CN209527028U - 一种网络机柜双冷源冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种网络机柜双冷源冷却设备，包括风机、强制冷却通道，该强制冷却通道通过表冷器连接至风机回风口，强制冷却通道具有用于与机柜内部连通的回风口；气流切换通道，该气流切换通道与风机排风口连通，气流切换通道具有用于将气流排出系统外部的排热口；新风控制通道，该新风控制通道具有用于与机柜内部连通的送风口、用于引入系统外部气流的新风口、用于与气流切换通道连通的内部接口；气流阀门切换组件，该气流阀门切换组件用于控制新风口、内部接口、排热口的开闭。该冷却设备既具有新风冷却功能，又兼具表冷器冷却功能，可简化机柜的设计、降低系统的能源消耗以及成本。

Description

一种网络机柜双冷源冷却设备

技术领域

本实用新型主要涉及数据中心空调技术领域，具体是一种网络机柜双冷源冷却设备。

背景技术

随着大数据时代的来临，各种数据中心已经成为各行各业举足轻重的经济基础设施，在人们工作生活中的重要性也越来越凸显。与此同时，数据中心的规模正向着两极化发展：大型数据中心的规模越来越大；而小、微型数据中心的规模则越来越小。为了满足终端业务的环境与即时性需求，小、微型数据中心甚至必须要在一些极端的环境下搭建，比如：户外、楼层的弱电井、街边的营业厅、写字楼里的某个办公场所等等。目前，在这些应用场景中，较常采用的方案是配置密闭防尘型机柜系统。但由于机柜封闭，当空调压缩机等强制冷却系统因故停止运行时，机柜内部由UPS供电的设备产生的热量将无法正常排出柜外。针对这种情况，当前采用的应对方案主要有：在机柜上添加应急通风门、在机柜上加装柜门紧急弹开装置等；可是，这些方案不仅增加了系统的生产成本，当柜外环境温度较低时，不能充分利用境温冷源为机柜内部降温，导致系统能耗无谓的增加，不符合国家节能减排政策。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种网络机柜双冷源冷却设备，该冷却设备既具有新风冷却功能，又兼具表冷器冷却功能，可简化机柜的设计、降低系统的能源消耗以及成本。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种网络机柜双冷源冷却设备，用于与网络机柜共同组成一个相对封闭的气流循环系统，包括

风机，风机具有风机转叶、风机回风口、风机排风口；

强制冷却通道，该强制冷却通道通过表冷器连接至风机回风口，强制冷却通道具有用于与机柜内部连通的回风口；

气流切换通道，该气流切换通道与风机排风口连通，气流切换通道具有用于将气流排出系统外部的排热口；

新风控制通道，该新风控制通道具有用于与机柜内部连通的送风口、用于引入系统外部气流的新风口、用于与气流切换通道连通的内部接口；

气流阀门切换组件，该气流阀门切换组件用于控制新风口、内部接口、排热口的开闭；当所述新风口、排热口关闭，内部接口打开时，冷却设备与机柜形成气流内循环系统，通过表冷器制冷实现机柜排热，当所述新风口、排热口打开，内部接口关闭时，可使机柜外部气流流经机柜内部再排至机柜外部实现机柜排热。

所述气流阀门切换组件包括新风控制阀门、气流切换阀门以及阀门控制器，由所述阀门控制器控制新风控制阀门动作实现新风口的开闭，由所述阀门控制器控制气流切换阀门动作，可使排热口打开的同时内部接口关闭，排热口关闭的同时内部接口打开。

所述新风控制阀门、气流切换阀门均为板式结构，新风控制阀门置于新风口一侧，通过其翻转动作实现新风口的开闭，气流切换阀门置于排热口和内部接口之间，其向一侧翻转时可封闭排热口，向另一侧翻转时可封闭内部接口。

所述阀门控制器为一牵引机，该牵引机通过牵引绳连接新风控制阀门和气流切换阀门，牵引机动作时，由牵引绳带动新风控制阀门和气流切换阀门翻转使新风口、排热口打开，内部接口封闭，牵引机释放时，通过复位扭簧使新风控制阀门和气流切换阀门复位，从而将新风口、排热口封闭，内部接口打开。

