本發(fā)明涉及機(jī)柜散熱裝置，具體涉及一種機(jī)柜頂置式換熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子設(shè)備的發(fā)展，數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)機(jī)柜服務(wù)器功率密度以及數(shù)量的逐漸增多，其散熱量也以驚人的速度增長(zhǎng)，因此，以電子設(shè)備為主要設(shè)備的機(jī)柜的散熱系統(tǒng)尤為重要；在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)在機(jī)柜的外側(cè)安裝散熱風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行散熱處理，以及在機(jī)房?jī)?nèi)安裝空調(diào)來(lái)降低溫度達(dá)到散熱的目的，但仍然存在很多問(wèn)題：
1、在機(jī)柜的外側(cè)安裝散熱風(fēng)扇進(jìn)行散熱處理，難以將機(jī)柜內(nèi)的熱量完全帶走，導(dǎo)致機(jī)柜里的電子設(shè)備容易出現(xiàn)故障，使用壽命降低；
2、在機(jī)房?jī)?nèi)安裝空調(diào)只能降低室內(nèi)溫度，不能夠從電子設(shè)備的內(nèi)部帶走熱量，散熱效果差，并且空調(diào)能耗非常高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)柜頂置式換熱裝置，該裝置將高效換熱熱管、翅片式液冷換熱器以及散熱風(fēng)機(jī)結(jié)合在一起，使得機(jī)柜內(nèi)部的熱空氣得到充分的散失，降低了機(jī)柜空調(diào)冷負(fù)荷，節(jié)省能源消耗，并且對(duì)機(jī)柜的散熱速度快。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種機(jī)柜頂置式換熱裝置，包括設(shè)置于機(jī)柜頂部的頂部下隔板、頂部上隔板、頂部翅片式液冷換熱器以及若干個(gè)頂部風(fēng)機(jī)，其中，所述頂部下隔板和頂部上隔板上均設(shè)有通風(fēng)孔；所述頂部翅片式液冷換熱器和頂部風(fēng)機(jī)設(shè)置于頂部下隔板和頂部上隔板之間，其中，頂部翅片式液冷換熱器設(shè)置于頂部下隔板上，所述頂部風(fēng)機(jī)設(shè)置于頂部翅片式液冷換熱器的上部。
上述一種機(jī)柜頂置式換熱裝置的工作原理是：
機(jī)柜里的電子設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作后，機(jī)柜里存在很多熱量；通過(guò)設(shè)置于機(jī)柜頂部的頂部風(fēng)機(jī)將機(jī)柜內(nèi)部的熱空氣通過(guò)機(jī)柜底部孔板引入頂部翅片式液冷換熱器，頂部翅片式液冷換熱器將熱空氣熱量帶走，降低所通過(guò)的空氣溫度，從而降低了排入機(jī)房?jī)?nèi)部的熱量。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述頂部翅片式液冷換熱器由換熱盤管、翅片、管道、流量調(diào)節(jié)器、水泵以及冷卻塔組成。上述結(jié)構(gòu)的頂部翅片式液冷換熱器中，利用翅片吸收空氣中的熱量，并傳遞給換熱盤管內(nèi)的冷卻液，由冷卻液將熱量輸送至冷卻塔進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)柜的散熱。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述頂部風(fēng)機(jī)為多個(gè)，且分成列設(shè)置在頂部翅片式液冷換熱器的上部和頂部上隔板之間。通過(guò)多個(gè)頂部風(fēng)機(jī)，提高散熱的效率。