CN210959210U

CN210959210U - 一种集成热交换功能的空调机柜系统

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Publication number: CN210959210U
Application number: CN201920667831.2U
Authority: CN
Inventors: 林立伟
Original assignee: Shenzhen Xbrother Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Xbrother Technology Co ltd
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2029-05-10

Abstract

本实用新型中提供了一种集成热交换功能的空调机柜系统，用于调节服务器温度，其包括机柜、空调装置、热交换装置和控制装置；机柜用于固定空调装置、热交换装置、控制装置和服务器；空调装置和热交换装置用于为服务器降温，控制装置用于控制空调装置和热交换装置。进而降低了空调装置制冷回路的长度和冷量的损耗，实现空调装置直接对服务器的降温操作，提升服务器的降温效率和降温效果；通过设置热交换装置，实现在环境温度值与机柜内温度值的差值较大，或服务器低功率运行时，可仅仅运行热交换装置，利用环境中的空气对所述服务器进行降温操作，进而提升了集成热交换功能的空调机柜系统的节能效果，避免了不必要的能源消耗。

Description

一种集成热交换功能的空调机柜系统

技术领域

本实用新型涉及数据中心领域，尤其涉及的是一种集成热交换功能的空调机柜系统。

背景技术

目前数据中心的服务器设备要求全年不间断运行，持续保持着的庞大数据传输，也意味着源源不断的热负荷产生，而目前针对机柜式数据中心装置的应用场合，热负载大小不一，存在各种可能性，有高负荷亦有低负荷的应用场合，如何选取高效节能的数据中心散热方案，是目前所需思考的。

当前的数据中心服务器设备一般为前后通风型或侧面通风型，采用外部空调对服务器设备进行冷却。外部空调需要对整个机房进行制冷，才能维持数据中心机柜服务器的正常运行；然而，在全国不同地区的数据中心的服务器的运行环境也不同相同，同时，在相同地区不同季节不同时间时，所述数据中心的运行环境也不相同；而现有数据中心服务器设备即使在运行环境温度与数据中心温度差值较大时，或者服务器低负载运行时，也是只会运行空调制冷降温，这就造成了当前数据中心的降温装置不必要的能源损耗和浪费。

因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种集成热交换功能的空调机柜系统，旨在解决现有技术中机柜式数据中心温控装置浪费能源的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：一种集成热交换功能的空调机柜系统，用于调节服务器温度，其包括机柜、空调装置、热交换装置和控制装置；所述机柜用于固定空调装置、热交换装置、控制装置和服务器；所述空调装置和热交换装置用于为所述服务器降温，所述控制装置用于控制所述空调装置和热交换装置。

进一步的，所述热交换装置设置有热交换芯体和机箱，所述热交换芯体固定于所述机箱中部，用于低温气体和高温气体对流换热。

进一步的，所述机箱设置为长方体，其上设置有一中隔板；所述中隔板用于将所述机箱的内部隔离为第一通道和第二通道；所述热交换芯体设置于所述中隔板的中部。

进一步的，进一步的，所述中隔板表面粘结有保温层，所述保温层用于隔绝所述第一通道和第二通道之间的热交换。

进一步的，所述第一通道一端口设置有风扇单元，所述风扇单元用于带动所述第一通道中气体流动。

进一步的，所述第一通道另一端口设置有热交换通风网格，所述热交换通风网格用于环境空气进出第一通道。

进一步的，所述热交换通风网格朝向热交换芯体的一侧设置有热交换通风滤网，所述热交换通风滤网用于净化进入第一通道的空气。

进一步的，所述机柜包括主柜体、机柜前门和机柜后门；所述机柜前门和机柜后门铰接于所述主柜体上；所述主柜体包括相对设置的底板和顶板，以及相对设置的第一侧板和第二侧板；所述空调装置设置于所述底板朝向顶板的端面上，所述热交换装置设置于所述顶板背离所述底板的端面上；所述空调装置具有一回风口和出风口；所述机柜内设置有对应空调装置的出风口的机柜冷通道，以及对应空调装置的回风口的机柜热通道；所述顶板上设置有连通所述机柜热通道的机柜通风网格，所述顶板上还设置有连通所述机柜冷通道的机柜进气机构；所述机柜通风网格用于机柜热通道内热空气进入热交换装置，所述机柜进气机构用于热交换装置中的低温空气进入机柜冷通道。

