CN113905586B - 一种数据中心机柜的节能散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据中心机柜的节能散热系统，包括设置在柜体内部的多层散热体，所述散热体沿着柜体竖直方向间隔设置多组，所述散热体与服务器的机体贴合，所述散热体沿着竖直方向位置可调，所述散热体通过热量传导单元导出至柜体的顶端位置，在实施对该种高密度装机的数据中心机柜散热时，将服务器沿着柜体的竖直方向间隔设置多组，在相邻服务器之间贴合设置散热体，服务器产生的热量通过散热体吸收后，并且通过热量传导单元导出柜体的顶端及底部，散热体沿着柜体的竖直方向可调，可适配服务器的安装密度，通过调节散热体与服务器贴合的位置，调整服务器的安装位置，进而始终确保服务器与散热体处在贴合的状态，确保服务器的可靠散热。

Description

一种数据中心机柜的节能散热系统

技术领域

本发明涉及数据中心散热技术领域，尤其是一种数据中心机柜的节能散热系统。

背景技术

随着各地数据中心的建设速度的推进，以适配我国互联网的发展需求，机房或者数据中心安装的服务器越来越多，要求机柜内安装更多的服务器，也就是要求高密度的机柜内布局，机房有限的空间内安装尽可能多的机柜。这样，高密度的机群设备会产生大量的热量，系统的散热就成为高密度机群的最大挑战。如果无法有效的解决散热问题，就不能做到机群的高密度。

现有的机柜中放置多台服务器(也可以是其它设备)，各服务器分别放置在不同高度上；服务器放在机柜内，机房内的冷风从机柜前面进入，从机柜后面吹出的风能携带走一些所述服务器散发的热量。上述现有技术中至少存在如下问题，在目前的制冷方式下，多采用整个机房或者布局区域风冷循环制冷，制冷量有限，机柜中设备的放置密度难以增加，如果密度增加，设备的内部温度会急剧上升，不能有效的制冷。散热方式是开放式的，噪音大，而且风冷会存在局部紊流和散热死角，散热效率也低散热效果差。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种数据中心机柜的节能散热系统，能够适配高密度服务器的散热需求，可靠的解决现有技术中存在散热效果不佳的问题。

本发明中的解决技术问题采用如下技术方案：

一种数据中心机柜的节能散热系统，包括设置在柜体内部的多层散热体，所述散热体沿着柜体竖直方向间隔设置多组，所述散热体与服务器的机体贴合，所述散热体沿着竖直方向位置可调，所述散热体通过热量传导单元导出至柜体的顶端位置。

本发明还存在以下技术特征：

所述柜体的下端位置设置有导热风扇，所述导热风扇用于将热量传导单元导出的热量从柜体的下方排出。

所述柜体的上端位置设置有导热管体，所述导热管体用于将热量传导单元导出的热量引出。

所述散热体包括散热盘，所述散热盘的盘面水平，所述服务器的机体放置在散热盘内，所述散热盘沿着柜体竖直方向间隔设置多组，所述散热盘竖直方向位置可调。

所述散热盘的上盘面设置有散热水袋，所述散热水袋与服务器的机体贴合，所述散热水袋上设置有循环管路，所述循环管路包进水口及出水口，所述进水口及出水口分别与换热单元的出水口及进水口连通。

所述散热盘的盘面整体呈矩形，所述散热盘的中心设置有凹槽，所述散热水袋整体呈矩形构造，所述散热水袋放置在凹槽内，所述散热水袋凸伸出凹槽的槽口。

所述散热盘的背面设置有散热翅片，所述散热翅片沿着散热盘的长度方向间隔设置多组。

所述散热盘竖直滑动设置在调整滑杆上，所述调整滑杆沿着柜体竖直方向布置，所述散热盘与调节单元连接，所述调节单元用于调节散热盘位于调整滑杆的位置。

所述调节单元包括设置在调节散热盘一端位置的调整板，所述调整板的下方设置有调整头，所述调整头竖直滑动设置在调整滑杆上。

所述调整滑杆上还设置有调整驱动板，所述调整驱动板与调整头之间设置有调整弹簧，所述调整弹簧套设在调整滑杆上，所述调整弹簧的两端分别与调整头及调整驱动板抵靠。

所述调整驱动板上设置有调节螺母，所述调节螺母的圆心与调整滑杆长度方向平行，所述调节螺母内设置有调整丝杆，所述调整丝杆与调整滑杆平行布置，所述调整丝杆转动式设置在柜体上。

