CN205030039U - 一种机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机柜散热技术领域，公开了一种机柜，所述机柜包括：柜体，所述柜体的顶壁设有出风口、侧壁和/或底壁设有进风口；安装于柜体顶部的换热装置。上述机柜中，柜体内部的热空气在自然对流作用下可以运动至顶壁并从顶壁的出风口流出，然后与换热装置进行热交换而变为冷空气，而该冷空气在自然对流的作用下可以沿柜体向柜体底部运动，然后从柜体的侧壁和/或底壁的进风口进入柜体内部从而对柜体内部的服务器进行制冷；因此，上述机柜的换热过程可以省去气体循环所需的动力能耗；并且，即使上述气体循环过程需要动力能耗，相对于现有技术，其所需的动力能耗也相对较小。因此，上述机柜的制冷过程所需能耗较低。

Description

一种机柜

技术领域

本实用新型涉及机柜散热技术领域，尤其是涉及一种机柜。

背景技术

随着新一代计算机集成密度越来越高，处理器速度越来越快，其发热量也急剧增长，这对机柜的散热技术提出了严峻挑战。目前，在计算机及通讯机房中的冷却设备主要包括房间级空调冷却设备和机柜级空调冷却设备。房间级冷却方式需要架高地板和吊顶设备等设施、且冷却气流路径较长、冷却效率较低。对于目前集成密度较高的机柜来说，高效率的机柜级冷却技术尤为重要。

现有技术中，一般的机柜级空调冷却方式如图1所示，冷却设备20安装在机柜10之间的位置就近冷却机柜10内的服务器设备。机柜10间空调的运行原理是将两侧机柜10的后部(热通道)排出的热空气吸入到冷却设备20内、经冷却设备20降温冷却后再送到机柜10的前部(冷通道)，同样的这种方式也可以将冷通道和热通道进行隔离来提高冷却设备的运行效率。相比于房间级空调冷却方式，这种机柜级空调冷却方式不需要架高地板和吊顶设备等设施、且送风距离短，冷却效率较高。

然而，上述机柜级冷却技术方案中，为了实现冷热空气的循环流动，空调内需要设有很多风机(如图1中的风机30)，且必须依靠风机来提供动力才能形成上述的气体循环，并且，由于尺寸限制，空调内部的气流速度一般都很大，导致风机能耗过高；因此，机柜冷却过程的耗能很大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种机柜，所述机柜的制冷过程所需的能耗较低。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种机柜，包括：

柜体，所述柜体的顶壁设有出风口、侧壁和/或底壁设有进风口；

安装于柜体顶部的换热装置。

由物理学原理可知，自然状态下，热空气由于密度较小，所以易上升至顶层，而冷空气由于密度较大，相对而言易沉降至底层。

上述机柜中，在柜体的顶壁设有出风口，且柜体顶部安装有换热装置，所以，在柜体内服务器工作时，柜体内部生成的热空气在自然状态下易运动至顶壁并从顶壁的出风口流出，从顶壁出风口流出的热空气可以与机柜顶部的换热装置进行热交换而变为冷空气，而该冷空气在自然状态下易沿着柜体侧壁向柜体底部运动，且该冷空气向柜体底部运动的过程中可以从柜体的侧壁或者底壁进入柜体内部从而对柜体内部的服务器进行制冷；上述机柜的换热过程，在没有风扇的作用下即可以完成，即上述机柜的换热过程可以省略气体循环所需的动力能耗；并且，即使上述气体循环过程需要动力能耗，相对于现有技术，其所需的动力能耗也相对较小。

因此，上述机柜的制冷过程所需的能耗较低。

优选地，所述机柜还包括用于驱动柜体内的气体向所述柜体的出风口处流动的风扇组件。

优选地，所述风扇组件位于所述柜体与所述换热装置之间、且安装于所述柜体的顶壁。

优选地，所述风扇组件位于所述柜体内、且安装于所述柜体的顶壁。

优选地，所述风扇组件位于所述柜体内、且安装于所述柜体的底壁。

优选地，所述换热装置包括换热器组件。

优选地，所述换热器组件与所述柜体顶壁配合设置以形成热空气集聚空间。

优选地，所述换热装置还包括安装于柜体顶壁的壳体，所述壳体上设有出风口，所述壳体与所述柜体顶壁之间配合形成热空气集聚空间。

优选地，所述换热器组件位于所述热空气集聚空间内。

优选地，所述壳体上设有的出风口位于所述壳体朝向所述柜体的一侧侧壁上；所述换热器组件位于所述柜体顶壁的出风口和所述壳体侧壁的出风口之间。

优选地，所述换热器组件包括蒸发器或者盘管。

优选地，所述蒸发器为微通道结构的蒸发器。

优选地，所述蒸发器内的冷却工质为挥发性工质。

优选地，所述机柜还包括与所述换热装置和风扇组件电连接的制冷量控制装置。

附图说明

图1为现有技术中一种机柜冷却方式的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种机柜的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的一种机柜的结构示意图；

