CN108617141A - 一种高功耗传输设备机柜及模块化机房 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高功耗传输设备机柜及模块化机房，涉及传输机房散热装置领域，包括主设备框，包括设置于所述主设备框顶部和底部的导流通道，以及设置于所述导流通道间的传输机柜框，所述导流通道内部设置有热风隔板，将进入的冷风和穿过所述传输机柜框后产生的热风隔离；前框和后框，所述前框和后框相对固定设置在所述主设备框前后侧面。本发明的高功耗传输设备机柜及模块化机房，通过传输设备机柜结构改进产生气流组织的优化，有效减少运营商机房改扩建周期及成本，实现在高功耗传输设备机房内高功耗传输设备的灵活部署，有效解决高功耗传输设备的散热瓶颈问题。

Description

一种高功耗传输设备机柜及模块化机房

技术领域

本发明涉及传输机房散热技术领域，具体涉及一种高功耗传输设备机柜及模块化机房。

背景技术

随着互联网+时代的来临，新型应用需求不断涌现，如4K、8K等高清视频的加快普及，导致消费者对于传输带宽要求不断提高，传输设备更新换代频繁。为了满足运营商高传输速度，大容量，高集成度及多业务支持要求，现有传输设备不断升级其自身功能，其集成度不断提高、功耗急剧上升。目前主流的现有传输设备的功率密度已接近20kW/rack(每个机架功率20kW)，且仍有继续上升趋势，由于现有传输设备“下进风-上出风”与传统数据中心IT设备“前进风-后出风”的气流组织形式不同，在数据融合大趋势下，在对传输设备和传统数据中心IT设备进行整合，如对低功耗密度或者老旧机房扩容应用时，存在散热及供配电问题，需要新的集成方案来解决。

相较于传统的传输机房，微模块化机房具有高集成度、模块化、PUE(Power UsageEffectiveness，数据中心总设备能耗/IT设备能耗)低及部署灵活等优点，能够有效解决同一机房内设备风道种类多、气流组织紊乱、局部热点及供配电改造复杂等问题。但现有微模块化机房主要还是应用于传统数据中心IT设备，如何统一不同气流组织形式的设备，实现微模块化机房对传输设备机房的应用成为亟需解决的问题。

此外，在功耗较高的机房中，为满足远高于一般机房的散热需求，业界一般通过提升机房专用空调制冷量或者增加空调数量的方式，降低机房内部整体环境温湿度，使得机房内每个设备微环境温度满足其运行规格。这种方法可以保证机房内新部署传输设备稳定运行，但需要较多的制冷量冗余，增加投资及使用能耗。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高功耗传输设备机柜及模块化机房，通过传输设备机柜结构改进产生气流组织的优化，有效减少运营商机房改扩建周期及成本，实现在高功耗传输设备机房内高功耗传输设备的灵活部署，有效解决高功耗传输设备的散热瓶颈问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种高功耗传输设备机柜，包括：

主设备框，包括设置于其顶部和底部的导流通道，以及设置于所述导流通道间的传输机柜框，所述导流通道内部设置有热风隔板，将进入的冷风和穿过所述传输机柜框后产生的热风隔离；

前框和后框，所述前框和后框相对固定设置在所述主设备框前后侧面。

在上述技术方案的基础上，还包括设置于所述主设备框左右两侧的布线导风框，所述布线导风框内设置隔板将框内空间分隔为导风通道和光纤槽道。

在上述技术方案的基础上，所述布线导风框内的隔板分为第一隔板和第二隔板，将所述布线导风框内空间分隔为相互独立的第一光纤槽道、第二光纤槽道和导风通道。

在上述技术方案的基础上，所述布线导风框包括第一布线导风框和第二布线导风框，第一布线导风框的进风口和出风口相对设置于导风通道两侧；第二布线导风框的进风口设置于导风通道一侧，出风口设置于靠近导风通道另一侧侧壁处。

在上述技术方案的基础上，所述主设备框顶部及底部通道内的热风隔板，均设置于所述前框与主设备框连接的平面上，所述主设备框左右两侧均设置有导风通道相互连通的第一布线导风框和第二布线导风框。

