CN109757079A - 机柜散热结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机柜散热结构。机柜散热结构，包括内部设有主发热元件的柜体，柜体上设有进气口和出气口和散热风机，所述柜体的侧壁由导热材料制成，柜体内设有围绕主发热元件并经过主发热元件的上方和下方的气流循环通道，气流循环通道内设有用于实现柜体内部气流循环的循环风机。循环风机驱动柜体内的空气围绕主发热元件循环流动，吸收主发热元件的热量，散热风机带动低温空气与主发热元件进行换热并将高温空气排出，没有排出的高温空气与机柜的柜体发生热交换，能够有效的降低主发热元件的温度，气流循环通道是围绕主发热元件的，没有占用主发热元件的空间，解决了现有技术中机柜结构复杂，不便于装配维护的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种机柜散热结构。
背景技术
电动汽车使用充电桩充电时，充电桩内部的充电模块会产生大量的热量，市场现有充电桩多采用风机驱动散热，但常因风机选型、风机安装位置及散热通道不合理达不到应有的散热效果，夏季时甚至需要将充电桩的机柜的柜门打开，增大充电模块与外界的换热面积以及与外界的空气流通，从而降低充电模块的温度；将机柜的柜门打开，机柜内的电气元件裸露在外部，产生了不安全因素，同时也容易使外界的灰尘进入充电桩内部，灰尘粘附在充电桩内部的电气元件上会导致电气元件接触不良，当灰尘粘附在充电模块上会导致充电模块的散热性能变差。
在授权公告号为CN206506823U的中国实用新型专利中提供了一种通风散热的充电桩，该充电桩利用强制通风散热的方式将充电模块产生的热量传递到机柜外部，充电桩的机柜内设置有充电模块，充电模块与机柜之间夹装有弹性垫层，该充电模块为产生热量的主发热元件；机柜的左侧面和右侧面上开设有供空气流通的百叶窗，左侧面上的百叶窗上还安装有过滤装置，右侧面安装有散热风机，散热风机位于百叶窗的外侧，在机柜的两侧面分别设置百叶窗和散热风机，并在百叶窗和散热风机之间形成唯一的散热通道，利用强制通风的方式使空气与主发热元件进行热交换，带走主发热元件的热量，但是散热通道处于主发热元件的内部，空气在主发热元件的内部流通，使主散热元件的结构较变得复杂，不利于机柜的装配维护；散热通道处于主发热元件的内部，需要保证散热通道具备良好的密封性能，否则会出现漏风的现象，当出现漏风时会将热量传递到机柜其他部分，造成其他部分的温度升高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机柜散热结构，用于解决现有技术中机柜结构复杂、不便于装配维护的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：机柜散热结构，包括内部设有主发热元件的柜体，柜体上设有对应于主发热元件布置的进气口和出气口，进气口与出气口之间的气流路径上设有散热风机，所述柜体的侧壁由导热材料制成，柜体内设有围绕主发热元件并经过主发热元件的上方和下方的气流循环通道，气流循环通道内设有用于实现柜体内部气流循环的循环风机。
