CN201663783U - 机柜冷却插箱和机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机柜冷却插箱和机柜。机柜冷却插箱包括插箱箱体，所述插箱箱体内设置有依次连接的储液箱、液体泵和热交换器，所述插箱箱体与固定在热源上的至少一个液冷板连接。机柜包括机箱箱体、机柜冷却插箱和机柜设备插箱，所述机柜设备插箱和机柜冷却插箱插设在所述机箱箱体内，所述机柜冷却插箱的液冷板固定在所述机柜设备插箱的电子器件上。本实用新型一方面采用液冷方式的液冷板，保证电子器件的稳定运行；另一方面将储液箱、液体泵和热交换器设置在插箱箱体内，通用性强，可应用在不同规格的机柜中；同时，本实用新型不会影响机柜内部电子器件的安装形式，也不会影响各电子器件的插拔，安装和维护十分便利。

Description

机柜冷却插箱和机柜

技术领域

本实用新型涉及一种电子设备的冷却装置，特别是涉及一种机柜冷却插箱和机柜。

背景技术

随着科学技术的不断发展，通讯和IT等领域电子设备的集成度越来越高，规模越来越大，很多通信设备、网络设备以及数据设备都被集成在一个机柜中，数个机柜被集中设置在机房内，因此机柜内的热密度越来越高，整个机房的热负荷越来越大。

目前，机房通常配置空调机组使机房内的环境保持在一设定温度范围内，机柜则采用机房的空气作为自身冷却介质，通过机柜内部设置的风机以强迫风冷方式对机柜内的电子器件进行降温。由于现有技术这种散热方式是以空气作为导热介质的换热方式，换热效率不高，因此不能及时排除电子器件的发热，影响了电子器件的稳定运行。

为了有效排除机柜内电子器件的发热，现有技术通常采用降低机房温度、增大风机风量或调整机柜内部结构等技术手段。实际应用表明，降低机房温度需要配置大制冷量的空调机组，不仅会导致机房能耗增加，而且会增加机房投资；同样，增大风机风量会导致机柜能耗和成本增加，而且会带来较高噪音；而调整机柜内部结构会降低冷却系统的通用性，且增加了安装和维护的难度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种机柜冷却插箱和机柜，可及时排除热源的发热，且具有通用性强、安装维护便利等优点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种机柜冷却插箱，包括插箱箱体，所述插箱箱体内设置有依次连接的储液箱、液体泵和热交换器，所述插箱箱体与固定在热源上的至少一个液冷板连接。

所述液冷板上设置有与其内部冷却流道连通的进液口和出液口，所述进液口通过柔性管道与所述热交换器连接，所述出液口通过柔性管道与所述储液箱连接。所述液冷板以螺钉、导热胶或卡扣方式固定在热源上，且所述液冷板的表面与热源的表面直接接触。

进一步地，所述热交换器为液-空气型热交换器，包括热交换芯体和风扇，所述热交换芯体的进液口与所述液体泵连接，出液口与所述液冷板连接，所述风扇设置在热交换芯体的侧部。所述热交换芯体为管式结构或肋片管式结构。

进一步地，所述热交换器为液-液型热交换器，包括内循环通道和外循环通道，所述内循环通道的进液口与所述液体泵连接，出液口与所述液冷板连接，所述外循环通道的进液口和出液口与机房水源连接。所述内循环通道和外循环通道为顺流结构、逆流结构或交叉流结构。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种包括本实用新型机柜冷却插箱的机柜，包括机箱箱体和机柜设备插箱，所述机柜设备插箱和机柜冷却插箱插设在所述机箱箱体内，所述机柜冷却插箱的液冷板固定在所述机柜设备插箱的电子器件上。

进一步地，所述机箱箱体上开设有通风孔。

进一步地，所述机箱箱体上开设有与机房水源连接的进液口和出液口。

本实用新型提供了一种机柜冷却插箱和机柜，一方面采用液冷方式的液冷板，利用液体的高热容和高传热效率，可以及时排除热源的发热，保证电子器件的稳定运行；另一方面将储液箱、液体泵和热交换器设置在插箱箱体内，所形成的插箱结构作为一个便携的独立单元，通用性强，可应用在不同规格的机柜中；同时由于液冷板通过柔性管道与插箱箱体连接，且液冷板与热源通过螺钉、导热胶或卡扣等方式固定安装，既不会影响机柜内部电子器件的安装形式，也不会影响各电子器件的插拔，安装和维护十分便利。此外，本实用新型通过采用液-液型热交换器，最大限度地降低了工作噪声，进一步提高系统换热效率，有效降低了机房空调机组的负荷。本实用新型通过设置多个液冷板，可以同时对多个热源进行冷却处理，扩展了本实用新型的应用范围。

附图说明

图1为本实用新型机柜冷却插箱第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型机柜冷却插箱第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型机柜冷却插箱第三实施例的结构示意图；

