CN115551282A - 一种液冷门及机柜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及数据中心机房技术领域，尤其涉及一种液冷门及机柜。该液冷门包括多个冷却单元，冷却单元具有冷却通道，各冷却单元顺次排布，以形成不同尺寸的液冷门。多个冷却单元能够排列组合形成不同尺寸的液冷门，从而使得液冷门能够适应不同型号的机柜，提高了液冷门与机柜之间的通用性，降低维修成本。

Description

一种液冷门及机柜

技术领域

本申请涉及数据中心机房技术领域，尤其涉及一种液冷门及机柜。

背景技术

随着计算机与网络技术的发展，机柜已成为其重要的组成部分。数据中心的服务器、网络通信设备等IT设施，正在向着小型化、网络化、机架化的方向发展。机柜作为数据中心机房的网络设备、服务器等设备的一个载体，当网络设备、服务器设备由于工作而发热时能够对其进行散热，因此，机柜的散热能力决定了计算机的工作环境。目前，一般通过背板冷门对机柜进行散热，但是由于不同厂家之间机柜尺寸差异较大，因此背板冷门也具有各种不同尺寸，使得背板冷门与不同机柜之间的通用性较差，并且当背板冷门局部损坏时，只能整体更换，维修成本较高。另外，背板冷门整体很笨重，安装与拆卸不便。

发明内容

本申请提供了一种液冷门及机柜，该液冷门包括多个冷却单元，冷却单元能够排列组合形成不同尺寸的液冷门以适应不同型号的机柜，提高了液冷门与机柜之间的通用性，降低维修成本。

本申请提供一种液冷门，所述液冷门包括多个冷却单元，所述冷却单元具有冷却通道，各所述冷却单元顺次排布，以形成不同尺寸的所述液冷门。

本方案中，冷却单元具有冷却通道，冷却通道能够与机柜释放出的热空气进行热交换，对机柜进行散热。通过增加或减少冷却单元的数量能够改变液冷门的尺寸，使得液冷门能够与不同型号的机柜进行适配，扩大了液冷门的适用范围，比如本申请提供的液冷门可以用于旧设备的改造或者用于现有的定制机柜以及数据中心的模块化设计等。本方案中组成液冷门的冷却单元的尺寸小于与机柜适配的液冷门的尺寸，因此冷却单元具有较小的体积、质量，与现有技术中机柜安装一块液冷门相比，降低了冷却单元的拆卸与安装难度，提高安装与拆卸效率，节省人力物力，并提高安装与拆卸过程的安全性。另外，单个冷却单元损坏时，能够单独进行更换，降低维修成本。

在一种可能的设计中，所述冷却通道包括进液管道和出液管道，各所述冷却通道的所述进液管道连通，各所述冷却通道的所述出液管道连通，以使各所述冷却单元并联。

本方案中，各冷却单元之间并联，进液管道和出液管道直接与冷源连通或者通过上游的进液管道和出液管道与冷源连通，使每一个冷却单元均与冷源直接或间接形成一个循环回路，因此，各冷却单元的冷却通道中冷却液的温度能够更接近冷源的温度，使得各冷却单元与机柜吹出的热空气具有较大的温差，提高各冷却单元与热空气之间的热交换能力。

在另一种可能的设计中，所述冷却通道包括进液管道和出液管道，相邻所述冷却通道的所述进液管道与所述出液管道连通，以使各所述冷却单元串联。

本方案中，相邻冷却单元之间串联，只需将位于上游的冷却单元的出液管道与位于下游的冷却单元的进液管道连通即可，从而能够减小连接管路的长度，简化各冷却单元之间的连接结构，降低成本。

在一种可能的设计中，所述冷却通道包括进液管道、出液管道和多个支路管道；各所述支路管道与所述进液管道和所述出液管道连通。

本方案中，支路管道的设置增加了冷却通道与机柜吹出的热空气的接触面积，从而增加了冷却单元与热空气的热交换面积，能够提高散热效率。

在一种可能的设计中，所述冷却单元包括安装于所述支路管道的散热翅片。

本方案中，安装于支路管道的散热翅片用于导风，使得机柜的热风均匀流过支路管道的表面，进行热交换。且散热翅片进一步增加了冷却单元与热空气的热交换面积，能够提高冷却单元的散热能力。

