CN109831887A - 散热系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种散热系统，涉及散热领域。其中空调设置在机柜的至少一侧，空调的出风口和机柜的进气口分别与冷却通道连通，以便使空调提供的冷风通过冷却通道进入机柜。空调的进风口和机柜的出气口分别与散热通道连通，以便使得机柜排出的热风通过散热通道进入空调的进风口。本公开通过将空调与机柜并排设置，从而可实现就近制冷，使得制冷气流路径更短，从而可降低风机功耗，提高制冷效率；由于冷却通道和散热通道全封闭且相互隔离，形成内部闭合循环，从而使得高功耗OTN发出的热量不会对周边其他设备造成过热影响；通过将高电压引入到OTN设备侧边位置，以高电压就近供电，大大降低了供电线路损耗、解决了大量粗电缆接入OTN设备难题。

Description

散热系统

技术领域

本公开涉及散热领域，特别涉及一种散热系统。

背景技术

大容量光传送网(Optical Transport Network，简称：OTN)设备是互联网通信时代的主要传输设备，400Gbit/s的OTN设备柜(主要指电子架柜)最大功耗近20kW，且采用背靠背双面柜架构，要求双面进冷风，以现有的低压供电(传统是48V直流供电)、远端制冷(传统是机房大空调远距离输送冷气)、前进后出(传统是机柜前面进冷气、后面排热气)的电源、空调解决方案与高功率OTN设备的供电散热需求产生了严重矛盾，无法满足设备正常运行的要求，导致出现高功率OTN设备建设进度滞后乃至受阻的局面。

发明内容

本公开的实施例解决的一个技术问题是：无法有效对机柜进行散热，从而导致设备无法正常运行。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种散热系统，包括机柜、空调和冷却通道，空调设置在机柜的至少一侧，其中：

空调的出风口和机柜的进气口分别与冷却通道连通，以便使空调提供的冷风通过冷却通道进入机柜。

可选地，冷却通道设置在机柜的进气口一侧。

可选地，散热系统还包括散热通道，其中：

空调的进风口和机柜的出气口分别与散热通道连通，以便使得机柜排出的热风通过散热通道进入空调的进风口。

可选地，散热通道设置在机柜的出气口一侧。

可选地，冷却通道和散热通道相互隔离。

可选地，机柜为多个，且排成至少一行，其中在每一行中，各机柜的进气口方向一致，各机柜的出气口方向一致，相邻机柜之间设有空调。

可选地，机柜排成至少两行，其中对于进气口相对的相邻两行机柜，冷却通道相互连通。

可选地，在每一行中包括直流转换柜，以便为直流转换柜所在行中的空调和机柜供电。

可选地，在直流转换柜中包括两个转换单元，以便为直流转换柜所在行中的空调和机柜提供双路供电。

可选地，在每一行中设置配电柜。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例的散热系统的示例性框图。

图2为本公开一个实施例的机柜的示例性框图。

图3为本公开另一实施例的散热系统的示例性框图。

图4为本公开又一实施例的散热系统的示例性框图。

图5为本公开一个实施例的直流转换柜的示例性框图。

图6为本公开又一实施例的散热系统的示例性框图。

图7为本公开又一实施例的散热系统的示例性框图。

图8为本公开又一实施例的散热系统的示例性框图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本公开一个实施例的散热系统的示例性框图。如图1所示，散热系统包括机柜11、空调12和冷却通道13，其中空调12可设置在机柜11的至少一侧。

例如，机柜11可为OTN设备柜或其它类型的机柜。

其中，空调12的出风口和机柜11的进气口分别与冷却通道13连通，以便使空调12提供的冷风通过冷却通道12进入机柜11。

可选地，冷却通道13设置在机柜11的进气口一侧。

还需要说明的是，为了更好地实现本公开，机柜11采用了冷热分离的架构，即采用了前进风、后出风的架构。如图2所示，在机柜11中，设有OTN设备111和112、OTN导风柜113和114，冷风从OTN设备112进入，热风由OTN设备111排出。

基于本公开上述实施例提供的散热系统，通过将空调与机柜并排设置，从而可实现就近制冷。这种架构的制冷气流路径更短，从而可降低风机功耗，同时全部额定制冷量均可得到利用，并可实现很高的负载密度，有效提高了制冷效率。

