CN107896475A - 一种电子设备液冷机柜 - Google Patents
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Abstract
一种电子设备液冷机柜，包括机柜、电子设备、导流板以及隔板；所述机柜包括一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板；所述隔板把机柜分割成两个空间，分别是第一空间和第二空间；所述第一空间内设置由一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板组成的密封开口腔体，第一空间的腔体内盛放有第一液体；所述导流板位于第一空间的腔体内部，导流板把第一空间的腔体隔断成集液腔和电子设备放置腔，导流板上设置有多个导流孔；所述第一空间的腔体内盛放的第一液体的进液口连通于集液腔，第一空间的腔体内盛放的第一液体的出液口连通于电子设备放置腔的上部；所述电子设备放置在电子设备放置腔，并浸没在第一液体中；本申请解决了数据中心散热效率低、能耗大的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及数据服务领域，具体而言，涉及一种电子设备液冷机柜。
背景技术
随着社会及经济的飞速发展，计算机的应用领域越来越广泛。相较于传统的计算机，服务器具有更加优良的稳定性、扩展性和性能。随着社会经济的进一步发展，各大型企业对服务器的性能要求进一步提高，服务器性能的提高导致服务器在运行过程中产生的热量增多，为了保证服务器正常的运行，需要更高效的散热方式。
当前服务器机柜采用单一的冷风模式散热，在服务器系统背面用风扇组成风扇墙来提供系统风流的动力，工作介质采用 已获得的空气。随着CPU平台的不断更新，主板走线越来越密集、CPU功耗越来越高，导致热密度不断增大，传统的冷风模式已经不能满足高热密度的散热功能。此外，目前机房多为空调机房，机柜需求风量大，机房普遍存在送风不足的问题，对高功耗的机柜，需要风扇墙很高的转速，随之而来的即是噪声的超标，并且系统风扇和机房空调负荷高，消耗能量过大， PUE（Power Usage Effectiveness）只能做到1.3-1.5，有待进一步改进。
针对上述数据中心散热效率低、能耗大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电子设备液冷机柜，以至少解决数据中心散热效率低、能耗大的技术问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种电子设备液冷机柜，包括机柜、电子设备、导流板以及隔板；所述机柜包括一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板；所述隔板把机柜分割成两个空间，分别是第一空间和第二空间；所述第一空间内设置由一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板组成的密封开口腔体，第一空间的腔体内盛放有第一液体；所述导流板位于第一空间的腔体内部，导流板把第一空间的腔体隔断成集液腔和电子设备放置腔，导流板上设置有多个导流孔；所述第一空间的腔体内盛放的第一液体的进液口连通于集液腔，第一空间的腔体内盛放的第一液体的出液口连通于电子设备放置腔的上部；所述电子设备放置在电子设备放置腔，并浸没在第一液体中。
进一步地，所述第二空间内放置有控制系统、第一循环泵、换热器以及连接管道；第一循环泵的进液端连接于第一空间的第一液体的出液口，第一循环泵的出液端连接于换热器的第一液体进口，换热器的第一液体出口连通于第一空间的第一液体的进液口。
进一步地，所述换热器是板式换热器、套管换热器、壳管换热器、高效罐或者其他双介质换热器。
进一步地，还包括蒸发式冷凝器、第二循环泵和第二液体；所述换热器的第二液体出口连接于蒸发式冷凝器的进口，蒸发式冷凝器的出口连接于第二循环泵的进口，第二循环泵的出口连接换热器的第二液体进口。
进一步地，所述第一空间腔体的电子设备放置腔内的上部设置有一对平行且并排的电子设备支撑梁；两个电子设备支撑梁分别安装在第一空间的腔体内的前面板和后面板之间，其中一个电子设备支撑梁紧贴着第一空间的腔体的前面板，与之平行的另一个电子设备支撑梁与第一空间的腔体的后面板之间留有导线通道；所述电子设备顶部的两端悬挂在电子设备支撑梁上，且电子设备完全浸没在第一液体中；电子设备上需要插拔的网线、电源线等导线统一布线在导线通道内。