在一种可能的设计中，所述冷却单元还包括检测模块，所述检测模块检测到所述冷却通道渗漏冷却液时能够发出预警。

本方案中，检测模块的设置能够在冷却通道发生渗漏时及时发出预警，以提醒用户及时处理并解决渗漏问题，尽可能减小用户的损失，避免出现大的安全事故。

在一种可能的设计中，所述检测模块设于所述冷却单元的底部或者设置于所述冷却通道的外壁。

本方案中，检测模块设于冷却单元的底部，渗漏的冷却液由于重力作用均会向下滴落，最终均能被检测模块检测到并发出预警提醒用户及时解决渗漏问题，该方案能够减少检测模块的设置数量，节约生产成本。该检测模块包括置于冷却单元底部的托盘和检测器，进液管道、出液管道和支路管道在底部的投影均被托盘覆盖，因此，只要有冷却液渗漏均能被托盘接住，落入托盘的冷却液能够被检测器检测到并发出预警。

或者，检测模块可以设于冷却通道的外壁，在本方案中，检测模块可以为水浸式传感器，当冷却通道有冷却液渗出时，可立即被检测模块检测到并发出预警，能够缩短检测模块的响应时间，提高检测效率，从而更好地防止漏水事故造成相关损失和危害。水浸传感器广泛应用于数据中心、通信机房、发电站、仓库、档案馆等一切需要防水的场所。

在一种可能的设计中，所述机柜包括控制模块，所述控制模块包括控制阀、温度传感器和流量计，所述温度传感器用于检测所述冷却通道中冷却液的温度，所述流量计用于检测所述冷却通道中冷却液的流速，所述控制阀用于根据所述温度传感器和/或所述流量计的检测结果控制所述冷却单元的工作状态。

本方案中，流量计的设置便于控制模块获悉冷却通道中冷却液的流速，并通过控制控制阀的开启与关闭或者控制阀的开启角度能够调节冷却通道中冷却液的流速，温度传感器的设置便于控制模块获悉冷却通道中冷却液的温度，当温度过高时，可以通过增大控制阀的开启角度，加快冷却通道中冷却液流速，从而达到降低冷却通道中冷却液温度的目的。反之，当温度过低时，可以通过减小控制阀的开启角度或暂时关闭控制阀，从而达到保持冷却通道中冷却液温度恒定的目的。因此，控制模块的设置便于根据机柜负载的大小调节冷却通道中冷却液的流量，以合理分配冷却液的在冷却通道中的动态分布，从而实现节能的目的。

在一种可能的设计中，沿所述冷却通道内冷却液的流动方向，所述控制模块位于各所述冷却单元的上游。

本方案中，控制模块设于冷却单元的上游，即从冷源出来的冷却液首先经过控制模块后才进入到各冷却单元的冷却通道内，便于控制模块对所有冷却单元的工作状态进行控制，能够减少控制模块的设置数量，节约成本。

在一种可能的设计中，相邻所述冷却单元通过连接件可拆卸连接。

本方案中，相邻冷却单元通过连接件可拆卸连接，能够提高冷却单元组合后的稳定性，减少冷却单元之间发生晃动的情形，降低冷却单元之间因晃动导致进液管道、出液管道、支路管道连接位置处发生松动的现象，从而降低冷却单元发生渗漏的概率。

本申请第二方面提供一种机柜，所述机柜包括壳体和以上所述的液冷门，所述壳体具有开口，所述液冷门与所述壳体连接，并封堵所述壳体的开口。

本方案中，组成液冷门的各冷却单元均与壳体连接，与壳体连接后的各冷却单元可以作为机柜的门使用，以封堵开口，减少灰尘等杂质进入机柜内部的可能性，提高机柜内部网络设备、服务器设备等的使用寿命。

在一种可能的设计中，所述机柜具有出风侧，所述冷却单元位于所述机柜的出风侧。

本方案中，冷却单元设于机柜的出风侧，机柜吹出的热空气能够与冷却单元快速进行热交换，提高机柜与冷却单元之间的热交换能力。

在一种可能的设计中，所述冷却单元包括固定组件，所述固定组件用于与所述壳体可拆卸连接。

本方案中，通过固定组件使冷却单元与壳体可拆卸连接，简化了冷却单元的结构，并且便于实现冷却单元与不同机柜的连接，从而扩大冷却单元适用范围。同时当冷却单元出现损坏时，便于独立拆卸，方便冷却单元的维修。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请所提供的冷却单元在一种实施例中的简化结构示意图；