图3为本公开另一实施例的散热系统的示例性框图。如图3所示，散热系统除包括机柜11、空调12、冷却通道13外，还包括散热通道14，其中空调12可设置在机柜11的至少一侧。

其中，空调12的进风口和机柜11的出气口分别与散热通道14连通，以便使得机柜11排出的热风通过散热通道14进入空调的进风口。

可选地，散热通道14设置在机柜11的出气口一侧。

可选地，冷却通道13和散热通道14相互隔离。也就是说，在本公开所采用的架构中，冷热气流相互隔离，冷却通道13和散热通道14是两个相互独立的空间。

通过采用上述架构，可得到以下有益效果：

1)冷、热气流循环完全不受任何设施变动或所处机房环境条件的影响。

2)冷、热通道全封闭且相互隔离，形成内部闭合循环，从而使得高功耗OTN发出的热量不会对周边其他设备造成过热影响。

3)空气循环的换气次数更高，空调系统的节能效果更佳。由于本公开采用的架构整体体积小，故只需很小的风量即可满足散热需求，同时还能保证OTN设备进风温度的持续精确和稳定。例如可以选取进出风温差的大值来计算空调风量。

4)通过采用上述架构，可使用较宽的送风温度范围，例如18℃～27℃均可以。如果采用冷冻水空调系统，则冷冻水进入空调的温度约为12℃～21℃。在这样的水温区间内，空调可以选择更高的进水温度，因此就有更多的机会利用自然冷却技术来实现节能降耗。

5)由于将OTN设备前后的冷、热空气完全隔离，有效提升制冷效率从而达到节能降耗的目的。

6)送风距离短、冷量流失率低，空调紧贴机柜，例如采用600mm宽度机柜的条件下，空调相对服务器的最远送风距离仅0.6m，此过程中几乎没有冷量流失，因此空调的送风温度就等于OTN设备的进风温度。

7)房间的噪音更低，服务器的噪音一部分被隔离在机柜内部，使得房间的噪音更低，人员工作环境更舒适。

8)无灰尘更干净，良好的密封性，机柜外部的灰尘无法进入机柜，故能够保持机柜内IT设备自始至终处于洁净的状态下。

图4为本公开又一实施例的散热系统的示例性框图。与图3所示实施例相比，在图4所示实施例中，散热系统还进一步包括直流转换柜15，以便为机柜11和空调12供电。

针对OTN设备功率大的问题，通过将高电压(例如，比传统电压高4倍的240V电压)引入到OTN设备侧边位置，以高电压就近供电的方式，大大降低了供电线路损耗、解决了大量粗电缆接入OTN设备难题。

图5为本公开一个实施例的直流转换柜的示例性框图。如图5所示，直流转换柜15中可包括两个独立的电源转换单元151和152。其中每个独立的电源转换单元中均有自己独立的监控管理模块和若干整流模块，其中整流模块应按不低于N+1冗余配置，单元输出能力应满足所有240V供电负荷并加上不低于20％的冗余。

此外，直流转换柜15中还可包括与分别与电源转换单元151、152相对接的输入与输出配电单元153和154。每个转换单元的输入端可以采用一路输入或分二路输入，这取决于该单元输入电流大小和输入电缆粗细，其中当输入电缆截面积大于50mm²时，分二路电缆输入。

在转换柜空间允许且有必要时，转换柜可同时兼做空调的输入配电柜。

图6为本公开又一实施例的散热系统的示例性框图。如图6所示，机柜为多个，且排成至少一行，其中在每一行中，各机柜的进气口方向一致，各机柜的出气口方向一致，相邻机柜之间设有空调。

作为示例，在图6所示的实施例中，在一行中设置了两个机柜，还可设置2～3个行间空调，以及1个240V/48V直流转换柜，还可设置1个配电柜(可选)。其中，机柜已具备冷热分离架构(比如前进风、后出风架构)。转换柜为OTN设备和空调供电。单个空调的制冷能力应大于单个OTN设备的散热量。

