩臺離心風機可以分別採用變頻電機，根據機櫃所需溫度自動變頻，實現單臺或兩臺離心風機分別變風量供冷。採用變頻電機可以適應各種功率機櫃的應用。當然，除了採用離風風機之外，也可以採用軸流風機。以上參照

了本發明的優選實施例，本領域技術人員不脫離本發明的範圍和實質，可以有多種變型方案實現本 發明。舉例而言，作為一個實施例的部分示出或描述的特徵可用於另一實施例以得到又一實施例。以上僅為本發明較佳可行的實施例而已，並非因此局限本發明的權利範圍，凡運用本發明說明書及附圖內容所作的等效變化，均包含於本發明的權利範圍之內。
權利要求
1.ー種垂直均溫IT機櫃，其中設置有多個橫向機架，橫向機架的高度能夠任意調整，以適於在其上安置各種IT設備，其特徵在於，所述機櫃還包括 風機，其設置於所述機櫃內部的上方或下方，用於從所述機櫃外部抽取冷空氣； 風道，其在所述機櫃內部沿豎直方向形成於所述機櫃的ー側，用於將由所述風機導入的冷空氣引導到橫向安置的各IT設備； 多個獨立可調的風量調節閥，其從上到下分別設置於所述風道中與所述橫向機架對應的位置處，以對從所述風道導入各IT設備的風量獨立地進行調節，實現所述機櫃內部的垂直均溫； 出風ロ，其設置於所述機柜上與所述風道相対的ー側，將流經各IT設備的高熱氣體排出所述機拒。
2.根據權利要求I所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，所述風道形成於所述機櫃的側壁與所述機櫃內部設置的直立機架的側壁之間，所述直立機架的側壁上設置有通往橫向安置的各IT設備的通風ロ，所述風量調節閥分別設置於各個通風口上。
3.根據權利要求I所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，所述風道形成於所述機櫃門體的豎直外側板和豎直內側板之間，所述豎直內側板上設置有通往橫向安置的各IT設備的通風ロ，所述風量調節閥分別設置於各個通風口上。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，所述風量調節閥採用能夠繞樞軸線旋轉並在打開和關閉位置之間以多個調節角度定位的閥板，所述樞軸線平行於所述風道通往橫向安置的各IT設備的通風ロ。
5.根據權利要求I至3中任一項所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，所述機柜上與所述風道相対的一側設置有網孔門，所述出風ロ為形成於所述網孔門上的網孔，所述機櫃內的高熱氣體從所述網孔門排出。
6.根據權利要求I所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，所述風機採用單臺離心風機，設置於在所述機櫃內部的下方形成的獨立空間中，所述獨立空間的底部設置有進風ロ，所述獨立空間還與所述風道相通，以將從所述進風ロ抽取的外部冷空氣導入所述風道。
7.根據權利要求I所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，所述風機採用兩臺離心風機，分別設置於在所述機櫃內部的下方形成的兩個獨立空間中，各獨立空間的底部分別設置有進風ロ，各獨立空間還分別與所述風道相通，以將從所述進風ロ抽取的外部冷空氣導入所述風道。
8.根據權利要求7所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，在各個獨立空間與所述風道相通的位置處分別設有ー個逆止風閥，各逆止風閥與相應的離心風機同步，在兩臺離心風機運行時，逆止風閥均開啟，使所述離心風機抽取的冷空氣進入所述風道；在只有其中一臺離心風機運行時，相應的逆止風閥開啟，而另一逆止風閥因空氣壓力作用自動關閉。
9.根據權利要求8所述的垂直均溫IT機拒，其特徵在幹，各逆止風閥分別採用繞橫置或豎置樞軸線旋轉的活動擋板，且所述擋板設置為在兩臺離心風機均運行吋，冷空氣衝開兩個擋板，向上進入所述風道；而在其中一臺離心風機運行時，冷空氣衝開相應的ー個擋板，向上進入所述風道，同時因空氣壓力作用自動關閉另ー個擋板，防止冷空氣從所述另ー個擋板處洩漏。
10.根據權利要求6或7所述的垂直均溫IT機櫃，其特徵在於，所述離心風機採用變頻電機 ，根據機櫃所需溫度自動變頻，實現變風量供冷。
全文摘要
本發明提供一種垂直均溫IT機櫃，其中設置有多個橫向機架，橫向機架的高度能夠任意調整，以適於在其上安置各種IT設備，機櫃還包括風機，其設置於機櫃內部的上方或下方，用於從外部抽取冷空氣；風道，其在機櫃內部沿豎直方向形成於機櫃的一側，用於將由風機導入的冷空氣引導到橫向安置的各IT設備；多個獨立可調的風量調節閥，其從上到下分別設置於風道中與橫向機架對應的位置處，以對從風道導入各IT設備的風量獨立地進行調節，實現機櫃內部的垂直均溫；出風口設置於機柜上與風道相對的一側。本發明採用風冷方式進行機櫃的降溫冷卻，並實現機櫃內上下垂直均溫，保障機櫃內IT設備的安全可靠運行，適用於各種規格、功率的IT設備。
文檔編號H05K7/20GK102711420SQ20121019913
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者戈書廣, 羅積源 申請人:戈書廣, 羅積源