CN104902718A - 内置自调节导流板的密闭式通信机柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内置自调节导流板的密闭式通信机柜，所述机柜包括：通道式前门，与制冷装置的送风口相连接；密闭式机柜主体，与所述通道式前门之间形成冷风通道；设置于所述冷风通道中的至少一片主导流板，包括固定端和自由端，所述固定端通过电机之间的转动轴与所述通道式前门固定相连，由电机驱动转动轴转动而使所述主导流板自由端运动；后部回风通道，与所述冷风通道相对且设置于所述密闭式机柜主体另一侧，所述后部回风通道的顶部与制冷装置的回风口相连接，形成热风通道；还包括副导流板。本发明通过在冷风通道中加装主导流板和副导流板，通过主导流板和副导流板的移动自动调节机柜中的进风量，避免局部温度过高或过低，保证冷气的最大利用率。

Description

内置自调节导流板的密闭式通信机柜

技术领域

本发明涉及一种通信机柜，特别是涉及一种内置自调节导流板的密闭式通信机柜。

背景技术

随着云计算的高速发展，体积更小、处理更快、功能更强的高功率密度机架服务器、刀片服务器、存储服务器越来越多地被采用，设备的部署密度越来越大，单个机架的能耗也越来越高，造成了机房单位面积发热量的急剧上升，这些都给数据中心的空调制冷带来了新的挑战：目前技术要求单个机柜的集成度不断提高，这使得机柜排出的热量大幅度增加，而相矛盾的是机房空间相对固定，空调设备的功率固定，为解决这些矛盾只好增加机房的面积，减少机柜的数量，增加空调的数量和功率。这些都大幅度地增加了数据中心的成本，降低了空间的利用率和数据中心的整体功能。如何在有限的空间和空调投入的前提下，保障有效的散热效果，以实现机柜数量的最大化，已成为制约数据中心进一步实现功能提升的瓶颈。

传统的机房精密空调制冷系统，通过采用地板下送风、冷热通道合理布局等方式只能满足单机柜发热量2-3千瓦的散热要求，而随着刀片服务器的规模应用，单机柜功耗成倍地上升至10-30千瓦。传统下送风精密空调系统，在应用于高功率密度服务器机柜时，需要配备具有高压头的大风量风机，以将空调冷风经过地板静压箱送至服务器机柜，特别是遇到地板下线路堆积时，气流组织更加紊乱，无法达到理想制冷效果，空调风机功率也较高，甚至超过总IT功耗。通过将机柜背靠背地排列可以形成机房冷热通道布局，这种排列方式避免了机柜的进气端与排气端直接相对，使机柜的进气端吸入周围的冷气。但由于机柜背对背设置，大量被排出的热空气直接与机房内的冷空气进行热交换，造成空调负荷加剧。另外更严重的是，由于房间的大小和空调的功率特点，使得机房局部热空气严重聚集无法得到有效的冷却。这些都使得这些位置上的机柜无法工作，或者只能闲置。此外，传统机柜由于自身几何结构的原因容易形成局部热点，导致设备过热发生故障。机柜前后布有网孔，冷气从里往外渗漏，造成冷量损失，制冷效率低下。

密闭式通信机柜是一种将机房级冷热通道浓缩到机柜内的一种产品，其占地面积小，冷却效率高，是专门为高密度数据中心设计的通信机柜。但是由于高密度数据中心内的机柜功率密度很高，机柜重量很大，不适合采用高架地板从地板下送风的方式来给机柜内的设备散热，而且上送风的方式有利于节约机房地面空间。但传统上送风机柜由于进风方向的限制，当冷空气在机柜内流动时不能均匀地送往机柜的各个高度，即位于不同高度的设备得到的降温效果是不同的，下部的设备极易出现过热现象，产生局部热点。即使使用冷通道将冷气流引至机柜中下部，也不能完全解决机柜内局部热点的问题。且由于机柜内部几何结构复杂，气流在某些局部流动受阻，容易形成扰流，影响了机柜整体制冷功效。对于传统上进风机柜而言，平均需要给1千瓦的热负荷提供3千瓦左右的制冷量，能耗高，效率低，这是目前亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种内置自调节导流板的密闭式通信机柜，用于解决现有技术中通信机柜制冷效率低、能耗高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种内置自调节导流板的密闭式通信机柜，所述内置自调节导流板的密闭式通信机柜至少包括：