所述新风口外侧设有新风过滤网。

所述气流切换通道、新风控制通道的低温部位采用物理保温隔热。

在所述表冷器处设置有盛接表冷器凝结的冷凝水的接水盘，接水盘一侧设置可将冷凝水导出的冷凝水导出口。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过具有表冷器的强制冷却通道、气流切换通道、新风控制通道组成气流循环通道，通过与气流阀门切换组件配合，可将气流循环通道在内循环和外循环之间切换，通过控制系统检测环境温度对气流循环通道进行控制，当外界温度较高，使用内循环时，可实现强制冷却功能，空气流在系统内部循环，无需过滤，气流则由表冷器冷却，当外界温度较低或表冷器因故停止制冷使用外循环时，可实现新风冷却功能，空气流由系统外部，经过滤后引入，在机柜内部吸热后再自系统内部排出；因此能够很好的解决小微型模块化数据中心表冷器散热、新风排热以及应急排热的问题，确保机柜内部电子设备不会因温度过高而损坏，且通过合理的内外循环切换，能够降低无谓的系统能耗，做到节能减排。

2、本实用新型所设计的气流阀门切换组件，结构简单，成本低廉，且运行稳定能够灵活切换对应接口的开闭；通过设置的过滤网保证引入外界气流时不会带入杂物，通过设置的保温隔热层能够确保气流切换通道、新风控制通道的外侧不至因低温结露后影响使用，通过设置的接水盘以及冷凝水导出口能够将表冷器凝结的冷凝水导出系统外部，避免影响系统的正常运行。

附图说明

附图1为本实用新型原理结构示意图。

附图中所示标号：

1、回风口；2、强制冷却通道；3、表冷器；4、风机；4-1、风机回风口； 4-2、风机转叶；4-3、风机排风口；5、气流切换通道；6、内部接口；7、新风控制通道；8、送风口；9、排热口；10、新风口；11、新风过滤网；12、气流切换阀门；12-1、第一阀门转轴；12-2、第一复位扭簧；13、新风控制阀门；13-1、第二阀门转轴；13-2、第二复位扭簧；14、阀门控制器；14-1、牵引绳；14-2、第一滑轮；14-3、第二滑轮；14-4、牵引绳端点及张弛调节器；15、外壳；16、第一隔热层；16-1、第二隔热层；16-2、第三隔热层；17、接水盘；18、冷凝水导出口。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实用新型使用时与网络机柜共同组成一个相对封闭的气流循环系统，本实用新型的表冷器强制循环冷却与新风冷却共用一个风机、控制系统及部分气流通道。为了实现新风冷却功能，空气流由系统外部，经过滤后引入，在机柜内部吸热后再自系统内部排出；而为了实现强制冷却功能、空气流在系统内部循环，无需过滤，气流则由表冷器进行冷却。

在具体实施时，本实用新型可置于网络机柜的上部、下部或四周，将回风口1、送风口8面向机柜内部，排热口9、新风口10面向机柜外部，与机柜空间共同构成气流内循环和气流外循环系统。

如图1所示，本实用新型的冷却设备主要包括风机4，风机4具有风机转叶 4-2、风机回风口4-1和风机排风口4-2，同时还具有表冷器3、强制冷却通道2、气流切换通道5、新风控制通道7和气流阀门切换组件，其中

强制冷却通道2内有表冷器3，该通道通过表冷器3连接至风机回风口4-1，强制冷却通道2同时具有用于与机柜内部连通的回风口1；

气流切换通道5连接风机排风口4-2，该气流切换通道5还具有用于将气流排出系统外部的排热口9；

新风控制通道7具有用于与机柜内部连通的送风口8、用于引入系统外部气流的新风口10、用于与气流切换通道5连通的内部接口6；新风口10位于新风控制通道7一侧用于与外界连通，内部接口6打开时可连通新风控制通道7和气流切换通道5；

