CN201986326U - 机组冷却插箱和冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机组冷却插箱和冷却系统，该机组冷却插箱包括：冷板，与待冷却模块的发热部分相接触，用于通过其内部流动的液体吸收发热部分的热量；热交换器，连接至冷板，用于对液体进行冷却；泵，连接至冷板和热交换器，用于驱动液体在冷板和热交换器之间的循环。本实用新型可以大幅度提高冷却效率。同时，机架结构不需要复杂的机柜壳体、假面板、假插箱、挡风板以及内部其它辅助风道结构等，模块在机架上完全依靠液冷以及自然散热，结构简单。

Description

机组冷却插箱和冷却系统

技术领域

本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种机组冷却插箱和冷却系统。

背景技术

随着通讯设备、IT设备等电子设备的芯片集成度越来越高，使得整个机柜内部热量越来越高、热流密度越来越大。而现有的设备通常是将需要散热的模块、单板放在不同尺寸的功能机柜中，通过机柜内部的复杂机械结构、配合机柜的进出风口设计形成固定风道，使用环境空气作为自身冷却介质，通过内部风机强迫风冷来保证设备内部器件的可靠性。

但是，这样的散热方式使用的冷却介质是空气，对流换热效率低，对于局部过热的设备，解决能力不足。

实用新型内容

针对相关技术中冷却系统采用的空气制冷方式对流换热效率低的问题而提出本实用新型，为此，本实用新型的主要目的在于提供一种机组冷却插箱和冷却系统，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种机组冷却插箱。

根据本实用新型的机组冷却插箱包括：冷板，与待冷却模块的发热部分相接触，用于通过其内部流动的液体吸收发热部分的热量；热交换器，连接至冷板，用于对液体进行冷却；泵，连接至冷板和热交换器，用于驱动液体在冷板和热交换器之间的循环。

进一步地，热交换器为液体-空气型热交换器，液体-空气型热交换器包括热交换芯体和风机，热交换芯体包括内部管道和外部翅片，液体在内部管道中流动，并与外部翅片进行换热，外部翅片通过风机冷却。

进一步地，热交换器为液体-液体型热交换器，液体-液体型热交换器包括内循环通道和外循环通道，液体在内循环通道中流动，外循环通道连接至外部液体冷源，用于对内循环通道中的液体进行冷却。

进一步地，泵包括以下之一：离心泵、涡轮泵、容积式泵。

进一步地，机组冷却插箱还包括：储液箱，用于存储液体。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，还提供了一种冷却系统。

根据本实用新型的冷却系统包括：液冷模块插箱、机组冷却插箱和机架，其中，液冷模块插箱置于机架内，包括一个或多个待冷却模块；机组冷却插箱置于机架内，包括：一个或多个冷板，与一个或多个待冷却模块的发热部分相接触，用于通过其内部流动的液体吸收发热部分的热量；热交换器，连接至一个或多个冷板，用于对液体进行冷却；泵，连接至一个或多个冷板和热交换器，用于驱动液体在一个或多个冷板和热交换器之间的循环。

进一步地，热交换器为液体-空气型热交换器，液体-空气型热交换器包括热交换芯体和风机，热交换芯体包括内部管道和外部翅片，液体在内部管道中流动，并与外部翅片进行换热，外部翅片通过风机冷却。

进一步地，热交换器为液体-液体型热交换器，液体-液体型热交换器包括内循环通道和外循环通道，液体在内循环通道中流动，外循环通道连接至外部液体冷源，用于对内循环通道中的液体进行冷却。

进一步地，泵包括以下之一：离心泵、涡轮泵、容积式泵。

进一步地，机架包括四根立柱，四根立柱沿该立柱的高度方向设置有相对应的一组或多组螺钉孔。

进一步地，机架不包括前门板、后门板以及假面板。

进一步地，机组冷却插箱还包括：储液箱，用于存储液体。

进一步地，一个或多个待冷却模块并列设置在液冷模块插箱中，一个或多个冷板分别与一个或多个待冷却模块的发热部分相接触，一个或多个冷板通过分流器连接至热交换器。

通过本实用新型，采用接触式液冷方式，利用液体的高热容可以大幅度提高冷却效率。同时，机架结构不需要复杂的机柜壳体、假面板、假插箱、挡风板以及内部其它辅助风道结构等，模块在机架上完全依靠液冷以及自然散热，结构简单。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的机组冷却插箱的结构框图；