进一步的，所述机柜进气机构包括循环风扇组件、密封件、电机和电磁锁，所述电磁锁和电机设置于所述机柜进气机构的一端，所述密封件设置于所述循环风扇组件与顶板之间，所述电磁锁用于锁定所述密封件，所述电机连接并带动所述密封件移动。

进一步的，所述控制装置包括主控制器、柜外温湿度传感器、柜内温湿度传感器和空调回风温湿度传感器；所述柜外温湿度传感器安装于热交换装置的顶部，用于实时监测柜外环境温湿度，并传输至主控制器；所述柜内温湿度传感器安装于机柜内，用于检测机柜内冷气体的温湿度值，并传输至主控制器；所述空调回风温湿度传感器安装于机柜内，用于检测空调装置的回风温湿度，并传输至主控制器；所述主控制器用于接收柜外温湿度传感器、柜内温湿度传感器和空调回风温湿度传感器的检测信息，并依据所述检测信息控制空调装置和热交换装置的运行。

与现有技术相比，本实用新型中提供了一种集成热交换功能的空调机柜系统，用于调节服务器温度，其包括机柜、空调装置、热交换装置和控制装置；机柜用于固定空调装置、热交换装置、控制装置和服务器；空调装置和热交换装置用于为服务器降温，控制装置用于控制空调装置和热交换装置。进而降低了空调装置制冷回路的长度和冷量的损耗，实现空调装置直接对服务器的降温操作，提升服务器的降温效率和降温效果；通过设置热交换装置，实现在环境温度值与机柜内温度值的差值较大，或服务器低功率运行时，可仅仅运行热交换装置，利用环境中的空气对所述服务器进行降温操作，进而提升了集成热交换功能的空调机柜系统的节能效果，避免了不必要的能源消耗。

附图说明

图1是本实用新型中所提供的集成热交换功能的空调机柜系统立体结构示意图。

图2是本实用新型中所提供的集成热交换功能的空调机柜系统中热交换装置的立体结构示意图。

图3是本实用新型中所提供的集成热交换功能的空调机柜系统中热交换装置的另一视角立体结构示意图。

图4是本实用新型中所提供的集成热交换功能的空调机柜系统中机柜与空调装置配合关系立体结构示意图。

图5是本实用新型中所提供的集成热交换功能的空调机柜系统中机柜与空调装置配合关系另一视角立体结构示意图。

图6是本实用新型中所提供的集成热交换功能的空调机柜系统中机柜的机柜进气机构立体结构示意图。

附图标记说明：

10、集成热交换功能的空调机柜系统；11、机柜；12、空调装置；13、热交换装置；14、控制装置；112、机柜前门；113、机柜后门；114、机柜冷通道；115、机柜热通道；116、机柜通风网格；117、机柜进气机构；118、电磁门锁；1111、底板；1112、顶板；1113、第一侧板；1114、第二侧板；1115、第一机柜框架；1116、第二机柜框架；1118、后门盲板； 1171、循环风扇组件；1172、密封件；1173、电机；1174、电磁锁；1175、风机；1176、滤网；121、回风口；122、出风口；123、室内机；131、热交换芯体；132、机箱；133、中隔板；134、第一通道；135、第二通道；136、保温层；137、风扇单元；138、热交换通风网格；139、热交换通风滤网；141、柜外温湿度传感器；142、柜内温湿度传感器；143、空调回风温湿度传感器；20、服务器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型的第一实例中，提供了一种集成热交换功能的空调机柜系统 10，所述集成热交换功能的空调机柜系统10用于调节服务器20温度，即度对数据中心的服务器20进行降温。需要说明的是，所述服务器20一般都是全年不间断运行，并且持续保持着庞大的数据传输，这就使服务器20源源不断的产生大量的热负荷，并且上述热负荷必然影响所述服务器20的正常运行；因此，需要对所述服务器20进行降温处理，因及时快速的驱除服务器20运行产生的热负荷，一保证所述服务器20的正常运行。现有一般为前后通风型或侧面通风型，采用外部空调对服务器20设备进行冷却。外部空调需要对整个机房进行制冷，才能维持数据中心机柜11服务器20的正常运行；然而，在全国不同地区的数据中心的服务器20的运行环境也不同相同，同时，在相同地区不同季节不同时间时，所述数据中心的运行环境也不相同；而现有数据中心服务器20设备即使在运行环境温度与数据中心温度差值较大时，也仅仅只会运行空调制冷降温，这就造成了当前数据中心的降温装置不必要的能源损耗和浪费。

