CN215637704U - 机柜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机柜装置，该机柜装置包括：柜体，具有相互独立的容纳腔室和换热腔室；自然冷却组件，包括相互独立的内循环通道和外循环通道，内循环通道和外循环通道均位于换热腔室内，内循环通道的两端分别与容纳腔室连通，外循环通道的两端分别与外界连通，自然冷却组件还包括换热器，设置在换热腔室内，换热器具有第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道和第二换热通道能够进行热交换；机械制冷组件，包括顺次循环连接的压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器设置在内循环通道内，且位于换热器的下游。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的机柜运行能耗高的问题。

Description

机柜装置

技术领域

本实用新型涉及机柜技术领域，具体而言，涉及一种机柜装置。

背景技术

目前，相关技术中，为了给机柜降温，一般会采用压缩机制冷循环为主的冷却系统机柜。但采用上述装置需要长期使压缩机运行，其全年运行能耗较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种机柜装置，以解决现有技术中的机柜运行能耗高的问题。

本实用新型提供了一种机柜装置，机柜装置包括：柜体，具有相互独立的容纳腔室和换热腔室；自然冷却组件，包括相互独立的内循环通道和外循环通道，内循环通道和外循环通道均位于换热腔室内，内循环通道的两端分别与容纳腔室连通，外循环通道的两端分别与外界连通，自然冷却组件还包括换热器，设置在换热腔室内，换热器具有第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道设置在内循环通道上并与内循环通道连通，第二换热通道设置在外循环通道上并与外循环通道连通，第一换热通道和第二换热通道能够进行热交换；机械制冷组件，包括顺次循环连接的压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器设置在内循环通道内，且位于换热器的下游。

进一步地，内循环通道和外循环通道交叉设置在换热腔室内。

进一步地，内循环通道具有相对设置的内循环进风口和内循环出风口，内循环进风口位于换热器的上方，内循环出风口位于换热器的下方；外循环通道具有相对设置的外循环进风口和外循环出风口，外循环进风口位于换热器的下方，外循环出风口位于换热器的上方。

进一步地，换热器倾斜设置在换热腔室内。

进一步地，换热器与换热腔室配合，以将换热腔室分隔为独立的内循环进风腔室、内循环出风腔室、外循环进风腔室以及外循环出风腔室，第一换热通道的两端分别与内循环进风腔室以及内循环出风腔室连通，内循环进风腔室与内循环进风口连通，内循环出风腔室与内循环出风口连通，第二换热通道的两端分别与外循环进风腔室和外循环出风腔室连通，外循环进风口与外循环进风腔室连通，外循环出风口与外循环出风腔室连通。

进一步地，机柜装置还包括：喷淋冷却组件，设置在换热腔室内，且喷淋冷却组件能够与第一换热通道进行热交换。

进一步地，喷淋冷却组件包括：顺次连接的水泵、供水管以及喷头组件，喷头组件设置在第二换热通道内。

进一步地，喷淋冷却组件还包括挡水板，挡水板设置在第二换热通道的出风口处。

进一步地，喷淋冷却组件还包括水池，水池设置在换热腔室内，水泵设置在水池内，机械制冷组件还包括接水盘，接水盘位于蒸发器下方，且接水盘与水池连通。

进一步地，自然冷却组件还包括：内循环风机、外循环风机以及防风百叶，内循环风机设置在内循环进风口处，外循环风机设置在外循环出风口处，外循环进风口和外循环出风口处均设置有防风百叶。

应用本实用新型的技术方案，该机柜装置包括：柜体、自然冷却组件和机械制冷组件。其中，通过设置自然冷却组件和机械制冷组件，并在换热腔室内设置内循坏通道和外循环通道。这样可以利用自然冷却组件和机械制冷组件配合来对容纳腔室降温。当室外温度较低时，可以利用换热器将外部冷源与内循环通道换热来对容纳腔室降温，而在室外温度高于容纳腔室温度时，再利用机械制冷组件进行单独冷却。这样能够充分利用环境资源，并且能够降低机柜的运行能耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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示出了本实用新型提供的机柜装置的背部结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的机柜装置的左视图；