在上述技术方案的基础上，所述主设备框顶部通道内的热风隔板设于所述前框与主设备框连接平面上；所述主设备框顶部通道内的热风隔板设于所述后框与主设备框连接平面上。

在上述技术方案的基础上，所述前框侧壁设有通风孔。

本发明还提供一种高功耗传输设备模块化机房，包括：

传输设备区，包括电源柜、空调柜以及如上任一项所述的高功耗传输设备机柜，所述高功耗传输设备机柜、电源柜和空调柜并排设置形成机柜行；

冷通道，设置于高功耗传输设备机柜正面，通过固定天窗、翻转天窗和冷通道门搭建而成；

热通道，设置于高功耗传输设备机柜背面。

在上述技术方案的基础上，所述电源柜设于所述传输设备区的一端，所述空调柜设于所述传输设备区中间位置。

在上述技术方案的基础上，所述机房包括相对设置的第一传输设备区和第二传输设备区，所述冷通道设置于所述第一传输设备区和第二传输设备区间。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的高功耗传输设备机柜在原传输机房ETSI标准21英寸机柜基础上，采用前后框、左右布线导风框拼装而成，可直接适配模块化机房的可拼装传输设备机柜，在无需改动任何现有设备的前提下，将现有传输设备“下进风-上出风”的气流组织形式与传统数据中心IT设备“前进风-后出风”的气流组织形式统一，实现与传统IT模块化机房的兼容，并按需灵活组网，实现在低密度传输机房部署高功耗传输设备。

(2)本发明的高功耗传输设备模块化机房通过机柜散热结构的改进，将机柜系统、供配电系统、制冷系统集成于一体，提前预制加工，现场直接拼装，机房现场仅需提供符合要求的安装场地及输入电源，极大程度减少改扩建周期及成本。

(3)本发明的高功耗传输设备模块化机房布置相互隔绝的冷热通道，且冷热通道之间形成相对密闭的气流循环，实现了较一般传输机房更高的散热效率，同时可根据传输设备数量以及机房气流封闭形式，按需配置制冷模块，减少了需配置的制冷量冗余，降低了散热设备投资及使用能耗。

附图说明

图1为本发明实施例1中高功耗传输设备机柜的俯视图；

图2为本发明实施例1中高功耗传输设备机柜侧视图；

图3为本发明实施例2中高功耗传输设备机柜的俯视图；

图4为本发明实施例2中高功耗传输设备机柜A-A剖面图；

图5为本发明实施例3中第一布线导风框结构示意图；

图6为本发明实施例3中第二布线导风框结构示意图；

图7为本发明实施例4中高功耗传输设备机柜的侧视图；

图8为实施例5中本发明的高功耗传输设备模块化机房的示意图；

图9为实施例6中本发明的高功耗传输设备模块化机房的示意图。

图中：1-主设备框，2-前框，3-后框，4-第一布线导风框，5-第二布线导风框，6-导流通道，7-热风隔板，8-第一隔板，9-第二隔板，10-第一光纤槽道，11-第二光纤槽道，12-导风通道，13-进风口，14-出风口，15-通风孔，16-电源柜，17-空调柜，18-高功耗传输设备机柜，19-冷通道。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，本发明实施例附图中箭头表示气流流向，其中实箭头表示冷空气，空心箭头表示机盘产生或冷却过机盘设备后产生的热空气。

实施例1

参见图1、图2所示，本发明实施例提供一种高功耗传输设备机柜，包括：

主设备框1，包括设置于所述主设备框1顶部和底部的导流通道6，以及设置于所述导流通道6间的传输机柜框，所述导流通道6内部设置有热风隔板7，导流通道6用于引导传输设备盘区热风向机柜背面流动，将进入的冷风和穿过所述传输机柜框后产生的热风隔离；

前框2和后框3，所述前框2和后框3分别相对固定设置在所述主设备框1前后侧面，其高度设置为与主设备框1一致，前框2和后框3与主设备框1拼装，满足模块化机房1200mm深机柜并柜深度尺寸要求，前(后)框通过螺栓实现与主设备框1的紧固。

导流通道6内部设置的热风隔板7的位置可随需求进行调整，只要相关调整方式能保障以下效果：1、隔绝冷热空气通道；2、保证冷却空气流向符合主设备框中机盘的冷却口气流导向。如本实施例中，将所述主设备框1顶部导流通道6内的热风隔板7设于所述前框2与主设备框1连接平面上；所述主设备框1底部通道内的热风隔板7设于所述后框3与主设备框1连接平面上。

经过上述调整后，可实现冷气相对于本发明高功耗传输设备机柜为前进后出，在主设备框机盘中冷气流动方向为下进上出，实现了无需对现有设备改动的前提下实现现有传输设备“下进风-上出风”的气流组织形式与传统数据中心IT设备“前进风-后出风”的气流组织形式统一和设备的兼容。

实施例2

参见图3、图4所示，本发明实施例提供一种高功耗传输设备机柜，其与实施例1基本相同，在实施例1的基础上，增加了设置于所述主设备框1左右两侧的布线导风框，所述布线导风框内设置隔板将柜内空间分隔为导风通道12和光纤槽道，导风通道12用于冷却气流的流通，以便机柜正面的冷却空气流动到机柜背面，直接进入后框，被主设备框后框冷却风扇吸入盘区，为功耗器件降温；光纤槽道用于设置机盘中传输、电源等线路。