进一步的，所述集成热交换功能的空调机柜系统10包括机柜11、空调装置12、热交换装置13和控制装置14；所述机柜11用于固定空调装置12、热交换装置13、控制装置14 和服务器20；所述空调装置12和热交换装置13用于为所述服务器20降温，所述控制装置 14用于控制所述空调装置12和热交换装置13。

可以理解，所述集成热交换功能的空调机柜系统10通过设置空调装置12，可以有效保障对服务器20的降温处理；同时，通过将所述空调装置12与所述服务器20同时设置于机柜11内，相对于现有的空调装置12设置于服务器20所在房间外侧，即所述空调装置12 与所述服务器20分离设置，显著的降低了空调装置12与服务器20之间的间距，有效的降低了制冷回路的长度和冷量的损耗，空调装置12与服务器20设置于同于机柜11中，实现空调装置12直接对服务器20的降温操作，提升服务器20的降温效率和降温效果；同时，通过设置热交换装置13可以实现在环境温度值与机柜11内温度值的差值较大时，或者服务器20低功率运行时，可以关闭空调装置12，仅仅运行热交换装置13，利用环境中的空气对所述服务器20进行降温操作，进而显著的提升了集成热交换功能的空调机柜系统10的节能效果，避免了不必要的能源消耗。

请结合参阅图2和图3，在一实施例中，所述热交换装置13设置有热交换芯体131和机箱132，所述热交换芯体131固定于所述机箱132中部，用于低温气体和高温气体对流换热。需要说明的是，所述热交换装置13设置于所述机柜11外部，其可以与所述机柜11 一体设置，进而保证集成热交换功能的空调机柜系统10的平稳运行；所述也可以与所述机柜11可分离设置，进而方便对集成热交换功能的空调机柜系统10维护和维修；同时，所述热交换装置13连通外部环境空气和机柜11内部空气；当运行热交换装置13时，所述热交换装置13将外部环境空气与机柜11内部空气进行热交换，热后在将低温空气输送至机柜 11内部；具体的，所述及交换装置将环境低温气体与机柜11内部高温气体进行热交换，实现对机柜11内部服务器20产生的高温气体的降温操作，并将温的低温空气输送至机柜11 内部，对服务器20进行降温操作；有效的节约了能源消耗，实现了对服务器20降温处理的同时节约能源。

进一步的，所述机箱132设置为长方体，其上设置有一中隔板133；所述中隔板133用于将所述机箱132的内部隔离为第一通道134和第二通道135；所述热交换芯体131设置于所述中隔板133的中部。具体的，所述机箱132设置为钣金机箱132；所述机箱132具有一长宽面，所述中隔板133与所述长款面形状外轮廓相同，其固定于机箱132的高度方向的中心部位；进一步的，热交换芯体131也设置为长方体型，其长度于所述机箱132宽度相同；所述热交换芯体131呈菱形设置于所述机箱132中隔板133长度的中心处；更进一步的，所述热交换芯体131两对角边与所述机箱132的两长宽面相接触；可以理解，热交换芯体131部分容置于所述第一通道134中，另一部分容置于所述第二通道135中；进而有效的实现了第一通道134中空气与第二通道135中空气，在所述热交换芯体131中进行热交换。

需要说明的是，所述第一通道134和第二通道135中的空气流动方向可以相同，或者不相同；也就是说，所述第一通道134和第二通道135中的空气可以同向流动，也可以相向流动；优选的，本实用新型中，所述第一通道134和第二通道135中的空气流动方向不相同，即所述第一通道134和第二通道135中的空气相向流动；进而在所述第一通道134和第二通道135间形成空气对流；进而在所述热交换芯体131处，使第一通道134中低温空气和第二通道135中的高温空气充分换热。

