CN107197609B - 一种基于微热管均温板的密闭电子机柜装置及装配方法 - Google Patents

Abstract

一种基于微热管均温板的密闭电子机柜装置及装配方法，包括机柜、微热管散热模块、法兰板和轴流风机；法兰板固定在机柜上的法兰板安装槽内，将机柜分为下部的密闭区域和上部的非密闭区域；微热管散热模块包括微热管均温板，微热管散热模块穿过法兰板上的安装孔并固定在法兰板上，法兰板将微热管散热模块分为上下两部分；轴流风机位于机柜的非密闭区域内。传统的散热策略无法满足电子机柜散热的需求，引起设备故障频发，本发明通过法兰板将电子设备的工作区域隔离为密闭区域，并利用微热管均温板将电子设备发出的热量导出至非密闭区域，既可满足电子设备工作区域密闭的要求，又可有效导出密闭区域内的热量，为电子设备提供可靠的工作环境。

Description

一种基于微热管均温板的密闭电子机柜装置及装配方法

技术领域

本发明涉及一种密闭电子机柜装置，尤其涉及一种基于微热管均温板的密闭电子机柜装置及其装配方法。

背景技术

随着微电子技术迅猛发展，电子器件特征尺寸不断减小，芯片集成度、封装密度以及工作频率不断提高，使得芯片热流密度和热负荷迅速升高。研究表明，电子元器件工作温度超过正常范围10℃时，系统的可靠性下降50％。机柜内的热量一旦不能快速有效散出，就会导致机柜内部过热，可能使其中的电子设备或精密电子元件过热烧毁，影响正常工作。目前大部分的机柜散热是通过降低机房总体温度，同时通过在机柜内安装风扇来实现降低机柜内温度的目的。随着机柜的扩容以及高密度装置的出现，对于这些本身热量就很大的计算机设备，传统的散热策略已无法满足其散热的需求，造成机房温度虽然很低，但是机柜内温度居高不下，引起设备故障频发，同时，环境中的湿空气、灰尘、腐蚀性气体等对电子器件的正常工作及寿命都会产生巨大的影响。因此，为保证大功率电子机柜的正常工作，需设计散热效果好、电子设备工作区域与外界隔绝的新型密闭电子机柜装置。

目前，密闭电子机柜的常见散热方式一般有两种：电子机柜壳体直接对外散热、在机柜中安装制冷装置或液冷回路。前者由于往往只有一部分壳体侧壁和发热体接触，大部分侧壁起不到散热作用，所以散热效果比较差。后者具备较强的散热能力，容易实现机柜内部的温度控制，但价格昂贵、耗能量大、结构复杂、安装不便、控制相对复杂、维护工作量大。因此需要一种散热效果好、结构简单的新型密闭电子机柜，以保证机柜内电子设备的正常工作。

发明内容

鉴于以上分析，本发明利用微热管的导热均温能力，将其制作成换热器，可有效导出电子机柜内部的热量；同时，通过散热框架结构将电子设备的工作区域隔离成密闭空间，防止水、灰尘、腐蚀性气体进入机柜损害电子设备，为电子设备提供可靠的工作环境。

一种基于微热管均温板的密闭电子机柜装置，所述装置包括机柜、微热管散热模块、法兰板和轴流风机；

所述法兰板固定在机柜上的法兰板安装槽内，将机柜分为下部的密闭区域和上部的非密闭区域；所述微热管散热模块包括微热管均温板，微热管散热模块穿过法兰板上的安装孔并固定在法兰板上，所述法兰板将微热管散热模块分为上下两部分；轴流风机位于机柜的非密闭区域内。

通过法兰板将电子设备的工作区域隔离为密闭区域，利用包括微热管均温板的微热管散热模块将电子设备发出的热量导出至非密闭区域，密闭空间的形成能够防止水、灰尘、腐蚀性气体进入机柜损害电子设备，为电子设备提供可靠的工作环境。机柜配备的轴流风机，通过风机吸入外界冷风带走机柜内热量，提高机柜降温散热效率。

进一步地，所述微热管散热模块还包括冷板和电子设备安装件，所述冷板穿过法兰板上的冷板安装孔，固定在法兰板上；所述微热管均温板穿过法兰板上的均温板安装孔，固定在法兰板上，微热管均温板同时固定在冷板的均温板安装槽内；电子设备安装件通过螺栓固定在冷板上。

采用冷板与微热管均温板配合的方式能够减少冷板的使用数量，缩减电子机柜的整体重量，同时微热管均温板固定在冷板预留的微热管均温板安装槽中，微热管均温板与冷板之间的连接严密牢固，能够减少传热热阻，提高散热速率。

