CN107548270B - 冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种冷却设备，包括用于安装在机柜上的围风框，至少两个机柜可安装在所述围风框内，所述冷却设备还包括设置在围风框上的换热装置，所述换热装置的位置与机柜的位置相对应，所述换热装置设有至少两个，所述换热装置包括用于交换热量的换热芯。采用这种方式就将至少两个机柜安装在围风框内，从而将冷却设备安装在至少两个机柜的侧面或后面等位置，这样就可以对至少两个机柜计算机设备进行冷却，围风框可以将机柜的热量汇集到换热芯，从而集中降温，散发机柜发出的热量，这样多个机柜计算机设备进行冷却，更加经济节能，提高冷却效率。

Description

冷却设备

技术领域

本发明涉及机械技术领域，更具体的说，涉及一种冷却设备。

背景技术

随着技术的发展，数据中心如雨后春笋般遍地开花，对于传统数据中心，一般单柜冷却能力是3～8KW，但当今设备10KW，20KW甚至50KW的机柜计算设备逐渐涌现，采用传统空调占地面积大，功率大，距离这些计算设备部署远，效率低，设计及运维成本均及其高昂。

现有技术中，有采用更靠近设备的风液复合冷却设备，成为各新型数据中心及传统数据改造的秘密武器，其具有应用灵活，针对热点局部部署，改造投入少，占地小，效率高等优势。现有液冷柜只能对单个机柜进出风进行冷却，对相邻的机柜柜没有任何兼顾设计。如果多个机柜需要冷却就需要配置多个冷却设备，投入成本会较高，且面对现有应用情况最多的形式为一个计算节点带两个存储节点的3柜配置情况，即主柜大功耗(8KW～30KW)相邻的两个机柜小功耗(4～8KW)的情况配置不经济不节能。

因此，如何提供一种冷却设备，能够对多个机柜计算机设备进行冷却，更加经济节能，提高冷却效率，成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了提供一种冷却设备，能够对多个机柜计算机设备进行冷却，更加经济节能，提高冷却效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种冷却设备，包括用于安装在机柜上的围风框，至少两个机柜可安装在所述围风框内，所述冷却设备还包括设置在围风框上的换热装置，所述换热装置的位置与机柜的位置相对应，所述换热装置设有至少两个，所述换热装置包括用于交换热量的换热芯。

优选的，所述换热装置还包括与换热芯相邻的吸风装置，所述吸风装置用于将冷却设备内部的空气吸往外界。

优选的，所述冷却设备还包括导风装置，所述吸风装置位于所述换热芯和所述导风装置之间，所述导风装置用于引导所述吸风装置吹出的空气的流动方向。

优选的，所述冷却设备还设有第一固定板，所述第一固定板位于所述换热芯和所述吸风装置之间，所述吸风装置安装在所述第一固定板上，所述第一固定板的两侧分别设有第一挡风隔板和第二挡风隔板。

优选的，所述导风装置包括第二固定板，所述第二固定板与所述第一固定板相邻设置，所述第二固定板两侧分别设有第三挡风隔板和第四挡风隔板，所述第三挡风隔板和所述第四挡风隔板向外延伸，所述第三挡风隔板与第二固定板之间成钝角，所述第四挡风隔板与第二固定板之间成钝角。

优选的，所述导风装置还包括安装在所述第一固定板上的第五挡风隔板和第六挡风隔板，所述第五挡风隔板与所述第三挡风隔板相向设置并向外延伸，所述第五挡风隔板与所述第三挡风隔板之间形成第一导风通道，所述所述第六挡风隔板与所述第四挡风隔板相向设置并向外延伸，所述第六挡风隔板与所述第四挡风隔板之间形成第二导风通道。

优选的，所述换热芯包括进液管和出液管，所述进液管和出液管之间设有换热管连通，所述换热管包括第一直管部和第二直管部，所述第一直管部与所述进液管连通，所述第二直管部与所述出液管连通，所述第一直管部和第二直管部之间设有弯管部连通。

优选的，所述冷却设备包括输入管和输出管，所述至少两个换热装置中的其中一个的出液管与另一个的进液管连通，所述输入管与其中一个的进液管连通，所述输出管与另一个的出液管连通。

优选的，所述冷却设备包括输入管和输出管，每个换热装置的进液管与所述输入管连通，每个换热装置的出液管与所述输出管连通。

优选的，所述换热芯包括换热片，所述换热管穿过所述换热片后与所述进液管和出液管连接。

本发明中冷却设备由于包括用于安装在机柜上的围风框，至少两个机柜可安装在所述围风框内，所述冷却设备还包括设置在围风框上的换热装置，所述换热装置的位置与机柜的位置相对应，所述换热装置设有至少两个，所述换热装置包括用于交换热量的换热芯。采用这种方式就将至少两个机柜安装在围风框内，从而将冷却设备安装在至少两个机柜的侧面或后面等位置，这样就可以对至少两个机柜计算机设备进行冷却，围风框可以将机柜的热量汇集到换热芯，从而集中降温，散发机柜发出的热量，这样多个机柜计算机设备进行冷却，更加经济节能，提高冷却效率。