图3示出了本实用新型提供的机柜装置的右视图；

图4示出了本实用新型提供的换热腔室的透视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、柜体；11、容纳腔室；12、换热腔室；121、内循环进风腔室；122、内循环出风腔室；123、外循环进风腔室；124、外循环出风腔室；

201、内循环进风口；202、内循环出风口；203、外循环进风口；204、外循环出风口；21、换热器；22、内循环风机；23、外循环风机；24、防风百叶；

31、压缩机；32、冷凝器；33、蒸发器；34、接水盘；

40、喷淋冷却组件；41、水泵；42、供水管；43、喷头组件；44、挡水板；45、水池。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供一种机柜装置，该机柜装置包括：柜体10、自然冷却组件和机械制冷组件。其中，柜体10具有相互独立的容纳腔室11和换热腔室12，容纳腔室11内用于放置服务器或其它电气元件。自然冷却组件包括相互独立的内循环通道和外循环通道，内循环通道和外循环通道均位于换热腔室12内，内循环通道的两端分别与容纳腔室11连通，外循环通道的两端分别与外界连通，自然冷却组件还包括换热器21，换热器21设置在换热腔室12内，换热器21具有第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道设置在内循环通道上并与内循环通道连通，第二换热通道设置在外循环通道上并与外循环通道连通，第一换热通道和第二换热通道能够进行热交换；机械制冷组件包括顺次循环连接的压缩机31、冷凝器32以及蒸发器33，蒸发器33设置在内循环通道内，且位于换热器21的下游。通过自然冷却组件和机械制冷组件可以对内循坏通道的空气进行降温，从而降低了容纳腔室11侧的温度，实现了冷却机柜的效果。

通过本申请提供的技术方案，设置自然冷却组件和机械制冷组件，并在换热腔室12内设置内循坏通道和外循环通道。这样可以利用自然冷却组件和机械制冷组件配合来对容纳腔室11降温。当室外温度较低时，可以利用换热器21将外部冷源与内循环通道换热来对容纳腔室11降温，而在室外温度高于容纳腔室11温度时，再利用机械制冷组件进行单独冷却。这样能够充分利用环境资源，并且能够降低机柜的运行能耗。

进一步地，内循环通道和外循环通道交叉设置在换热腔室12内。上述设计不仅节省了内循环通道与外循环通道安装时所需的空间，降低了生产成本。具体的，换热器21内第一换热通道与第二换热通道也相应交叉设置，这样能够增加二者的换热面积，减小换热时的能量损失，从而提高了装置的换热效率。

具体地，内循环通道具有相对设置的内循环进风口201和内循环出风口202，内循环进风口201位于换热器21的上方，内循环出风口202位于换热器21的下方；外循环通道具有相对设置的外循环进风口203和外循环出风口204，外循环进风口203位于换热器21的下方，外循环出风口204位于换热器21的上方。由于外循环通道的进风口与外界连通，故温度低的空气通过外循环进风口203进入第二换热通道，同时内循环进风口201与容纳腔室11相连通，故温度较高的空气通过内循环进风口201进入第一换热通道，这样设计符合冷空气下降热空气上升的原理，更有利于气流的流动和扩散，进一步地提高了装置的换热效率。

进一步地，换热器21倾斜设置在换热腔室12内。倾斜设置相比于垂直设置可以将换热器21的尺寸设计的更大，这样有利于增大换热器21的换热面积，从而可以提供更大的制冷量。具体的，换热器21内设置并排设置多组换热板，多组换热板与水平面具有夹角，如此能够延长换热板的长度，进而能够增加换热器21的换热面积。

其中，换热器21与换热腔室12配合，以将换热腔室12分隔为独立的内循环进风腔室121、内循环出风腔室122、外循环进风腔室123以及外循环出风腔室124，第一换热通道的两端分别与内循环进风腔室121以及内循环出风腔室122连通，内循环进风腔室121与内循环进风口201连通，内循环出风腔室122与内循环出风口202连通，第二换热通道的两端分别与外循环进风腔室123和外循环出风腔室124连通，外循环进风口203与外循环进风腔室123连通，外循环出风口204与外循环出风腔室124连通。通过将换热腔室12分成四个独立的风腔室，使得装置在运行过程中各个通道里的空气不会互相干扰，保证了装置运行的稳定性。