优选的，所述热交换装置13设置于所述机柜11的相对上端，其与所述机柜11可分离设置；所述第一通道134设置于所述第二通道135相对的上端，即所述第一通道134相对第二通道135远离所述机柜11；所述第二通道135仅仅与所述机柜11内空气连通，所述第一通道134与环境空气连通。

在一较佳实施例中，所述中隔板133表面粘结有保温层136，所述保温层136用于隔绝所述第一通道134和第二通道135之间的热交换；可以理解的是，所述第一通道134中的环境低温空气与第二通道135中的机柜11内部高温气体，在热交换芯体131处进行热交换后，第一通道134中的低温空气吸收机柜11内部高温气体，变化为环境高温气体，然后经第一通道134排入外部环境中；所述第二通道135中的机柜11内部高温气体吸收环境中低温空气的冷量，变化为低温空气；之后经第二通道135进入机柜11内；因此，通过在所述中隔板133表面上粘结保温层136，进而有效避免第一通道134与第二通道135中的冷热空气，在热交换芯之外的地方进行热交换，有效提升能量利用效率。

在另一实施例中，所述第一通道134设置有两相对的端口，所述第一通道134通过两口连接外部环境；进一步的，所述第一通道134一端口设置有风扇单元137，所述风扇单元137用于带动所述第一通道134中气体流动；进而促进所述第一通道134中的气体流动，使环境中的空气不断进入和流出第一通道134；为热交换装置13中的热交换提供了有效的保障。

更进一步的，所述第一通道134的另一端口设置有热交换通风网格138，所述热交换通风网格138用于环境空气进出第一通道134；可以理解，通过设置热交换通风网格138能有起到阻挡一定体积的异物进入热交换装置13内部，进而有效避免异物阻塞热交换装置13的第一通道134或者热交换芯体131，有效保证热交换装置13的正常运行。

优选的，所述热交换通风网格138朝向热交换芯体131的一侧设置有热交换通风滤网139，所述热交换通风滤网139用于净化进入第一通道134的空气；可以理解，通过设置过热交换通风滤网139可以有效的滤除进入第一通道134内的空气灰尘或者其它异物，进而有效避免灰尘或其他异物，阻塞热交换装置13的第一通道134或者热交换芯体131，有效保证热交换装置13的正常运行；需要说明的是，在所述第一通道134上设置有热交换通风滤网139后，所述环境空气经所述热交换通风网格138和热交换通风滤网139进入第一通道 134，之后在所述热交换芯体131处于第二通道135中的空气进行换热后，经风扇单元137 排除第一通道134。

请结合参阅图4和图5，在一实施例中，所述机柜11包括主柜体、机柜前门112和机柜后门113；所述机柜前门112和机柜后门113铰接于所述主柜体上；所述主柜体包括相对设置的底板1111和顶板1112，以及相对设置的第一侧板1113和第二侧板1114；可以理解，所述主柜体、机柜前门112和机柜后门113之间共同围设形成一容置空间，所述服务器 20和空调装置12固定于所述容置空间内；进而实现将所述空调装置12和服务器20设置于同一空间下，实现空调装置12对服务器20直接降温操作，缩短了送风距离，进而显著的提升了集成热交换功能的空调机柜系统10对服务器20的降温效率。

进一步的，所述空调装置12设置于所述底板1111朝向顶板1112的端面上，所述热交换装置13设置于所述顶板1112背离所述底板1111的端面上；所述热交换装置13与所述机柜11一体设置，或者可分离设置。所述空调装置12具有一回风口121和出风口122，所述机柜11内设置有对应空调装置12的出风口122的机柜冷通道114，以及对应空调装置12 的回风口121的机柜热通道115；可以理解，所述空调装置12通过所述出风口122吹出冷气体至机柜冷通道114，所述冷气体进入对所述服务器20进行降温，然后变化为高温气体，之后所述高温气体进入机柜热通道115，在所述机柜热通道115中经所述回风口121在此进入空调装置12，进而有效的实现对服务器20的降温操作。