通道式前门，所述通道式前门的顶部与制冷装置的送风口相连接；

密闭式机柜主体，所述密闭式机柜主体与所述通道式前门之间形成冷风通道；

设置于所述冷风通道中的至少一片主导流板，所述主导流板包括固定端和自由端，所述固定端通过电机之间的转动轴与所述通道式前门固定相连，由电机驱动转动轴转动而使所述主导流板自由端运动；

后部回风通道，与所述冷风通道相对且设置于所述密闭式机柜主体另一侧，所述后部回风通道的顶部与制冷装置的回风口相连接，形成热风通道。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述主导流板自由端在所述送风口和通道式前门的连接处移动，将所述送风口分为内侧送风口和外侧送风口。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述主导流板以固定端的转动轴为轴作顺时针或逆时针转动，与垂直方向形成一夹角。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述转动轴所在的直线平行于所述密闭式机柜主体中的设备前沿以及地面。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述内置自调节导流板的密闭式通信机柜还包括副导流板，所述副导流板处于所述主导流板的下方，且所述副导流板的固定端与电机之间的转动轴连接。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述电机安装在所述通道式前门内壁的两侧的隔板内。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述主导流板由一侧的电机驱动，所述副导流板由另一侧的电机驱动。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述主导流板和副导流板的形状均为矩形；所述主导流板和副导流板的宽度相等，均略小于所述通道式前门内壁的宽度；所述主导流板的长度大于所述副导流板的长度。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述通道式前门的边框贴有使所述通信机柜保持气密性的胶垫。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述密闭式机柜主体为金属制密封长方体，其内部安装有密封挡板。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述主导流板和副导流板与所述通道式前门的材质一致，为金属材料。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述主导流板和副导流板与所述通道式前门的材质一致，为透明材料。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述密闭式机柜主体中还安装有温度传感器和与所述温度传感器相连接且用来控制所述电机工作的控制器。

作为本发明内置自调节导流板的密闭式通信机柜的一种优化的方案，所述制冷装置为空调。

如上所述，本发明的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，至少包括结构：通道式前门，所述通道式前门的顶部与制冷装置的送风口相连接；密闭式机柜主体，所述密闭式机柜主体与所述通道式前门之间形成冷风通道；设置于所述冷风通道中的至少一片主导流板，所述主导流板包括固定端和自由端，所述固定端通过电机之间的转动轴与所述通道式前门固定相连，由电机驱动转动轴转动而使所述主导流板自由端运动；后部回风通道，与所述冷风通道相对且设置于所述密闭式机柜主体另一侧，所述后部回风通道的顶部与制冷装置的回风口相连接，形成热风通道。本发明在冷风通道中设置有主导流板，当机柜内部发生局部过热时，不需要立刻降低空调送风温度，也不需要加大风机风量，更不需要人工调整设备的位置，设置的导流板会自动调节角度，对机柜的进风量进行协调，降低温度过低的设备进风量，加大温度过高的设备进风量，从而保证所有设备的温度都在安全的范围内。在避免局部温度过高的同时，保证了冷量的最大利用率。由于只需较少的冷气就可以完成冷却，这使得空调选型的自由度更大，因此这种装置将使得数据中心更加经济、高效。

附图说明

图1为本发明的内置自调节导流板的密闭式通信机柜的冷风通道中设置有主导流板的侧视图。

图2a为本发明的内置自调节导流板的密闭式通信机柜的冷风通道中设置有主导流板的立体示意图。

图2b为本发明的内置自调节导流板的密闭式通信机柜的冷风通道中设置的主导流板倾角变化后的立体示意图。

图3本发明的内置自调节导流板的密闭式通信机柜的冷风通道中设置有主导流板和副导流板侧视图。

图4a为本发明的内置自调节导流板的密闭式通信机柜的冷风通道中设置有主导流板和副导流板的立体示意图。

图4b为本发明的内置自调节导流板的密闭式通信机柜的冷风通道中设置的副导流板倾角变化后的立体示意图。

元件标号说明

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本发明提供一种内置自调节导流板的密闭式通信机柜，请参阅图1，所述内置自调节导流板的密闭式通信机柜至少包括：通道式前门1、密闭式机柜主体9、至少一片主导流板6、以及后部回风通道5。

