CN102711420A

CN102711420A - 垂直均温it机柜

Info

Publication number: CN102711420A
Application number: CN2012101991356A
Authority: CN
Inventors: 罗积源; 戈书广
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明提供一种垂直均温IT机柜，其中设置有多个横向机架，横向机架的高度能够任意调整，以适于在其上安置各种IT设备，机柜还包括：风机，其设置于机柜内部的上方或下方，用于从外部抽取冷空气；风道，其在机柜内部沿竖直方向形成于机柜的一侧，用于将由风机导入的冷空气引导到横向安置的各IT设备；多个独立可调的风量调节阀，其从上到下分别设置于风道中与横向机架对应的位置处，以对从风道导入各IT设备的风量独立地进行调节，实现机柜内部的垂直均温；出风口设置于机柜上与风道相对的一侧。本发明采用风冷方式进行机柜的降温冷却，并实现机柜内上下垂直均温，保障机柜内IT设备的安全可靠运行，适用于各种规格、功率的IT设备。

Description

垂直均温IT机柜

技术领域

本发明涉及机柜技术领域，尤其涉及一种垂直均温IT机柜。

背景技术

国内外数据库服务器机柜，不论何种方式获取冷量对服务器降温，其机柜均存在上下温差太大的问题，温差4-6度，甚至出现10度以上温差也较为常见。这是机柜设计与空调系统没有很好链接的结果。这种情况影响服务器的运行质量，甚至造成服务器的故障和损坏。

随着IT科技的进步和高速发展，高密度大功率（高热）服务器采用与制冷系统蒸发盘管或空调机组制备的冷冻水盘管为一体结构的机柜，这种盘管与机柜一体结构的供冷方式，仍存在机柜N层上下服务器较大的温差。同时，机柜供冷温度受大气温湿度和服务器运行负荷温度变化的影响，自然产生的蒸发水或凝结水与机柜服务器和复杂的电网共处，以及盘管、接头、阀件等循环液体的异外爆喷泄漏故障，潜在危及服务器和数据库的运行安全。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种垂直均温IT机柜，采用风冷方式进行机柜的降温冷却，并实现机柜内上下垂直均温，保障机柜内IT设备的安全可靠运行，适用于各种规格、功率，尤其是大功率高密度的IT设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种垂直均温IT机柜，其中设置有多个横向机架，横向机架的高度能够任意调整，以适于在其上安置各种IT设备，其中该机柜还包括：

风机，其设置于该机柜内部的上方或下方，用于从该机柜外部抽取冷空气；

风道，其在该机柜内部沿竖直方向形成于该机柜的一侧，用于将由该风机导入的冷空气引导到横向安置的各IT设备；

多个独立可调的风量调节阀，其从上到下分别设置于该风道中与该横向机架对应的位置处，以对从该风道导入各IT设备的风量独立地进行调节，实现该机柜内部的垂直均温；

出风口，其设置于该机柜上与该风道相对的一侧，将流经各IT设备的高热气体排出该机柜。

根据本发明的一个实施例，该风道形成于该机柜的侧壁与该机柜内部设置的直立机架的侧壁之间，该直立机架的侧壁上设置有通往横向安置的各IT设备的通风口，该风量调节阀分别设置于各个通风口上。

根据本发明的一个实施例，该风道形成于该机柜门体的竖直外侧板和竖直内侧板之间，该竖直内侧板上设置有通往横向安置的各IT设备的通风口，该风量调节阀分别设置于各个通风口上。

根据本发明的一个实施例，该风量调节阀采用能够绕枢轴线旋转并在打开和关闭位置之间以多个调节角度定位的阀板，该枢轴线平行于该风道通往横向安置的各IT设备的通风口。

根据本发明的一个实施例，该机柜上与该风道相对的一侧设置有网孔门，该出风口为形成于该网孔门上的网孔，该机柜内的高热气体从该网孔门排出。

根据本发明的一个实施例，该风机采用单台离心风机，设置于在该机柜内部的下方形成的独立空间中，该独立空间的底部设置有进风口，该独立空间还与该风道相通，以将从该进风口抽取的外部冷空气导入该风道。