优选的，所述顶板1112上设置有连通所述机柜热通道115和第二通道135的；以及连通所述机柜冷通道114和第二通道135的机柜进气机构117；所述机柜通风网格116用于机柜热通道115内热空气进入热交换装置13，所述机柜进气机构117用于热交换装置13中的低温空气进入机柜冷通道114；具体的，所述机柜通风网格116用于机柜热通道115内热空气进入热交换装置13的第二通道135，所述机柜进气机构117用于热交换装置13中的低温空气进入机柜冷通道114。

在一较佳实施例中，所述机柜11包括一相对设置的底板1111和顶板1112，所述空调装置12设置于所述底板1111上，所述热交换装置13设置于所述顶板1112上，所述控制装置14连接所述空调装置12和机柜进气机构117，用于控制所述空调装置12和热交换装置13，并调控所述服务器20的工作温度。

显然的，通过将所述空调装置12设置于所述机柜11中，进而实现所述空调装置12对服务器20的直接降温，避免因空调装置12和服务器20的分离设置，导致的空调冷气风阻大，温控效率低的问题；同时，通过设置所述热交换装置13，进而有效保证了所述集成热交换功能的空调机柜系统10的工作稳定性，使得所述集成热交换功能的空调机柜系统10 在所述空调装置12出现故障时，也能保障其有效的温控工作；同时，也能为所述集成热交换功能的空调机柜系统10提供多种温控模式，满足不同环境下的最佳节能运行；例如，在夜晚时，外接环境空气温度逐渐将温，当所述环境空气温度与所述机柜热通道115中的高温气体温差满足一定值时；仅仅利用外界环境空气中的冷量既可实现对服务器20的降温操作，而此时仅仅运行所述热交换装置13，既可满足集成热交换功能的空调机柜系统10对服务器20的降温需求；同时，也能显著的避免能源浪费，节约了大量的能源。

同时，通过所述控制装置14连接所述空调装置12和热交换装置13，并且能够检测服务器20的工作温度，并且依据所述检测到的服务器20的工作温度，控制所述空调装置 12和热交换装置13，进而精准快速调控所述机柜11式数据中心装置的工作温度。显著的提升了集成热交换功能的空调机柜系统10的温控效率和节能效果。

进一步的，所述机柜11还包括机柜前门112、机柜后门113、第一侧板1113和第二侧板1114；所述第一侧板1113和第二侧板1114垂直连接所述顶板1112和底板1111之间，同时所述第一侧板1113和第二侧板1114之间平行设置。所述机柜前门112设置为矩形，其一长边铰接于所述第一侧板1113之上；具体的，所述机柜前门112其一长边通过活页连接于所述第一侧板1113上。所述机柜后门113也设置为矩形，所述机柜后门113铰接于所述第一侧板1113和第二侧板1114之上；进一步的，所述机柜后门113且包括两个相对开门的门板，其一门板的长边通过活页连接于所述第一侧板1113上，另一门板的长边通过活页连接于所述第二侧板1114上。同时需要说明的是，所述机柜后门113的总尺寸与所述机柜前门112相同。

进一步的，所述底板1111、顶板1112、机柜前门112、机柜后门113、第一侧板1113和第二侧板1114共同围设一容置空间，所述空调装置12和所述服务器20收容于所述容置空间中；可知，所述服务器20和空调装置12共同设置于所述机柜11的容置空间中，进而使所述空调装置12能够直接对所述服务器20进行温控操作，显著增强所述集成热交换功能的空调机柜系统10的温控效率。

在一些实施例中，所述机柜前门112和机柜后门113上，还设置有电磁门锁118，所述电磁门锁118连接所述控制装置14，并在所述控制装置14的控制下自动开锁。进而实现自动打开所述机柜前门112和机柜后门113；进而，当所述外界环境温度较低，且其所述服务器20工作温度不高的情况下，所述控制装置14可以通过控制电磁门锁118，使外界环境气体进入所述机柜11内，对所述服务器20进行温控降温。