为了简明起见，在图6中，仅给出了冷却通道。根据图3所示实施例，机柜排出的热风可通过散热通道进入空调进行冷却。

而在图7所示的实施例中，在一行中设置了三个机柜，还可设置3至4个空调及1个240V/48V直流转换柜、1个配电柜(可选)。空调按N+1配置，N为2或3。其中，机柜已具备冷热分离架构(比如前进风、后出风架构)。转换柜同时为OTN设备和空调供电。单个空调的制冷能力应大于单个OTN的散热量。

图8为本公开又一实施例的散热系统的示例性框图。如图8所示，机柜排成至少两行，其中对于进气口相对的相邻两行机柜，冷却通道相互连通。

作为示例，在图8所示实施例中，共有4个机柜、3～4个空调及1个240V/48V直流转换柜、1个配电柜组成，空调按N+1配置，N为2或3。其中4个机柜分成两行，其中这两行中的机柜进气口相对设置，机柜已具备冷热分离架构(比如前进风、后出风架构)。转换和配电柜同时为OTN柜和行间空调供电，空调支持双路供电。4个OTN设备一体化柜面对面排两列，与空调、电源转换柜、配电柜一起，形成封闭冷通道，同时也兼做人行维护操作空间。

也就是说，在这种配置下，相邻两行可共享一条冷却通道。

通过实施本公开所提供的方案，可得到以下有益效果：

1)通过将空调设置在机柜侧边，从而实现就近制冷，由于制冷气流路径更短，从而可降低风机功耗，同时全部额定制冷量均可得到利用，并可实现很高的负载密度，有效提高了制冷效率；

2)通过设置相互分离的冷却通道和散热通道，从而使得冷热气流循环完全不受任何设施变动或所处机房环境条件的影响；

3)冷热通道全封闭，形成内部闭合循环，从而使得高功耗OTN发出的热量不会对周边其它设备造成过热影响；

4)采用本公开所提出的架构，空气循环的换气次数更高，对设备的冷却能力更佳，同时送风温度范围宽，18℃～27℃均可以，空调可以选择更高的进水温度，可以利用自然冷却技术来实现节能降耗；

5)机房的噪音更低，服务器的噪音一部分被隔离在机柜内部；

6)机柜外部的灰尘无法进入机柜，故能够保持机柜内IT设备自始至终处于洁净的状态下；

7)通过将高电压引入到OTN设备侧边位置，以高电压就近供电的方式，大大降低了供电线路损耗、解决了大量粗电缆接入OTN设备难题。

此外，也可将上述散热系统的架构称之为微型冷池，冷池构件由可视端门、可翻盖天窗，密封件、承重支架等组成，其中端门可由四折门(如图4所示的单机柜结构、图6所示的双机柜结构、图7所示的三机柜结构)或平推门(图7所示的三机柜结构、图8所示的四机柜结构)组成，微冷池结构可针对电信行业应用不同的场景进行相应的调整。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种散热系统，包括机柜、空调和冷却通道，所述空调设置在机柜的至少一侧，其中：

所述空调的出风口和所述机柜的进气口分别与所述冷却通道连通，以便使所述空调提供的冷风通过所述冷却通道进入所述机柜。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其中：

所述冷却通道设置在所述机柜的进气口一侧。

3.根据权利要求1所述的散热系统，还包括散热通道，其中：

所述空调的进风口和所述机柜的出气口分别与所述散热通道连通，以便使得所述机柜排出的热风通过所述散热通道进入所述空调的进风口。

4.根据权利要求3所述的散热系统，其中：

所述散热通道设置在所述机柜的出气口一侧。

5.根据权利要求3所述的散热系统，其中：

所述冷却通道和所述散热通道相互隔离。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的散热系统，其中：

所述机柜为多个，且排成至少一行，其中在每一行中，各机柜的进气口方向一致，各机柜的出气口方向一致，相邻机柜之间设有空调。

7.根据权利要求6所述的散热系统，其中：

所述机柜排成至少两行，其中对于进气口相对的相邻两行机柜，冷却通道相互连通。

8.根据权利要求6所述的散热系统，其中：

在所述每一行中包括直流转换柜，以便为直流转换柜所在行中的空调和机柜供电。

9.根据权利要求8所述的散热系统，其中：

在所述直流转换柜中包括两个转换单元，以便为直流转换柜所在行中的空调和机柜提供双路供电。

10.根据权利要求9所述的散热系统，其中：

在所述每一行中设置配电柜。