根据本发明的一个实施例，该风机采用两台离心风机，分别设置于在该机柜内部的下方形成的两个独立空间中，各独立空间的底部分别设置有进风口，各独立空间还分别与该风道相通，以将从该进风口抽取的外部冷空气导入该风道。优选地，在各个独立空间与该风道相通的位置处分别设有一个逆止风阀，各逆止风阀与相应的离心风机同步，在两台离心风机运行时，逆止风阀均开启，使离心风机抽取的冷空气进入风道；在只有其中一台离心风机运行时，相应的逆止风阀开启，而另一逆止风阀因空气压力作用自动关闭。优选地，各逆止风阀分别采用绕横置或竖置枢轴线旋转的活动挡板，且该挡板设置为在两台离心风机均运行时，冷空气冲开两个挡板，向上进入该风道；而在其中一台离心风机运行时，冷空气冲开相应的一个挡板，向上进入该风道，同时因空气压力作用自动关闭另一个挡板，防止冷空气从该另一个挡板处泄漏。

根据本发明的一个实施例，该进风口处设置过滤网，用于对该风机抽取的冷空气进行过滤。

根据本发明的一个实施例，该机柜的下方围绕该机柜的底部设置有柔性密封接口套，以与该机柜下方的地板形成密封，防止该风机从地板下方抽取冷空气时出现泄漏。

根据本发明的一个实施例，离心风机采用变频电机，根据机柜所需温度自动变频，实现变风量供冷。

本发明提供了一种垂直均温IT机柜，采用风冷方式进行机柜的降温冷却，并实现机柜内上下垂直均温，保障了机柜内IT设备的安全可靠运行，适用于各种规格、功率，尤其是大功率高密度的IT设备。

本发明可适应数据库机房空调系统的不同送风方式，机柜均实现垂直均温，温差可控制在2℃±1℃。而且，采用不同功率变频单风机或双风机机柜，变风量供冷可适用于任何功率的服务器机柜降温，其IT机柜没有水或液体造成机柜或数据库灾难性的潜在危险。

本发明同样适用于一切叠置物体等温送风或不同温度控制的实验室、医药的垂直均温储藏等。本发明的垂直均温机柜同时具有叠置物体不同温度要求可调的功能。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明第一实施例的IT机柜侧面的剖切结构示意图；

图2为本发明第二实施例的IT机柜底部的剖切结构示意图。

具体实施方式

用于放置IT设备的机柜，特别是大功率高密度的机柜（例如服务器机柜）一般布置于机房的空调环境中，要求恒温可靠，上、下温差小，保证IT设备具有安全可靠的运行技术条件。本发明采用风冷的方式进行机柜内部的降温冷却，从而使机柜内无水，只有干燥的风，从而避免了现有技术采用盘管降温冷却所带来的产生凝结水等潜在危险。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种IT机柜，其中设置有多个横向机架11，横向机架的高度能够任意调整，以适于在其上安置各种IT设备，机柜还包括风机、风道3、多个独立可调的风量调节阀4和出风口。图中的箭头示出了冷空气的流动方向。

本实施例中风机采用单台离心风机1，其设置于机柜内部的下方，用于从机柜外部抽取冷空气。风道3在机柜内部沿竖直方向形成于机柜的一侧，用于将由风机导入的冷空气引导到横向安置的各IT设备。风量调节阀4从上到下分别设置于风道3中与横向机架11对应的位置处，以对从风道3导入各IT设备的风量独立地进行调节，实现机柜内部的垂直均温。出风口设置于机柜上与风道3相对的一侧，将流经各IT设备的高热气体排出机柜，本实施例中，机柜上与风道相对的一侧设置有网孔门9，出风口为形成于网孔门9上的网孔，机柜内的高热气体从网孔门9排出。

本实施例中风道3形成于机柜门体12（可参见图2）的竖直外侧板32和竖直内侧板31之间，竖直内侧板31上设置有通往横向安置的各IT设备的通风口，风量调节阀4分别设置于各个通风口上。

