CN107450697A - 一种变电站综自后台机液冷机箱 - Google Patents

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孙俊伟
林玉怀
吴俊芳
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Abstract

本发明提供了一种变电站综自后台机液冷机箱，包括主机箱以及设置在主机箱内的CPU、显卡和电源；它还包括液冷散热系统，所述液冷散热系统包括依次连通并形成循环的水箱、水泵、水冷块和冷排，所述水冷块依次绕过所述CPU的表面、所述显卡的表面和所述电源的表面并与各表面贴合；所述水冷块包括外壳和间隔设置在所述外壳内的多个液体通道，多个所述液体通道之间分别形成空气通道；位于所述主机箱底部的进风扇内侧设置有引风通道，所述引风通道的出风口分别连通多个所述空气通道的进风口。该变电站综自后台机液冷机箱具有散热效率高、运行安静、使用寿命长、可靠性强的优点。

Description

一种变电站综自后台机液冷机箱
技术领域
本发明涉及一种变电站综自后台机，具体的说，涉及了一种变电站综自后台机液冷机箱。
背景技术
综自后台机是用于变电站的信号监控和操作的计算机，其在使用时常年不得关机。长期的运行，CPU、硬盘常年处于满负荷工作状态，发热量较大，长期的高温，造成风扇内的润滑油被风干，风扇出现停转和慢转现象，而且传统的综自后台机的主机箱防尘效果不好，更是影响了散热效率，热量的积蓄不但使主机箱发出噪音，而且使综自后台机更容易出现故障，造成监控系统异常甚至瘫痪，给电力系统的正常运行带来了安全隐患。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种散热效率高、运行安静、使用寿命长、可靠性强的变电站综自后台机液冷机箱。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种变电站综自后台机液冷机箱，包括主机箱以及设置在主机箱内的CPU、显卡和电源，所述主机箱的底部和前壁分别开设有至少一个进风扇安装孔，每个所述进风扇安装孔内均安装有进风扇，所述主机箱的顶部和后壁分别开设有至少一个排风扇安装孔，每个所述排风扇安装孔内均安装有排风扇；它还包括液冷散热系统，所述液冷散热系统包括依次连通并形成循环的水箱、水泵、水冷块和冷排，所述水冷块依次绕过所述CPU的表面、所述显卡的表面和所述电源的表面并与各表面贴合，所述冷排安装在其中一个所述排风扇的内侧；所述水冷块包括外壳和间隔设置在所述外壳内的多个液体通道，多个所述液体通道之间分别形成空气通道，多个所述液体通道的入口均连通所述水冷块的进水口，多个所述液体通道的出口均连通所述水冷块的出水口；位于所述主机箱底部的进风扇内侧设置有引风通道，所述引风通道的出风口分别连通多个所述空气通道的进风口。
基于上述，每个所述液体通道均平行设置并呈波浪线形。
基于上述，所述CPU外侧涂覆有导热硅脂，所述水冷块表面与所述导热硅脂接触；它还包括两个湿度传感器、单片机和蜂鸣器，两个所述湿度传感器分别设置在所述水冷块的进水口和出水口外侧，所述单片机根据两个所述湿度传感器的信号控制所述蜂鸣器的启闭。
基于上述，连接所述水冷块与所述冷排的管道内设置有单向阀。
基于上述，所述引风通道的出风口处设置有过滤网。
基于上述，每个所述进风扇和每个所述排风扇外侧均设置有防尘网，所述主机箱的前壁、后壁和底部分别对应位于各自上的所述防尘网设置有水平滑道；位于所述主机箱顶部的防尘网一端与所述主机箱铰接，另一端与所述主机箱卡扣连接。
基于上述，它还包括对应所述CPU设置的温度传感器、分别对应每个所述进风扇和每个所述排风扇设置的转速传感器、单片机和显示屏，所述单片机根据所述温度传感器和每个所述转速传感器的信号控制所述显示屏的显示内容。
基于上述，所述主机箱的侧壁开设有观察口，所述观察口内设置有亚克力板。
基于上述，每个所述进风扇和每个所述排风扇上均设置有LED灯。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明在传统的主机箱基础上，增设了多个所述进风扇和多个所述排风扇，加强了空气流通，所述液冷散热系统的设置，利用大比热容液体的流动，将热量快速带走，大大提高了散热效率，降低了风扇发出的噪音；进一步地，将所述液体通道设置为波浪线，延长了液体行走路程和气液热交换的时间，提高了散热效果；进一步地，所述湿度传感器和所述蜂鸣器的设置，实时监控接口处的漏水情况，并及时提醒工作人员；进一步地，多个所述防尘网的设置，减少了灰尘的沉积，保证了散热通道的畅通；进一步地，所述亚克力板、所述LED灯和所述显示屏的设置，方便了夜间巡视观察工作状态；其具有散热效率高、运行安静、使用寿命长、可靠性强的优点。
