CN117858480A - 一种数据中心用散热制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热制冷联合技术领域，具体为一种数据中心用散热制冷设备，包括两排对称分布的单元扁管，单元扁管的两端均垂直固定连通有集散管，且其中一端的集散管内设置有制动组，每个单元扁管的一侧均固定连通有一排翅片，且对称分布的两个单元扁管上的翅片位置分布上是交替排列，每个集散管上均固定连通有外接管，且相邻的两个集散管固定连接，本发明通过将单元扁管中的流体分配到所有的翅片中，这样有效增加温度向外传递的空间，但是需要单元扁管中有足够的水压来保证翅片中过水的速度，因此本发明通过一排排具调节来使单元扁管中的流体注入到部分翅片中，这样即使单元扁管中低水压也能充分保证这部分翅片中顺利过水。

Description

一种数据中心用散热制冷设备

技术领域

本发明涉及加热制冷联合技术领域，具体为一种数据中心用散热制冷设备。

背景技术

数据中心是全球协作的特定设备网络，在网络基础设施上传递、加速、展示、计算和存储数据信息，今后的发展中，数据中心也将会成为企业竞争的资产，商业模式也会因此发生改变，随着数据中心应用的广泛化，人工智能和网络安全也相继出现，更多的用户都被带到了网络和手机的应用中，是迈向信息化时代的重要标志。数据中心服务器机房中放置众多服务器设备，设备高效运行中产生热量，需要及时的散热，此外服务器不工作时，机房内需要保持适宜的的温度，这样保证服务器在下次工作时能高效开启，如果室内环境温度低就需要及时的加热升温，因此在数据中心机房中安装散热制冷设备，基于对散热制冷设备的创新研发，本发明提供了一种数据中心用散热制冷设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据中心用散热制冷设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数据中心用散热制冷设备，包括两排对称分布的单元扁管，所述单元扁管的两端均垂直固定连通有集散管，且其中一端的集散管内设置有制动组，每个单元扁管的一侧均固定连通有一排翅片，且对称分布的两个单元扁管上的翅片位置分布上是交替排列，每个集散管上均固定连通有外接管，且相邻的两个集散管固定连接，所述单元扁管中设置有集成单元，所述制动组包括螺旋片、叶轮、主轴和分动部，所述叶轮一端的集散管内壁上固定有多个均匀环设的螺旋片，叶轮另一端固定有主轴，主轴上设置有一排分动部，且分动部和集成单元相连接。

优选的，所述集成单元包括导流板、长轴具、排具和截流块，所述单元扁管中固定有两个平行分布的导流板，且将单元扁管的内腔分隔成中部的给水管腔和两侧的排水管腔，给水管腔中分布有长轴具和排具，长轴具一端分动部传动连接，且长轴具的一侧传动连接有一排排具，且所有的排具轮流工作，排水管腔中靠近分动部的端口处固定封堵有截流块。

优选的，所述长轴具包括定轴块、长轴和蜗杆，长轴上固定有一排蜗杆，每个蜗杆的一侧分布有一个定轴块，定轴块固定在单元扁管的内壁上，且长轴活动套接在定轴块上开设的通孔中。

优选的，所述分动部包括盘齿轮、支轴和支架，所述盘齿轮固定套在主轴上，支轴一端通过固定齿轮和盘齿轮啮合传动连接，支轴另一端通过固定锥齿轮与长轴一端固定的锥齿轮啮合传动连接，支轴活动套接在支架中部开设的通孔中，主轴活动套接在支架一端开设的圆孔中，支架另一端固定在集散管的内壁上。

优选的，所述排具包括截流门、L型控板和动力装置，所述L型控板一端传动连接有动力装置，且L型控板一侧连接有一排截流门，所述翅片包括三通扁管和三通扁管一个端口处固定的J型扁管，且三通扁管另外两个端口分别与单元扁管中的两个排水管腔相连通，翅片的J型扁管与单元扁管中的给水管腔相连通，且截流门封堵在翅片的J型扁管端口处。

优选的，所述动力装置包括摆板、拨动件和支路盘齿轮，所述摆板和支路盘齿轮之间连接有拨动件，蜗杆和支路盘齿轮啮合传动连接，所述摆板包括扇形板和扇形板一侧弧形排列的一排齿，L型控板一端通过固定一排齿与摆板啮合传动连接。