图4为本实用新型机柜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

图1为本实用新型机柜冷却插箱第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例机柜冷却插箱是一种液-空气型冷却插箱，包括液冷板1、储液箱2、液体泵3、第一热交换器4和插箱箱体10，其中液冷板1固定在热源上，用于将热源的热量传递到其内部流动的冷却液体中，储液箱2、液体泵3和第一热交换器4设置在插箱箱体10内，储液箱2通过管道6与液冷板1连接，用于存储从液冷板1流出的冷却液体，液体泵3通过管道6与储液箱2连接，用于将储液箱2内的冷却液体向第一热交换器4输送，第一热交换器4通过管道6分别与液体泵3和液冷板1连接，用于通过强迫风冷方式对冷却液体进行降温。本实施例的工作过程为：与热源直接接触的液冷板1将热源热量传递至液冷板1内部流动的冷却液体中，完成对热源的降温；被加热的冷却液体由液体泵3送入第一热交换器4，通过在第一热交换器4内与外界空气的热交换，冷却液体的温度降低；降温后的冷却液体又流至液冷板1，对热源进行新一轮的冷却。

本实施例液冷板1是一种内部设置有冷却流道的液冷式热交换器，液冷板1的端部设置有进液口和出液口，进液口和出液口与液冷板1内部的冷却流道连通，进液口通过柔性管道与第一热交换器4连接，出液口通过柔性管道与储液箱2连接，液冷板1固定安装在热源上，液冷板1的表面与热源的表面直接接触。本实施例液冷板1可以采用螺钉、导热胶或卡扣等方式固定安装在热源上，方便安装、更换和维护。工作时，来自第一热交换器4的冷却液体从进液口流进液冷板1内部，在冷却流道流动中吸收热源的热量后，冷却液体从出液口流出并进入储液箱2，完成对热源的降温冷却。实际应用中，液冷板可以采用铜、铝、不锈钢或其它导热性能好的金属材料，液冷板形状可以是方形、圆形或与热源表面相适应的异形，冷却流道可以是管式水道、翅片式水道或本领域技术人员惯常采用的水道结构，冷却液体可以采用水。进一步地，柔性管道可采用防止泄漏的紧固接头或压缩接头与进液口或出液口连接，也可以采用快插接头，方便通断操作和更换。

本实施例第一热交换器4是一种液-空气型热交换器，包括热交换芯体和风扇，热交换芯体可以采用管式或肋片管式等多种结构形式，包括进液口和出液口，进液口通过管道(刚性或柔性)与液体泵3连接，出液口通过柔性管道与液冷板1连接，风扇设置在热交换芯体的侧部，以强迫风冷方式对热交换芯体内的冷却液体进行降温。工作时，来自液体泵3的冷却液体进入热交换芯体，由于风扇强迫风冷的降温作用，流出热交换芯体的冷却液体的温度降低，完成对冷却液体的降温冷却。

此外，本实施例储液箱是一种带有进液口和出液口的容器，容器的材料和形状可以根据实际需要任意设置。本实施例液体泵可以采用离心泵、涡轮泵、容积式泵或本领域技术人员惯常采用的驱动液体流动的动力设备。本实施例管道可以采用金属管道、塑料管道或本领域技术人员惯常采用的使液体流动的管道，通过管接头实现连接，管接头可以是紧固接头、压缩接头、快速接头或本领域技术人员惯常采用的接头。本实施例插箱箱体的材料可以采用铝合金、不锈钢、塑料或本领域技术人员惯常采用的箱体材料，插箱箱体的尺寸根据机柜规格而定，方便插装在机柜中。

从上述技术方案可以看出，本实施例机柜冷却插箱具有如下优点：

(1)采用液冷方式的液冷板，利用液体的高热容和高传热效率，可以及时排除热源的发热，保证电子器件的稳定运行；

(2)将储液箱、液体泵和第一热交换器设置在插箱箱体内，所形成的插箱结构作为一个便携的独立单元，通用性强，可应用在不同规格的机柜中；

(3)由于液冷板通过柔性管道与储液箱和第一热交换器连接，且液冷板与热源通过螺钉、导热胶或卡扣等方式固定安装，因此液冷板可以根据机柜内部需要单独安装在需要散热的热源上，既不会影响机柜内部电子器件的安装形式，也不会影响各电子器件的插拔，安装和维护十分便利。

图2为本实用新型机柜冷却插箱第二实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例机柜冷却插箱是一种液-液型冷却插箱，包括液冷板1、储液箱2、液体泵3、第二热交换器5和插箱箱体10，第二热交换器5通过管道6分别与液体泵3和液冷板1连接，用于通过液体冷却方式对冷却液体进行降温。

本实施例第二热交换器5是一种液-液型热交换器，包括两个相邻的通道：内循环通道和外循环通道，内循环通道是指机柜冷却插箱内部冷却液体循环流动的通道，外循环通道是指机房内部冷却液体循环流动的通道，内循环通道和外循环通道可以设置成顺流、逆流或交叉流等多种结构形式。内循环通道设置有进液口和出液口，进液口通过管道(刚性或柔性)与液体泵3连接，出液口通过柔性管道与液冷板1连接。外循环通道也设置有进液口和出液口，分别通过管道与机房水源连接。工作时，来自液体泵3的冷却液体进入第二热交换器5，与来自机房水源的冷却液体进行热量交换，流出第二热交换器5的冷却液体的温度降低，完成对冷却液体的降温冷却。