附图说明
图1是本发明中变电站综自后台机液冷机箱的结构示意图。
图2是本发明中主机箱侧壁的结构示意图。
图3是本发明中水冷块的内部结构示意图。
图中：1. 主机箱；2. CPU；3. 进风扇；4. 排风扇；5. 水箱；6. 水泵；7. 水冷块；8. 冷排；9. 防尘网；10. 卡扣；11. 水平滑道；12. 显示屏；13. 侧壁；14. 观察口；15. 亚克力板；16. 引风通道；17. 显卡；18. 电源；71. 外壳；72. 液体通道；73. 空气通道；74.进水口；75. 出水口；76. 进风口。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1、图2和图3所示，一种变电站综自后台机液冷机箱，包括主机箱1以及设置在主机箱1内的CPU2、显卡17和电源18，主机箱1的底部开设有一个进风扇安装孔，主机箱1的前壁开设有两个进风扇安装孔，每个所述进风扇安装孔内均安装有进风扇3；主机箱1的顶部开设有两个排风扇安装孔，主机箱1的后壁开设有一个排风扇安装孔，每个所述排风扇安装孔内均安装有排风扇4；空气在进风扇3的作用下进入主机箱1内，在排风扇4的作用下排出主机箱1，加强了空气流动频率，提高了空气与主机箱1热交换的效率。
为了进一步提高降温效率，它还包括液冷散热系统，所述液冷散热系统包括依次连通并形成循环的水箱5、水泵6、水冷块7和冷排8，水冷块7 依次绕过CPU2的表面、显卡17的表面和电源18的表面，并且与各表面贴合，以便充分吸收CPU2、显卡17和电源18产生的热量，全面覆盖了综自后台机中发热严重的部件，大大提高了热交换的效率，冷排5安装在位于主机箱1后壁的排风扇4的内侧，以便加速液体降温；由于液体的比热容大，水冷块7中的液体能吸收大量的CPU2、显卡17和电源18产生的热量，当交换的热量不多时，水箱5就能将热量消化吸收，当交换的热量较多时，通过冷排8加强液体与空气的热交换，实现快速降温。
水冷块7包括外壳71和间隔设置在外壳7内的五个液体通道72，五个液体通道72之间分别形成空气通道73，以便加大液体与空气热交换接触面，提高散热效率，五个液体通道72和四个空气通道73平铺地经过CPU2表面、显卡17表面和电源18表面；五个液体通道72的入口均连通水冷块7的进水口74，五个液体通道72的出口均连通水冷块7的出水口75，以便液体能够流经每个液体通道72；位于主机箱1底部的进风扇3内侧设置有引风通道16，引风通道16的出风口分别连通四个空气通道73的进风口76，以便为四个空气通道73提供流动的空气。
具体使用时，开启水泵6，水箱5中的液体经过水泵6后进入水冷块7中，带走CPU2产生的热量的同时与空气进行充分的热交换，经过冷排8的散热后流回水箱5内，同时，空气从主机箱1的正面和底部进入，从主机箱1的顶部和后面排出，大大提高了空气流动速度，提高了降温效果，由于风扇无需高速运转，综自后台机运行安静，没有噪音。
为了进一步提高散热效果，每个液体通道72均平行设置并呈波浪线形；使用时，液体和空气运动路径更为曲折，延长了热交换时间和热交换面积，经过实验，使用本改进主机箱的变电站综自后台机，全年未出现硬件故障，相比之前综自后台机的故障率大大降低，节约了维护成本。
在实际使用过程中，由于液体通道72分路较多、液体运行路径曲折，液体在水冷块7的进风口74和出风口75处的压力较大，容易出现漏液。为了避免漏液损坏CPU2，CPU2外侧涂覆有导热硅脂，水冷块7表面与所述导热硅脂接触，所述导热硅脂层的设置，即能使传热面接触得更好，又能避免漏液直接进入CPU2内。
为了能够及时发现漏液，它还包括两个湿度传感器、单片机和蜂鸣器，两个所述湿度传感器分别设置在水冷块7的进水口74和出水口75外侧，所述单片机根据两个所述湿度传感器的信号控制所述蜂鸣器的启闭；当水冷块7的进水口74或出水口75漏液时，所述湿度传感器测试到的湿度明显增高，所述单片机控制所述蜂鸣器鸣叫，提醒工作人员有漏液事故。
为了避免水箱5内的水位过低时，刚刚经过水冷块7的液体回流，影响CPU2、显卡17和电源18的散热效果，连接水冷块7与冷排8的管道内设置有单向阀；当液体正常循环时，所述单向阀打开，当液体回流时，所述单向阀关闭。