优选的，所述拨动件包括第二短轴、归位弹片、随动短杆、主动短杆、副架和第一短轴，所述第一短轴一端固定在支路盘齿轮中部，第一短轴另一端固定有主动短杆，所述第二短轴一端固定在摆板上，随动短杆固定在第二短轴上，随动短杆一侧和归位弹片一端接触，归位弹片另一端固定在副架上，主动短杆每转动一圈驱动随动短杆摆动一次。

优选的，所述副架一端固定在单元扁管的内壁上，第一短轴活动套接在副架另一端开设的通孔中，且第二短轴活动套接在副架中部开设的通孔中。

优选的，所述截流门包括有导向杆和门板，所述门板分布在翅片的J型扁管端口处，翅片的J型扁管端口一侧留出供流体通过单元扁管中给水管腔的空隙通道，且门板在空隙通道和J型扁管端口之间移动，门板的两端均开设有通孔，且通孔中滑动穿过导向杆。

优选的，所述截流门还包括有直齿条、蜗杆、限位块和短齿条，所述门板的中部固定有短齿条，蜗杆和短齿条啮合传动连接，蜗杆一端通过固定齿轮与直齿条啮合传动连接，直齿条一端和L型控板垂直固定连接，限位块固定在单元扁管的内壁上，直齿条滑动穿过限位块上开设的凹槽，蜗杆上的杆体活动套接在限位块一端固定的凸板通孔中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过将单元扁管中的流体分配到所有的翅片中，这样有效增加温度向外传递的空间，但是需要单元扁管中有足够的水压来保证翅片中过水的速度，因此本发明通过一排排具调节来使单元扁管中的流体顺利注入到部分翅片中，这样单元扁管在水压不高情况下也能保证这部分翅片顺利过水。

2.单元扁管上固定连通一排翅片，每次只有部分翅片过水，过水完毕后会有新的部分翅片过水，这样每个翅片中均有同等机会过水，同时翅片中间歇性过水的模式可以保证流体温度充分向外扩散。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为翅片位置示意图。

图3为制动组结构示意图。

图4为分动部位置示意图。

图5为集成单元结构示意图。

图6为图5中A处结构示意图。

图7为分动部结构示意图。

图8为排具结构示意图。

图9为单元扁管结构示意图。

图10为动力装置结构示意图。

图11为拨动件结构示意图。

图12为图5中B处结构示意图。

图13为门板位置示意图。

图中：单元扁管1、集散管2、翅片3、制动组4、外接管5、螺旋片6、叶轮7、主轴8、分动部9、集成单元10、导流板11、长轴具12、排具13、截流块14、定轴块15、长轴16、蜗杆17、盘齿轮18、支轴19、支架20、截流门21、L型控板22、动力装置23、摆板24、拨动件25、支路盘齿轮26、第二短轴27、归位弹片28、随动短杆29、主动短杆30、副架31、第一短轴32、导向杆33、直齿条34、蜗杆35、限位块36、短齿条37、门板38。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图13，本发明提供一种技术方案：一种数据中心用散热制冷设备，包括两排对称分布的单元扁管1，单元扁管1的两端均垂直固定连通有集散管2，且其中一端的集散管2内设置有制动组4，每个单元扁管1的一侧均固定连通有一排翅片3，且对称分布的两个单元扁管1上的翅片3位置分布上是交替排列，每个集散管2上均固定连通有外接管5，且相邻的两个集散管2固定连接，单元扁管1中设置有集成单元10，制动组4包括螺旋片6、叶轮7、主轴8和分动部9，叶轮7一端的集散管2内壁上固定有多个均匀环设的螺旋片6，叶轮7另一端固定有主轴8，主轴8上设置有一排分动部9，且分动部9和集成单元10相连接。

参考现有技术中的散热器，结构是在两个水管之间连通一排扁管，且在相邻扁管之间固定一排散热片，散热器中流通热流体，如果流通的是冷流体，设备就可以对外制冷，降低机房中的气温，现有技术中的一种散热制冷联合装置，是在散热器的一侧并排固定制冷器，制冷器单独工作，联合装置就可以快速制冷，而散热器单独工作，联合装置可以快速制热，散热器和制冷器同时工作，就会中和温度。

