CN100450334C - 一种散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热系统，以解决现有技术不能既散热效果良好又空间利用率低的问题。所述散热系统包括：机柜，所述的机柜包括有前门、及后门；复数个插框，所述的插框固定在所述的机柜中，插框内竖插发热的单板或其它功能模块；插框的背板和热管换热模块的隔板与机柜后门形成上、下通风的辅助风道，所述复数个插框的内部形成上、下通风的插框风道；至少一个风扇框，所述的风扇框设置于所述插框的顶部；至少一进风口和一出风口；所述的散热系统还包括：热管换热模块，所述的热管换热模块放置于所述的插框风道及辅助风道中；至少一组辅助冷却风扇，所述的辅助冷却风扇设置于所述辅助风道中热管换热模块的上方或下方且与热管换热模块保持一道缝隙。

Description

一种散热系统

技术领域

本发明涉及电子或通信领域的散热技术，具体指一种散热系统。

背景技术

随着通信设备的功率不断增加，其在运行过程中所产生的热量也不断增加，而热量的增加就会导致电子元件或单板所运行的环境温度上升，当温度超过电子元件或单板所允许的温度时，就会导致电子元件或单板不能正常运行，甚至损坏电子元件或单板，所以对通信设备进行散热就非常必要。

在现有技术中，对通信设备的散热，常常采用的技术为散热风道技术，在具体应用时，有如下几种具体方案：

第一种：插框串联风道，请参考图1，在该方案中，机柜的顶部安装有轴流风扇，机柜后门的顶部开设有出风口，机柜前门的底部开设有进风口，并在机柜底部设置有一导风板，工作时，将轴流风扇开启，将机柜中的热空气通过出风口排出，同时外界的冷空气从进风口进入机柜后沿导风板依次通过需要散热的单板插框，完成对通信设备的散热。在该方案中，可以用离心风扇代替轴流风扇将机柜中的热空气排出以达到散热目的，具体请参考图2。

对于上述第一种方案，存在如下缺点：

1、由于是串联风道结构，所以当空气在从机柜底部插框的底部流入带走单板的热量后，所流出的空气的温度会随之增加，而所述的热空气会继续流入上方的插框散热，进而造成上方插框中单板与空气的温差减小，散热性能变差。

2、当每个单板插框的发热量都比较大时，如达到300～400W以上，则进入顶部插框的空气温度可能会超过允许温度，从而导致通信设备不能正常运行，甚至导致单板损坏。

3、为了降低风道中空气的温度，需要增加空气流量，从而需要增加风扇的功率或数量。空气流量增加后，进入机柜的灰尘量增加，产生防尘问题；风扇的功率和数量增加后，导致设备的噪声增加。

第二种：插框独立风道，请参考图3，在该方案中，每个单板插框顶部都安装有轴流风扇，上下两个插框之间通过导风板隔开，使得每个插框的风道独立。机柜的前、后门都需要大面积设置进、出风口。工作时，将轴流风扇开启，将机柜中的热空气通过出风口排出，同时外界的冷空气从进风口进入机柜后流入每一个独立通风的插框，完成对通信设备的散热。在该方案中，可以用离心风扇代替轴流风扇将机柜中每个单板插框所产生的热量排出达到散热目的，具体参考图4。

上述第二种方案，存在如下缺点：

1、由于在每个插框上都要安装风扇和设置进出、风槽，进而大大占用了通信设备机柜的空间。

2、由于在每个插框上都要安装风扇，所以增加了散热的成本和噪声。

3、该种方式需要在机柜的前门及后门设置大面积的进风口及出风口，进而增加了机柜的防尘及防噪声的难度。

发明内容

本发明提供一种散热系统，以解决现有技术中两种方案不能既散热效果良好又成本较低的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下的技术方案：

一种散热系统，包括：机柜，所述的机柜包括有前门、及后门；复数个插框，所述的插框固定在所述的机柜中，插框内竖插发热的单板或其它功能模块，所述的散热系统还包括：插框的背板和散热模块的隔板，所述的插框的背板和散热模块的隔板与机柜后门形成上、下通风的辅助风道，所述复数个插框的内部形成上、下通风的插框风道；至少一个风扇框，所述的风扇框设置于所述插框的顶部；至少一进风口；至少一出风口及热管换热模块，所述的热管换热模块放置于所述的插框风道及辅助风道中；至少一组辅助冷却风扇，所述的辅助冷却风扇设置于所述辅助风道中热管换热模块的上方或下方且与热管换热模块保持一道缝隙。