附图说明

图1是本发明实施例的一种冷却设备的立体图；

图2是本发明实施例的一种冷却设备的示意图；

图3是本发明实施例的一种冷却设备的内部示意图；

图4是本发明实施例的冷却设备和机柜的布置图；

图5是本发明实施例的一种冷却设备的内部立体图；

图6是本发明实施例的换热芯的立体图；

图7是本发明实施例的换热芯的示意图。

附图标记：

1-冷却设备，2-围风框，3-换热芯，4-吸风装置，5-导风装置，11-第一固定板，12-第一挡风隔板，13-第二挡风隔板，14-第二固定板，15-第三挡风隔板，16-第四挡风隔板，17-第五挡风隔板，18-第六挡风隔板，21-第一导风通道，22-第二导风通道，31-进液管，32-出液管，33-换热管，34-第一直管部，35-第二直管部，36-弯管部，37-输入管，38-输出管，39-换热片,41-风扇，42-第三固定板，43-固定连接板，44-导热板，61-中间机柜，62-左侧机柜，63-右侧机柜，64-导热孔。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，本发明实施例公开一种冷却设备1，包括用于安装在机柜上的围风框2，至少两个机柜可安装在所述围风框2内，所述冷却设备1还包括设置在围风框2上的换热装置，所述换热装置的位置与机柜的位置相对应，所述换热装置设有至少两个，所述换热装置包括用于交换热量的换热芯3。

采用这种方式就将至少两个机柜安装在围风框2内，从而将冷却设备1安装在至少两个机柜的侧面或后面等位置，这样就可以对至少两个机柜计算机设备进行冷却，围风框2可以将机柜的热量汇集到换热芯3，从而集中降温，散发机柜发出的热量，这样多个机柜计算机设备进行冷却，更加经济节能，提高冷却效率。

围风框2上设有导热板44，所述换热芯3与所述导热板44相邻设置，导热板44上设有导热孔64，设置导热板44可以安装换热芯3，从而使换热芯3固定更加稳定，并且导热板44上设有导热孔64，可使热气流都可以通过换热芯3，从而加快热量散发。并且设置导热板44也可以让围风框2汇集的热量更加均匀，利于散热。本实施例中换热芯3可以是换热空芯片阵列，或风冷换热等装置。本实施例中使用管路加散热片的设计。围风框2包括四个边框，中间镂空，用于将机柜框在围风框2的镂空中，设置导热板44也可以保护机柜。

换热装置还包括与换热芯3相邻的吸风装置4，所述吸风装置4用于将冷却设备1内部的空气吸往外界。这样就可以使用吸风装置4带动空气流，将热量带到换热芯3处，并且还可以帮助换热芯3散出热量，提高冷却设备1的冷却能力和冷却效率。吸风装置4可采用风扇或空气泵，一般多用风扇，风扇可选用轴流风扇或离心风扇或混流风扇，一般多选用轴流风扇和离心风扇，本发明实施例以设有两个轴流风扇41为例，两个风扇41并排设置，空气可以从换热片39之间的缝隙穿过，被风扇41由换热芯3侧吸出。两个风扇41安装在风扇板上，风扇板可固定在第一固定板上，第一固定板位于所述换热芯3和所述吸风装置4之间，这样就可以让风扇41的风力得到充分的利用，加快热量的散发。

冷却设备1还包括导风装置5，所述吸风装置4位于所述换热芯3和所述导风装置5之间，所述导风装置5用于引导所述吸风装置4吹出的空气的流动方向。这样设置可以让风扇41吹出来不会直接吹到用户或其他物体，利用导风装置5将空气流导向侧方，从而减少热空气流的影响。

冷却设备1还设有第一固定板11，所述第一固定板11位于所述换热芯3和所述吸风装置4之间，所述吸风装置4安装在所述第一固定板11上，所述第一固定板11的两侧分别设有第一挡风隔板12和第二挡风隔板13。设置第一固定板11可保护换热芯3，防止异物对换热芯3的损坏，同时可以安装吸风装置4，例如固定风扇等装置，设置第一挡风隔板12和第二挡风隔板13可以从侧面保护换热芯3。第一固定板11上设有安装孔，用于安装吸风装置4，例如安装风扇。