本发明是在现有技术中的联合装置上进行创新研发，将实体散热片换成内部流通流体的翅片3，这样极大的增加温度向外传递扩散的面积，这样散热制冷设备快速改变机房中的室温。

本发明通过控制流体速度即可改变对外扩散温度的调节，参考图1，为了方便理解，本发明可以看成由两个散热器并排组成，只不过另一个散热器中流通的是冷流体，也就是散热制冷同时工作，例如热流体流通缓慢，冷流体快速流动，影响产生的外界冷气比热气多，这样温度中和后，散热制冷设备产生温度偏低的空气，所以服务器机房中的空气环境可以被调节控制，只需要控制热流体和冷流体的流速即可，这里补充一点，流体流速低，但是需满足流速不能低到影响设备运行的前提，例如需要室内温度低，热流体流通缓慢，就可以关闭热流体的流动，冷流体对应降速流动即可，之所以提及这一点，是因为分动部9和集成单元10的工作是需要有一定的流体速度基础，且流体速度过低会导致水压不足，单元扁管1中的水流无法顺利注入到翅片3中，可能会没来得及注入到翅片3中，就会在单元扁管1中转移排走。

集成单元10包括导流板11、长轴具12、排具13和截流块14，单元扁管1中固定有两个平行分布的导流板11，且将单元扁管1的内腔分隔成中部的给水管腔和两侧的排水管腔，给水管腔中分布有长轴具12和排具13，长轴具12一端分动部9传动连接，且长轴具12的一侧传动连接有一排排具13，且所有的排具13轮流工作，排水管腔中靠近分动部9的端口处固定封堵有截流块14。

长轴具12包括定轴块15、长轴16和蜗杆17，长轴16上固定有一排蜗杆17，每个蜗杆17的一侧分布有一个定轴块15，定轴块15固定在单元扁管1的内壁上，且长轴16活动套接在定轴块15上开设的通孔中。

分动部9包括盘齿轮18、支轴19和支架20，盘齿轮18固定套在主轴8上，支轴19一端通过固定齿轮和盘齿轮18啮合传动连接，支轴19另一端通过固定锥齿轮与长轴16一端固定的锥齿轮啮合传动连接，支轴19活动套接在支架20中部开设的通孔中，主轴8活动套接在支架20一端开设的圆孔中，支架20另一端固定在集散管2的内壁上。

排具13包括截流门21、L型控板22和动力装置23，L型控板22一端传动连接有动力装置23，且L型控板22一侧连接有一排截流门21，翅片3包括三通扁管和三通扁管一个端口处固定的J型扁管，且三通扁管另外两个端口分别与单元扁管1中的两个排水管腔相连通，翅片3的J型扁管与单元扁管1中的给水管腔相连通，且截流门21封堵在翅片3的J型扁管端口处。

动力装置23包括摆板24、拨动件25和支路盘齿轮26，摆板24和支路盘齿轮26之间连接有拨动件25，蜗杆17和支路盘齿轮26啮合传动连接，摆板24包括扇形板和扇形板一侧弧形排列的一排齿，L型控板22一端通过固定一排齿与摆板24啮合传动连接。

拨动件25包括第二短轴27、归位弹片28、随动短杆29、主动短杆30、副架31和第一短轴32，第一短轴32一端固定在支路盘齿轮26中部，第一短轴32另一端固定有主动短杆30，第二短轴27一端固定在摆板24上，随动短杆29固定在第二短轴27上，随动短杆29一侧和归位弹片28一端接触，归位弹片28另一端固定在副架31上，主动短杆30每转动一圈驱动随动短杆29摆动一次，参考图11和图4，单元扁管1中有一排拨动件25，每个拨动件25中的主动短杆30角度不同，所有的支路盘齿轮26同步转动，但是各个拨动件25中的主动短杆30拨动随动短杆29时机不同。

副架31一端固定在单元扁管1的内壁上，第一短轴32活动套接在副架31另一端开设的通孔中，且第二短轴27活动套接在副架31中部开设的通孔中。

截流门21包括有导向杆33和门板38，门板38分布在翅片3的J型扁管端口处，翅片3的J型扁管端口一侧留出供流体通过单元扁管1中给水管腔的空隙通道，且门板38在空隙通道和J型扁管端口之间移动，门板38的两端均开设有通孔，且通孔中滑动穿过导向杆33。