本实施例液冷板、储液箱、液体泵和插箱箱体的结构与前述第一实施例相同，不再赘述。从上述技术方案可以看出，本实施例机柜冷却插箱除了具有前述第一实施例的优点外，还具有如下优点：

(1)由于本实施例采用液-液型热交换器，不仅换热能力强，而且避免了使用风扇，最大限度地降低了工作噪声；

(2)由于液-液型热交换器可以精确控制冷却液体的温差，因此可以进一步提高系统换热效率；

(3)根据实际情况，液-液型热交换器所带走的废热可以直接排到机房外部或进行再利用，因此有效降低了机房空调机组的负荷，具有巨大的节能空间。

图3为本实用新型机柜冷却插箱第三实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例是前述第一实施例或第二实施例的一种方案扩展，所不同的是，本实施例机柜冷却插箱设置有数个液冷板1，每个液冷板1均通过管道6分别与储液箱2和第一热交换器4(或第二热交换器)连接。实际应用中，可以通过在管道6上设置分流器形成多路管道。本实施例机柜冷却插箱除了具有前述第一实施例或第二实施例的优点外，由于设置多个液冷板，可以同时对多个热源进行冷却处理，液冷板的柔性连接结构不仅可以保证将每个液冷板单独安装在热源上，而且可以根据实际需要便利地增加或减少液冷板，扩展了本实施例机柜冷却插箱的应用范围。

在前述各实施例技术方案基础上，本实用新型还提供了一种带有本实用新型机柜冷却插箱的机柜。图4为本实用新型机柜的结构示意图。如图4所示，本实用新型机柜包括机箱箱体11、机柜设备插箱12和机柜冷却插箱13，机箱箱体11内设置有插件架，机柜设备插箱12和机柜冷却插箱13通过插件架按照一定排列方式插设在机箱箱体11内。

本实用新型机柜冷却插箱13包括插箱箱体和至少一个液冷板1，插箱箱体内设置有储液箱、液体泵和第一热交换器(或第二热交换器)，每个液冷板1固定在机柜设备插箱12中需要冷却的电子器件(热源)上，实现对机柜内多个热源的冷却。当本实用新型机柜冷却插箱中的热交换器采用液-空气型热交换器时，机箱箱体11上开设有通风孔，保证风冷循环；当本实用新型机柜冷却插箱中的热交换器采用液-液型热交换器时，机箱箱体11上开设与机房水源连接的进液口和出液口，实现水冷循环。机柜冷却插箱的结构已在前述本实用新型机柜冷却插箱第一～第三实施例中详细说明，这里不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机柜冷却插箱，包括插箱箱体，其特征在于：所述插箱箱体内设置有依次连接的储液箱、液体泵和热交换器，所述插箱箱体与固定在热源上的至少一个液冷板连接。

2.如权利要求1所述的机柜冷却插箱，其特征在于：所述液冷板上设置有与其内部冷却流道连通的进液口和出液口，所述进液口通过柔性管道与所述热交换器连接，所述出液口通过柔性管道与所述储液箱连接。

3.如权利要求1所述的机柜冷却插箱，其特征在于：所述液冷板以螺钉、导热胶或卡扣方式固定在热源上，且所述液冷板的表面与热源的表面直接接触。

4.如权利要求1～3中任一所述的机柜冷却插箱，其特征在于：所述热交换器为液-空气型热交换器，包括热交换芯体和风扇，所述热交换芯体的进液口与所述液体泵连接，出液口与所述液冷板连接，所述风扇设置在热交换芯体的侧部。

5.如权利要求4所述的机柜冷却插箱，其特征在于：所述热交换芯体为管式结构或肋片管式结构。

6.如权利要求1～3中任一所述的机柜冷却插箱，其特征在于：所述热交换器为液-液型热交换器，包括内循环通道和外循环通道，所述内循环通道的进液口与所述液体泵连接，出液口与所述液冷板连接，所述外循环通道的进液口和出液口与机房水源连接。

7.如权利要求6所述的机柜冷却插箱，其特征在于：所述内循环通道和外循环通道为顺流结构、逆流结构或交叉流结构。

8.一种采用权利要求1～7中任一所述机柜冷却插箱的机柜，其特征在于：包括机箱箱体和机柜设备插箱，所述机柜设备插箱和机柜冷却插箱插设在所述机箱箱体内，所述机柜冷却插箱的液冷板固定在所述机柜设备插箱的电子器件上。

9.如权利要求8所述的机柜，其特征在于：所述机箱箱体上开设有通风孔。

10.如权利要求8所述的机柜，其特征在于：所述机箱箱体上开设有与机房水源连接的进液口和出液口。

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