具体地，机柜装置还包括喷淋冷却组件40，喷淋冷却组件40设置在换热腔室12内，且喷淋冷却组件40能够与第一换热通道进行热交换。通过设置喷淋冷却组件40进行热量交换，其能够降低第一换热通道内空气的温度，进一步地提高了装置的制冷效果。

具体在本申请的实施例中，喷淋冷却组件40所喷出的水与第二换热通道中的室外热干空气混合后，会吸收室外热干空气的热量，降低第二换热通道的温度，通过降低温度的第二换热通道与第一换热通道内的热空气进行换热，这样使得换热过程更加安全、稳定。

进一步地，喷淋冷却组件40包括：顺次连接的水泵41、供水管42以及喷头组件43，喷头组件43设置在第二换热通道内。喷头组件43通过水泵41和供水管42可以将水喷洒在第二换热通道内，利用冷却水与第一换热通道进行换热。

其中，喷淋冷却组件40还包括挡水板44，挡水板44设置在第二换热通道的出风口处。上述设计可以防止喷淋冷却组件40在运行时，冷却水从第二换热通道内喷出，对装置的其他结构造成损坏，以保证装置的正常工作。

具体地，喷淋冷却组件40还包括水池45，水池45设置在换热腔室12内，水泵41设置在水池45内，机械制冷组件还包括接水盘34，接水盘34位于蒸发器33下方，且接水盘34与水池45连通。这样可以对蒸发器33表面冷凝水进行回收处理，提高了水资源的利用率。并且，通过设置水池45可以方便喷淋冷却组件40进行喷淋。

在本实施例中，该自然冷却组件还包括：内循环风机22、外循环风机23以及防风百叶24，内循环风机22设置在内循环进风口201处，外循环风机23设置在外循环出风口204处，外循环进风口203和外循环出风口204处均设置有防风百叶24。上述设计可以避免装置在冬季停机时，室外低温冷风吹进换热腔室12而导致内部结冰，并且，能够防止外部杂质进入柜体10内，保证了装置的结构稳定性，延长了装置的使用寿命。具体的，内循环风机22和外循环风机23为离心风机，离心风机出风口均在风机的出风径向方向上，可以避免此处动压与静压的频繁转换，减少风机的功耗。

通过本申请提供的技术方案，可以实现以下三种运行模式：

模式一：当室外温度较低时，可以通过外循环风机23将外部冷风吸入外循环通道进行外部循环，通过内循环风机22将容纳腔室11内的热空气吸入内循环通道进行内部循环，并利用换热器21将外部冷源与内循环通道的热空气进行换热，以冷却内循环通道内的热空气，并将冷却后的空气通入容纳腔室11进行降温。这样能够充分利用环境资源，有利于装置的节能。

模式二：当室外温度升高时，不开启喷淋冷却组件40不足以满足内循环通道降温的需求时，可以开启水泵41将水喷洒在第二换热通道内，利用冷却水与第一换热通道进行换热，以此来降低第一换热通道的温度，从而达到给容纳腔室11降温的效果。通过冷却水来对第一换热通道进行降温，可以在保证冷却效果的同时有效地降低了装置的能耗。

模式三：而在室外温度过高时，可以利用机械制冷组件进行单独冷却。这样可以通过机械制冷组件的制冷效果，来达到给容纳腔室11降温的目的。当然，也可利用先利用喷淋冷却组件40进行降温，再利用蒸发器33对初步冷却的空气进行进一步冷却。

通过本申请提供的技术方案，具有以下优点：

1、柜体内气流循环与柜体外气流循环呈交叉排布，换热器21倾斜放置，能够最大化增加换热器21的迎风尺寸，减小风阻，提高机械制冷介入的温度，减少全年电力消耗。

2、内循环风机22和外循环风机23均为离心式风机，风机的出风方向与风机自身的出风方向一致，减小离心风机出口效应带来的阻力损失，降低风机功耗。

3、包括自然冷却在内的所有部件都放置在机组内，这样能够避免将自然冷却设备放置在室外时出现换热器结冰、或因高温暴晒导致制冷量衰减的现象。

4、机柜整体可贴墙放置、也可在外循环进、排风的法兰上接风管离墙放置，布置更加灵活。

5、自然冷却组件和机械制冷组件放置在机组后面，不占用容纳腔室11的空间。

6、室外侧设置有防风百叶24，可以避免冬季停机时室外低温冷风吹入引起机组结冰。

7、冷凝器32集成在设备内部，不需要在室外侧安装冷凝器32。

8、内循环下送上回，契合冷风下进热风上回热空气上升的原理。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