本发明的有益效果是：柜体内有循环风机和围绕主发热元件的气流循环通道，循环风机驱动柜体内的空气围绕主发热元件循环流动，吸收主发热元件的热量，散热风机将柜体内大部分高温气体沿进气口与出气口之间的气流路径排出，没有排出的少量高温空气与机柜的柜体发生热交换，机柜由导热材料制得，具有良好的导热性能，能够将高温空气的热量传递到外部环境中；主发热元件产生的热量，大部分热量伴随着高温空气强排至柜体外，少部分热量与机柜的柜体通过热传导的方式传递到柜体外，能够有效的降低主发热元件的温度，气流路径为进气口和出气口之间的通道，空气直接穿过主发热元件对吸收主发热元件的热量，不需要单独设置通道，气流循环通道围绕主发热元件，没有占用主发热元件的空间，柜体的侧壁与主发热元件围成了气流循环通道并与气流循环通道内的空气进行换热，解决了现有技术中机柜结构复杂，不便于装配维护的问题。
进一步的，所述循环风机设置在柜体内部的上方且出风方向向下；将循环风机设置在柜体的上方并使出风方向向下，使柜体内部的空气在上下方向上绕主发热元件循环流动，与主发热元件充分换热，空气吸热后成为高温空气，高温空气向上流动，将循环风机设置在上方能够使向上流动的高温空气向下流动，防止热量汇集在柜体的上方使柜体的上方温度升高。
进一步的，所述循环风机设置在柜体内部设有出气口的一侧；出气口的一侧空气温度高，将循环风机设置在出气口的一侧使出气口一侧的空气发生流动，提高空气与主发热元件的换热效率。
进一步的，主发热元件靠近进气口的一侧和靠近出气口的一侧与柜体之间均具有间隔，所述间隔形成气流循环通道的一部分；柜体的侧壁与主发热元件围成气流循环通道的一部分，结构简单，不需要额外设置通道。
进一步的，所述机柜包括设置在机柜相对两侧的柜门，所述进气口设置在一侧的柜门上，所述出气口设置在另一侧的柜门上；将进气口和出气口均设置在柜门上，由于柜门能够开合，便于安装和维护。
进一步的，所述散热风机设置在进气口处；在进气口处设置散热风机，散热风机旋转时，进风口外部冷空气进入叶轮，受到叶轮上叶片的推挤使气体能量升高，将机柜内主发热元件产生热量通过出气口强排至大气中，如此反复循环，使机柜内的空气与主发热元件温度控制在理想范围内。
进一步的，进气口处设有进气百叶窗，进气百叶窗的叶片为S形且相邻叶片具有重叠部分以实现防尘作用；由于风机设置在进气口处，因此无法在进气口处设置滤网对空气进行过滤，采用S形的百叶窗能够形成弯折的进风通道，起到防尘的效果。
进一步的，出气口处设有出气百叶窗，出气百叶窗处设有可拆卸滤网；在出口处设置可拆卸的滤网，成本低，便于清理和更换。
进一步的，柜体的侧壁由金属材料制成；金属材料具有良好的导热性能，能够快速的吸收机柜内部的热量，并与外界发生热交换，同时金属材质的柜体具有良好的结构强度，提高了机柜的防护性能。
附图说明
图1为本发明机柜散热结构的正视图；
图2为本发明机柜散热结构的左门内视图；
图3为本发明机柜散热结构的右门内视图；
图4为进气百叶窗结构剖面图；
图5为图4的局部侧视图；
其中：1-出气百叶窗，2-滤网压条，3-滤网，4-循环风机，5-主发热元件，6-进气百叶窗，7-散热风机，8-发热元件散热风扇，9-百叶窗叶片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
本发明的机柜散热结构，如图1、图2和图3所示，包括柜体和设置在柜体内部的主发热元件5，主发热元件5在工作时会产生大量的热量，主发热元件5上下之间也设有间隙，形成了供气流通过的气流路径；主发热元件5与柜体的左右两侧以及上下两侧也具有间隔，形成了围绕主发热元件5的气流循环通道。