进一步地，还包括盖板；两个侧板、一个支撑板和两个支撑杆；两个侧板分别安装在机柜的两侧壁的延长面上，支撑板安装在机柜的后面板的延长面上，且与侧护板连接；盖板的一端转动安装在支撑板的顶端，盖板通过在支撑板上转动，其另一端可以与机柜的前面板接触；两个支撑杆是气动弹簧支撑杆，气动弹簧支撑杆包括缸体和活塞杆， 两个气动弹簧支撑杆的两个活塞杆均与盖板连接，两个气动弹簧支撑杆的两个缸体与两个侧板一一对应连接。
进一步地，所述支撑板上还固定有电子设备统一供电电源分配插座。
进一步地，还包括控制显示器；控制显示器与控制系统电连接，控制器显示器放置在机柜的第二空间的顶部。
进一步地，所述第一液体为不导电冷却液。
进一步地，所述第二液体为冷却水、氟利昂或者其他冷却液。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：导流板把机柜的第一空间的腔体隔断成集液腔和电子设备放置腔，第一空间的腔体内盛放的第一液体的进液口连通于集液腔，第一空间的腔体内盛放的第一液体的出液口连通于电子设备放置腔的上部；这样第一空间的第一液体的进液口流入的第一液体（冷却液）会先进入集液腔，然后经过导流板的导流孔均匀的流入电子设备放置腔并与电子设备接触换热；第一液体与电子设备进行充分换热之后再从第一空间的第一液体的出液口排出；排出的第一液体经过换热器与动力热管系统进行热交换，动力热管的冷凝器采用蒸发式冷凝器，这样一年四季中均可利用自然冷源来进行电子设备的散热，可以节约能多能源，使用本发明电子设备冷却机柜的数据中心PUE值能够做到1；另外该电子设备液冷机柜使用的部件简单，而且这个电子设备液冷机柜对服务器进行冷却使用的是液体的固有属性，不需要额外的能量输入，通过直冷的方式达到了冷却服务器的目的，冷却速度快且耗能小，解决了现有技术中数据中心散热效率低、能耗大的问题。
附图说明
图1为本发明电子设备液冷机柜的结构示意图。
图2为本发明电子设备液冷机柜的俯视图。
图3为本发明电子设备液冷机柜工作原理结构示意图。
图中：1、机柜；2、盖板； 3、第一空间；4、第二空间；5、换热器； 61、第一循环泵；62、第二循环泵；7、侧门；8、电子设备；9、电源分配插座；10、控制显示器；11、电子设备支撑梁；12、支撑杆；13、导流板；131、导流孔；14、隔板；15、导线通道；16蒸发式冷凝器；17侧板；18支撑板；191、进液口；192、出液口。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，以下所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
请参考图1和图2所示，本发明的电子设备液冷机柜包括机柜1、电子设备2、导流板13以及隔板14；所述机柜1包括一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板；所述隔板把机柜1分割成两个空间，分别是第一空间3和第二空间4；所述第一空间3内壁贴有一层保温层，保温层的里面是由一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板组成的密封开口腔体，第一空间3的腔体内盛放有第一液体；所述导流板13位于第一空间3的腔体内部，导流板13把第一空间3的腔体隔断成集液腔和电子设备放置腔，导流板13上设置有多个导流孔131；所述第一空间3的腔体内盛放的第一液体的进液口191连通于集液腔，第一空间3的腔体内盛放的第一液体的出液口192连通于电子设备放置腔的上部；第一空间3腔体的电子设备放置腔内的上部设置有一对平行且并排的电子设备支撑梁11；两个电子设备支撑梁11分别安装在第一空间3的腔体内的前面板和后面板之间，其中一个电子设备支撑梁11紧贴着第一空间3的腔体的前面板，与之平行的另一个电子设备支撑梁11与第一空间3的腔体的后面板之间留有导线通道15；所述电子设备8顶部的两端悬挂在电子设备支撑梁11上，且电子设备8完全浸没在第一液体中；电子设备8上需要插拔的网线、电源线等导线统一布线在导线通道15内。
所述第二空间4的侧面开有侧门7，侧门7转动安装在第二空间4的侧面的一侧，第二空间4内放置有控制系统（图中未标出）、至少一个第一循环泵7、换热器5以及连接管道（图中未标出）；多个第一循环泵61之间是并联的，换热器5是板式换热器、套管换热器、壳管换热器、高效罐或者其他双介质换热器；换热器5中循环有第一液体和不同于第一液体的第二液体。请参考图3所示，在本实施例中选择使用一个第一循环泵61；第一循环泵61的进液端连接于第一空间3的第一液体的出液口192，第一循环泵61的出液端连接于换热器5的第一液体进口，换热器5的第一液体出口连通于第一空间3的第一液体的进液口191；所述换热器5的第二液体出口连接于蒸发式冷凝器16的进口，蒸发式冷凝器的出口连接于第二循环泵62的进口，第二循环泵62的出口连接换热器的第二液体进口。