气流阀门切换组件用于控制新风口10、内部接口6以及排热口9的开闭；进而形成气流内循环或气流外循环。通过气流阀门切换组件的控制，当所述新风口10、排热口9关闭，内部接口6打开时，系统与外部断绝联系，内部接口 6将新风控制通道7和气流切换通道5贯通，从而可使本冷却设备与机柜形成气流内循环系统，此时，通过表冷器3制冷实现机柜排热，当所述新风口10、排热口9打开，内部接口6关闭时，此时系统与外部连通，而内部接口6将新风控制通道7和气流切换通道5断开，此时可使机柜外部气流流经机柜内部再排至机柜外部实现机柜排热。

如附图所示，在本实用新型中，气流阀门切换组件包括新风控制阀门13、气流切换阀门12以及阀门控制器14，其中气流切换阀门12和新风控制阀门13 均通过阀门控制器14控制，新风阀门13为一板材式结构，位于新风口10内侧用于控制新风口10的开闭，气流切换阀门12同样为一板材式结构，气流切换阀门12同时控制排热口9和内部接口6，如图中所示，为了方便内部接口6的控制，将内部接口6设置为倾斜结构，而气流切换阀门12置于内部接口6和排热口9之间，那么当气流切换阀门12向一侧翻转贴合到排热口9时，排热口9 被封闭而内部接口6被打开，当气流切换阀门12向另一侧翻转贴合到内部接口 6时，排热口9被打开而内部接口6倍封闭。

为了便于通过阀门控制器14对气流切换阀门12和新风控制阀门13进行控制，阀门控制器14采用一牵引机，通过牵引绳14-1同时连接到气流切换阀门 12和新风控制阀门13，连接时通过对应的第一滑轮14-2和第二滑轮14-3过渡，通过牵引绳端点及张弛调节器14-4调节牵引绳14-1松紧度。在新风控制阀门13 的第二阀门转轴13-1处安装有第二复位扭簧13-2，在气流切换阀门12的第一阀门转轴12-1处安装有第一复位扭簧12-2。通过该结构，当牵引机动作时，缠绕牵引绳14-1，那么牵引绳14-1带动气流切换阀门12向内部接口6处翻转贴合，使内部接口6封闭、排热口9打开，同时牵引绳14-1带动新风控制阀门13向内翻转使新风口10打开。牵引机释放时，牵引绳14-1被放松，此时在第一复位扭簧12-2作用下，气流切换阀门12自动翻转贴合至排热口9处将排热口9封闭、内部接口6打开，同理，第二复位扭簧13-2将新风口10封闭。

为了保证外循环时进入的气流为干净气流，本实用新型在新风口10外侧设有新风过滤网11，用于过滤气流中的杂质。为了避免低温结露现象，本实用新型在气流切换通道5、新风控制通道7的低温部位、组件处采用物理保温隔热，如图所示的第一隔热层16、第二隔热层16-1、第三隔热层16-2。同时，为了避免表冷器3产生的冷凝水流入系统内部，本实用新型在表冷器3上安装有接水盘17，通过接水盘17一侧的冷凝水导出口17-1将表冷器3产生的冷凝水导出至系统外部。

下面以本实用新型的内、外两种循环工作模式与工作流程分别讲解具体工作原理：

控制系统根据温度信号检测到外部温度较高时，控制相应阀门、表冷器3、风机4等的动作，使系统进行内循环模式，内循环模式中，各部件的工作状态：“表冷器3”制冷状态，“风机4”运转，“阀门控制器14”释放，“气流切换阀门12”在“第一复位扭簧12-2”扭力作用下复位阻断“排热口9”，“内部接口6”畅通，“新风控制阀门13”在“第二复位扭簧13-2”扭力作用下复位阻断“新风口10”。

内循环模式的工作流程：“风机回风口4-1”产生的负压将机柜内部的热空气从回风口1吸入“强制冷却通道2”，热空气经过“表冷器3”冷却后由“风机4”加压，加压后的冷气流由“风机排风口4-3”送至“气流切换通道5”，冷气流经过“内部接口6”进入“新风控制通道7”，压力较高的冷气流从“送风口8”送入网络机柜内部，从而达到给柜内设备散热的目的；“隔热层16、16-1、 16-2”确保“气流切换通道5”、“新风控制通道7”的外侧不致因低温结露；“表冷器3”上凝结的冷凝水落入“接水盘17”，由“冷凝水导出口17-1”导出。