图4为本实用新型另一实施例提供的一种机柜的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例提供的一种机柜的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图2～图5。

如图2～图5所示，本实用新型实施例提供的一种机柜，包括：

柜体1，柜体1的顶壁11设有出风口111；侧壁12设有进风口121，和/或，底壁13设有进风口131；

安装于柜体1顶部的换热装置2。

由物理学原理可知，自然状态下，热空气由于密度较小，所以易上升至顶层，而冷空气由于密度较大，相对而言易沉降至底层。

如图2～图5所示，上述机柜中，在柜体1的顶壁11设有出风口111，且柜体1顶部安装有换热装置2，所以，柜体1内服务器工作时生成的热空气在自然状态下易运动至顶壁11并从顶壁11的出风口111流出，从顶壁11出风口111流出的热空气可以与柜体1顶部的换热装置2进行热交换而变为冷空气，而该冷空气在自然状态下会沿着柜体1的侧壁12向柜体1的底部运动，且该冷空气在向柜体1底部运动的过程中可以从柜体1侧壁12的进风口121或底壁13的进风口131进入柜体1内部从而对柜体1内部的服务器进行制冷；上述机柜的换热过程，在没有风扇的作用下即可以完成，即上述机柜的换热过程可以省略气体循环所需的动力能耗；并且，即使上述气体循环过程需要动力能耗，相对于现有技术，其所需的动力能耗也相对较小。

因此，上述机柜的制冷过程所需的能耗较低。

如图3～图5所示，一种具体的实施例中，上述机柜也可以包括风扇组件3，用于驱动柜体1内的热空气向顶壁11的出风口111处流动。当柜体1内服务器的换热需求较小时，风扇组件3可以停止工作或者风扇组件3的风扇转速可以放慢，以节省能耗；而当柜体1内服务器的换热需求较大时，可以将风扇组件3的风扇转速调快，以增强冷热气体的循环效率，从而提高换热效率。

在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，风扇组件3的安装方式可以包括以下几种：

方式一，如图5所示，风扇组件3可以位于柜体1与换热装置2之间、且安装于柜体1顶壁11的出风口111处；此时，风扇组件3可以为吸风模式，以将柜体1内的热空气吸出。

方式二，如图3所示，风扇组件3可以位于柜体1内、且安装于柜体1顶壁11的出风口111处；此时，风扇组件3同样可以为吸风模式，以将柜体1内的热空气吸出。

方式三，如图4所示，风扇组件3可以位于柜体1内、且安装于柜体1的底壁；并且优选地，风扇组件3与柜体1顶壁11的出风口111相对设置；此时，风扇组件3可以为吹风模式，以将柜体1内的热空气吹出。

当然，风扇组件3的安装方式并不限于上述三种，还可以是其它安装方式，只要有助于冷热空气的循环即可。

如图2～图4所示，在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，换热装置2可以包括换热器组件21。优选地，换热器组件21与柜体1顶壁11配合设置以形成一个热空气集聚空间A。从柜体1顶壁11的出风口111流出的热空气将进入热空气集聚空间A，并且，该热空气可以在经由换热器组件21流出热空气集聚空间A的过程中与换热器组件21实现热交换，上述将热空气聚集然后再进行换热的方式可以大大提高换热效率。

如图5所示，另一种具体的实施例中，除了包括换热器组件21，换热装置2还可以包括安装于柜体1顶壁11的壳体22，壳体22与柜体1顶壁11之间可以配合形成一个热空气集聚空间B，壳体22上设有出风口221，用于使热空气集聚空间B内的气体流出。优选地，换热器组件21位于热空气集聚空间B内，热空气可以在热空气集聚空间B内与换热器组件21实现热交换，然后从出风口221流出。同理，热空气被聚集在热空气集聚空间B内然后再进行换热的方式可以大大提高换热效率。