所述调整滑杆位于散热盘的四个拐角处布置。

所述散热盘的两端延伸有散热条片，所述散热条片延伸至柜体的两侧位置。

所述柜体的两侧设置有散热板，所述散热条片与散热板连接。

所述柜体的两侧位置开设有矩形槽，所述散热板设置在矩形槽内。

所述散热板上设置有均设置有风机，所述风机的风向指向柜体内。

所述散热盘竖直延伸有散热伸缩板，所述散热伸缩板的下端与柜体下端设置的导热盘连接。

所述柜体的两侧设置有滑槽，所述滑槽沿着柜体长度方向布置，所述散热伸缩板与滑槽槽壁及槽底贴合。

所述柜体的底部设置有槽腔，所述导热盘设置在槽腔内，所述导热盘上开设有多组卡槽，所述多组卡槽构成迂回状构造，所述多组卡槽内设置有金属导热管，所述金属导热管的管口分别与散热水袋的循环管路连通。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：在实施对该种高密度装机的数据中心机柜散热时，将服务器沿着柜体的竖直方向间隔设置多组，在相邻服务器之间贴合设置散热体，服务器产生的热量通过散热体吸收后，并且通过热量传导单元导出柜体的顶端及底部，散热体沿着柜体的竖直方向可调，可适配服务器的安装密度，通过调节散热体与服务器贴合的位置，调整服务器的安装位置，进而始终确保服务器与散热体处在贴合的状态，确保服务器的可靠散热。

附图说明

图1是数据中心机柜的节能散热系统的主视图；

图2和图3是数据中心机柜的节能散热系统的两种视角结构示意图；

图4是和图5是数据中心机柜的节能散热系统移出上端及一侧箱壁后的两种视角结构示意图；

图6是图5的主视图；

图7和图8是单组散热体与柜体配合的部分结构两种视角示意图；

图9和图10是图7中移出散热水袋后的两种视角结构示意图；

图11是图9的主视图；

图12是数据中心机柜的节能散热系统柜体底部位置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。如在本文中所使用，术语“平行”和“垂直”不限于其严格的几何定义，而是包括对于机加工或人类误差合理和不一致性的容限：

下面结合附图1至图12，对本发明的数据中心机柜的节能散热系统作详尽的说明：

一种数据中心机柜的节能散热系统，包括设置在柜体400内部的多层散热体100，所述散热体100沿着柜体400竖直方向间隔设置多组，所述散热体100与服务器的机体贴合，所述散热体100沿着竖直方向位置可调，所述散热体100通过热量传导单元导出至柜体400的顶端位置；

在实施对该种高密度装机的数据中心机柜散热时，将服务器沿着柜体400的竖直方向间隔设置多组，在相邻服务器之间贴合设置散热体100，服务器产生的热量通过散热体100吸收后，并且通过热量传导单元导出柜400体的顶端及底部，散热体100沿着柜体400的竖直方向可调，可适配服务器的安装密度，通过调节散热体100与服务器贴合的位置，调整服务器的安装位置，进而始终确保服务器与散热体100处在贴合的状态，确保服务器的可靠散热。

作为本发明的优选方案，为将散热体100吸收的热量从柜体400可靠的导出，所述柜体400的下端位置设置有导热风扇200，所述导热风扇200用于将热量传导单元导出的热量从柜体400的下方排出。

当热量通过散热体100吸附后，并且通过热量传导单元导出至柜体400的上端及下端位置，为快速散热，通过导热风扇200的引导作用，使得位于柜体400内的热量可靠的导出。