柜体的右侧具有能够开合的右门，右门上开设有进气口，进气口处设有进气百叶窗6，进气百叶窗6上设置有散热风机7，散热风机7的出风方向朝向柜体内部，且正对主发热元件5的发热元件散热风扇8，能够直接带走主发热元件5产生的热量；柜体的左侧具有能够开合的左门，左门上开设有出气口，出气口处安装有出气百叶窗1。散热风机7将进风口外部冷空气形成高能量气体，将主发热元件5产生热量通过图1中主发热元件5之间的气流路径吹至出气百叶窗1，强排至机柜外部大气环境中，空气沿进气口与出气口之间的气流路径流动到出气口处，由出气口排出，气流路径直接穿过主发热元件5，机柜外部冷空气通过进气口循环至机柜内，冷空气在气流路径内流动时与主发热元件5进行热交换，降低了主发热元件5的温度。散热风机7主要起到将风机外侧冷空气转换为高能量气体的作用，使空气沿气流路径发生强制循环流动，并使冷空气与主发热元件5发生热交换，同时还能够对柜体内部的空气造成扰动，提高换热效率；当然散热风机也可以设置在柜体左侧的出气百叶窗处，这时需要将散热风机的出风方向设置为朝向柜体外部，利用散热风机将柜体内的热空气转换为高能量气体，排出柜体，柜体气体压力降低，入风口冷空气自然流入，与主发热元件进行对流换热。
柜体的左侧上方还安装有循环风机4，循环风机4的出风方向向下，使柜体内部的空气沿图1中箭头所示的方向（逆时针）循环流动，柜体内部的空气循环流动可以使空气与主发热元件5发生充分的热交换，进一步降低主发热元件5的温度。循环风机4为驱动柜体内空气循环流动的动力单元，在其他实施例中循环风机也可以设置在柜体的左下方并使循环风机的出风方向向右，或者是将循环风机设置在右上方并使循环风机的出风方向朝向向左，都能够保证空气在气流循环通道内沿逆时针流动；可以理解的是，也可以通过设置循环风机的朝向使空气在气流循环通道内顺时针循环，这样设置也可以使空气与主发热元件进行充分的热交换。
将循环风机4设置在柜体内部的上方主要是考虑到空气吸热后成为高温空气，高温空气向上流动，将循环风机设置在上方能够使向上流动的高温空气向下流动，防止热量汇集在柜体的上方使柜体的上方温度升高。
本实施例中的气流循环通道为主发热元件5与柜体之间的间隔围成的，主发热元件5的上方、下方、左方、右方、前方、后方与柜体均设有间隔，形成了图1中的贯通循环通道（前方和后方图示中未标示），空气能够围绕主发热元件5循环流动并与主发热元件5进行对流换热，吸收主发热元件5的热量。将气流循环通道设置在主发热元件5的四周，主发热元件5直接与柜体的侧壁形成气流循环通道，主发热元件5上下之间也设有间隙，使主发热单元5能够充分的散热，空气在主发热元件5外侧与主发热元件5发生对流换热，不需要对气流循环通道进行密封，简化了主发热元件5的结构。在主发热元件5四周与柜体形成间隔以形成循环通道，使空气能够流通；在其他实施中也可以只在主发热元件的上方、下方、前方和后方与柜体形成间隔，这样也能够围绕主发热元件气流循环通道，或者在主发热元件的上方、下方、左方和右方与柜体形成间隔以形成气流循环通道。
本实施例中机柜的柜体为金属材质制成的柜体，如铝材、或者钢材，金属材质的导热性能好，能够与气流循环通道内的高温空气进行热交换，并将吸收的热量传递给外界；金属材质结构强度高，能够为主发热元件5提供良好的防护；或者也可以选用其他导热性能良好的非金属材料，如导热系数高的非金属工程材料，都可以实现良好导热的效果。
柜体左侧的出气口出设置有出气百叶窗1，能够起到防尘的作用，还能起到防碎石等尖锐物体飞入，结构简单，制造成本低，同时还能够避免阳光直射；在其他实施例中出气百叶窗也可以替换为向下弯折的风道，同样能够起到防晒、防尘、防碎石等尖锐物体飞入的效果。
为了提高防尘效果，在出气百叶窗1的外部安装有滤网3，滤网3通过滤网压条2可拆固定在出气百叶窗1的外部，进一步的提高了柜体的防尘效果，具体的滤网3选用聚氨酯滤网，具有良好的透气性，具有流动阻力小，过滤性能好，同时满足散热与防尘要求滤网3通过滤网压条2固定在柜体上，在后期可以取下滤网压条2对滤网3进行清洗和更换；当然滤网也可以采用其他具有透气性能良好的材质，滤网也可以采用粘接的方式可拆的固定在出气百叶窗的外部。