图2是根据本实用新型实施例的液体-空气型模块插箱的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的液体-液体型模块插箱的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的冷却系统的结构框图；

图5是根据本实用新型实施例的采用液冷插箱的液冷机架的示意图；

图6是根据本实用新型实施例的采用机房或外部液体冷源的液冷机架的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种机组冷却插箱。图1是根据本实用新型实施例的机组冷却插箱的结构框图，如图1所示，包括冷板12，热交换器14和泵16。下面对其进行详细描述。

冷板12，与待冷却模块的发热部分相接触，用于通过其内部流动的液体吸收发热部分的热量；热交换器14，连接至冷板12，用于对通过冷板12内部流动的液体进行冷却；泵16，连接至冷板12和热交换器14，用于驱动液体在冷板12和热交换器14之间的循环。

相关技术中，冷却系统采用空气制冷方式，对流换热效率低。本实用新型实施例中，采用接触式液冷方式，利用液体的高热容可以大幅度提高冷却效率。同时，待冷却模块在机架上完全依靠液冷以及自然散热，结构简单。

优选地，冷板12、热交换器14和泵16通过软管进行连接。

优选地，热交换器14为液体-空气型热交换器，液体-空气型热交换器包括热交换芯体和风机，热交换芯体包括内部管道和外部翅片，液体在内部管道中流动，并与外部翅片进行换热，外部翅片通过风机冷却。

优选地，热交换器14为液体-液体型热交换器，液体-液体型热交换器包括内循环通道和外循环通道，液体在内循环通道中流动，外循环通道连接至外部液体冷源，用于对内循环通道中的液体进行冷却。

优选地，泵16包括以下之一：离心泵、涡轮泵、容积式泵。

优选地，上述机组冷却插箱还包括：储液箱，用于存储液体。

本实用新型的工作原理：内部有液体流动的冷板与模块主要发热区域或发热芯片接触，将热量通过传导传递至冷板内部流动的液体中。经过加热的液体通过泵的作用从管道流动到热交换器，通过热交换器与外界冷空气或外界冷却用液体的换热使从热交换器流出的液体温度降低。经过冷却的液体流经储液箱又流至冷板，对热源进行冷却。插箱内模块的其它区域散热通过在表面增加适量的散热齿进行自然对流换热实现。

本实用新型具备如下的技术优点：

1.机架结构不需要复杂的机柜壳体、假面板、假插箱、挡风板以及内部其它辅助风道结构等，模块在机架上完全依靠液冷以及自然散热，结构简单。

2.采用接触式液冷，利用液体的高热容解决系统热密度集中问题，冷却效率远高于目前的空气制冷方式。

3.去除了设备模块散热用风机，降低设备噪音，降低风机失效、防尘网堵塞等由于使用风机产生的故障，提高可靠性。

4.一台机架即为一台独立的液冷系统，可以安装在任意场景中直接使用，同时兼容液冷机房，可以通过水冷机组的接头将液冷机架直接切换到机房级液冷系统中使用。

5.若机房有液体冷源提供，采用液体-液体热交换模块插箱时，不仅可以精确控制液冷系统内循环液的温度，还进一步提高了系统的换热效率。

6.若机房有液体冷源提供，通过换热带走的热量可以直接将废热排至机房外部或进行再利用，降低了机房内部空调的负担。

下面将结合实例对本实用新型实施例的实现过程进行详细描述。

图2是根据本实用新型实施例的液体-空气型模块插箱的示意图，如图2所示，本实用新型液体-空气型液冷机组插箱包括箱体21、冷板22、储液箱23、泵24、热交换器25(含风机251)和连接各部分的管道26。该冷板22有一个进液口和一个出液口，内部为管式或翅片式流道。该冷板22外平面与热源直接接触，热源热量通过冷板材料传导至内部流动的液体，液体从该冷板22流出后流入该储液箱23，该储液箱23的液体又流出该泵24再流入该热交换器25，该热交换器25通过该风扇251利用环境空气降低流入该热交换器25的液体温度，使流出该热交换器25的液体进入该冷板22前已经为温度较低的液体。整个循环过程通过该泵24提供循环动力。