所述通道式前门1的顶部与制冷装置2的送风口3相连接，具体地，所述制冷装置2可以是空调。所述通道式前门1与所述空调末端的风机盘管的送风口3相连接。该通道式前门1具有一定的弧度，弧形的前门1与通信机柜中的密闭式机柜主体9之间可形成冷风通道，从空调的送风口3出来的冷风通过冷风通道到达密闭式机柜主体9使机柜主体降温。通道式前门1可以绕轴打开，以便工作人员对机柜主体内部的设备进行维护和修理。进一步地，所述通道式前门1的边框贴设有胶垫（未予以图示），以保证所述通道式前门1在关闭时具有良好的密闭性，同时降低机房的噪声。

所述密闭式机柜主体9设置在通信机柜的中间位置，用于装设各种不能功能的数据设备，该密闭式机柜主体9的外壁完全密封，以得到从空调末端装置的送风口3送出的全部冷空气，使冷空气的利用率达到最大，且所述机柜主体的内空气不会与外部空气发生质量交换，便于冷气通道将冷空气引导至机柜下部，使下部的设备得到冷却。

另外，所述密闭式机柜主体9是具有一定高度的金属制密封长方体，包括顶板、底板、侧板、框架、安装立柱、密封挡板等必要结构，密闭式机柜主体9上下每层都放置有设备，所述密封挡板位于设备与设备间的前后空隙处，其作用是为了保证冷空气全部进入设备正面，提高设备的冷却效率。

所述主导流板6设置于所述冷风通道中，其大小、数量与所述通信机柜的物理尺寸以及通道式前门1上进风口3的大小相匹配，并根据机柜的额定负载功率安装在所述通道式前门1的适当高度。本实施例中以一片主导流板3为例进行说明，如图2a所示。

所述主导流板3包括固定端和自由端，所述固定端通过电机8之间的转动轴10与所述通道式前门1固定相连。具体地，所述电机8安装在所述通道式前门1两侧的隔板内，不暴露在冷风通道内，不会对冷风气流形成扰动。所述电机8之间连接的是转动轴，由其中一侧的电机8驱动所述转动轴10转动而使所述主导流板6自由端运动。进一步地，所述转动轴10所在的直线平行于所述密闭式机柜主体9中的设备前沿以及地面，这样会使得整片主导流板6与密闭式机柜主体9平行，当电机不工作时，内侧送风口和外侧送风口的送风量是相等的。

需要说明的是，所述主导流板6的自由端可设置在所述送风口3和通道式前门1的连接处，将所述送风口3划分为内外两个送风口，即内侧送风口和外侧送风口，其中，从所述内侧送风口送入的冷气主要进入所述密闭式机柜主体9中上部的设备区域，而从所述外侧送风口送入的冷气则主要进入所述密闭式机柜主体9中下部的设备区域。经过电机8驱动转动轴10转动后，所述自由端可在送风口3和通道式前门1的连接处前后移动，从而可对内外两个送风口的冷风量进行调节，具体地，所述主导流板6在电机8的驱动下，以固定端的转动轴10为轴心按顺时针或逆时针转动，从而与垂直方向形成一定的夹角。顺时针转动时，内侧送风量增加、外侧送风量减少；逆时针转动时，内侧送风量减少、外侧送风量则增加。进一步地，为了使所述主导流板6更好地改变内、外侧两个送风口送风量的比例，所述主导流板6的自由端应略高于密闭式机柜主体9中最高处设备的上沿。