实施例3

参见图5、图6所示，本发明实施例提供一种高功耗传输设备机柜，其与实施例2基本相同，其区别在于，在本实施例中，可将布线导风框内设置有水平的第一隔板8和第二隔板9，将所述布线导风框内空间分隔为三个相互独立的通道，三个通道由上至下作为第一光纤槽道10、导风通道12和第二光纤槽道11进行使用，冷却气流从布线导风框前门中部通风网孔进入导风通道12并传输至出口。

所述布线导风框包括进风口13和出风口14相对设置于导风通道两侧的第一布线导风框4；以及进风口13设置于导风通道12一侧，出风口14设置于靠近导风通道12另一侧侧壁处的第二布线导风框5。具体的，主设备框1顶部及底部导流通道6内的热风隔板7均设置于所述前框2与主设备框1连接平面上，主设备框1左右两侧均设置有导风通道12相互连通的第一布线导风框4和第二布线导风框5。这种布线导风框的结构设置和连接关系可带来以下功效：一是这种结构可构建由前框直达后框中部的冷却气流通道，便于后框冷却风扇吸入盘区，提高冷却效率；二是这种结构相当于将布线导风框分成了前后两段，可分别用于主设备框正面和背面的子框走线和收纳，便于后期对相关线路的筛查管理。

可选的，可将非导风区域为钣金壁面，必要时可敷设保温材料，实现机柜内冷热气流隔离。

这种设置方式所达到的效果与实施例1类似，将从机柜正面流入的冷气一部分通过主设备框中部通风孔导入机盘设备，经过并冷却机盘设备后，从主设备框顶部或底部进入主设备框的导流通道再进入后框并排出；另一部分冷气通过相互连通的第一布线导风框和第二布线导风框到达后框，被主设备框后框冷却风扇吸入盘区，为功耗器件降温。这种具体的冷却结构实现了对中部进风，上下出风类型的主设备框的冷却，同时兼顾了其机盘内部和周边外框的冷却效果。

实施例4

参见图7所示，本发明实施例提供一种高功耗传输设备机柜，其与实施例1基本相同，其区别在于，在机柜前框的侧壁上开设有通风孔15。此通风孔15的开设可使从机柜正面通入的冷气沿通风孔导向机柜主设备框1的两侧，在后续过程中可通过导风框引流到设备框侧面冷却；在另一个应用场景中，可将多个本发明高功耗传输设备机柜并柜，使各个机柜的前框的侧壁通风孔相连通，形成冷却空气通道，提升冷却空气的传输和冷却效率。

实施例5

本发明实施例提供一种高功耗传输设备模块化机房，包括：

传输设备区，包括高功耗传输设备机柜18、电源柜16和空调柜17，所述高功耗传输设备机柜18、电源柜16和空调柜17并排设置形成机柜行；冷通道19，设置于高功耗传输设备机柜18正面，通过固定天窗、翻转天窗和冷通道门搭建而成；热通道，设置于高功耗传输设备机柜背面。

参见图8所示，本实施例的高功耗传输设备模块化机房包括1个如实施例3中记载的第二传输设备柜、2个导风布线柜、2个如实施例3中记载的第一传输设备柜、1个电源柜及1个空调系统柜。

第一传输设备柜，如实施例3中所示，在ETSI标准21英寸机柜基础上，增加前框(侧壁通风)、后框及左右布线导风框，如图3实施例中所示机柜形式。

第二传输设备柜，如实施例1中所示，在ETSI标准21英寸机柜基础上，增加前框(侧壁通风)、后框，增加导流单元，如图1所示机柜形式。

电源柜用于给制冷系统以及传输设备提供电力。传输设备一般为48V供电，该电源柜可采用两路电源输入，包括交流市电及高压直流，实际使用时依据实际用电路数配置空开数量。

本实施例中，将空调柜置于中间位置，冷却空气采用水平送风方式，设备传输柜全部如实施例4中所述形式，在机柜前框的侧壁上开设有通风孔，各个通风孔位置相同、相互连通，因此在并柜后前框间通风孔连为通道，即为上文所述的冷通道。为保障冷通道的保温和散热效果，可在构成冷通道的通过固定天窗、翻转天窗和冷通道门搭建而成