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)

1.一种机柜装置，其特征在于，所述机柜装置包括：

柜体(10)，具有相互独立的容纳腔室(11)和换热腔室(12)；

自然冷却组件，包括相互独立的内循环通道和外循环通道，所述内循环通道和所述外循环通道均位于所述换热腔室(12)内，所述内循环通道的两端分别与所述容纳腔室(11)连通，所述外循环通道的两端分别与外界连通，所述自然冷却组件还包括换热器(21)，设置在所述换热腔室(12)内，所述换热器(21)具有第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道设置在所述内循环通道上并与所述内循环通道连通，所述第二换热通道设置在所述外循环通道上并与所述外循环通道连通，所述第一换热通道和所述第二换热通道能够进行热交换；

机械制冷组件，包括顺次循环连接的压缩机(31)、冷凝器(32)以及蒸发器(33)，所述蒸发器(33)设置在所述内循环通道内，且位于所述换热器(21)的下游。

2.根据权利要求1所述的机柜装置，其特征在于，所述内循环通道和所述外循环通道交叉设置在所述换热腔室(12)内。

3.根据权利要求2所述的机柜装置，其特征在于，

所述内循环通道具有相对设置的内循环进风口(201)和内循环出风口(202)，所述内循环进风口(201)位于所述换热器(21)的上方，所述内循环出风口(202)位于所述换热器(21)的下方；

所述外循环通道具有相对设置的外循环进风口(203)和外循环出风口(204)，所述外循环进风口(203)位于所述换热器(21)的下方，所述外循环出风口(204)位于所述换热器(21)的上方。

4.根据权利要求2所述的机柜装置，其特征在于，所述换热器(21)倾斜设置在所述换热腔室(12)内。

5.根据权利要求3所述的机柜装置，其特征在于，所述换热器(21)与所述换热腔室(12)配合，以将所述换热腔室(12)分隔为独立的内循环进风腔室(121)、内循环出风腔室(122)、外循环进风腔室(123)以及外循环出风腔室(124)，所述第一换热通道的两端分别与所述内循环进风腔室(121)以及所述内循环出风腔室(122)连通，所述内循环进风腔室(121)与所述内循环进风口(201)连通，所述内循环出风腔室(122)与所述内循环出风口(202)连通，所述第二换热通道的两端分别与所述外循环进风腔室(123)和所述外循环出风腔室(124)连通，所述外循环进风口(203)与所述外循环进风腔室(123)连通，所述外循环出风口(204)与所述外循环出风腔室(124)连通。

6.根据权利要求1所述的机柜装置，其特征在于，所述机柜装置还包括：

喷淋冷却组件(40)，设置在所述换热腔室(12)内，且所述喷淋冷却组件(40)能够与所述第一换热通道进行热交换。

7.根据权利要求6所述的机柜装置，其特征在于，所述喷淋冷却组件(40)包括：顺次连接的水泵(41)、供水管(42)以及喷头组件(43)，所述喷头组件(43)设置在所述第二换热通道内。

8.根据权利要求7所述的机柜装置，其特征在于，所述喷淋冷却组件(40)还包括挡水板(44)，所述挡水板(44)设置在所述第二换热通道的出风口处。

9.根据权利要求7所述的机柜装置，其特征在于，所述喷淋冷却组件(40)还包括水池(45)，所述水池(45)设置在所述换热腔室(12)内，所述水泵(41)设置在所述水池(45)内，所述机械制冷组件还包括接水盘(34)，所述接水盘(34)位于所述蒸发器(33)下方，且所述接水盘(34)与所述水池(45)连通。

10.根据权利要求3所述的机柜装置，其特征在于，所述自然冷却组件还包括：内循环风机(22)、外循环风机(23)以及防风百叶(24)，所述内循环风机(22)设置在所述内循环进风口(201)处，所述外循环风机(23)设置在所述外循环出风口(204)处，所述外循环进风口(203)和所述外循环出风口(204)处均设置有所述防风百叶(24)。

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