柜体右侧的进气口与散热风机7之间安装有进气百叶窗6，能够起到与出气百叶窗1相同的作用，由于散热风机7安装在进气口处，如果在进气口也安装如出气口处的滤网会增加进气口处的风阻，不利于主发热元件5的散热，同时在进气口处安装滤网，由于气流的作用，滤网容易脱落，因此不宜在进气口处安装滤网；为了起到良好的防尘效果，防止灰尘进入柜体，此处采用具有较好防尘效果的进气百叶窗6。
进气百叶窗6的结构如图4和图5所示，进气百叶窗6的边缘与柜体的搭接处采用满焊的方式，焊接完成后打磨平整。进气百叶窗6的百叶窗叶片9为焊接在进气百叶窗6框架之间的S形的叶片，S形的叶片迎向进风气流的斜面，斜面顶部连接有上部折边，斜面底部连接有下部折边，相邻两个叶片的上部折边与下部折边具有重叠部分，其中上部折边朝外倾斜，下部折边包括竖直部分和向内倾斜的内倾部分，下部折边的竖直部分和上部折边能够对气流中的灰尘起到阻挡作用，进入进气百叶窗6的灰尘会受到S形叶片的阻挡，由百叶窗叶片9的倾斜部分滑落，提高了进气百叶窗6的防尘效果。
本实施例的机柜为充电桩的机柜，其内部的主发热元件5为发热部件功率模块及群充模块，可以理解的是，本发明的机柜散热结构也适用于其他具有发热模块的机柜。
本发明的机柜散热结构在使用时，循环风机将进风口外部冷空气循环至柜内并形成高能量气体，将主发热元件产生热量通过图示气流通道吹至出气百叶窗，强排至机柜外部大气环境中，冷空气沿气流路径流动与主发热元件进行换热，换热后的高温空气通过排气口排出，带走了大部分热量，循环风机驱动机柜内部的空气沿气流循环通道循环流动，气流循环通道围绕主发热元件设置，能够进一步的带走主发热元件的热量，通过导热性能良好的金属机柜将热量传递到外界，降低了主发热元件的温度，不需要在主发热元件内部设置通道，简化了主发热元件的结构，也不需要对气流循环通道进行密封，解决了现有技术中机柜结构复杂，不便于装配维护的问题。
Claims (9)
1.机柜散热结构，包括内部设有主发热元件的柜体，柜体上设有对应于主发热元件布置的进气口和出气口，进气口与出气口之间的气流路径上设有散热风机，其特征在于：所述柜体的侧壁由导热材料制成，柜体内设有围绕主发热元件并经过主发热元件的上方和下方的气流循环通道，气流循环通道内设有用于实现柜体内部气流循环的循环风机。
2.根据权利要求1所述的机柜散热结构，其特征在于：所述循环风机设置在柜体内部的上方且出风方向向下。
3.根据权利要求2所述的机柜散热结构，其特征在于：所述循环风机设置在柜体内部设有出气口的一侧。
4.根据权利要求1所述的机柜散热结构，其特征在于：主发热元件靠近进气口的一侧和靠近出气口的一侧与柜体之间均具有间隔，所述间隔形成气流循环通道的一部分。
5.根据权利要求4所述的机柜散热结构，其特征在于：所述机柜包括设置在机柜相对两侧的柜门，所述进气口设置在一侧的柜门上，所述出气口设置在另一侧的柜门上。
6.根据权利要求5所述的机柜散热结构，其特征在于：所述散热风机设置在进气口处。
7.根据权利要求6所述的机柜散热结构，其特征在于：所述进气口处设有进气百叶窗，进气百叶窗的叶片为S形且相邻叶片具有重叠部分以实现防尘作用。
8.根据权利要求5所述的机柜散热结构，其特征在于：所述出气口处设有出气百叶窗，出气百叶窗处设有可拆卸的滤网。
9.根据权利要求4所述的机柜散热结构，其特征在于：柜体的侧壁由金属材料制成。
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