图2为图1中冷却单元并联的结构示意图；

图3为图2另一视角的结构示意图；

图4为图2中A部分控制模块的结构示意图。

附图标记：

1-冷却单元；

11-冷却通道；

111-进液管道；

112-出液管道；

113-支路管道；

12-固定组件；

13-检测模块；

131-托盘；

132-检测器；

14-控制模块；

141-控制阀；

142-温度传感器；

143-流量计；

15-外接接口。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

在一种具体实施例中，下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

本申请实施例提供了一种液冷门，如图1、图2所示，液冷门包括多个冷却单元1，冷却单元1具有冷却通道11，各冷却单元1顺次排布，以形成不同尺寸的液冷门。

本实施例中，冷却单元1具有冷却通道11，冷却通道11能够与机柜释放出的热空气进行热交换，对机柜进行散热。通过增加或减少冷却单元1的数量能够改变液冷门的尺寸，此外，冷却单元1还可以方便数据中心的模块化设计。机柜能够根据开口的尺寸大小增加或减少冷却单元1的数量，使得液冷门能够与不同型号的机柜进行适配，扩大了液冷门的适用范围，比如本申请提供的液冷门可以用于旧设备的改造或者用于现有的定制机柜以及数据中心的模块化设计等。本实施例中组成液冷门的冷却单元1的尺寸小于与机柜适配的液冷门的尺寸，因此冷却单元1具有较小的体积、质量，与现有技术中机柜安装一块液冷门相比，降低了冷却单元1的拆卸与安装难度，提高了冷却单元1的安装与拆卸效率，节省人力物力，并提高安装与拆卸过程的安全性。另外，单个冷却单元1损坏时，能够单独进行更换，降低维修成本。

此外，冷却单元1的尺寸可以根据常见机柜的尺寸进行标准化设计，比如冷却单元1的宽度可以设计成600mm或400mm两种规格，厚度设计成600mm或800mm两种规格，进一步提高冷却单元1与不同机柜之间的适配性，便于用户根据实际需要设计机柜的大小。如下表所示，不同型号的标准机柜和服务器机柜可以通过600mm*600mm的冷却单元1和400mm*600mm的冷却单元1或者600mm*800mm的冷却单元1和400mm*800mm的冷却单元1进行组合得到，提高了冷却单元1与不同型号的机柜之间的适配性。

注：规格尺寸为长度*宽度*厚度。

在一种实施例中，如图2所示，冷却通道11包括进液管道111和出液管道112，各冷却通道11的进液管道111连通，各冷却通道11的出液管道112连通，以使各冷却单元1并联。

本实施例中，各冷却单元1之间并联，进液管道111和出液管道112直接与冷源连通或者通过上游的进液管道111和出液管道112与冷源连通，使每一个冷却单元1均与冷源直接或间接形成一个循环回路，因此，各冷却单元1的冷却通道11中冷却液的温度能够更接近冷源的温度，使得各冷却单元1与机柜吹出的热空气具有较大的温差，提高各冷却单元1与热空气之间的热交换能力。

其中，在本实施例中，如图1、图2所示，各冷却单元1包括外接接口15，相邻冷却单元1之间并联时，可以直接将相邻冷却单元1的外接接口15连通，简化冷却单元1并联的结构，外接接口15可以通过软管或硬管连通。当冷却单元1在多个方向上通过并联进行扩展时，可以增加外接接口15的数量，以方便相邻冷却单元1之间并联。

此外，冷源可以外接(位于机柜的外侧)，进一步减小对机柜内部空间的占用，或者冷源也可以内置机柜内部，简化冷源与冷却单元1之间的管路连接。

在另一种实施例中，相邻冷却通道11的进液管道111与出液管道112连通，以使各冷却单元1串联。

本实施例中，相邻冷却单元1之间串联，只需将位于上游的冷却单元1的出液管道112与位于下游的冷却单元1的进液管道111连通即可，从而能够减小连接管路的长度，简化各冷却单元1之间的连接结构，降低成本。同时，相邻冷却单元1之间串联减少了相邻冷却单元1连通时外接接口15的数量，同时减少了软管或硬管的使用，简化连接结构并节约成本。

具体地，如图1、图2所示，冷却通道11还包括多个支路管道113，各支路管道113与进液管道111和出液管道112连通。

本实施例中，支路管道113的设置增加了冷却通道11与机柜吹出的热空气的接触面积，从而增加了冷却单元1与热空气的热交换面积，能够提高散热效率。

在本实施例中，进液管道111与出液管道112可以设于支路管道113的同一侧，支路管道113的两端分别与进液管道111和出液管道112连通，即支路管道113可以弯折成U形，在做到冷却单元1体积尽可能小的同时增加冷却通道11的散热面积，提高冷却单元1的散热能力。

同时，如图1所示，每个冷却单元1都可以形成一个独立的循环回路，且冷却单元1的尺寸较小，因此冷却单元1可以用于机房冷冻水分配单元(Chilled water DistributionUnit，CDU)部分的模块化设计，分成多个小的单元进行配置。或者冷却单元1还可以用于节点侧冷却门的部署。