在一些较佳方式中，所述第一侧板1113和第二侧板1114朝向所述容置空间的面上，沿顶板1112至底板1111方向平行设置有两组机柜11框架，其一为设置于第一侧板1113和第二侧板1114的内表面靠近所述机柜前门112一侧的第一机柜框架1115，另一为设置于第一侧板1113和第二侧板1114的内表靠近所述机柜后门113一侧的第二机柜框架1116；所述机柜11设置有前门盲板和后门盲板1118；所述前门盲板固定于所述第一机柜框架1115上，且与所述机柜前门112形成一机柜冷通道114；所述空调装置12制备出的冷气体经出风口 122，进入所述机柜冷通道114，之后所述冷气体再进入所述服务器20，对所述服务器20进行直接冷却降温。

所述后门盲板1118固定于所述第二机柜框架1116上，且与所述机柜后门113形成一机柜热通道115；所述空调装置12制备出的冷气体经过所述服务器20被换热后，变化为高温气体，所述高温气体由所述服务器20逸出，并汇聚至所述机柜热通道115，最终在经过所述机柜热通道115，在所述入风口进入空调装置12。可以理解，通过设置机柜热通道115 和机柜冷通道114，有效的降低了机柜11内的侧风阻力，方便了空调装置12气体流动，有效增强了所述机柜11式数据中心温控装置的温控效率。

在一些实施例中，所述空调装置12包括一连接管，以及通过所述连接管连接的室外机和室内机123；同时，所述服务器20设置于所述容置空间中室内机123的相对的上侧；具体的，所述服务器20设置于所述室内机123相对上侧的第一机柜框架1115和第二机柜框架1116上。

可以理解，当所述控制装置14控制所述空调装置12运行时，所述空调装置12的出风口122吹出冷气体，进入所述机柜冷通道114，在进入固定于所述第一机柜框架1115和第二机柜11框上的服务器20，对所述服务器20进行降温，之后所述冷气体吸热后，变化为高温气体并进入所述机柜热通道115；同时，所述回风口121开始吸取所述机柜热通道115 中的高温气体；进而在所述机柜11内部形成循环气流，即自所述空调装置12出风口122吹出冷气体，之后冷气体进入服务器20换热为高温气体，之后高温气体自所述空调装置12的回风口121再进入所述空调装置12。

可以理解，通过将所述空调装置12室内机123的出风口122和回风口121都直接安装于所述机柜11中，进而使所述空调装置12直接对所述服务器20进行降温，实现机柜11 式数据中心温控装置的精准快速的温控操作；同时，在机柜11中形成循环气流，显著的解决了侧风阻力大、气流不畅、风路程过远造成的温控效率低下的问题，显著增强了所述机柜 11式数据中心温控装置的温控效率。

请进一步结合参阅图6，进一步的，所述顶板1112对应机柜冷通道114处开设有第一安装孔，所述顶板1112对应机柜热通道115处开设有第二安装孔；所述机柜进气机构117安装固定于所述第一安装孔上，所述机柜通风网格116。所述机柜进气机构117包括循环风扇组件1171、密封件1172、电机1173和电磁锁1174，所述电磁锁1174和电机1173设置于所述机柜进气机构117的一端，所述密封件1172设置于所述循环风扇组件1171与顶板1112 之间，所述电磁锁1174用于锁定所述密封件1172，所述电机1173连接并带动所述密封件 1172移动。

可以理解，当所述服务器20在其运行功率较低(负载较低)时，或者环境温度与所述机柜热通道115中空气温度温差满足一定预设值时；此时所述控制装置14控制仅仅开启所述热交换装置13运行，既可实现对服务器20的温度控制。当所述热交换装置13运行时，所述控制装置14控制所述电磁锁1174打开，之后再控制启动所述电机1173，由所述电机1173驱动打开所述密封件1172，进而导通所述第二通道135和机柜冷通道114；同时，所述控制装置14控制启动所述循环风扇组件1171和第一通道134上的风扇单元137，进而使所述第一通道134形成环境空气气流，所述机柜热通道115中的高温空气经机柜通风网格116进入第二通道135，并在第二通道135形成循环气流，所述高温气体和环境低温气体在热交换芯体131处进行热交换后，被冷却降温为低温气体，然后经过机柜进气机构117 进入机柜冷通道114，对所述服务器20进行降温。进而在有效调空所述服务器20工作温度的同时，节约了能量消耗。同时，也可以在所述空调装置12出现故障时，通过运行所述机柜进气机构117，尽可能的保证所述机柜11式数据中心温控装置的温控能力。