本发明的电子设备液冷机柜还包括盖板2；两个侧板17、一个支撑板18和两个支撑杆12；两个侧板17分别安装在机柜1的两侧壁的延长面上，支撑板18安装在机柜1的后面板的延长面上，且与侧护板17连接。盖板2的一端转动安装在支撑板18的顶端，盖板2通过在支撑板18上转动，其另一端可以与机柜1的前面板接触；两个支撑杆12是气动弹簧支撑杆，气动弹簧支撑杆包括缸体和活塞杆， 两个气动弹簧支撑杆12的两个活塞杆均与盖板2连接，两个气动弹簧支撑杆12的两个缸体与两个侧板17一一对应连接。将盖板2处于遮挡位置，能够避免异物进入机柜1。 将盖板2处于敞开位置，能够放置或取出电子设备8；所述支撑板18上还固定有电源分配插座（PDU）9，电源分配插座9为电子设备8统一供电。
本实施例的服务器机柜还包括控制显示器10；控制显示器10与控制系统电连接，控制显示器10放置在机柜1的第二空间的顶部，用于显示各个参数。
所述第一液体为不导电冷却液。
所述第二液体为冷却水、氟利昂或者其他冷却液；如果第二液体是冷却水，则第二循环泵62选择水泵；如果第二液体是氟利昂，则第二循环泵62是氟泵。
请参考图3所示，本发明电子设备液冷机柜的工作原理：第一空间3的第一液体的进液口191流入的第一液体（冷却液）会先进入集液腔，然后经过导流板13的导流孔131流入电子设备放置腔并与电子设备8接触换热；由于穿过导流板13的导流孔131的冷却液比较均匀的流动，与电子设备8进行充分换热之后再从第一空间3的第一液体的出液口192排出，经第一循环泵61送入到换热器5的第一液体进口，第一液体与换热器5内流着的低温的第二液体进行热交换，第一液体被低温第二液体冷却后经换热器5的第一液体出口排出，经第一空间3的第一液体的进液口191再次被送入集液腔；同时，换热器5内的第二液体被第一液体加热后，进入蒸发式冷凝器16，蒸发式冷凝器16将第二液体冷却之后，经第二循环泵62送入蒸发器5中与第一液体进行热交换。
通过上述实施例，本发明电子设备液冷机柜使用的部件简单，而且这个电子设备液冷机柜对服务器进行冷却使用的是液体的固有属性，不需要额外的能量输入，通过能量转换达到了冷却服务器的目的，冷却速度快且耗能小，且消除设备运行噪声，解决了现有技术中数据中心散热效率低、能耗大的问题。
上述实施例中的电子设备8是服务器、交换机或者二者的组合；机柜1可以为集成数据中心的机柜。
其中，机柜1第一空间3的腔体为能够盛放第一液体的腔体，该腔体可不被第一液体所腐蚀。
其中，第二液体的循环是动力热管循环，换热器5作为动力热管的蒸发器，第二循环泵62是动力热管的氟泵，蒸发式冷凝器16作为热管的冷凝器，第二液体是氟利昂。
需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为部件或部件组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的部件名称的限制，因为依据本申请，某些部件可以实现上述对应部件的功能的也在本申请的保护范围之内。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的部件并不一定是本申请所必须的。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种系统中的全部或部分部件可以通过硬件来完成。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种电子设备液冷机柜，其特征在于：包括机柜、电子设备、导流板以及隔板；所述机柜包括一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板；所述隔板把机柜分割成两个空间，分别是第一空间和第二空间；所述第一空间内设置由一个底板、两个侧板、一个前面板和一个后面板组成的密封开口腔体，第一空间的腔体内盛放有第一液体；所述导流板位于第一空间的腔体内部，导流板把第一空间的腔体隔断成集液腔和电子设备放置腔，导流板上设置有多个导流孔；所述第一空间的腔体内盛放的第一液体的进液口连通于集液腔，第一空间的腔体内盛放的第一液体的出液口连通于电子设备放置腔的上部；所述电子设备放置在电子设备放置腔，并浸没在第一液体中。
