CN108323125B - 服务器散热机柜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及设备维护技术领域，具体公开了服务器散热机柜，其包括架体及从上至下设于架体上的多层放置单元，放置单元内设有服务器存放区及设于服务器存放区上方的引风区；放置单元的外周设有冷却水层，冷却水层内设有腔体，腔体内设有由弹性薄膜制成的气囊，气囊上悬挂有重块以使气囊可悬浮于水中；冷却水层的外周设有风道，风道包括环绕在冷却水层的上部的进风道和环绕在冷却水层下部的出风道，进风道将外部与引风区连通，出风道将服务器存放区与外部连通；服务器存放区和引风区通过隔板隔开，隔板上设有若干风孔，引风区内设有可向服务器存放区内送风的导流风扇；该机柜可以提高对服务器的散热效果。

Description

服务器散热机柜

技术领域

本发明涉及设备维护技术领域，具体涉及一种服务器散热机柜。

背景技术

目前，服务器机柜的散热方式主要为顶部散热和背部散热两种方式。

当服务器机柜为顶部散热时，为了提高散热效果，势必要减少散热部位的密封性，保证散热气流的顺畅，则此时灰尘、水滴等杂物更容易进入到柜体内部；如果增加散热部位的密封性，则会降低柜体的散热性，因此采用顶部散热的机柜在防护和散热两方面均不理想。

当服务器机柜为背部散热时，此时气流要从柜门正面进入，但为了保证一定的安全性，一般柜门上并不开设有散热通道，因此采用背部散热的机柜整体散热性能较差。

综上所述，目前现有的服务器机柜采用的散热方式整体散热效果一般，也不能很好的兼顾防尘效果，需要对其散热方式进行改进。

另一方面，目前采用空调制冷降温的服务器机柜，由于空调的出风口只能位于一点，因此越靠近空调的服务器温度越低，而远离空调的服务器则温度越高，造成机柜内部降温的不均匀性，在局部并没有达到较好的降温效果，因此仍存在服务器因过热而发生故障的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种服务器散热机柜，以增强对服务器的散热效果。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

服务器散热机柜包括架体及从上至下设于架体上的多层放置单元，所述放置单元内设有服务器存放区及设于服务器存放区上方的引风区；放置单元的外周设有冷却水层，冷却水层内设有腔体，腔体内设有由弹性薄膜制成的气囊，气囊上悬挂有重块以使气囊可悬浮于水中；所述冷却水层的外周设有风道，风道包括环绕在冷却水层的上部的进风道和环绕在冷却水层下部的出风道，所述进风道将外部与引风区连通，所述出风道将服务器存放区与外部连通；所述服务器存放区和引风区通过隔板隔开，所述隔板上设有若干风孔，所述引风区内设有可向服务器存放区内送风的导流风扇。

本方案服务器散热机柜的原理在于：

服务器放置在上述服务器散热机柜中的服务器存放区内，服务器工作时，启动引流风扇；则引流风扇将引风区内的气流送入服务器存放区内，引风区则通过进风道从外部吸入空气，而服务器存放区则通过出风道排出气流，从而可使外部空气连续进入服务器存放区内，带走服务器散发的热量。

当从服务器存放区内的气流经过出风道排出时，气流将经过冷却水层，从而冷却水层将吸收部分气流的热量，以加速对服务器的冷却。而在散热过程中，吸收了服务器热量的气流经过冷却水层的下部，从而将导致冷却水层下部的温度高于上部的温度。当冷却水层内的冷却水的温度较低时，气囊的体积缩小，从而气囊悬浮在冷却水层内空腔的底部；当冷却水层下部的温度逐渐升高，冷却水层的上部和下部将出现温度差，同时气囊受热膨胀将使气囊受到的浮力增大，从而气囊将上浮至冷却水层的上部。气囊浮至冷却水层上部后，由于冷却水层上部的温度较低，因此气囊的体积缩小，则气囊再次下层至冷却层的下部。在散热过程中，随着冷却水层出现温度差，气囊将在冷却水层内上下运动；气囊上下运动的同时，还将带动重块在水中上下运动，由于重块对水的推动作用，可加快水的流动，从而可使冷却水层的上部和下部的温度趋于均匀，可提高冷却水的利用率。