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，還包括設(shè)置在機(jī)柜中部的抽屜隔板式熱管散熱裝置，該抽屜隔板式熱管散熱裝置包括機(jī)柜隔板組件、翅片式液冷換熱器、呈l型的導(dǎo)熱熱管以及背側(cè)風(fēng)機(jī)；其中，所述機(jī)柜隔板組件包括上水平隔板、下水平隔板、內(nèi)垂直隔板和外垂直隔板，所述上水平隔板、下水平隔板、內(nèi)垂直隔板以及外垂直隔板上均設(shè)有通風(fēng)孔；所述上水平隔板和下水平隔板設(shè)置在機(jī)柜內(nèi)部中間，且上水平隔板和下水平隔板之間設(shè)有用于安裝導(dǎo)熱熱管和翅片式液冷換熱器的安裝空間；所述內(nèi)垂直隔板和外垂直隔板設(shè)置在機(jī)柜的背側(cè)；所述導(dǎo)熱熱管的水平段設(shè)置于安裝空間中并與上水平隔板的下面貼合；所述導(dǎo)熱熱管的水平段的下面與下水平隔板的上面之間設(shè)有水平放置的翅片式液冷換熱器；所述導(dǎo)熱熱管的垂直段與所述內(nèi)垂直隔板貼合；所述導(dǎo)熱熱管的垂直段的外側(cè)設(shè)有與其緊密接觸的垂直放置的翅片式液冷換熱器；所述垂直放置的翅片式液冷換熱器的外側(cè)與外垂直隔板之間的空間形成垂直的通風(fēng)通道；所述背側(cè)風(fēng)機(jī)設(shè)置在通風(fēng)通道內(nèi)。
上述抽屜隔板式熱管散熱裝置的工作原理是：
安裝在機(jī)柜中間的導(dǎo)熱熱管的水平段通過(guò)上水平隔板將熱量吸收到熱管內(nèi)；由于導(dǎo)熱熱管的水平段的下面與下水平隔板的上面之間設(shè)有水平放置的翅片式液冷換熱器，因此水平放置的翅片式液冷換熱器除了吸收機(jī)柜中空氣中的熱量以及下水平隔板傳遞過(guò)來(lái)的熱量外，導(dǎo)熱熱管的水平段的熱量也傳送到該翅片式液冷換熱器的翅片上；由于導(dǎo)熱熱管的水平段中的熱量并不能全部傳導(dǎo)到水平放置的翅片式液冷換熱器中，因此，導(dǎo)熱熱管的水平段中剩余的熱量就會(huì)傳導(dǎo)到垂直段中，與導(dǎo)熱熱管的垂直段相接觸的垂直放置的翅片式液冷換熱器會(huì)吸收垂直段的一部分熱量以及機(jī)柜中的熱量；此時(shí)，通過(guò)外部冷卻液輸送系統(tǒng)將冷卻介質(zhì)輸送到翅片式液冷換熱器的液冷管中，冷卻介質(zhì)經(jīng)過(guò)垂直放置的翅片式液冷換熱器的液冷管后再經(jīng)過(guò)水平放置的翅片式液冷換熱器的液冷管，最終流出到外部冷卻液輸送系統(tǒng)，從而將機(jī)柜中傳導(dǎo)到翅片的熱量帶出機(jī)柜；在冷卻介質(zhì)輸送的過(guò)程中，設(shè)置在機(jī)柜的側(cè)通風(fēng)通道內(nèi)的背側(cè)風(fēng)機(jī)工作，將導(dǎo)熱熱管的垂直段和垂直放置的翅片式液冷換熱器的熱量進(jìn)行風(fēng)冷，進(jìn)一步加快散熱。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述上水平隔板和內(nèi)垂直隔板在端部相互連接，所述下水平隔板和外垂直隔板在端部相互連接，所述上水平隔板和下水平隔板之間通過(guò)第一端部連接板連接在一起，所述內(nèi)垂直隔板和外垂直隔板通過(guò)第二端部連接板連接在一起；所述垂直放置的翅片式液冷換熱器的外側(cè)還設(shè)有中間垂直隔板，所述背側(cè)風(fēng)機(jī)設(shè)置于中間垂直隔板和外垂直隔板之間。這樣上水平隔板、第一端部連接板、下水平隔板、外垂直隔板、第二端部連接板和內(nèi)垂直隔板依次相連接構(gòu)成整個(gè)散熱裝置的框架，從而更便于整個(gè)散熱裝置以嵌入的方式安裝到機(jī)柜中；另外，通過(guò)設(shè)置所述中間垂直隔板，便于背側(cè)風(fēng)機(jī)以及垂直放置的翅片式液冷換熱器的安裝固定。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述機(jī)柜中設(shè)有由角鋼制成的支撐導(dǎo)軌，所述下水平隔板支承在支撐導(dǎo)軌上。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，整個(gè)散熱裝置的框架可以支承在所述支撐導(dǎo)軌上，整個(gè)散熱裝置像抽屜一樣裝入到機(jī)柜中，安裝相當(dāng)方便。