插框风道与辅助风道是沿着机柜底部至顶部形成，插框风道和辅助风道中的空气在除机柜底部和顶部外的其它区域内不混合。

所述的进风口可设置于机柜前门，此时，空气通过机柜底部的进风槽分别流入插框风道和辅助风道，插框风道与辅助风道中的空气在进风口处混合；所述的进风口也可设置于机柜前门和后门底部，此时，进风槽后部的隔板把插框风道与辅助风道隔开，空气不发生混合；所述的出风口设置于机柜后门顶部或/和机柜顶部。

所述的热管换热模块包括：复数个散热片，若干穿插于复数个散热片中的热管，一将所述散热片分成两部分的隔板。

所述散热片第一部分放置在辅助风道中，其宽度与辅助风道相当或小于辅助风道。

所述散热片的第二部分放置在插框风道中，其宽度与插框风道相当或小于插框风道。

所述散热片的第一部分散热片与第二部分散热片的宽度可以相等或不相等。

所述的散热片为普通的平直翅片或者紧凑式的波纹翅片。

所述的隔板与插框宽度相同，与插框的背板对齐，使得插框风道和辅助风道中的空气不混合。

通过上述的方案，本发明具有如下优点：

1、由于本发明独特的风道设计方案，可以有效降低插框进出口的空气温度，解决大功率插框的散热问题，提高了设备的可靠性。

2、相对于插框串连风道方案，本发明可以降低插框风道中的通风量，减少插框中风扇的数量，有利于防尘和降噪，解决大功率插框串连散热的问题。

3、相对于插框独立风道方案，本发明不需要给每个插框都设置风扇框，仅需要在辅助风道中增加设置少量风扇，所以大大减少了机柜中风扇的数量，有利于降低机柜噪声。

4、相对于插框独立风道方案，本发明可以减少了风扇框的数量和每个插框顶部与底部进、出风槽道的体积，有利于增加机柜的其它功能设备的可用空间，提高设备的集成度和紧凑度或者可以减小机柜的高度；

5、相对于插框独立风道方案，本发明可以减少机柜总的通风量，有利于设备的防尘；

6、相对于插框独立风道方案，本发明可以减小机柜前、后门的进、出风口的面积，有利于实现机柜级的降噪和防尘。

附图说明

图1为现有技术中第一种方案在采用轴流风扇时的结构图；

图2为现有技术中第一种方案在采用离心风扇时的结构图；

图3为现有技术中第二种方案在采用轴流风扇时的结构图；

图4为现有技术中第二种方案在采用离心风扇时的结构图；

图5为本发明的散热系统第一实施例结构示意图；

图6为本发明的散热系统第二实施例结构示意图；

图7为本发明散热系统中散热模块结构示意图；

图8为本发明散热系统工作原理图。

具体实施方式

请参考图5为本发明提供散热系统第一实施例结构示意图，所述散热系统包括：机柜，所述的机柜包括有前门、及后门；三个单板插框，所述的单板插框固定在所述的机柜中；一进风口，所述的进风口设置于所述机柜前门的底部；一出风口，所述的出风口设置于所述机柜后门的顶部；二个热管换热模块，所述的热管换热模块分别设置于靠机柜底部的两个单板插框的顶部；一个风扇框，所述的风扇框中固定设置有若干风扇，所述的风扇框设置在机柜最顶部单板插框的顶部；若干辅助冷却风扇，所述的辅助冷却风扇设置于所述的出风口附近，其作用是驱动辅助风道中的空气流动，从而通过热管换热模块实现机柜后部空气与插框进、出口处空气的热交换，降低插框进、出口处空气的温度，有利于插框内单板或其它功能模块的散热。

请参考图6为本发明提供散热系统第二实施例结构示意图，所述散热系统包括：机柜，所述的机柜包括有前门、及后门；三个单板插框，所述的单板插框固定在所述的机柜中；两个进风口，其中一个进风口设置于所述机柜前门的底部，用于插框风道进风，另一个进风口设置与所述机柜后门的底部，用于辅助风道进风；一出风口，所述的出风口设置于所述机柜的顶部；二个热管换热模块，所述的热管换热模块分别设置于靠机柜底部的两个单板插框的顶部；一个风扇框，所述的风扇框中固定设置有若干风扇，所述的风扇框设置在机柜最顶部单板插框的顶部；若干辅助冷却风扇，所述的辅助冷却风扇设置热管换热模块位于辅助风道中部分的上方或下方，其作用是驱动辅助风道中的空气流动，从而通过热管换热模块实现机柜后部空气与插框进、出口处空气的热交换，降低插框进、出口处空气的温度，有利于插框内单板或其它功能模块的散热。