2.根据权利要求1所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：所述第二空间内放置有控制系统、第一循环泵、换热器以及连接管道；第一循环泵的进液端连接于第一空间的第一液体的出液口，第一循环泵的出液端连接于换热器的第一液体进口，换热器的第一液体出口连通于第一空间的第一液体的进液口。
3.根据权利要求2所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：所述换热器是板式换热器、套管换热器、壳管换热器、高效罐或者其他双介质换热器。
4.根据权利要求3所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：还包括蒸发式冷凝器、第二循环泵和第二液体；所述换热器的第二液体出口连接于蒸发式冷凝器的进口，蒸发式冷凝器的出口连接于第二循环泵的进口，第二循环泵的出口连接换热器的第二液体进口。
5.根据权利要求1所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：所述第一空间腔体的电子设备放置腔内的上部设置有一对平行且并排的电子设备支撑梁；两个电子设备支撑梁分别安装在第一空间的腔体内的前面板和后面板之间，其中一个电子设备支撑梁紧贴着第一空间的腔体的前面板，与之平行的另一个电子设备支撑梁与第一空间的腔体的后面板之间留有导线通道；所述电子设备顶部的两端悬挂在电子设备支撑梁上，且电子设备完全浸没在第一液体中；电子设备上需要插拔的网线、电源线等导线统一布线在导线通道内。
6.根据权利要求1所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：还包括盖板；两个侧板、一个支撑板和两个支撑杆；两个侧板分别安装在机柜的两侧壁的延长面上，支撑板安装在机柜的后面板的延长面上，且与侧护板连接；盖板的一端转动安装在支撑板的顶端，盖板通过在支撑板上转动，其另一端可以与机柜的前面板接触；两个支撑杆是气动弹簧支撑杆，气动弹簧支撑杆包括缸体和活塞杆， 两个气动弹簧支撑杆的两个活塞杆均与盖板连接，两个气动弹簧支撑杆的两个缸体与两个侧板一一对应连接。
7.根据权利要求6所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：所述支撑板上还固定有电子设备统一供电电源分配插座。
8.根据权利要求1所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：还包括控制显示器；控制显示器与控制系统电连接，控制器显示器放置在机柜的第二空间的顶部。
9.根据权利要求1所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：所述第一液体为不导电冷却液。
10.根据权利要求4所述的电子设备液冷机柜，其特征在于：所述第二液体为冷却水、氟利昂或者其他冷却液。
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 100097 the 4 floor of 3 building, 11 Teng Ren Road, Niu Lan Shan town, Shunyi District, Beijing. Applicant after: Beijing hot Mdt InfoTech Ltd Address before: 100097 the 4 floor of 3 building, 11 Teng Ren Road, Niu Lan Shan town, Shunyi District, Beijing. Applicant before: Beijing medium heat energy technology Co., Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20190726 Address after: 100020 Chaoyang District City, Chaoyang Street, No. 15, floor 1518, unit 18, Applicant after: Beijing Science and Technology Co., Ltd. Germany To Hanson Address before: 100097 No. 11 Tengren Road, Niulanshan Town, Shunyi District, Beijing, 3 buildings, 4 floors Applicant before: Beijing hot Mdt InfoTech Ltd |