还需要说明的是，所述密闭式机柜主体9中还安装有温度传感器和控制器（未予以图示），所述控制器与温度传感器相连接，用来控制所述电机8工作。当冷空气从空调末端的送风口3进入所述通道式前门1时，主导流板6将冷空气分为内外两股气流，内侧气流主要通往机柜上部，外侧气流主要通往机柜下部，气流进入后，安装在密闭式机柜主体9内的所述温度传感器会获取各区域设备的温度，所述温度传感器将温度信号传递给控制器，由控制器控制电机8工作，电机8由此通过转动轴10转动主导流板6，内外两股气流的流量则会随着主导流板6与垂直方向的夹角变化而变化，从而完成对机柜主体内上下各区域的设备进风量进行再分配，将冷气从进风量过剩的区域转移至进风量不足的区域，平衡各个高度设备的进风量，从而在不降低风机盘管送风温度以及不增加风机送风量的情况下，消除机柜内的局部热点，以实现机柜的经济化冷却；所述通道式前门打开时，主导流板停止运动，恢复竖直状态。

再需要说明的是，为了避免内、外侧冷气通道中的冷空气发生质量交换，影响倒流效果，将所述主导流板6设置成矩形，并且主导流板6的宽度尽可能的接近所述通道式前门1内壁的宽度。再者，主导流板6的材料与所述通道式前门1的材料设置一致，都是金属材料制成。因金属材料具有一定的刚性，因此金属材料制成的主导流板6在转动时可以更容易跟垂直方向形成固定的夹角。当然，在另一实施例中，所述主导流板6和通道式前门1的材料也可以是透明材料制成，以便工作人员观察机柜主体内部设备的工作情况，发生突发情况可以及时维护和修理。

所述内置自调节导流板的密闭式通信机柜还包括后部回风通道5，所述后部回风通道5与冷风通道相对，设置于所述密闭式机柜主体9的另一侧。该后部回风通道5的顶部与空调的回风口4相连接，形成冷热气体交换后的热风通道。

由上所述，总而言之，在未加装主导流板6的情况下，风机盘管送出的冷空气有很大一部分从机柜主体上部流向回风口，导致机柜中下部的设备所分配到的冷气量很小，由此局部热点产生。

而本实施例的通信机柜加装了主导流板6，图2a所示，加装之后，风机盘管送出的冷空气被分为内外两股气流，其中内侧气流送往机柜上部区域，外侧气流可直接送达机柜下部的局部热点，解决了局部过热的问题。

再请参阅附图2b，通过调节主导流板6自由端的位置可以对机柜上、下部的进风量进行分配：当机柜下部发热量较大或者进风量较小时，可向内调节导流板的自由端，以增大机柜主体下部的进风量，加强下部设备的散热；而当机柜上部发热量较大或者进风量较小时，可向外调节导流板的自由端，以增大机柜主体上部的进风量，加强上部设备的散热。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例在主导流板的下方加装了副导流板7，如图3所示，所述内置自调节导流板的密闭式通信机柜至少包括：通道式前门1、密闭式机柜主体9、至少一片主导流板6、副导流板7以及后部回风通道5。

所述副导流板7处于所述主导流板6的下方，且所述副导流板7的固定端也与电机8之间的转动轴10相连接。

所述电机8安装在所述通道式前门1两侧的隔板内，不暴露在冷风通道内，不会对冷风气流形成扰动。所述电机8之间连接的是转动轴10，由其中一侧的电机8驱动所述转动轴10转动而使所述主导流板6自由端运动；而另一侧的电机8则驱动所述副导流板7使之转动，其转动机制与主导流板6相似。

需要说明的是，所述副导流板7的形状与主导流板6的形状一致，也为矩形，其宽度与主导流板6的宽度相等，但是略小于通道式前门1内壁的宽度，进一步避免内、外两侧的冷空气发生质量交换。所述副导流板7的长度设置比主导流板6的长度小，以使所述副导流板7的自由端可以以副导流板6的长度为半径在冷气通道内进行转动，从而对转动轴10所在高度附近的设备进风量做进一步调整。

进一步地，所述副导流板7的材料与主导流板6及通道式前门1的材料一致，可以是金属材料，因金属材料具有一定的刚性，因此金属材料制成的副导流板7在转动时可以更容易跟垂直方向形成固定的夹角。当然，在另一实施例中，所述副导流板7、主导流板6和通道式前门1的材料也可以是透明材料制成，以便工作人员观察机柜主体内部设备的工作情况，发生突发情况可以及时进行维护和修理。