优选地，为使得热体100吸收的热量从柜体400上端可靠的导出，所述柜体400的上端位置设置有导热管体300，所述导热管体300用于将热量传导单元导出的热量引出。

通过导热管体300及导热管体300内设置有风扇及冷却水管，可快速的将热量导出，并且使得柜体400内形成空气循环，进而能够实现快速的散热。

为实施对服务器表面的快速散热，所述散热体100包括散热盘110，所述散热盘110的盘面水平，所述服务器的机体放置在散热盘110内，所述散热盘110沿着柜体400竖直方向间隔设置多组，所述散热盘110竖直方向位置可调。

将服务器安装在散热盘110上方位置，通过调整散热盘110之间的间距，使得散热器的上下表面与服务器上下表面可靠的贴合，可准确可靠的吸收服务器产生的热量，并且将产生的热量快速的经过热量传导单元导出，并且从柜体400的上下端位置导出。

优选地，所述散热盘110的上盘面设置有散热水袋120，所述散热水袋120与服务器的机体贴合，所述散热水袋120上设置有循环管路，所述循环管路包进水口及出水口，所述进水口及出水口分别与换热单元的出水口及进水口连通。

将服务器安装在散热盘110的上方位置，散热盘110上设置散热水袋120，使得散热水袋120的表面与服务器表面贴合，散热水袋120采防刺穿的高柔性材料制成，当调节散热盘110高度位置时，使得散热水袋120与服务器表面紧密的贴合在一起，通过提高散热水袋120与服务器表面贴合的面积，可有效提高对服务器的散热，达到提高对服务器散热效果的目的。

优选地，在实施对散热水袋120与散热盘110安装时，所述散热盘110的盘面整体呈矩形，所述散热盘110的中心设置有凹槽，所述散热水袋120整体呈矩形构造，所述散热水袋120放置在凹槽内，所述散热水袋120凸伸出凹槽的槽口。

将散热水袋120安装在散热盘110凹槽内时，在无需散热的情况下，散热水袋120不充水，散热盘110实施对散热器的支撑，避免散热器的重量全部支撑至散热水袋120上，当整个数据中心启动需要高效散热时，通过向散热水袋120内注入循环散热水，使得散热水袋120突出散热盘110的凹槽槽口位置，进而使得散热水袋120与服务器表面贴合，从而增大与散热体100的接触面积，达到对服务器的快速散热。

更为优选地，所述散热盘110的背面设置有散热翅片111，所述散热翅片111沿着散热盘110的长度方向间隔设置多组。

在散热瓷片111的下方位置设置有开口朝下的槽体112，所述槽体112内设置有散热水袋120，散热水袋120也通过循环管路与外界连通，使得位于槽体112内的散热水袋120内也实现循环水，当服务器安装在相邻的散热盘110之间的位置后，散热水袋120与服务器的上下表面贴合，最大程度上实施对服务器的散热。

优选地，为实施对散热盘110位于柜体400内高度位置的调整，所述散热盘110竖直滑动设置在调整滑杆130上，所述调整滑杆130沿着柜体400竖直方向布置，所述散热盘110与调节单元连接，所述调节单元用于调节散热盘110位于调整滑杆130的位置。

在实施对散热盘110位于柜体400内位置调整时，通过调节单元，使得散热盘110位于调整滑杆130上滑动，从而使得散热盘110位于柜体400的竖直方向滑动，当散热盘110位于调整滑杆130上滑动时，可改变服务器的安装位置，也可调整相邻散热盘110之间的间距，使得散热盘110及散热盘110上下位置的散热水袋120与复位器上下表面可靠的贴合在一起，达到对服务器的可靠散热。

进一步地，在实施对散热盘110位于调整滑杆130上滑动调整时，所述调节单元包括设置在调节散热盘110一端位置的调整板114，所述调整板114的下方设置有调整头140，所述调整头140竖直滑动设置在调整滑杆130上。

通过调节调整头140的位置，使得调整头140连通散热盘110位于调整滑杆130上滑动，达到对散热盘110的调整，直至散热水袋120与复位器上下表面可靠的贴合在一起。

进一步地，所述调整滑杆130上还设置有调整驱动板150，所述调整驱动板150与调整头140之间设置有调整弹簧160，所述调整弹簧160套设在调整滑杆130上，所述调整弹簧160的两端分别与调整头140及调整驱动板150抵靠。