进一步地，所述装置包括若干个微热管散热模块，各微热管散热模块通过钣金固定件并列连接。

根据电子设备的数量，选择合适的微热管散热模块数量，并通过钣金固定件并列连接。

进一步地，所述微热管均温板为扁长板形，内部有若干槽道，所述槽道中充注相变导热工质。

微热管均温板内部的槽道剖面可以是圆形或矩形，槽道能够增加换热面积，提升散热效果。槽道内的导热工质可以为水、乙醇、丙酮等。

进一步地，所述微热管散热模块还包括散热翅片，所述散热翅片固定在非密闭区域内的微热管均温板上。

翅片能够加速散热，提高散热效率，与机柜配备的轴流风机共同作用，通过风机吸入外界冷风吹向散热翅片带走机柜内热量，提高机柜降温散热效率。

进一步地，所述散热翅片为表面有防锈处理的折叠翅片。

进一步地，微热管均温板的内部槽道具有微肋结构。

微热管均温板内部通过添加微肋来增加内部换热面积，提高换热效果。

进一步地，所述装置的密闭区域内有轴流风机。

密闭区域内的轴流风机能够辅助将热气吹向非密闭区域，提高散热速率。

进一步地，微热管均温板与冷板粘接；微热管均温板与法兰板之间的缝隙涂有密封胶。

微热管均温板与冷板通过导热胶粘连，二者能够紧密连接，增加导热性能。微热管均温板与法兰板之间的缝隙通过涂抹密封胶保证密闭性能。

本发明还提供一种上述基于微热管均温板的密闭电子机柜装置的装配方法，包括以下步骤：

步骤一、将冷板通过螺栓连接在法兰板预留的冷板安装孔中；

步骤二、将微热管均温板穿过法兰板预留的微热管均温板安装槽，并粘接在冷板的微热管均温板安装槽中，确保微热管与冷板粘接严密牢固；

步骤三、将散热翅片焊接在非密闭区域的微热管均温板上；

步骤四、将电子设备安装件通过螺栓固定在密闭区域的冷板上；

步骤五、按照上述步骤，安装其余冷板、微热管均温板与散热翅片；

步骤六、通过螺栓连接钣金固定件与冷板，完成微热管散热模块的装配；

步骤七、在机柜的密闭区域及非密闭区域内安装轴流风机；

步骤八、用螺栓将法兰板固定在机柜上的法兰板安装槽内。

本发明有益效果如下：

本发明提供了一种基于微热管散热的密闭电子机柜装置，使用微热管均温板，通过将管壳内特征尺寸从厘米级控制到毫米级，将导热能力提高一倍以上，具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。同时通过散热结构的法兰板，将电子设备的工作区域隔离为密闭区域，并利用微热管均温板将电子设备发出的热量导出至非密闭区域。通过本发明，既可满足了电子设备工作区域密闭的要求，防止水、灰尘、腐蚀性气体进入机柜损害电子设备，又可有效导出密闭区域内电子设备发出的热量，为电子设备的正常工作提供可靠的环境。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是微热管散热模块的正视图。

图2是微热管散热模块的侧视图。

图3是多个微热管散热模块连接的正视图。

图4是微热管均温板的内部槽道剖面图。

图5是微热管散热的密闭电子机柜的示意图。

其中：1-微热管均温板，2-散热翅片，3-冷板，4-法兰板，5-电子设备安装件，6-钣金固定件，7-机柜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本发明的目的在于提供一种基于微热管均温板的密闭电子机柜装置，包括微热管均温板、散热翅片、冷板、法兰板、电子设备安装件、钣金固定件、机柜。

上述微热管均温板为扁长板形，内部有若干从上至下的平行且相互独立的封闭槽道，槽道中充注相变导热工质，如水、乙醇、丙酮等。

上述散热翅片为折叠翅片形式，表面做防锈处理并发黑。黑色翅片的辐射率高，能够提高翅片的散热效率，增加散热速度。

上述法兰板预留有冷板的安装孔，法兰板周围的安装孔用于将其固定于机柜上。

上述冷板预留有微热管均温板安装槽，并开孔以安装电子设备安装件。

上述机柜配有轴流风机，通过风机吸入外界冷风吹向散热翅片带走热量。

如图1所示，微热管均温板1上焊接有散热翅片2，并通过环氧树脂胶粘在冷板3上。冷板3上预留有螺纹孔31以安装电子设备安装件5。如图2所示，电子设备安装件5通过螺栓安装在冷板3上，各安装件的间距由电子设备的尺寸决定。电子设备通过插接安装在电子设备安装件与冷板形成的槽中，其发出的热量传导至冷板3上，再由冷板上的微热管均温板1传导至散热翅片2，并由冷风带走。

如图3所示，若干个微热管散热模块(由电子设备数量决定)通过螺栓固定在法兰板4上，微热管均温板1穿过法兰板4。钣金固定件6通过螺栓将各个冷板3固定连接起来，电子设备安装件5上插装固定各个电子设备。