本方案产生的有益效果是：

(一)使经过服务器的气流流经冷却水层，可以增强对服务器的降温效果。

(二)在对服务器进行降温的过程中，冷却水层的上部和下部将出现温度差，从而气囊在冷却水层的空腔内不断上下浮动，可以增强空腔中水的流动，从而减小冷却水层上下的温度差，提高冷却水层的冷却效果。

(三)当气流经过进风道进入引风区内时，将经过冷却水层的上部，而冷却水层的温度相对低，因此当气流经过冷却水层的上部时，冷却水层的上部对气流具有预冷作用，从而该气流进入服务器存放区后，可提高降温效率。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述冷却水层的外壁上设有若干导热片；通过设置导热片，可以增大冷却水层的表面积，从而增大气流与冷却水层的接触面积，提高冷却水层对气流的吸热能力。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述进风道和出风道与外部连通的开口设置在放置单元的前后侧壁上。由于放置单元从上至下呈多层分布，为了避免上下相邻的放置单元刚排出的气流被其他放置单元吸入；且服务器通常成排设置，因此放置单元的左右两侧与其他放置单元相邻，所以进风道和出风道与外部连通的开口设置在放置单元的前后侧壁上。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述重块的表面设有若干凸棱；当重块随气囊在冷却水层内的空腔中上下移动时，由于设置了凸棱，会增强空腔中水的波动，从而有利于冷却水层内上部和下部的水的流通，以使冷却水层内上部和下部的温度趋于一致。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述隔板设有若干可改变风向的导流板；由于服务器不同位置的散热量不同，通过调节导流板可以改变气流的流向，从而根据服务器不同位置的散热量调整风量。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述冷却水层上设有与腔体连通的进水管和出水管，进水管和出水管上设有电磁阀，所述腔体内还设有位于腔体顶部的温度传感器，所述架体上还设有控制器，所述电磁阀和温度传感器与控制器电连接。当冷却水层上部和下部出现较大的温度差时，气囊会在空腔内上下运动，增强空腔内水的流动；当冷却水层上部的温度升高到一定值后，温度传感器将向传感器反馈信号，同时控制器将向电磁阀发出信号，从而使电磁阀打开，则进水管将向冷却水层内进水，而冷却水层内的水同时通过出水管排出，从而对冷却水层内的水进行更换，以提高降温效率。

附图说明

图1为本发明服务器散热机柜实施例放置单元的剖视图；

图2为本发明服务器散热机柜实施例从前侧观测的放置单元的局部图；

图3为图1中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：放置单元10、引风区11、服务器存放区12、冷却水层13、进风道14、出风道15、引流风扇16、服务器17、风孔18、导流板19、气囊21、重块22、凸棱23、第一间隙31、第二间隙32、导热片33、开口41。

实施例基本如图1、图2和图3所示：

本实施例的服务器散热机柜包括架体及设置在架体上的若干放置单元10，放置单元10在架体上成排设置，且放置单元10呈多层设置，以充分利用空间。放置单元10内部设有服务器存放区12和引风区11，引风区11设置在服务器存放区12的上方，且引风区11和服务器存放区12由隔板隔开，隔板上设有若干风孔18，从而将引风区11和服务器存放区12连通。在引风区11和服务器存放区12的外周设有冷却水层13，冷却水层13内设有腔体，并设有与该腔体连通的进水管和出水管，进水管和出水管上均设有电磁阀，电磁阀关闭时，腔体内形成一个密闭空间，而电磁阀打开时，进水管和出水管与腔体连通，因此可以向腔体内通入冷却水，从而更换腔体内的冷却水。冷却水层13外周设有风道，风道包括进风道14和出风道15，进风道14环绕在冷却水层13的上部外周，出风道15环绕在冷却水层13下部的外周。冷却水层13的上部设有第一间隙31，第一间隙31将进风道14和引风区11连通；冷却水层13的下部设有第二间隙32，第二间隙32将出风道15和服务器存放区12连通。在放置单元10的前侧壁上和后侧壁上设有若干开口41，从而将使得进风道14和出风道15与外部连通。