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，背側(cè)風(fēng)機(jī)在豎直方向上分為兩排，每排包括多個(gè)沿水平方向排列的背側(cè)風(fēng)機(jī)；另外，在內(nèi)垂直隔板和外垂直隔板的上端設(shè)有頂端風(fēng)機(jī)。通過(guò)設(shè)置多個(gè)背側(cè)風(fēng)機(jī)和頂端風(fēng)機(jī)，有利于提高散熱效率。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述通風(fēng)通道的進(jìn)風(fēng)口同時(shí)與室內(nèi)和室外連通，根據(jù)不同的季節(jié)而采用室內(nèi)或室外空氣進(jìn)行冷卻。具體地，通過(guò)機(jī)柜的冷卻空氣在夏季采用室內(nèi)空氣，過(guò)渡季節(jié)則采用室外溫度較低的空氣過(guò)濾除濕后進(jìn)入機(jī)柜，并將機(jī)柜散熱帶出機(jī)房。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述通風(fēng)通道的排風(fēng)口通過(guò)排風(fēng)管道連接到機(jī)房外部。這樣當(dāng)排風(fēng)溫度較高時(shí)直接將排風(fēng)通過(guò)獨(dú)立的排風(fēng)管道排到機(jī)房外部，避免機(jī)房?jī)?nèi)空氣溫度過(guò)高。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述導(dǎo)熱熱管為扁平熱管，該扁平熱管的水平段和垂直段分別通過(guò)焊接的方式與上水平隔板和內(nèi)垂直隔板連接在一起。扁平熱管具有寬闊的表面與水平隔板和內(nèi)垂直隔板進(jìn)行接觸，從而提高散熱效率，提高了系統(tǒng)的整體熱能利用效率，同時(shí)扁平熱管的結(jié)構(gòu)也適應(yīng)機(jī)柜中狹窄扁平的空間。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
1、將機(jī)柜頂部與換熱元件有機(jī)一體化，拓展了機(jī)柜的功能。
2、利用翅片式液冷換熱器、風(fēng)機(jī)和風(fēng)道等形成液冷換熱單元，可有效提高機(jī)柜散熱量。
3、利用液體對(duì)機(jī)柜內(nèi)部熱量進(jìn)行散失，提高了冷卻效率。
4、該裝置可與機(jī)柜液冷系統(tǒng)或送排風(fēng)系統(tǒng)結(jié)合，拓展其測(cè)試應(yīng)用范圍。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一種機(jī)柜頂置式換熱裝置的正面剖視圖。
圖2為本發(fā)明一種機(jī)柜頂置式換熱裝置的俯視圖。
圖3為本發(fā)明中抽屜隔板式熱管散熱裝置的正面剖視圖。
圖4為本發(fā)明中抽屜隔板式熱管散熱裝置的右視圖。
圖5為圖3中翅片式液冷換熱器的俯視圖。
圖6為本發(fā)明一種機(jī)柜頂置式換熱裝置和抽屜隔板式熱管散熱裝置同時(shí)安裝在機(jī)柜中的正面剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。
參見圖1-圖2，一種機(jī)柜頂置式換熱裝置，包括設(shè)置于機(jī)柜14頂部的頂部下隔板2、頂部上隔板1、頂部翅片式液冷換熱器4以及若干個(gè)頂部風(fēng)機(jī)3，其中，所述頂部下隔板2和頂部上隔板1上均設(shè)有通風(fēng)孔8；所述頂部翅片式液冷換熱器4和頂部風(fēng)機(jī)3設(shè)置于頂部下隔板2和頂部上隔板1之間，其中，頂部翅片式液冷換熱器4設(shè)置于頂部下隔板2上，所述頂部風(fēng)機(jī)3設(shè)置于頂部翅片式液冷換熱器4的上部。
參見圖1-圖2，所述頂部翅片式液冷換熱器4由換熱盤管、翅片、管道、流量調(diào)節(jié)器、水泵以及冷卻塔組成。上述結(jié)構(gòu)的頂部翅片式液冷換熱器4中，利用翅片吸收空氣中的熱量，并傳遞給換熱盤管內(nèi)的冷卻液，由冷卻液將熱量輸送至冷卻塔進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)柜14的散熱。