更具体地，冷却单元1还包括安装于支路管道113的散热翅片(图中未示出)。

本实施例中，安装于支路管道113的散热翅片用于导风，使得机柜的热风均匀流过支路管道113的表面，进行热交换。且散热翅片进一步增加了冷却单元1与热空气的热交换面积，能够提高冷却单元1的散热能力。

其中，散热翅片可以为金属材料制成，包括铝制散热翅片、不锈钢散热翅片和铜制散热翅片等，金属材料的导热系数较高，能够进一步提高热交换能力。

以上实施例中，如图2、图3所示，冷却单元1还包括检测模块13，检测模块13检测到冷却通道11渗漏冷却液时能够发出预警。

本实施例中，检测模块13的设置能够在冷却通道11发生渗漏时及时发出预警，以提醒用户及时处理并解决渗漏问题，尽可能减小用户的损失，避免出现大的安全事故。

具体地，如图2、图3所示，检测模块13设于冷却单元1的底部或者设置于冷却通道11的外壁。

本实施例中，检测模块13设于冷却单元1的底部，渗漏冷却液由于重力作用均会向下滴落，最终均能被检测模块13检测到并发出预警提醒用户及时解决渗漏问题，该方案能够减少检测模块13的设置数量，节约生产成本。该检测模块13包括置于冷却单元1底部的托盘131和检测器132，进液管道111、出液管道112和支路管道113在底部的投影均被托盘131覆盖，因此，只要有冷却液渗漏均能被托盘131接住，落入托盘131的冷却液能够被检测器132检测到并发出预警。

实际使用中，为了进一步简化机柜的结构，可以将检测模块13设于沿机柜的高度方向位于最下方的冷却单元1的底部，如图2、图3中虚线所示的检测模块13可以省略。采用此设计当位于上方的冷却单元1发生渗漏时，渗漏冷却液也能够检测模块13检测到并发出预警。

或者，检测模块13可以设于冷却通道11的外壁，在本实施例中，检测模块13可以为水浸式传感器，当冷却通道11有冷却液渗出时，可立即被检测模块13检测到并发出预警，能够缩短检测模块13的响应时间，提高检测效率，从而更好地防止漏水事故造成相关损失和危害。水浸传感器广泛应用于数据中心、通信机房、发电站、仓库、档案馆等一切需要防水的场所。

更具体地，如图2、图4所示，机柜包括还控制模块14，控制模块14包括控制阀141、温度传感器142和流量计143，温度传感器142用于检测冷却通道11中冷却液的温度，流量计143用于检测冷却通道11中冷却液的流速，控制阀141用于根据温度传感器142和/或流量计143的检测结果控制冷却单元1的工作状态。

本实施例中，流量计143的设置便于控制模块14获悉冷却通道11中冷却液的流速，并通过控制控制阀141的开启与关闭或者控制阀141的开启角度能够调节冷却通道11中冷却液的流速，温度传感器142的设置便于控制模块14获悉冷却通道11中冷却液的温度，当温度过高时，可以通过增大控制阀141的开启角度，加快冷却通道11中冷却液流速，从而达到降低冷却通道11中冷却液温度的目的。反之，当温度过低时，可以通过减小控制阀141的开启角度或暂时关闭控制阀141，从而达到保持冷却通道11中冷却液温度恒定的目的。因此，控制模块14的设置便于根据机柜负载的大小调节冷却通道11中冷却液的流量，以合理分配冷却液的在冷却通道11中的动态分布，从而实现节能的目的。

其中，控制阀141可以为电磁阀，电磁阀方便实现自动化控制，并且由于电磁阀自成回路，反应更为灵敏，且长时间使用不容易产生泄漏，提高控制阀141的使用安全，并进一步简化冷却单元1的结构。

具体地，如图2所示，沿所述冷却通道11内冷却液的流动方向，控制模块14位于各冷却单元1的上游。

本实施例中，控制模块14设于冷却单元1的上游，即从冷源出来的冷却液首先经过控制模块14后才进入到各冷却单元1的冷却通道11内，便于控制模块14对所有冷却单元1的工作状态进行控制，能够减少控制模块14的设置数量，节约成本。

其中，控制模块14还可以包括自动控制单元，比如单片机，单片机具有体积小、质量轻、价格便宜等优点。自动控制单元内部具有设置好的控制程序并且可以外接控制面板，用户通过控制面板即可操控自动控制单元的控制程序，从而达到控制冷却单元1的工作状态的目的。