冷却水层13内的腔体中设有气囊21，气囊21由弹性薄膜制成，当腔体内的水温升高后，气囊21的体积将膨胀。气囊21上悬挂有重块22，从而使得气囊21可以悬浮于冷却水中，重块22呈圆柱形，重块22的外周设有若干沿重块22周向设置的凸棱23，当气囊21带动重块22在冷却水中移动时，重块22外周的凸棱23将增强冷却水的流动。引风区11内设有导流风扇，导流风扇安装在引风区11的顶部侧壁，引流风扇16启动将使引风区11的空气流向服务器存放区12；从而进风道14将吸入外部冷空气，冷空气经过第一间隙31进入引风区11内，然后再通过风孔18进入服务器存放区12，最后经过第二间隙32进入出风道15并排出放置单元10。

服务器17工作时，启动引流风扇16；从而使外部气流进入服务器存放区12，然后经过冷却水层13的下部并排出，从而可带走服务器17散发的热量。为增大气流与冷却水层13的接触面积，第一间隙31和第二间隙32内设有若干导热片33。另外，由于服务器17的各处的发热量不同，因此隔板的下表面上通过转轴铰接有若干的导流板19，转轴与铰接孔过盈配合，从而可以调节导流板19的倾斜度，以改变服务器存放区12内不同地方的气流流量。

气流经过冷却水层13时，冷却水层13将吸收部分气流的热量，以加速服务器17的冷却。在散热过程中，吸收了服务器17热量的气流经过冷却水层13的下部，导致冷却水层13下部的温度高于上部的温度。当冷却水层13下部的温度逐渐升高，冷却水层13的上部和下部将出现温度差，则气囊21受热膨胀将使气囊21受到的浮力增大，从而气囊21将上浮至冷却水层13的上部。气囊21浮至冷却水层13上部后，由于冷却水层13上部的温度较低，气囊21的体积缩小，则气囊21再次下沉至冷却层的下部。由于重块22对水的推动作用，可加快水的流动，使冷却水层13的上部和下部的温度趋于均匀。

另外，腔体的顶部内设有温度传感器，架体上还设有控制器，电磁阀和温度传感器与控制器电连接。在冷却水层13上部和下部出现较大的温度差时，通过气囊21对上下运动，增强空腔内水的流动，从而使冷却水层13上部的温度也升高；当冷却水层13上部的温度升高到一定值后，温度传感器将向传感器反馈信号，使电磁阀打开，则可对冷却水层13内的水进行更换。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.服务器散热机柜，其特征在于：包括架体及从上至下设于架体上的多层放置单元，所述放置单元内设有服务器存放区及设于服务器存放区上方的引风区；放置单元的外周设有冷却水层，冷却水层内设有腔体，腔体内设有由弹性薄膜制成的气囊，气囊上悬挂有重块以使气囊可悬浮于水中；所述冷却水层的外周设有风道，风道包括环绕在冷却水层的上部的进风道和环绕在冷却水层下部的出风道，所述进风道将外部与引风区连通，所述出风道将服务器存放区与外部连通；所述服务器存放区和引风区通过隔板隔开，所述隔板上设有若干风孔，所述引风区内设有可向服务器存放区内送风的导流风扇。

2.根据权利要求1所述的服务器散热机柜，其特征在于：所述冷却水层的外壁上设有若干导热片。

3.根据权利要求2所述的服务器散热机柜，其特征在于：所述进风道和出风道与外部连通的开口设置在放置单元的前后侧壁上。

4.根据权利要求3所述的服务器散热机柜，其特征在于：所述重块的表面设有若干凸棱。

5.根据权利要求4所述的服务器散热机柜，其特征在于：所述隔板设有若干可改变风向的导流板。

6.根据权利要求5所述的服务器散热机柜，其特征在于：所述冷却水层上设有与腔体连通的进水管和出水管，进水管和出水管上设有电磁阀，所述腔体内还设有位于腔体顶部的温度传感器，所述架体上还设有控制器，所述电磁阀和温度传感器均与控制器电连接。