參見圖1-圖2，所述頂部風(fēng)機(jī)3為多個(gè)，且分成列設(shè)置在頂部翅片式液冷換熱器4的上部和頂部上隔板1之間。通過(guò)多個(gè)頂部風(fēng)機(jī)3，提高散熱的效率。
參見圖3-圖6，還包括設(shè)置在機(jī)柜14中部的抽屜隔板式熱管散熱裝置，該抽屜隔板式熱管散熱裝置包括機(jī)柜隔板組件、翅片式液冷換熱器9(型號(hào)：fp-51型，規(guī)格：580×200×65)、呈l型的導(dǎo)熱熱管10(型號(hào)：amec-mhp-3060a-150a散熱管，規(guī)格：3.0mm厚×40mm寬，垂直導(dǎo)熱功率：185w)以及功率為64w，額定風(fēng)量為680m3/h的軸流冷卻背側(cè)風(fēng)機(jī)13；其中，所述機(jī)柜隔板組件包括上水平隔板15、下水平隔板16、內(nèi)豎直隔板17和外垂直隔板18，所述上水平隔板15、下水平隔板16、內(nèi)垂直隔板17以及外垂直隔板18上均設(shè)有通風(fēng)孔8；所述上水平隔板15和下水平隔板16設(shè)置在機(jī)柜14內(nèi)部中間，且上水平隔板15和下水平隔板16之間設(shè)有用于安裝導(dǎo)熱熱管10和翅片式液冷換熱器9的安裝空間；所述內(nèi)垂直隔板17和外垂直隔板18設(shè)置在機(jī)柜14的背側(cè)；所述導(dǎo)熱熱管10的水平段10-1設(shè)置于安裝空間中并與上水平隔板15的下面貼合；所述導(dǎo)熱熱管10的水平段10-1的下面與下水平隔板16的上面之間設(shè)有水平放置的翅片式液冷換熱器9-1；所述導(dǎo)熱熱管10的垂直段10-2與所述內(nèi)垂直隔板17貼合；所述導(dǎo)熱熱管10的垂直段10-2的外側(cè)設(shè)有與其緊密接觸的垂直放置的翅片式液冷換熱器9-2；所述垂直放置的翅片式液冷換熱器9-2的外側(cè)與外垂直隔板18之間的空間形成垂直的通風(fēng)通道；所述背側(cè)風(fēng)機(jī)13設(shè)置在通風(fēng)通道內(nèi)。
參見圖3-圖6，上述抽屜隔板式熱管散熱裝置的工作原理是：
安裝在機(jī)柜14中間的導(dǎo)熱熱管10的水平段10-1通過(guò)上水平隔板15將熱量吸收到熱管內(nèi)；由于導(dǎo)熱熱管10的水平段10-1的下面與下水平隔板16的上面之間設(shè)有水平放置的翅片式液冷換熱器9-1，因此水平放置的翅片式液冷換熱器9-1除了吸收機(jī)柜14中空氣中的熱量以及下水平隔板16傳遞過(guò)來(lái)的熱量外，導(dǎo)熱熱管10的水平段10-1的熱量也傳送到該翅片式液冷換熱器9的翅片上；由于導(dǎo)熱熱管10的水平段10-1中的熱量并不能全部傳導(dǎo)到水平放置的翅片式液冷換熱器9-1中，因此，導(dǎo)熱熱管10的水平段10-1中剩余的熱量就會(huì)傳導(dǎo)到垂直段10-2中，與導(dǎo)熱熱管10的垂直段10-2相接觸的垂直放置的翅片式液冷換熱器9-2會(huì)吸收垂直段10-2的一部分熱量以及機(jī)柜14中的熱量；此時(shí)，通過(guò)外部冷卻液輸送系統(tǒng)將冷卻介質(zhì)輸送到翅片式液冷換熱器9的液冷管9-3中，冷卻介質(zhì)經(jīng)過(guò)垂直放置的翅片式液冷換熱器9-2的液冷管9-3后再經(jīng)過(guò)水平放置的翅片式液冷換熱器9-1的液冷管9-3，最終流出到外部冷卻液輸送系統(tǒng)，從而將機(jī)柜14中傳導(dǎo)到翅片的熱量帶出機(jī)柜14；在冷卻介質(zhì)輸送的過(guò)程中，設(shè)置在機(jī)柜14的側(cè)通風(fēng)通道內(nèi)的背側(cè)風(fēng)機(jī)13工作，將導(dǎo)熱熱管10的垂直段10-2和垂直放置的翅片式液冷換熱器9-2的熱量進(jìn)行風(fēng)冷，進(jìn)一步加快散熱。