或者沿冷却通道11内冷却液的流动方向，控制模块14也可位于各冷却单元1的下游。

具体地，固定组件12可以为铰接件或者螺栓等。

在一种实施例中，相邻冷却单元1通过连接件(图中未示出)可拆卸连接。

本实施例中，相邻冷却单元1通过连接件可拆卸连接，能够提高冷却单元1组合后的稳定性，减少冷却单元1之间发生晃动的情形，降低冷却单元1之间因晃动导致进液管道111、出液管道112、支路管道113连接位置处发生松动的现象，从而降低冷却单元1发生渗漏的概率。

其中，连接件可以为设于相邻冷却单元1的卡接结构，比如相邻冷却单元1一者设有卡扣(图中未示出)，另一者设有卡位(图中未示出)，卡扣与卡位卡接配合以使相邻冷却单元1卡接。

本申请实施例还提供一种机柜，如图1、图2所示，机柜包括壳体(图中未示出)和液冷门，壳体具有开口，液冷门与壳体连接，并封堵壳体的开口。

本实施例中，组成液冷门的各冷却单元1均与壳体连接，与壳体连接后的各冷却单元1可以作为机柜的门使用，以封堵开口，减少灰尘等杂质进入机柜内部的可能性，提高机柜内部网络设备、服务器设备等的使用寿命。

具体地，机柜具有出风侧，冷却单元1位于机柜的出风侧。

本实施例中，冷却单元1设于机柜的出风侧，机柜吹出的热空气能够与冷却单元1快速进行热交换，提高机柜与冷却单元1之间的热交换能力。

如图2所示，冷却单元1还包括固定组件12，固定组件12用于与壳体可拆卸连接。

本实施例中，通过固定组件12使冷却单元1与壳体可拆卸连接，简化了冷却单元1的结构，并且便于实现冷却单元1与不同机柜的连接，从而扩大冷却单元1适用范围。同时当冷却单元1出现损坏时，便于独立拆卸，方便冷却单元1的维修。

此外，冷却单元1安装时，可由低到高依次进行独立装配，装配完之后再将多个冷却单元1间的外接接口15通过软管或硬管连通。

需要指出的是，本专利申请文件的一部分包含受著作权保护的内容。除了对专利局的专利文件或记录的专利文档内容制作副本以外，著作权人保留著作权。

Claims (13)

1.一种液冷门，其特征在于，所述液冷门包括多个冷却单元，所述冷却单元具有冷却通道，各所述冷却单元顺次排布，以形成不同尺寸的所述液冷门。

2.根据权利要求1所述的液冷门，其特征在于，所述冷却通道包括进液管道和出液管道，各所述冷却通道的所述进液管道连通，各所述冷却通道的所述出液管道连通，以使各所述冷却单元并联。

3.根据权利要求1所述的液冷门，其特征在于，所述冷却通道包括进液管道和出液管道，相邻所述冷却通道的所述进液管道与所述出液管道连通，以使各所述冷却单元串联。

4.根据权利要求1所述的液冷门，其特征在于，所述冷却通道包括进液管道、出液管道和多个支路管道；

各所述支路管道与所述进液管道和所述出液管道连通。

5.根据权利要求4所述的液冷门，其特征在于，所述冷却单元包括安装于所述支路管道的散热翅片。

6.根据权利要求1所述的液冷门，其特征在于，所述冷却单元还包括检测模块，所述检测模块检测到所述冷却通道渗漏冷却液时能够发出预警。

7.根据权利要求6所述的液冷门，其特征在于，所述检测模块设于所述冷却单元的底部或者设置于所述冷却通道的外壁。

8.根据权利要求1所述的液冷门，其特征在于，所述液冷门包括控制模块，所述控制模块包括控制阀、温度传感器和流量计，所述温度传感器用于检测所述冷却通道中冷却液的温度，所述流量计用于检测所述冷却通道中冷却液的流速，所述控制阀用于根据所述温度传感器和/或所述流量计的检测结果控制所述冷却单元的工作状态。

9.根据权利要求8所述的液冷门，其特征在于，沿所述冷却通道内冷却液的流动方向，所述控制模块位于各所述冷却单元的上游。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的液冷门，其特征在于，相邻所述冷却单元通过连接件可拆卸连接。

11.一种机柜，其特征在于，所述机柜包括：

壳体，所述壳体具有开口；

液冷门，所述液冷门为权利要求1-10中任一项所述的液冷门；

其中，所述液冷门与所述壳体连接，并封堵所述壳体的开口。

12.根据权利要求11所述的机柜，其特征在于，所述机柜具有出风侧，所述冷却单元位于所述机柜的出风侧。

13.根据权利要求11所述的液冷门，其特征在于，所述冷却单元包括固定组件，所述固定组件用于与所述壳体可拆卸连接。

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