在一些实施例中，所述循环风扇组件1171包括风机1175和滤网1176，所述风机1175包括一个或多个，所述滤网1176设置于所述风机1175与顶板1112之间。进而有效避免外界灰尘进入所述机柜11内部，进而造成服务器20上灰尘堆积。

在另一较佳实施例中，集成热交换功能的空调机柜系统10的所述控制装置14包括主控制器、柜外温湿度传感器141、柜内温湿度传感器142和空调回风温湿度传感器143；所述柜外温湿度传感器141安装于热交换装置13的顶部，用于实时监测柜外环境温湿度，并传输至主控制器；所述柜内温湿度传感器142安装于机柜11内，用于检测机柜11内冷气体的温湿度值，并传输至主控制器；具体的，所述柜内温湿度传感器142用于检测机柜冷通道114环境的温湿度值，并传输至主控制器；所述空调回风温湿度传感器143安装于机柜 11内，用于检测空调装置12回风温湿度，并传输至主控制器；具体的，所述空调回风温湿度传感器143安装于空调装置12的回风口121处，用于检测空调装置12的回风口121处空气温湿度，并传输至主控制器；所述主控制器用于接收柜外温湿度传感器141、柜内温湿度传感器142和空调回风温湿度传感器143的检测信息，并依据所述检测信息控制空调装置 12和热交换装置13的运行。

所述主控制器连接所述空调装置12和热交换装置13，并依据服务器20的工作温度控制所述空调装置12和热交换装置13。通过设置多个温湿度传感器，实现对服务器20工作温度和环境温度的实时检测，进而实现快速精准调控所述服务器20的工作温度。

进一步的，所述主控制器包括一控制芯片，所述控制芯片用于接收上述各温湿度控制器的温度数据，并依据所述温度数据控制所述空调装置12和热交换装置13。优选的，所述控制芯片的型号为STM32F103，当然的，本实用新型中的控制芯片也包括能够实现本实用新型功能的其他型号的芯片。

在一实施例中，所述热交换装置13的运行依据下述公式控制，T₁-T₂＝ΔT₁；其中，T₁为柜外环境温度、T₂为空调回风温度。

当所述ΔT₁大于零时，将ΔT₁与一预设温度值T₃进行比较，当所述ΔT₁大于所述T₃时，主控制器控制所述热交换装置13运行，所述热交换装置13具体运行步骤参照上述实施例，此次不在赘述。

当所述热交换装置13开始运行时，所述集成热交换功能的空调机柜系统10的运行参见公式：T₄-T₅＝ΔT₂；其中，T₄为所述柜内温湿度传感器142检测所述热交换装置13进入所述机柜冷通道114中的气体温度，T₅为空调装置12预设的送风温度。

当所述ΔT₂小于零时所述集成热交换功能的空调机柜系统10仍然仅仅运行热交换装置13；当所述ΔT₂不小于零时，将所述ΔT₂与一预设温度值T₆进行比较，若所述ΔT₂小于 T₆时，所述集成热交换功能的空调机柜系统10运行和热交换装置13和低功率运行空调装置 12；当所述ΔT₂不小于T₆时；所述集成热交换功能的空调机柜系统10关闭所述热交换装置 13，并且全功率运行空调装置12。

进一步的，当所述热交换装置13关闭时，所述主控制器控制所述电机1173驱动所述密封件1172密封所述机柜进气机构117，同时控制所述风机单元关闭，进而隔绝所述热交换装置13和机柜11之间的空气流通；优选的，所述机柜通风网格116上也设置有密封件1172，同样由所述电机1173同步驱动打开和闭合；具体的，所述密封件1172设置为百叶或者电动百叶。

在另一较佳实施例中，所述机柜11式数据中心温控装置还谁有一蓄电池和不间断电源，当所述市电突然断电或者所述时，所述不间断电源可以瞬间将所述蓄电池储备的电源，转化为220V市电电压，以对所述集成热交换功能的空调机柜系统10进行保障性供电，以保证所述集成热交换功能的空调机柜系统10，尽可能久的提供降温操作，有效降低机柜11式数据中心装置的服务器20设备超温宕机的风险。