參見圖3-圖6，所述上水平隔板15和內(nèi)垂直隔板17在端部相互連接，所述下水平隔板16和外垂直隔板18在端部相互連接，所述上水平隔板15和下水平隔板16之間通過(guò)第一端部連接板5連接在一起，所述內(nèi)垂直隔板17和外垂直隔板18通過(guò)第二端部連接板6連接在一起；所述垂直放置的翅片式液冷換熱器9—2的外側(cè)還設(shè)有中間垂直隔板7，所述背側(cè)風(fēng)機(jī)13設(shè)置于中間垂直隔板7和外垂直隔板18之間。這樣上水平隔板15、第一端部連接板5、下水平隔板16、外垂直隔板18、第二端部連接板6和內(nèi)垂直隔板17依次相連接構(gòu)成整個(gè)散熱裝置的框架，從而更便于整個(gè)散熱裝置以嵌入的方式安裝到機(jī)柜14中；另外，通過(guò)設(shè)置所述中間垂直隔板7，便于背側(cè)風(fēng)機(jī)13以及垂直放置的翅片式液冷換熱器9-2的安裝固定。
參見圖3-圖6，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述機(jī)柜14中設(shè)有由角鋼制成的支撐導(dǎo)軌12，所述下水平隔板16支承在支撐導(dǎo)軌12上。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，整個(gè)散熱裝置的框架可以支承在所述支撐導(dǎo)軌12上，整個(gè)散熱裝置像抽屜一樣裝入到機(jī)柜14中，安裝相當(dāng)方便。
參見圖3-圖6，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，背側(cè)風(fēng)機(jī)13在豎直方向上分為兩排，每排包括多個(gè)沿水平方向排列的背側(cè)風(fēng)機(jī)13；另外，在內(nèi)垂直隔板17和外垂直隔板18的上端設(shè)有頂端風(fēng)機(jī)11。通過(guò)設(shè)置多個(gè)背側(cè)風(fēng)機(jī)13和頂端風(fēng)機(jī)11，有利于提高散熱效率。
參見圖3-圖6，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述通風(fēng)通道的進(jìn)風(fēng)口同時(shí)與室內(nèi)和室外連通，根據(jù)不同的季節(jié)而采用室內(nèi)或室外空氣進(jìn)行冷卻。具體地，通過(guò)機(jī)柜14的冷卻空氣在夏季采用室內(nèi)空氣，過(guò)渡季節(jié)則采用室外溫度較低的空氣過(guò)濾除濕后進(jìn)入機(jī)柜14，并將機(jī)柜14散熱帶出機(jī)房。
參見圖3-圖6，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述通風(fēng)通道的排風(fēng)口通過(guò)排風(fēng)管道連接到機(jī)房外部。這樣當(dāng)排風(fēng)溫度較高時(shí)直接將排風(fēng)通過(guò)獨(dú)立的排風(fēng)管道排到機(jī)房外部，避免機(jī)房?jī)?nèi)空氣溫度過(guò)高。
參見圖3-圖6，在抽屜隔板式熱管散熱裝置中，所述導(dǎo)熱熱管10為扁平熱管，該扁平熱管的水平段10-1和垂直段10-2分別通過(guò)焊接的方式與上水平隔板15和內(nèi)垂直隔板17連接在一起。扁平熱管具有寬闊的表面與水平隔板和內(nèi)垂直隔板17進(jìn)行接觸，從而提高散熱效率，提高了系統(tǒng)的整體熱能利用效率，同時(shí)扁平熱管的結(jié)構(gòu)也適應(yīng)機(jī)柜14中狹窄扁平的空間。
本實(shí)施方式的一種機(jī)柜14頂置式換熱裝置的工作原理是：
機(jī)柜14里的電子設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作后，機(jī)柜14里存在很多熱量；通過(guò)設(shè)置于機(jī)柜14頂部的頂部風(fēng)機(jī)3將機(jī)柜14內(nèi)部的熱空氣通過(guò)機(jī)柜14底部孔板引入頂部翅片式液冷換熱器4，頂部翅片式液冷換熱器4將熱空氣熱量帶走，降低所通過(guò)的空氣溫度，從而降低了排入機(jī)房?jī)?nèi)部的熱量。
上述為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。