由上所述，总而言之，在未加装在未加装副导流板7的情况下，所述主导流板6将风机盘管送出的冷空气被分为内外两股气流，分别送往机柜主体上、下部的设备，而处在机柜主体中部的设备分配到的冷气量较小。

而在加装了副导流板7之后，通过调节副导流板7自由端的位置，可改变机柜主体中部的气流组织，对中部设备的进风量大小进行微调，如图4a和4b所示。

综上所述，本发明提供一种内置自调节导流板的密闭式通信机柜，至少包括结构：通道式前门，所述通道式前门的顶部与制冷装置的送风口相连接；密闭式机柜主体，所述密闭式机柜主体与所述通道式前门之间形成冷风通道；设置于所述冷风通道中的至少一片主导流板，所述主导流板包括固定端和自由端，所述固定端通过电机之间的转动轴与所述通道式前门固定相连，由电机驱动转动轴转动而使所述主导流板自由端运动；后部回风通道，与所述冷风通道相对且设置于所述密闭式机柜主体另一侧，所述后部回风通道的顶部与制冷装置的回风口相连接，形成热风通道。本发明在冷风通道中设置有主导流板，当机柜内部发生局部过热时，不需要立刻降低空调送风温度，也不需要加大风机风量，更不需要人工调整设备的位置，设置的导流板会自动调节角度，对机柜的进风量进行协调，降低温度过低的设备进风量，加大温度过高的设备进风量，从而保证所有设备的温度都在安全的范围内。在避免局部温度过高的同时，保证了冷量的最大利用率。由于只需较少的冷气就可以完成冷却，这使得空调选型的自由度更大，因此这种装置将使得数据中心更加经济、高效。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于，所述内置自调节导流板的密闭式通信机柜至少包括：

通道式前门，所述通道式前门的顶部与制冷装置的送风口相连接；

密闭式机柜主体，所述密闭式机柜主体与所述通道式前门之间形成冷风通道；

设置于所述冷风通道中的至少一片主导流板，所述主导流板包括固定端和自由端，所述固定端通过电机之间的转动轴与所述通道式前门固定相连，由电机驱动转动轴转动而使所述主导流板自由端运动；

后部回风通道，与所述冷风通道相对且设置于所述密闭式机柜主体另一侧，所述后部回风通道的顶部与制冷装置的回风口相连接，形成热风通道。

2.根据权利要求1所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述主导流板自由端在所述送风口和通道式前门的连接处移动，将所述送风口分为内侧送风口和外侧送风口。

3.根据权利要求1所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述主导流板以固定端的转动轴为轴作顺时针或逆时针转动，与垂直方向形成一夹角。

4.根据权利要求3所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述转动轴所在的直线平行于所述密闭式机柜主体中的设备前沿以及地面。

5.根据权利要求1所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述内置自调节导流板的密闭式通信机柜还包括副导流板，所述副导流板处于所述主导流板的下方，且所述副导流板的固定端与电机之间的转动轴连接。

6.根据权利要求5所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述电机安装在所述通道式前门内壁的两侧的隔板内。

7.根据权利要求6所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述主导流板由一侧的电机驱动，所述副导流板由另一侧的电机驱动。

8.根据权利要求5所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述主导流板和副导流板的形状均为矩形；所述主导流板和副导流板的宽度相等，均略小于所述通道式前门内壁的宽度；所述主导流板的长度大于所述副导流板的长度。

9.根据权利要求1所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述通道式前门的边框贴有使所述通信机柜保持气密性的胶垫。

10.根据权利要求1所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述密闭式机柜主体为金属制密封长方体，其内部安装有密封挡板。

11.根据权利要求5所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述主导流板和副导流板与所述通道式前门的材质一致，为金属材料。

12.根据权利要求5所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述主导流板和副导流板与所述通道式前门的材质一致，为透明材料。

13.根据权利要求1所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述密闭式机柜主体中还安装有温度传感器和与所述温度传感器相连接且用来控制所述电机工作的控制器。

14.根据权利要求1所述的内置自调节导流板的密闭式通信机柜，其特征在于：所述制冷装置为空调。