图3是根据本实用新型实施例的液体-液体型模块插箱的示意图，如图3所示，本实用新型液体-液体型液冷机组插箱包括箱体31、冷板32、储液箱33、泵34、热交换器35和连接各部分的管道36及热交换器外循环冷却液体进、出口37。当机房有稳定的液体冷源时，热交换器外循环进、出口与液体冷源相接。利用机房的冷却液体对被冷板加热后进入热交换器内循环的液体进行冷却。

本实用新型实施例提供了一种冷却系统。图4是根据本实用新型实施例的冷却系统的结构框图，如图4所示，包括液冷模块插箱42、机组冷却插箱44和机架46，其中，液冷模块插箱42置于机架46内，包括一个或多个待冷却模块422；机组冷却插箱44置于机架46内，包括一个或多个冷板442，热交换器444和泵446，下面对其结构进行详细描述。

一个或多个冷板442，与液冷模块插箱42中的一个或多个待冷却模块422的发热部分相接触，用于通过其内部流动的液体吸收发热部分的热量；热交换器444，连接至一个或多个冷板442，用于对液体进行冷却；泵446，连接至一个或多个冷板442和热交换器444，用于驱动液体在一个或多个冷板442和热交换器444之间的循环。

优选地，机架应该按照行业通用标准尺寸设计，液冷模块插箱42和机组冷却插箱44应符合标准通用机架的安装尺寸。

优选地，热交换器444为液体-空气型热交换器，液体-空气型热交换器包括热交换芯体和风机，热交换芯体包括内部管道和外部翅片，液体在内部管道中流动，并与外部翅片进行换热，外部翅片通过风机冷却。

优选地，热交换器444为液体-液体型热交换器，液体-液体型热交换器包括内循环通道和外循环通道，液体在内循环通道中流动，外循环通道连接至外部液体冷源，用于对内循环通道中的液体进行冷却。

优选地，泵446包括以下之一：离心泵、涡轮泵、容积式泵。

优选地，机架包括四根立柱，四根立柱沿该立柱的高度方向设置有相对应的一组或多组螺钉孔。

优选地，机架不包括前门板、后门板以及假面板。

优选地，机组冷却插箱44还包括：储液箱448，用于存储液体。

优选地，一个或多个待冷却模块422并列设置在液冷模块插箱42中，一个或多个冷板442分别与一个或多个待冷却模块422的发热部分相接触，一个或多个冷板442通过分流器连接至热交换器444。

优选地，一个或多个待冷却模块422的其它发热部分通过表面增加适量的散热齿自然散热。

本实用新型在上述机组冷却插箱具备的优点之上，还具备如下的技术优点：模块插箱以及液冷机组尺寸标准化，只需要一个标准机架就可以安装，方便安装在任何场景的标准机架中，安装要求低，维护方便，拆装灵活。

下面将结合实例对本实用新型实施例的实现过程进行详细描述。

图5是根据本实用新型实施例的采用液冷插箱的液冷机架的示意图，如图5所示，将液冷机组插箱502安装在机架底部，液冷模块插箱501安装在机架上部，形成机架液冷系统。该液冷机架包括液体-空气型液冷机组插箱51(含储液箱53、泵54、热交换器55、冷板52、管道56)、液冷模块插箱501、液冷模块57、液冷机组插箱502、机架50。该冷板52直接与热源接触，液冷机组插箱进、出液管道可以通过安装分流器分出多个冷板52以便冷却更多的热源。从该冷板52流出的加热后的液体经过插箱内部的热交换器55进行降温，再流入冷板52。整个循环冷却过程通过该泵54提供循环动力。