导风装置5包括第二固定板14，所述第二固定板14与所述第一固定板11相邻设置，所述第二固定板14两侧分别设有第三挡风隔板15和第四挡风隔板16，所述第三挡风隔板15和所述第四挡风隔板16向外延伸，所述第三挡风隔板15与第二固定板14之间成钝角，所述第四挡风隔板16与第二固定板14之间成钝角。第二固定板14可直接面向吸风装置4，从而挡住吸风装置4吹出的风，而侧面的第三挡风隔板15和第四挡风隔板16可将风或空气流导向侧面，从而避免风直接吹到用户或其他物体，避免产生不利影响。这种结构不仅可有效阻挡风直接吹出，还可以降低噪声。

导风装置5还包括安装在所述第一固定板11上的第五挡风隔板17和第六挡风隔板18，所述第五挡风隔板17与所述第三挡风隔板15相向设置并向外延伸，所述第五挡风隔板17与所述第三挡风隔板15之间形成第一导风通道21，所述所述第六挡风隔板18与所述第四挡风隔板16相向设置并向外延伸，所述第六挡风隔板18与所述第四挡风隔板16之间形成第二导风通道22。本实施例中设有三个换热芯3，三个换热芯3就可以针对三个机柜进行散热，也可以将两侧的两个机柜的热量汇集后集中由中间换热芯3进行处理，加快散热。

本实施例中导风装置5还包括设置在第二固定板14上的第三固定板42，所述第二固定板14和第三固定板42之间设有固定连接板43连接。第三固定板42上可以设有液晶显示屏，显示检测温度、湿度、风扇的噪声、能耗、转速等信息，而且第三固定板42也可以进一步有效分风道设备两侧，减少设备直出风对正对柜门外人员及其他设备的影响。本实施例中，第二固定板14、第三挡风隔板15、第四挡风隔板16、第五挡风隔板17、第六挡风隔板18、第三固定板42、固定连接板43都可以设为中空的，从而提高散热效率。

换热芯3包括进液管31和出液管32，所述进液管31和出液管32之间设有换热管33连通，所述换热管33包括第一直管部34和第二直管部35，所述第一直管部34与所述进液管31连通，所述第二直管部35与所述出液管32连通，所述第一直管部34和第二直管部35之间设有弯管部36连通。这种方式管数折弯少，管内工质阻力低，方便工质流动，提高散热效率。

冷却设备1包括输入管37和输出管38，所述至少两个换热装置中的其中一个的出液管32与另一个的进液管31连通，所述输入管37与其中一个的进液管31连通，所述输出管38与另一个的出液管32连通。采用这种方式可以让不同的换热芯3之间串联，从而使冷却设备的结构更加简单易用，便于使用和维护。本实施例中输入管37和输出管38可设置在导热板44靠近机柜的一侧，导热板44位于换热芯3与输入管37和输出管38之间，从而方面流体的流入和流出。本实施例中流体可采用水或其他工质。

当然换热装置之间也可以采用并联的方式，每个换热装置的进液管31与所述输入管37连通，每个换热装置的出液管32与所述输出管38连通。这样就可以让每个换热芯3的热量更快的散出，提高散热速度和散热效率。

换热芯3包括换热片39，所述换热管33穿过所述换热片39后与所述进液管31和出液管32连接。设置散热片可以加快散热，换热片39可水平设置，水平可以实现平行纸面和垂直纸面双向进风，加快散热，这样也可以同时可以兼顾两侧机柜的散热。换热片39设置有多个，例如2个，3个或更多个，一般可设置10个以上，换热芯3可设有固定换热片39的固定框，换热片39有固定框定位，防止意外移动。

结合图4所示，本实施例中围风框可以放置三个机柜，中间机柜61和在中间机柜61两侧的两个机柜，左侧机柜62和右侧机柜63，对应的设有三个换热芯，分别对应中间机柜61、左侧机柜62和右侧机柜63，本实施例中也对应设有三个吸风装置，其中每个吸风装置中可设有两个风扇，用于吸风，风扇外设有导风装置，导风装置将风扇吹出的风导向预设的方向。风扇上设有保护网，以防杂物进入风扇影响风扇工作。当然围风框可防止的机柜也可以是其他数量的，例如2个，4个或更多个。本实施例中换热芯和吸风装置的数量可与机柜数量相同，当然也可以设置更多个的换热芯和吸风装置。