截流门21还包括有直齿条34、蜗杆35、限位块36和短齿条37，门板38的中部固定有短齿条37，蜗杆35和短齿条37啮合传动连接，蜗杆35一端通过固定齿轮与直齿条34啮合传动连接，直齿条34一端和L型控板22垂直固定连接，限位块36固定在单元扁管1的内壁上，直齿条34滑动穿过限位块36上开设的凹槽，蜗杆35上的杆体活动套接在限位块36一端固定的凸板通孔中。

参考图8和图9理解，一个单元扁管1中流通热流体，热流体会扩散到连通的翅片3中，另一个单元扁管1中流通冷流体，冷流体会扩散到另外的翅片3中，热流体的翅片3和冷流体的翅片3交替排列，这样扩散出来的温度得以快速中和，散热制冷设备快速制造出符合机房室温的空气，单元扁管1中的制热和制冷的机制运行相同。

传统技术的单元扁管1上固定一排散热片，单元扁管1中流通流体，流体中的热量通过散热片向外扩散，本发明通过翅片3代替散热片，每一个翅片3中顺利流通流体都需要一定的水流压力，也就是需要单元扁管1中流通的水压很高，这样单元扁管1中的流体才能顺利注入到翅片3中，翅片3对外散热后，后续注入的流体才能及时的将翅片3中先前的流体顶出去，这点对应先前介绍的速度基础。

单元扁管1中流通的水压很高会使散热制冷设备的工作负荷增加，因此本发明将单元扁管1上固定的一排翅片3分成多组，每组轮流通过水流，且一个排具13对应控制一组中的一排翅片3开关过水，这样的模式下，单元扁管1中水压可以降低，只需要保证排具13打开下的单组一排翅片3能顺利过水即可，换一种角度理解，一排翅片3全部打开过水，就需要单元扁管1中提供足够的水压，如果关闭一部分翅片3，单元扁管1中水压降低也能保证剩下的翅片3顺利过水。

进一步分析排具13的工作原理，参考图4和图8，一个单元扁管1中设置一排排具13，且每个排具13控制几个翅片3是否流通过水，传动控制具体为：供水的集散管2中流动流体，随后流体扩散到多个单元扁管1中，而集散管2中流体会冲击叶轮7，叶轮7转动带动主轴8，随后带动所有的盘齿轮18转动，再通过支轴19传动长轴16，长轴16带动一排蜗杆17转动，进而控制所有的排具13，接下来是蜗杆17转动带动支路盘齿轮26，支路盘齿轮26带动第一短轴32，进而控制主动短杆30转圈，主动短杆30每转动一圈拨动随动短杆29一次，拨动过后归位弹片28反顶使随动短杆29复位，这样随动短杆29摆动，随后通过第二短轴27控制摆板24摆动，摆板24摆动一次中引起L型控板22往复移动一次，L型控板22带动直齿条34平移，直齿条34往复移动中带动蜗杆35转动，蜗杆35往复式转动中带动短齿条37，随后短齿条37带动门板38，参考图12，门板38完成一次升降，门板38处于单元扁管1中的给水管腔中，门板38上升将翅片3的进水口暴露出来，这样水流顺利注入到翅片3中，将翅片3中旧的水流顶出去，旧水流注入到回水管腔中后排走，进一步分析，翅片3中过水是间歇性过水，例如翅片3中热流体对外散热，热量有足够的散热时间，如果翅片3中持续流通热流体，热流体还没来得充分散热就转移外排，势必会造成能量浪费，本发明中的翅片3间歇性过水模式可以提升整个散热制冷设备的节能性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种数据中心用散热制冷设备，包括两排对称分布的单元扁管（1），其特征在于：所述单元扁管（1）的两端均垂直固定连通有集散管（2），且其中一端的集散管（2）内设置有制动组（4），每个单元扁管（1）的一侧均固定连通有一排翅片（3），且对称分布的两个单元扁管（1）上的翅片（3）位置分布上是交替排列，每个集散管（2）上均固定连通有外接管（5），且相邻的两个集散管（2）固定连接，所述单元扁管（1）中设置有集成单元（10），所述制动组（4）包括螺旋片（6）、叶轮（7）、主轴（8）和分动部（9），所述叶轮（7）一端的集散管（2）内壁上固定有多个均匀环设的螺旋片（6），叶轮（7）另一端固定有主轴（8），主轴（8）上设置有一排分动部（9），且分动部（9）和集成单元（10）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述集成单元（10）包括导流板（11）、长轴具（12）、排具（13）和截流块（14），所述单元扁管（1）中固定有两个平行分布的导流板（11），且将单元扁管（1）的内腔分隔成中部的给水管腔和两侧的排水管腔，给水管腔中分布有长轴具（12）和排具（13），长轴具（12）一端分动部（9）传动连接，且长轴具（12）的一侧传动连接有一排排具（13），且所有的排具（13）轮流工作，排水管腔中靠近分动部（9）的端口处固定封堵有截流块（14）。