在实施对调整头140位置调整时，通过驱动调整驱动板150，实施对调整弹簧160的压缩，从而实现对散热盘110位于调整滑杆130上滑动，经过调整弹簧160的弹性挤压力，使得散热水袋120与服务器上下表面弹性抵靠，使得散热水袋120与服务器上下表面弹性抵靠，避免由于刚性抵靠出现的接触不均，或者散热税点120受理不均而出现的接触面过小的问题，达到散热水袋120与服务器可靠接触的目的。

更进一步地，所述调整驱动板150上设置有调节螺母151，所述调节螺母151的圆心与调整滑杆130长度方向平行，所述调节螺母151内设置有调整丝杆152，所述调整丝杆152与调整滑杆130平行布置，所述调整丝杆152转动式设置在柜体400上。

位于柜体400竖直方向不同位置的调节螺母151的螺距存在差异，并且与调节螺母局与151配合的调整丝杆152的螺距也存在差异，通过转动调整丝杆152时，可连动调整驱动板150的竖直方向滑移的距离存在一定程度的差异，使得散热水袋140与服务器上下表面可靠的结合，进而达到对服务器的可靠散热。

为实施对散热盘110的可靠支撑滑动，所述调整滑杆130位于散热盘110的四个拐角处布置。

通过设置在散热盘110的四个拐角处的调整滑杆130，能够有效实现对散热盘110的竖直方向的滑动支撑，使得散热盘110能够实现对服务器可靠支撑的同时，确保散热盘110的盘面处在水平的状态。

进一步地，为可靠的将散热盘110上的热量有效的导出至柜体400上，并且将热量导出，所述散热盘110的两端延伸有散热条片113，所述散热条片113延伸至柜体400的两侧位置。

散热盘110吸收的一部分热量通过散热条片113导出至柜体400上，达到对柜体400内热量的快速导出。

为实施对热量散出，所述柜体400的两侧设置有散热板410，所述散热条片113与散热板410连接。

为增大散热板410与柜体400之间的接触面积，所述柜体400的两侧位置开设有矩形槽420，所述散热板410设置在矩形槽420内。

当散热板410与散热条片113安装后，当散热盘110竖直升降时，散热板410能够随着矩形槽420竖直升降，从而使得散热板410能够始终与柜体400的接触，确保散热板410的散热效果。

为实施对各个散热盘110之间空间的空气循环，所述散热板410上设置有均设置有风机411，所述风机411的风向指向柜体400内。

风机411设置在散热板410上，散热板410能够试着散热盘110的升降而升降，从而能够使得风机411能够始终处在服务器所在的两组散热盘110之间的空腔内，以达到对散热盘110所在的空气快速循环，达到对服务器的可靠散热。

进一步地，为可靠件散热盘110导出至柜体400的底部位置，以将散热盘110上的热量快速的导出，所述散热盘110竖直延伸有散热伸缩板170，所述散热伸缩板170的下端与柜体400下端设置的导热盘500连接。

散热伸缩板170的伸缩作用，能够跟随散热盘110的竖直升降而升降，从而使得散热盘110始终与导热盘500处在连接状态，进而能够使得导热盘500能够跟随散热盘110的调整而处在常通的状态，确保对服务器的散热效果。

所述柜体400的两侧设置有滑槽430，所述滑槽430沿着柜体400长度方向布置，所述散热伸缩板170与滑槽430槽壁及槽底贴合。

在实施对柜体400散热操作时，散热伸缩板170与滑槽430贴合的过程中，还可有效实施对散热伸缩板170及散热盘110导热的同时，还将热量通过散热伸缩板170传导至导热盘500位置，达到对散热盘110进一步的高效散热。

具体地，所述柜体400的底部设置有槽腔440，所述导热盘500设置在槽腔440内，所述导热盘500上开设有多组卡槽510，所述多组卡槽510构成迂回状构造，所述多组卡槽510内设置有金属导热管520，所述金属导热管520的管口分别与散热水袋120的循环管路连通。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种数据中心机柜的节能散热系统，其特征在于：包括设置在柜体(400)内部的多层散热体(100)，所述散热体(100)沿着柜体(400)竖直方向间隔设置多组，所述散热体(100)与服务器的机体贴合，所述散热体(100)沿着竖直方向位置可调，所述散热体(100)通过热量传导单元导出至柜体(400)的顶端位置；