综上所述，本实用新型中提供了一种集成热交换功能的空调机柜系统，用于调节服务器温度，其包括机柜、空调装置、热交换装置和控制装置；机柜用于固定空调装置、热交换装置、控制装置和服务器；空调装置和热交换装置用于为服务器降温，控制装置用于控制空调装置和热交换装置。进而降低了空调装置制冷回路的长度和冷量的损耗，实现空调装置直接对服务器的降温操作，提升服务器的降温效率和降温效果；通过设置热交换装置，实现在环境温度值与机柜内温度值的差值较大，或服务器低功率运行时，可仅仅运行热交换装置，利用环境中的空气对所述服务器进行降温操作，进而提升了集成热交换功能的空调机柜系统的节能效果，避免了不必要的能源消耗。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种集成热交换功能的空调机柜系统，用于调节服务器温度，其特征在于，包括:机柜、空调装置、热交换装置和控制装置；所述机柜用于固定空调装置、热交换装置、控制装置和服务器；所述空调装置和热交换装置用于为所述服务器降温，所述控制装置用于控制所述空调装置和热交换装置；

所述热交换装置设置有热交换芯体和机箱，所述热交换芯体固定于所述机箱中部，用于低温气体和高温气体对流换热；

所述机箱设置为长方体，其上设置有一中隔板；所述中隔板用于将所述机箱的内部隔离为第一通道和第二通道；所述热交换芯体设置于所述中隔板的中部。

2.根据权利要求1所述的集成热交换功能的空调机柜系统，其特征在于，所述中隔板表面粘结有保温层，所述保温层用于隔绝所述第一通道和第二通道之间的热交换。

3.根据权利要求1所述的集成热交换功能的空调机柜系统，其特征在于，所述第一通道一端口设置有风扇单元，所述风扇单元用于带动所述第一通道中气体流动。

4.根据权利要求1所述的集成热交换功能的空调机柜系统，其特征在于，所述第一通道另一端口设置有热交换通风网格，所述热交换通风网格用于环境空气进出第一通道。

5.根据权利要求4所述的集成热交换功能的空调机柜系统，其特征在于，所述热交换通风网格朝向热交换芯体的一侧设置有热交换通风滤网，所述热交换通风滤网用于净化进入第一通道的空气。

6.根据权利要求1所述的集成热交换功能的空调机柜系统，其特征在于，所述机柜包括主柜体、机柜前门和机柜后门；所述机柜前门和机柜后门铰接于所述主柜体上；所述主柜体包括相对设置的底板和顶板，以及相对设置的第一侧板和第二侧板；所述空调装置设置于所述底板朝向顶板的端面上，所述热交换装置设置于所述顶板背离所述底板的端面上；所述空调装置具有一回风口和出风口；所述机柜内设置有对应空调装置的出风口的机柜冷通道，以及对应空调装置的回风口的机柜热通道；所述顶板上设置有连通所述机柜热通道的机柜通风网格，所述顶板上还设置有连通所述机柜冷通道的机柜进气机构；所述机柜通风网格用于机柜热通道内热空气进入热交换装置，所述机柜进气机构用于热交换装置中的低温空气进入机柜冷通道。

7.根据权利要求6所述的集成热交换功能的空调机柜系统，其特征在于，所述机柜进气机构包括循环风扇组件、密封件、电机和电磁锁，所述电磁锁和电机设置于所述机柜进气机构的一端，所述密封件设置于所述循环风扇组件与顶板之间，所述电磁锁用于锁定所述密封件，所述电机连接并带动所述密封件移动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的集成热交换功能的空调机柜系统，其特征在于，所述控制装置包括主控制器、柜外温湿度传感器、柜内温湿度传感器和空调回风温湿度传感器；所述柜外温湿度传感器安装于热交换装置的顶部，用于实时监测柜外环境温湿度，并传输至主控制器；所述柜内温湿度传感器安装于机柜内，用于检测机柜内冷气体的温湿度值，并传输至主控制器；所述空调回风温湿度传感器安装于机柜内，用于检测空调装置的回风温湿度，并传输至主控制器；所述主控制器用于接收柜外温湿度传感器、柜内温湿度传感器和空调回风温湿度传感器的检测信息，并依据所述检测信息控制空调装置和热交换装置的运行。