控制系统根据温度信号检测到外部温度较低或表冷器3出现故障时，控制相应阀门、表冷器3、风机4等的动作，使系统进行外循环模式，外循环模式各部件的工作状态：“表冷器3”停止制冷，“风机4”运转，“阀门控制器14”动作，“牵引绳14-1”被部分卷入“阀门控制器14”而缩短，“气流切换阀门12”被牵引动作而阻断“内部接口6”，“排热口9”畅通，“新风控制阀门13”被牵引动作而开启，“新风口10”畅通。

外循环模式的工作流程：“风机回风口4-1”产生的负压将机柜内部的热空气从“回风口1”吸入“强制冷却通道2”，此时“表冷器3”未工作，热气流经过“表冷器3”后由“风机4”加压，加压后的热气流由“风机排风口4-3”送至“气流切换通道5”，而“内部接口6”已被“气流切换阀门12”阻断，压力较高的热气流从“排热口9”排出系统外部；而另一方面，机柜正常工作时是一个相对封闭的空间，“风机回风口4-1”产生的负压通过“强制冷却通道2”、“回风口1”使机柜内部气压降低，从而使与机柜相接的“送风口8”、“新风控制通道7”气压降低，导致系统外部的低温空气经由“新风过滤网11”、“新风口10”、进入“新风控制通道7”，由“送风口8”进入机柜内部，从而达到给柜内设备散热的目的。

Claims (7)

1.一种网络机柜双冷源冷却设备，用于与网络机柜共同组成一个相对封闭的气流循环系统，其特征在于：包括

风机，风机具有风机转叶、风机回风口、风机排风口；

强制冷却通道，该强制冷却通道通过表冷器连接至风机回风口，强制冷却通道具有用于与机柜内部连通的回风口；

气流切换通道，该气流切换通道与风机排风口连通，气流切换通道具有用于将气流排出系统外部的排热口；

新风控制通道，该新风控制通道具有用于与机柜内部连通的送风口、用于引入系统外部气流的新风口、用于与气流切换通道连通的内部接口；

气流阀门切换组件，该气流阀门切换组件用于控制新风口、内部接口、排热口的开闭；当所述新风口、排热口关闭，内部接口打开时，冷却设备与机柜形成气流内循环系统，通过表冷器制冷实现机柜排热，当所述新风口、排热口打开，内部接口关闭时，可使机柜外部气流流经机柜内部再排至机柜外部实现机柜排热。

2.如权利要求1所述的一种网络机柜双冷源冷却设备，其特征在于：所述气流阀门切换组件包括新风控制阀门、气流切换阀门以及阀门控制器，由所述阀门控制器控制新风控制阀门动作实现新风口的开闭，由所述阀门控制器控制气流切换阀门动作，可使排热口打开的同时内部接口关闭，排热口关闭的同时内部接口打开。

3.如权利要求2所述的一种网络机柜双冷源冷却设备，其特征在于：所述新风控制阀门、气流切换阀门均为板式结构，新风控制阀门置于新风口一侧，通过其翻转动作实现新风口的开闭，气流切换阀门置于排热口和内部接口之间，其向一侧翻转时可封闭排热口，向另一侧翻转时可封闭内部接口。

4.如权利要求3所述的一种网络机柜双冷源冷却设备，其特征在于：所述阀门控制器为一牵引机，该牵引机通过牵引绳连接新风控制阀门和气流切换阀门，牵引机动作时，由牵引绳带动新风控制阀门和气流切换阀门翻转使新风口、排热口打开，内部接口封闭，牵引机释放时，通过复位扭簧使新风控制阀门和气流切换阀门复位，从而将新风口、排热口封闭，内部接口打开。

5.如权利要求1所述的一种网络机柜双冷源冷却设备，其特征在于：所述新风口外侧设有新风过滤网。

6.如权利要求1所述的一种网络机柜双冷源冷却设备，其特征在于：所述气流切换通道、新风控制通道的低温部位采用物理保温隔热。

7.如权利要求1所述的一种网络机柜双冷源冷却设备，其特征在于：在所述表冷器处设置有盛接表冷器凝结的冷凝水的接水盘，接水盘一侧设置可将冷凝水导出的冷凝水导出口。