所述柜体(400)的下端位置设置有导热风扇(200)，所述导热风扇(200)用于将热量传导单元导出的热量从柜体(400)的下方排出；

所述柜体(400)的上端位置设置有导热管体(300)，所述导热管体(300)用于将热量传导单元导出的热量引出；

所述散热体(100)包括散热盘(110)，所述散热盘(110)的盘面水平，所述服务器的机体放置在散热盘(110)内，所述散热盘(110)沿着柜体(400)竖直方向间隔设置多组，所述散热盘(110)竖直方向位置可调；所述散热盘(110)的上盘面设置有散热水袋(120)，所述散热水袋(120)与服务器的机体贴合，所述散热水袋(120)上设置有循环管路，所述循环管路包进水口及出水口，所述进水口及出水口分别与换热单元的出水口及进水口连通；所述散热盘(110)的盘面整体呈矩形，所述散热盘(110)的中心设置有凹槽，所述散热水袋(120)整体呈矩形构造，所述散热水袋(120)放置在凹槽内，所述散热水袋(120)凸伸出凹槽的槽口；

所述散热盘(110)的背面设置有散热翅片(111)，所述散热翅片(111)沿着散热盘(110)的长度方向间隔设置多组；所述散热盘(110)竖直滑动设置在调整滑杆(130)上，所述调整滑杆(130)沿着柜体(400)竖直方向布置，所述散热盘(110)与调节单元连接，所述调节单元用于调节散热盘(110)位于调整滑杆(130)的位置；所述调节单元包括设置在调节散热盘(110)一端位置的调整板(114)，所述调整板(114)的下方设置有调整头(140)，所述调整头(140)竖直滑动设置在调整滑杆(130)上；所述调整滑杆(130)上还设置有调整驱动板(150)，所述调整驱动板(150)与调整头(140)之间设置有调整弹簧(160)，所述调整弹簧(160)套设在调整滑杆(130)上，所述调整弹簧(160)的两端分别与调整头(140)及调整驱动板(150)抵靠；所述调整驱动板(150)上设置有调节螺母(151)，所述调节螺母(151)的圆心与调整滑杆(130)长度方向平行，所述调节螺母(151)内设置有调整丝杆(152)，所述调整丝杆(152)与调整滑杆(130)平行布置，所述调整丝杆(152)转动式设置在柜体(400)上。

2.根据权利要求1所述的数据中心机柜的节能散热系统，其特征在于：所述调整滑杆(130)位于散热盘(110)的四个拐角处布置；所述散热盘(110)的两端延伸有散热条片(113)，所述散热条片(113)延伸至柜体(400)的两侧位置。

3.根据权利要求2所述的数据中心机柜的节能散热系统，其特征在于：所述柜体(400)的两侧设置有散热板(410)，所述散热条片(113)与散热板(410)连接；所述柜体(400)的两侧位置开设有矩形槽(420)，所述散热板(410)设置在矩形槽(420)内；所述散热板(410)上设置有风机(411)，所述风机(411)的风向指向柜体(400)内。

4.根据权利要求3所述的数据中心机柜的节能散热系统，其特征在于：所述散热盘(110)竖直延伸有散热伸缩板(170)，所述散热伸缩板(170)的下端与柜体(400)下端设置的导热盘(500)连接。

5.根据权利要求4所述的数据中心机柜的节能散热系统，其特征在于：所述柜体(400)的两侧设置有滑槽(430)，所述滑槽(430)沿着柜体(400)长度方向布置，所述散热伸缩板(170)与滑槽(430)槽壁及槽底贴合。

6.根据权利要求5所述的数据中心机柜的节能散热系统，其特征在于：所述柜体(400)的底部设置有槽腔(440)，所述导热盘(500)设置在槽腔(440)内，所述导热盘(500)上开设有多组卡槽(510)，所述多组卡槽(510)构成迂回状构造，所述多组卡槽(510)内设置有金属导热管(520)，所述金属导热管(520)的管口分别与散热水袋(120)的循环管路连通。

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