如图8所示，气流组织形式：空调系统从背面吸收热通道内空气，冷却到设定温度后在风机作用下由空调柜前门吹入冷通道内；第一传输设备和第二传输设备吸入前框冷通道内的冷空气，给设备降温后再从后门排除，进入热通道。由此，冷热通道之间形成相对密闭的气流循环。后框可以进行热回风收集或者直接排放到机房中。

本发明实施例高功耗传输设备模块化机房的工作原理为：

设立多个机柜组成的机柜行，其中各机柜均为前门进风，后门回风。高功耗传输设备通过可拼装式机柜及布线导风框，实现由传统的“底进-顶出”向“前进-后出”气流管理。所述传输设备机柜行进风区域采用气流封闭装置，使冷通道封闭，由制冷系统为该空间持续提供冷却空气，传输设备由导流单元通过自身风机吸入冷却空气，为其自身功耗器件降温，实现传输设备散热。

本实施例中的单排传输设备模块化机房将机柜系统、供配电系统、制冷系统集成于一体，提前预制加工，现场直接拼装，机房现场仅需提供符合要求的安装场地及输入电源，有效降低了传输机房基建及电力整改周期。

实施例6

本发明实施例提供一种高功耗传输设备模块化机房，其与实施例5基本相同，区别在于：

包括相对设置的第一传输设备区和第二传输设备区，所述冷通道设置于所述第一传输设备区和第二传输设备区间。

参见图9所示，本实施例的双排模块化机房中应用的第一传输设备机柜、第二传输设备机柜前框侧壁不开通风孔。两行机柜群组并柜后，电源柜位于两行机柜的一端，制冷空调柜穿插在机柜中布局，根据传输设备柜的数量和热负荷选择空调功率和数量。冷通道通过固定天窗、翻转天窗和冷通道门搭建而成。

本实施例的气流组织形式如下：空调系统从背面吸收热通道内空气，冷却到设定温度后在风机作用下由空调柜前门吹入冷通道内；第一传输设备机柜和第二传输设备机柜吸入冷通道内的冷空气，给设备降温后再从后门排除，进入热通道。由此，冷热通道之间形成相对密闭的气流循环。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种高功耗传输设备机柜，其特征在于，包括：

主设备框，包括设置于其顶部和底部的导流通道，以及设置于所述导流通道间的传输机柜框，所述导流通道内部设置有热风隔板，将进入的冷风和穿过所述传输机柜框后产生的热风隔离；

前框和后框，所述前框和后框相对固定设置在所述主设备框前后侧面。

2.如权利要求1所述的高功耗传输设备机柜，其特征在于：还包括设置于所述主设备框左右两侧的布线导风框，所述布线导风框内设置隔板将框内空间分隔为导风通道和光纤槽道。

3.如权利要求2所述的高功耗传输设备机柜，其特征在于：所述布线导风框内的隔板分为第一隔板和第二隔板，将所述布线导风框内空间分隔为相互独立的第一光纤槽道、第二光纤槽道和导风通道。

4.如权利要求2所述的高功耗传输设备机柜，其特征在于：所述布线导风框包括第一布线导风框和第二布线导风框，第一布线导风框的进风口和出风口相对设置于导风通道两侧；第二布线导风框的进风口设置于导风通道一侧，出风口设置于靠近导风通道另一侧侧壁处。

5.如权利要求4所述的高功耗传输设备机柜，其特征在于：所述主设备框顶部及底部通道内的热风隔板，均设置于所述前框与主设备框连接的平面上，所述主设备框左右两侧均设置有导风通道相互连通的第一布线导风框和第二布线导风框。

6.如权利要求1所述的高功耗传输设备机柜，其特征在于：所述主设备框顶部通道内的热风隔板设于所述前框与主设备框连接平面上；所述主设备框底部通道内的热风隔板设于所述后框与主设备框连接平面上。

7.如权利要求1-6任意一项所述的高功耗传输设备机柜，其特征在于：所述前框侧壁设有通风孔。

8.一种高功耗传输设备模块化机房，其特征在于，包括：

传输设备区，包括电源柜、空调柜以及如权利要求1-6任一项所述的高功耗传输设备机柜，所述高功耗传输设备机柜、电源柜和空调柜并排设置形成机柜行；

冷通道，设置于高功耗传输设备机柜正面，通过固定天窗、翻转天窗和冷通道门搭建而成；

热通道，设置于高功耗传输设备机柜背面。

9.如权利要求7所述的高功耗传输设备模块化机房，其特征在于：所述电源柜设于所述传输设备区的一端，所述空调柜设于所述传输设备区中间位置。

10.如权利要求7所述的高功耗传输设备模块化机房，其特征在于：所述机房包括相对设置的第一传输设备区和第二传输设备区，所述冷通道设置于所述第一传输设备区和第二传输设备区间。