微热管均温板1内部槽道的剖面可以是圆形、矩形，也可通过添加微肋来增加内部换热面积。开微肋的微热管均温板1的内部槽道剖面如图4所示，槽道的剖面为工字型。

如图5所示，基于微热管均温板散热的密闭电子机柜装置可分为两个区域，密闭区域与非密闭区域，两者通过法兰板4隔开。穿过法兰板4的微热管均温板1将热量传递到非密闭区域的散热翅片2处，再由风机吹入冷风带走热量。微热管均温板1与法兰板4之间的缝隙通过涂抹密封胶保证密闭性能。法兰板4通过板四周的螺栓孔连接在机柜7的安装槽上。通过这样的设计，只要关闭机柜7的柜门，就可以保证电子设备的工作区域为密闭区域，并可通过微热管均温板1将密闭区域的热量传递至非密闭区域的散热翅片2上，排放至外界空间。

机柜的装配步骤如下：

1、将冷板通过螺栓连接在在法兰板的预留安装孔中。

2、将微热管均温板穿过法兰板预留的微热管均温板安装槽，并粘接在冷板的微热管均温板安装槽中，应确保微热管与冷板粘接严密牢固，减少传热热阻。

3、将散热翅片焊接在微热管上，应确保焊接牢固。

4、将电子设备安装件通过螺栓连接在冷板上。

5、按照上述步骤，安装其余冷板、微热管与散热翅片。

6、通过螺栓连接钣金固定件与冷板，完成微热管散热模块的装配。

7、在机柜的密闭区域及非密闭区域内安装轴流风机；

8、用螺栓将法兰板固定在机柜上的法兰板安装槽内。

密闭电子机柜的导热过程为：电子设备工作后，热量通过冷板传递给微热管，微热管蒸发端内工质吸收热量后相变蒸发，在压差的作用下蒸汽上升至微热管的冷凝端，并将热量传递给冷凝段的散热翅片上，同时轴流风机吸入外界冷风吹向翅片带走热量，冷凝端管内蒸汽降温冷凝为液体，并在重力作用下回流至微热管的蒸发端继续吸热蒸发，完成一个相变换热循环。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于微热管均温板的密闭电子机柜装置，其特征在于，所述装置包括机柜(7)、微热管散热模块、法兰板(4)和轴流风机；

所述法兰板(4)固定在机柜(7)上的法兰板安装槽内，将机柜(7)分为下部的密闭区域和上部的非密闭区域；所述微热管散热模块包括微热管均温板(1)，微热管散热模块穿过法兰板(4)上的安装孔并固定在法兰板(4)上，所述法兰板(4)将微热管散热模块分为上下两部分；轴流风机位于机柜(7)的非密闭区域内；

所述微热管均温板(1)为扁长板形，内部有若干从上至下的平行且相互独立的封闭槽道，槽道中充注相变导热工质；

开微肋的所述微热管均温板的内部槽道的剖面为工字型；

所述微热管散热模块还包括散热翅片(2)，所述散热翅片(2)固定在非密闭区域内的微热管均温板(1)上；微热管均温板(1)上焊接有散热翅片(2)；不同微热管均温板(1)上的散热翅片(2)之间留有空隙；

所述微热管散热模块还包括冷板(3)和电子设备安装件(5)，所述冷板(3)穿过法兰板(4)上的冷板安装孔，固定在法兰板(4)上；所述微热管均温板(1)穿过法兰板(4)上的均温板安装孔，固定在法兰板(4)上，微热管均温板(1)同时固定在冷板(3)的均温板安装槽内；电子设备安装件(5)通过螺栓固定在密闭区域的冷板(3)上；

所述装置包括若干个微热管散热模块，各微热管散热模块通过钣金固定件(6)并列连接；

所述散热翅片(2)为表面有防锈处理的折叠翅片；

微热管均温板(1)与冷板(3)粘接；微热管均温板(1)与法兰板(4)之间的缝隙涂有密封胶。

2.根据权利要求1所述基于微热管均温板的密闭电子机柜装置，其特征在于，所述装置的密闭区域内有轴流风机。

3.一种密闭电子机柜装置的装配方法，所述密闭电子机柜装置为权利要求1或2所述的基于微热管均温板的密闭电子机柜装置，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤一、将冷板(3)通过螺栓连接在法兰板预留的冷板安装孔中；

步骤二、将微热管均温板穿过法兰板(4)预留的微热管均温板安装槽，并粘接在冷板(3)的微热管均温板安装槽中，确保微热管与冷板粘接严密牢固；

步骤三、将散热翅片(2)焊接在非密闭区域的微热管均温板(1)上；

步骤四、将电子设备安装件(5)通过螺栓固定在密闭区域的冷板(3)上；

步骤五、按照上述步骤，安装其余冷板(3)、微热管均温板(1)与散热翅片(2)；

步骤六、通过螺栓连接钣金固定件(6)与冷板(3)，完成微热管散热模块的装配；

步骤七、在机柜(7)的密闭区域及非密闭区域内安装轴流风机；

步骤八、用螺栓将法兰板(4)固定在机柜(7)上的法兰板(4)安装槽内。