为了减少进入空气通道73内的灰尘，引风通道16的出风口处设置有过滤网；使用时，气流在所述过滤网处减速，以沉降灰尘。
为了防止灰尘在主机箱1内沉积，阻隔散热，每个进风扇3和每个排风扇4外侧均设置有防尘网9，以便阻隔灰尘进入主机箱1内；主机箱1的前壁、后壁和底部分别对应位于各自上的防尘网9设置有水平滑道11，方便抽出防尘网9进行清理；位于主机箱1顶部的防尘网9一端与主机箱1铰接，另一端与主机箱1通过卡扣10连接，方便检修和清理。
为了方便监测各进风扇3、各排风扇4和CPU2的工作状态，它还包括对应CPU2设置的温度传感器、分别对应每个进风扇3和每个排风扇4设置的转速传感器和显示屏12，所述单片机根据所述温度传感器和每个所述转速传感器的信号，控制所述显示屏显示各进风扇3、各排风扇4的转速信息以及CPU2的温度信息，以便及时发现故障，消除安全隐患。
为了便于观察综自后台机内各部件的运行情况，主机箱1的侧壁13开设有观察口14，观察口14内设置有亚克力板15。
为了便于夜间巡视，每个进风扇3和每个排风扇4上均设置有LED灯；在夜间，开启LED灯，主机箱1内被照亮，方便工作人员夜间观察。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种变电站综自后台机液冷机箱，包括主机箱以及设置在主机箱内的CPU、显卡和电源，其特征在于：所述主机箱的底部和前壁分别开设有至少一个进风扇安装孔，每个所述进风扇安装孔内均安装有进风扇，所述主机箱的顶部和后壁分别开设有至少一个排风扇安装孔，每个所述排风扇安装孔内均安装有排风扇；它还包括液冷散热系统，所述液冷散热系统包括依次连通并形成循环的水箱、水泵、水冷块和冷排，所述水冷块依次绕过所述CPU的表面、所述显卡的表面和所述电源的表面并与各表面贴合，所述冷排安装在其中一个所述排风扇的内侧；所述水冷块包括外壳和间隔设置在所述外壳内的多个液体通道，多个所述液体通道之间分别形成空气通道，多个所述液体通道的入口均连通所述水冷块的进水口，多个所述液体通道的出口均连通所述水冷块的出水口；位于所述主机箱底部的进风扇内侧设置有引风通道，所述引风通道的出风口分别连通多个所述空气通道的进风口。
2.根据权利要求1所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：每个所述液体通道均平行设置并呈波浪线形。
3.根据权利要求1或2所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：所述CPU外侧涂覆有导热硅脂，所述水冷块表面与所述导热硅脂接触；它还包括两个湿度传感器、单片机和蜂鸣器，两个所述湿度传感器分别设置在所述水冷块的进水口和出水口外侧，所述单片机根据两个所述湿度传感器的信号控制所述蜂鸣器的启闭。
4.根据权利要求3所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：连接所述水冷块与所述冷排的管道内设置有单向阀。
5.根据权利要求1所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：所述引风通道的出风口处设置有过滤网。
6.根据权利要求3所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：每个所述进风扇和每个所述排风扇外侧均设置有防尘网，所述主机箱的前壁、后壁和底部分别对应位于各自上的所述防尘网设置有水平滑道；位于所述主机箱顶部的防尘网一端与所述主机箱铰接，另一端与所述主机箱卡扣连接。
7.根据权利要求6所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：它还包括对应所述CPU设置的温度传感器、分别对应每个所述进风扇和每个所述排风扇设置的转速传感器和显示屏，所述单片机根据所述温度传感器和每个所述转速传感器的信号控制所述显示屏的显示内容。
8.根据权利要求6或7所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：所述主机箱的侧壁开设有观察口，所述观察口内设置有亚克力板。
9.根据权利要求8所述的变电站综自后台机液冷机箱，其特征在于：每个所述进风扇和每个所述排风扇上均设置有LED灯。
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