请参考图7，为本发明散热系统中热管换热模块结构示意图，可见在热管换热模块方案1中，每个换热热模块包括：复数个散热片，若干穿插于复数个散热片中的热管，一将所述散热片分成两部分的隔板。所述的两部分中第一部分放置在辅助风道中，其宽度与辅助风道相当或小于辅助风道，所述的第二部分放置在插框风道中，其宽度与插框风道相当或小于插框风道。在散热模块第一实施例中，复数个散热片的宽度是一至的，而在热管换热模块方案2中，放置于辅助风道中的散热片宽度要窄一些。在热管换热模块方案1及2中，所述的散热片为可采用简单的平直换热翅片或者复杂的波纹换热翅片。

请参考图8，为本发明散热系统工作原理图，具体为：在工作时，外界冷空气从机柜底部的进风槽或者机柜后门的进风口分别进入插框风道及辅助风道；进入插框风道的冷空气从下而上依次经过每个插框，对插框内的单板或其它功能模块进行散热，同时在冷空气经过插框被加热后，流经插框顶部的热管换热模块，利用换热模块第二部分散热片及热管将大部分热量传递到热管换热模块第一部分的散热片上；第一部分散热片再把热量散到辅助风道中的冷空气中，底部插框流出的热空气被冷却后，再流入顶部的插框进行散热。

可见，本发明的散热系统具有如下优点：

1、由于本发明独特的风道设计方案，可以有效降低插框进出口的空气温度，解决大功率插框的散热问题，提高了设备的可靠性。

2、相对于插框串连风道方案，本发明可以降低插框风道中的通风量，减少插框中风扇的数量，有利于防尘和降噪，解决大功率插框串连散热的问题。

3、相对于插框独立风道方案，本发明不需要给每个插框都设置风扇框，仅需要在辅助风道中增加设置少量风扇，所以大大减少了机柜中风扇的数量，有利于降低机柜噪声。

4、相对于插框独立风道方案，本发明可以减少了风扇框的数量和每个插框顶部与底部进、出风槽道的体积，有利于增加机柜的其它功能设备的可用空间，提高设备的集成度和紧凑度或者可以减小机柜的高度；

5、相对于插框独立风道方案，本发明可以减少机柜总的通风量，有利于设备的防尘；

6、相对于插框独立风道方案，本发明可以减小机柜前、后门的进、出风口的面积，有利于实现机柜级的降噪和防尘。

Claims (9)

1、一种散热系统，包括：机柜，所述的机柜包括有前门、及后门；复数个插框，所述的插框固定在所述的机柜中，插框内竖插发热的单板或其它功能模块，其特征在于，所述的散热系统还包括：插框的背板和散热模块的隔板，所述的插框的背板和散热模块的隔板与机柜后门形成上、下通风的辅助风道，所述复数个插框的内部形成上、下通风的插框风道；至少一个风扇框，所述的风扇框设置于所述插框的顶部；至少一进风口；至少一出风口及热管换热模块，所述的热管换热模块放置于所述的插框风道及辅助风道中；至少一组辅助冷却风扇，所述的辅助冷却风扇设置于所述辅助风道中热管换热模块的上方或下方且与热管换热模块保持一道缝隙。

2、如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，插框风道与辅助风道是沿着机柜底部至顶部形成，插框风道和辅助风道中的空气在除机柜底部和顶部外的其它区域内不混合。

3、如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述的进风口可设置于机柜前门，此时，空气通过机柜底部的进风槽分别流入插框风道和辅助风道，插框风道与辅助风道中的空气在进风口处混合；所述的进风口也可设置于机柜前门和后门底部，此时，进风槽后部的隔板把插框风道与辅助风道隔开，空气不发生混合；所述的出风口设置于机柜后门顶部或/和机柜顶部。

4、如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述的热管换热模块包括：复数个散热片，若干穿插于复数个散热片中的热管，一将所述散热片分成两部分的隔板。

5、如权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述散热片第一部分放置在辅助风道中，其宽度与辅助风道相当或小于辅助风道。

6、如权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述散热片的第二部分放置在插框风道中，其宽度与插框风道相当或小于插框风道。

7、如权利要求5或6所述的散热系统，其特征在于，所述散热片的第一部分散热片与第二部分散热片的宽度可以相等或不相等。

8、如权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述的散热片为普通的平直翅片或者紧凑式的波纹翅片。

9、如权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述的隔板与插框宽度相同，与插框的背板对齐，使得插框风道和辅助风道中的空气不混合。

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