3.根据权利要求2所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述长轴具（12）包括定轴块（15）、长轴（16）和蜗杆（17），长轴（16）上固定有一排蜗杆（17），每个蜗杆（17）的一侧分布有一个定轴块（15），定轴块（15）固定在单元扁管（1）的内壁上，且长轴（16）活动套接在定轴块（15）上开设的通孔中。

4.根据权利要求3所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述分动部（9）包括盘齿轮（18）、支轴（19）和支架（20），所述盘齿轮（18）固定套在主轴（8）上，支轴（19）一端通过固定齿轮和盘齿轮（18）啮合传动连接，支轴（19）另一端通过固定锥齿轮与长轴（16）一端固定的锥齿轮啮合传动连接，支轴（19）活动套接在支架（20）中部开设的通孔中，主轴（8）活动套接在支架（20）一端开设的圆孔中，支架（20）另一端固定在集散管（2）的内壁上。

5.根据权利要求3所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述排具（13）包括截流门（21）、L型控板（22）和动力装置（23），所述L型控板（22）一端传动连接有动力装置（23），且L型控板（22）一侧连接有一排截流门（21），所述翅片（3）包括三通扁管和三通扁管一个端口处固定的J型扁管，且三通扁管另外两个端口分别与单元扁管（1）中的两个排水管腔相连通，翅片（3）的J型扁管与单元扁管（1）中的给水管腔相连通，且截流门（21）封堵在翅片（3）的J型扁管端口处。

6.根据权利要求5所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述动力装置（23）包括摆板（24）、拨动件（25）和支路盘齿轮（26），所述摆板（24）和支路盘齿轮（26）之间连接有拨动件（25），蜗杆（17）和支路盘齿轮（26）啮合传动连接，所述摆板（24）包括扇形板和扇形板一侧弧形排列的一排齿，L型控板（22）一端通过固定一排齿与摆板（24）啮合传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述拨动件（25）包括第二短轴（27）、归位弹片（28）、随动短杆（29）、主动短杆（30）、副架（31）和第一短轴（32），所述第一短轴（32）一端固定在支路盘齿轮（26）中部，第一短轴（32）另一端固定有主动短杆（30），所述第二短轴（27）一端固定在摆板（24）上，随动短杆（29）固定在第二短轴（27）上，随动短杆（29）一侧和归位弹片（28）一端接触，归位弹片（28）另一端固定在副架（31）上，主动短杆（30）每转动一圈驱动随动短杆（29）摆动一次。

8.根据权利要求7所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述副架（31）一端固定在单元扁管（1）的内壁上，第一短轴（32）活动套接在副架（31）另一端开设的通孔中，且第二短轴（27）活动套接在副架（31）中部开设的通孔中。

9.根据权利要求5所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述截流门（21）包括有导向杆（33）和门板（38），所述门板（38）分布在翅片（3）的J型扁管端口处，翅片（3）的J型扁管端口一侧留出供流体通过单元扁管（1）中给水管腔的空隙通道，且门板（38）在空隙通道和J型扁管端口之间移动，门板（38）的两端均开设有通孔，且通孔中滑动穿过导向杆（33）。

10.根据权利要求9所述的一种数据中心用散热制冷设备，其特征在于：所述截流门（21）还包括有直齿条（34）、蜗杆（35）、限位块（36）和短齿条（37），所述门板（38）的中部固定有短齿条（37），蜗杆（35）和短齿条（37）啮合传动连接，蜗杆（35）一端通过固定齿轮与直齿条（34）啮合传动连接，直齿条（34）一端和L型控板（22）垂直固定连接，限位块（36）固定在单元扁管（1）的内壁上，直齿条（34）滑动穿过限位块（36）上开设的凹槽，蜗杆（35）上的杆体活动套接在限位块（36）一端固定的凸板通孔中。