当然，本领域技术人员也可以对上述设计进行变化，将风道形成于机柜的侧壁与机柜内部设置的直立机架的侧壁之间，直立机架的侧壁上设置有通往横向安置的各IT设备的通风口，风量调节阀分别设置于各个通风口上。这种变型方案也在本发明的保护范围之内。

本实施例中，风量调节阀4采用能够绕枢轴线旋转并在打开和关闭位置之间以多个调节角度定位的阀板，枢轴线平行于风道通往横向安置的各IT设备的通风口，即竖直内侧板31上设置的通往横向安置的各IT设备的通风口。

单台离心风机1设置于在机柜内部的下方形成的独立空间中，独立空间的底部设置有进风口，进风口处设置过滤网7，用于对离心风机1抽取的冷空气进行过滤。独立空间还与风道3相通，以将从进风口抽取的外部冷空气导入风道3。

机柜的下方围绕机柜的底部设置有柔性密封接口套8，以与机柜下方的地板形成密封，防止风机从地板下方抽取冷空气时出现泄漏。机柜顶部设置有顶部电缆槽或电缆箱5，机柜内上下贯通地设有电缆槽6，可参见图2中的标示。

本实施例采用的是地板送风的方式，将空调系统制备的冷风送至机房地板下方，然后通过离心风机从地板下方抽取冷空气进入机柜。当然，本领域技术人员也可以采用天花风管送风的方式，天花风管与机柜上部进风口连接，通过离心风机从天花风管抽取冷空气进入机柜，这样离心风机可布置于机柜上方，电缆槽或电缆箱5相应设置于机柜底部，改变风量调节阀方向，同样可以实现本发明机柜垂直均温的目的，这些变化同样在本发明的保护范围之内。

实施例二

如图2所示，实施例二与实施例一的不同点在于，风机采用两台离心风机2，分别设置于在机柜内部的下方形成的两个独立空间中，各独立空间的底部分别设置有进风口，各独立空间还分别与风道3相通，以将从进风口抽取的外部冷空气导入风道。在各个独立空间与风道3相通的位置处分别设有一个逆止风阀，各逆止风阀与相应的离心风机同步，在两台离心风机运行时，逆止风阀均开启，使离心风机抽取的冷空气进入风道；在只有其中一台离心风机运行时，相应的逆止风阀开启，而另一逆止风阀因空气压力作用自动关闭。在本实施例中，各逆止风阀分别采用绕横置或竖置枢轴线旋转的活动挡板（本实施例中采用绕竖置枢轴线旋转的活动挡板10、13），且挡板设置为在两台离心风机均运行时，冷空气冲开两个挡板，向上进入风道3；而在其中一台离心风机运行时，冷空气冲开相应的一个挡板，向上进入风道，同时因空气压力作用自动关闭另一个挡板，防止冷空气从该另一个挡板处泄漏。

本实施例机柜的其它结构和工作原理均与实施例一相同，在此不再重复描述。

上述两个实施例的垂直均温IT机柜采用机柜离心风机1或2，经过过滤网7抽取数据库机房空调系统的低温气流，通过风道3进入机柜N层不同高度的横向机架11与N层服务器进行热交换降温。其机柜N层服务器叠置上升的叠加温度，通过风量调节阀4调节机柜各层风量排热。根据此原理，离心风机也可安装于机柜顶部送风，改变风量调节阀方向，也可以实现机柜N层服务器所需温度可调的上下均温机柜。

本发明实现机柜内上下垂直均温，保障了机柜内IT设备的安全可靠运行。根据IT设备的功率，可以采用一个或两个变频风机，从而适应各种功率的IT设备。通过感温元件，控制风机变频变风量工作，实现垂直均温。

本发明的机柜安装完后，调节好风量调节阀的角度，即可以将各种不同功率发热的IT设备（如服务器）置于一个机柜，可以实现所要求的技术温度。根据出风口测得的温度，可以对风量调节阀的角度进行调节，从而确保上下温差控制在很小的范围内。也可以设置报警器，在温度过高时进行报警提示。利用本发明，可以实现对不同功率的服务器在同一机柜中进行冷却。而本发明中采用的将风道和风量调节阀设置于门体上的方式，可以更加方便地实现对机柜中IT设备的均温冷却，例如在机柜中摆放不同规格的服务器时，需要对横向机架的位置进行调整，而由于风量调节阀设置于门体上，因此风量调节阀的位置不需要调整，只需要对风量调节阀的角度进行调节，即可实现机柜中服务器的垂直均温冷却。