图6是根据本实用新型实施例的采用机房或外部液体冷源的液冷机架的示意图，如图6所示，利用机房或外部液体冷源的液冷机架包含液体-液体型液冷机组插箱61(含储液箱63、泵64、热交换器65、冷板62、管道66、外接管道67)、液冷模块插箱601、液冷机组插箱602、机架60。当机房有稳定的液体冷源提供时，将该液冷机组插箱61的外接管道67与机房液体冷源的进出液口相接。外界低温液体冷源进入热交换器与内循环高温液体进行换热，降低液冷机组插箱内循环液体温度，完成液冷循环。

综上所述，根据本实用新型的上述实施例，提供了一种机组冷却插箱和冷却系统。通过采用接触式液冷方式，利用液体的高热容可以大幅度提高冷却效率。同时，机架结构不需要复杂的机柜壳体、假面板、假插箱、挡风板以及内部其它辅助风道结构等，模块在机架上完全依靠液冷以及自然散热，结构简单。

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 (13)

1.一种机组冷却插箱，其特征在于，包括：

冷板，与待冷却模块的发热部分相接触，用于通过其内部流动的液体吸收所述发热部分的热量；

热交换器，连接至所述冷板，用于对所述液体进行冷却；

泵，连接至所述冷板和所述热交换器，用于驱动所述液体在所述冷板和所述热交换器之间的循环。

2.根据权利要求1所述的机组冷却插箱，其特征在于，所述热交换器为液体-空气型热交换器，所述液体-空气型热交换器包括热交换芯体和风机，所述热交换芯体包括内部管道和外部翅片，所述液体在所述内部管道中流动，并与所述外部翅片进行换热，所述外部翅片通过所述风机冷却。

3.根据权利要求1所述的机组冷却插箱，其特征在于，所述热交换器为液体-液体型热交换器，所述液体-液体型热交换器包括内循环通道和外循环通道，所述液体在所述内循环通道中流动，所述外循环通道连接至外部液体冷源，用于对所述内循环通道中的所述液体进行冷却。

4.根据权利要求1所述的机组冷却插箱，其特征在于，所述泵包括以下之一：离心泵、涡轮泵、容积式泵。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机组冷却插箱，其特征在于，还包括：储液箱，用于存储所述液体。

6.一种冷却系统，其特征在于，包括：液冷模块插箱、机组冷却插箱和机架，其中，

所述液冷模块插箱置于所述机架内，包括一个或多个待冷却模块；

所述机组冷却插箱置于所述机架内，包括：

一个或多个冷板，与所述一个或多个待冷却模块的发热部分相接触，用于通过其内部流动的液体吸收所述发热部分的热量；

热交换器，连接至所述一个或多个冷板，用于对所述液体进行冷却；

泵，连接至所述一个或多个冷板和所述热交换器，用于驱动所述液体在所述一个或多个冷板和所述热交换器之间的循环。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述热交换器为液体-空气型热交换器，所述液体-空气型热交换器包括热交换芯体和风机，所述热交换芯体包括内部管道和外部翅片，所述液体在所述内部管道中流动，并与所述外部翅片进行换热，所述外部翅片通过所述风机冷却。

8.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述热交换器为液体-液体型热交换器，所述液体-液体型热交换器包括内循环通道和外循环通道，所述液体在所述内循环通道中流动，所述外循环通道连接至外部液体冷源，用于对所述内循环通道中的所述液体进行冷却。

9.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述泵包括以下之一：离心泵、涡轮泵、容积式泵。

10.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述机架包括四根立柱，所述四根立柱沿该立柱的高度方向设置有相对应的一组或多组螺钉孔。

11.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述机架不包括前门板、后门板以及假面板。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述机组冷却插箱还包括：储液箱，用于存储所述液体。

13.根据权利要求6至11中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述一个或多个待冷却模块并列设置在所述液冷模块插箱中，所述一个或多个冷板分别与所述一个或多个待冷却模块的发热部分相接触，所述一个或多个冷板通过分流器连接至所述热交换器。

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