本实施例中，结合图1和图2所示，还可以增加围风框2内的高度或深度，使两侧柜风从换热芯后进入，与中间机柜汇合之后统一有换热芯冷却，这样可以减少换热芯的设置，也可以增加汇集空间，使热量汇集交汇充分。这种方式下主设备风道设计为，进风利用主设备的自有风源，换热芯轻薄低阻力设计实现自有过风通道，若主设备风源能力不足或冷却要求提升，可以增加换热芯厚度，并设置风扇，对主设备吸风强化过风冷却。例如，风扇安装在侧柜和换热芯中间，结构与主柜风向垂直，但是风扇对应换热芯区域与主柜风道隔离，风扇吸风侧边机柜热空气，并正对换热芯吹风，径换热芯冷却的空气转向到垂直纸面方向排出柜门。或者风扇吸入的侧柜热空气，吹到换热芯后侧空腔，然后再垂直经过换热芯出风冷却。风扇可以两侧同时面对面布局，也可两侧交错布局，甚或只在单一侧布局。侧柜吸风量，随选配风扇数量，风扇风量决定，冷却情况受换热芯决定。此时是把整个换热芯的冷却面积分成几部分，一部分给主柜，其他给左侧或右侧柜。风扇在两侧液冷后门时，主要由主柜侧直通风道模块，和侧柜侧的左右后风道模块，堆叠累加而成。给主柜散热的前后直通风模块。当然风扇也可以安装在换热芯及导风装置之间，结构与主柜风向平行，但是风扇区域风道与主柜风道隔离，风扇吸入两侧热风，流经换热器后，被风扇直接排除门外。本实施例中也可以不需要风扇的风道设计，从换热芯的两侧进风，可以采用开放形式直接吸风，或者更进一步，进行对侧边柜的后门配置围风框2，实现两侧柜出风向中间柜导风结构，利用中间主柜风扇或者直接利用侧柜自身风扇风压送风，实现更具体的热管理，提升两侧柜热空气冷却能力。最终实现局部主动或全被动式液冷换热后门对主柜及两侧柜总体的冷却设计。采用本实施例的冷却设备能够明显改善后部热空气排风温度，维系机房局部温度，降低空调回风温度，达到节能环保目的。在未有任何冷却设备的情况下，机柜出风温度高达48℃，应用本实施例的冷却设备对两侧机柜进行冷却散热后，主柜10KW冷却到25.2℃，两侧柜各4KW，开放式可实现远端冷却到25～28℃左右，达到了非常好的冷却效果。如对两侧柜配置围风框2，效果会更加明显。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种冷却设备，其特征在于，包括用于安装在机柜上的围风框，至少两个机柜可安装在所述围风框内，所述冷却设备还包括设置在围风框上的换热装置，所述换热装置的位置与机柜的位置相对应，所述换热装置设有至少两个，所述换热装置包括用于交换热量的换热芯，所述换热装置还包括与换热芯相邻的吸风装置，所述吸风装置用于将冷却设备内部的空气吸往外界，所述冷却设备还包括导风装置，所述吸风装置位于所述换热芯和所述导风装置之间，所述导风装置用于引导所述吸风装置吹出的空气的流动方向，所述冷却设备还设有第一固定板，所述第一固定板位于所述换热芯和所述吸风装置之间，所述吸风装置安装在所述第一固定板上，所述第一固定板的两侧分别设有第一挡风隔板和第二挡风隔板，所述导风装置包括第二固定板，所述第二固定板与所述第一固定板相邻设置，所述第二固定板两侧分别设有第三挡风隔板和第四挡风隔板，所述第三挡风隔板和所述第四挡风隔板向外延伸，所述第三挡风隔板与第二固定板之间成钝角，所述第四挡风隔板与第二固定板之间成钝角，所述导风装置还包括安装在所述第一固定板上的第五挡风隔板和第六挡风隔板，所述第五挡风隔板与所述第三挡风隔板相向设置并向外延伸，所述第五挡风隔板与所述第三挡风隔板之间形成第一导风通道，所述所述第六挡风隔板与所述第四挡风隔板相向设置并向外延伸，所述第六挡风隔板与所述第四挡风隔板之间形成第二导风通道。

2.根据权利要求1所述的一种冷却设备，其特征在于，所述换热芯包括进液管和出液管，所述进液管和出液管之间设有换热管连通，所述换热管包括第一直管部和第二直管部，所述第一直管部与所述进液管连通，所述第二直管部与所述出液管连通，所述第一直管部和第二直管部之间设有弯管部连通。

3.根据权利要求2所述的一种冷却设备，其特征在于，所述冷却设备包括输入管和输出管，所述至少两个换热装置中的其中一个的出液管与另一个的进液管连通，所述输入管与其中一个的进液管连通，所述输出管与另一个的出液管连通。

4.根据权利要求2所述的一种冷却设备，其特征在于，所述冷却设备包括输入管和输出管，每个换热装置的进液管与所述输入管连通，每个换热装置的出液管与所述输出管连通。

5.根据权利要求2所述的一种冷却设备，其特征在于，所述换热芯包括换热片，所述换热管穿过所述换热片后与所述进液管和出液管连接。