利用本发明，离风风机所抽取的低温空气与现有技术采用盘管送风方式所提供的低温空气温度相同，可以实现同样的冷却效果。采用离心风机主动抽风，可以提高冷却效率。而且采用两台离心风机可以实现备份的作用，在一台风机故障的情况下，可启用另一台风机运行。在两台风机均停机的情况下，地板下方形成的静压箱也能直接提供冷空气到IT机柜对IT设备进行降温冷却。

单台或两台离心风机可以分别采用变频电机，根据机柜所需温度自动变频，实现单台或两台离心风机分别变风量供冷。采用变频电机可以适应各种功率机柜的应用。

当然，除了采用离风风机之外，也可以采用轴流风机。以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims

1.一种垂直均温IT机柜，其中设置有多个横向机架，横向机架的高度能够任意调整，以适于在其上安置各种IT设备，其特征在于，所述机柜还包括：

风机，其设置于所述机柜内部的上方或下方，用于从所述机柜外部抽取冷空气；

风道，其在所述机柜内部沿竖直方向形成于所述机柜的一侧，用于将由所述风机导入的冷空气引导到横向安置的各IT设备；

多个独立可调的风量调节阀，其从上到下分别设置于所述风道中与所述横向机架对应的位置处，以对从所述风道导入各IT设备的风量独立地进行调节，实现所述机柜内部的垂直均温；

出风口，其设置于所述机柜上与所述风道相对的一侧，将流经各IT设备的高热气体排出所述机柜。

2.根据权利要求1所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，所述风道形成于所述机柜的侧壁与所述机柜内部设置的直立机架的侧壁之间，所述直立机架的侧壁上设置有通往横向安置的各IT设备的通风口，所述风量调节阀分别设置于各个通风口上。

3.根据权利要求1所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，所述风道形成于所述机柜门体的竖直外侧板和竖直内侧板之间，所述竖直内侧板上设置有通往横向安置的各IT设备的通风口，所述风量调节阀分别设置于各个通风口上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，所述风量调节阀采用能够绕枢轴线旋转并在打开和关闭位置之间以多个调节角度定位的阀板，所述枢轴线平行于所述风道通往横向安置的各IT设备的通风口。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，所述机柜上与所述风道相对的一侧设置有网孔门，所述出风口为形成于所述网孔门上的网孔，所述机柜内的高热气体从所述网孔门排出。

6.根据权利要求1所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，所述风机采用单台离心风机，设置于在所述机柜内部的下方形成的独立空间中，所述独立空间的底部设置有进风口，所述独立空间还与所述风道相通，以将从所述进风口抽取的外部冷空气导入所述风道。

7.根据权利要求1所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，所述风机采用两台离心风机，分别设置于在所述机柜内部的下方形成的两个独立空间中，各独立空间的底部分别设置有进风口，各独立空间还分别与所述风道相通，以将从所述进风口抽取的外部冷空气导入所述风道。

8.根据权利要求7所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，在各个独立空间与所述风道相通的位置处分别设有一个逆止风阀，各逆止风阀与相应的离心风机同步，在两台离心风机运行时，逆止风阀均开启，使所述离心风机抽取的冷空气进入所述风道；在只有其中一台离心风机运行时，相应的逆止风阀开启，而另一逆止风阀因空气压力作用自动关闭。

9.根据权利要求8所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，各逆止风阀分别采用绕横置或竖置枢轴线旋转的活动挡板，且所述挡板设置为在两台离心风机均运行时，冷空气冲开两个挡板，向上进入所述风道；而在其中一台离心风机运行时，冷空气冲开相应的一个挡板，向上进入所述风道，同时因空气压力作用自动关闭另一个挡板，防止冷空气从所述另一个挡板处泄漏。

10.根据权利要求6或7所述的垂直均温IT机柜，其特征在于，所述离心风机采用变频电机，根据机柜所需温度自动变频，实现变风量供冷。