如图5所示，更加优选地，壳体22上设有的出风口221位于壳体22朝向柜体1的一侧侧壁上；换热器组件21位于柜体1顶壁11的出风口111和壳体22侧壁的出风口221之间。壳体22上的出风口221位于壳体22朝向柜体1的一侧，这可以缩短壳体22上的出风口221到柜体1侧壁12上或底壁13上的进风口之间的距离，则热空气集聚空间B内热交换后形成的冷空气在从壳体22上的出风口221流出后可以直接沿柜体1侧壁12向下运动，从而可以使冷空气更容易从柜体1侧壁12的进风口121或底壁13上的进风口131进入柜体1内部，因此，可以大大提高换热效率。

虽然上述两个实施例中，换热装置2安装于柜体1的顶壁11上，但是，本实用新型对于机柜中换热装置2的安装方式并不限于上述事实例，即换热装置2也可以安装于其他装置或结构上；无论何种安装方式，只要保证换热装置2位于柜体1的顶部即可。

另外，本实用新型实施例中，柜体上的进风口和出风口以及壳体的出风口的具体形式并不限于图1～图3中的图示情况，即它们的形状和具体位置等可以有很多情况；无论它们是何种形式，只要能够实现它们的特定功能即可。例如，柜体的侧壁可以只包括左右两面壁体，前后两面没有壁体，换句话说，柜体前面整个面的开口和柜体后面整个面的开口即为侧壁上设有的进风口。

在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，换热器组件21可以包括蒸发器或者盘管。

优选地，当换热器组件21包括蒸发器时，蒸发器可以采用微通道换热器结构。更加优选地，蒸发器内的冷却工质选用挥发性工质，以防止冷却工质泄漏时对设备造成损害。如，冷却工质可以选用制冷剂R22、R134a、R407c、R410a等。

在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，机柜还可以包括与换热装置2和风扇组件3电连接的制冷量控制装置。通过制冷量控制装置可以控制风扇组件3中风扇的转速，以及换热装置2内冷却工质的流量，以实时调整机柜的换热效率与柜体1的换热需求相匹配。

上述各实施例中的机柜在并排设置的时候，各机柜形成的冷空气将沉积于机柜的侧壁之间，因此，当各别机柜的换热装置或冷却设备出现故障时，周围机柜产生的冷空气也可以进入该机柜内，以满足该机柜的散热需求，因此，不容易出现机柜内服务器过热停机的情况。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种机柜，其特征在于，包括：

柜体，所述柜体的顶壁设有出风口、侧壁和/或底壁设有进风口；

安装于柜体顶部的换热装置。

2.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，还包括用于驱动柜体内的气体向所述柜体的出风口处流动的风扇组件。

3.根据权利要求2所述的机柜，其特征在于，所述风扇组件位于所述柜体与所述换热装置之间、且安装于所述柜体的顶壁。

4.根据权利要求2所述的机柜，其特征在于，所述风扇组件位于所述柜体内、且安装于所述柜体的顶壁。

5.根据权利要求2所述的机柜，其特征在于，所述风扇组件位于所述柜体内、且安装于所述柜体的底壁。

6.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述换热装置包括换热器组件。

7.根据权利要求6所述的机柜，其特征在于，所述换热器组件与所述柜体顶壁配合设置以形成热空气集聚空间。

8.根据权利要求6所述的机柜，其特征在于，所述换热装置还包括安装于柜体顶壁的壳体，所述壳体上设有出风口，所述壳体与所述柜体顶壁之间配合形成热空气集聚空间。

9.根据权利要求8所述的机柜，其特征在于，所述换热器组件位于所述热空气集聚空间内。

10.根据权利要求9所述的机柜，其特征在于，所述壳体上设有的出风口位于所述壳体朝向所述柜体的一侧侧壁上；所述换热器组件位于所述柜体顶壁的出风口和所述壳体侧壁的出风口之间。

11.根据权利要求6所述的机柜，其特征在于，所述换热器组件包括蒸发器或者盘管。

12.根据权利要求11所述的机柜，其特征在于，所述蒸发器为微通道结构的蒸发器。

13.根据权利要求11所述的机柜，其特征在于，所述蒸发器内的冷却工质为挥发性工质。

14.根据权利要求2～13任一项所述的机柜，其特征在于，还包括与所述换热装置和风扇组件电连接的制冷量控制装置。