CN220274129U - 一种换热结构、装置以及机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机柜散热冷却技术领域，具体涉及一种换热结构、装置以及机柜，其中，换热结构适于设置在服务器的出风口处，包括：下集流管，设有适于输入液相介质的进液口；上集流管，设置在下集流管的上方，上集流管设有适于与排气管路连通的出气口；换热件，设置在上集流管和下集流管之间，适于吸收出风口的热量，且换热件内设有连通上集流管和下集流管的连通孔；其中，上集流管和下集流管平行设置。解决了现有的技术贴合效果不佳且占用较多空间，导致其冷却效率低，实用性不高的技术问题。

Description

一种换热结构、装置以及机柜

技术领域

本实用新型涉及机柜散热冷却技术领域，具体涉及一种换热结构、装置以及机柜。

背景技术

随着数字经济化的快速发展，带动了数据中心的高速发展。随着数据业务的增长，随数据中心的机柜服务器的运行要求提高，随之而来的是机柜内服务器在运行过程中其内部设备(例如CPU等电子设备)的发热问题，机柜内温度升高会影响服务器的运行，降低性能和使用寿命。

现有技术中利用冷却设备的蒸发器与CPU贴在一起的形式进行散热，但常受制于其数据中心设备空间，贴合效果不佳且占用较多空间，导致其冷却效率低，实用性不高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种换热结构、装置以及机柜，解决了现有的技术贴合效果不佳且占用较多空间，导致其冷却效率低，实用性不高的技术问题。

有鉴于此，本实用新型第一方面提供了一种换热结构，适于设置在服务器的出风口处，包括：

下集流管，设有适于输入液相介质的进液口；

上集流管，设置在所述下集流管的上方，所述上集流管设有适于与排气管路连通的出气口；

换热件，设置在所述上集流管和所述下集流管之间，适于吸收所述出风口的热量，且所述换热件内设有连通所述上集流管和所述下集流管的连通孔；

其中，所述上集流管和所述下集流管平行设置。

可选地，换热件包括多个沿所述上集流管的长度方向间隔设置的散热板；

所述散热板的一端与所述上集流管连接，另一端与所述下集流管连接；

其中，所述散热板内设有多个所述连通孔，所述连通孔的两端分别与所述上集流管和所述下集流管的内腔连通。

可选地，所述散热板为冷板。

可选地，还包括适于安装在所述服务器的出风口的导风板，所述上集流管和所述下集流管均固定安装在所述导风板面向所述服务器的一侧。

可选地，所述导风板上设有多个开孔。

可选地，所述出气口连接有第一螺纹接头，所述进液口连接有第二螺纹接头。

本实用新型第二方面提供了一种换热装置，包括多个第一方面任一项所述的换热结构；

所述下集流管还设有出液口，所述出液口在竖直方向上的高度高于所述进液口；

多个所述换热结构在竖直方向上由上至下依次间隔布置；

每两个相邻的所述换热结构通过第一连接管路串联，所述第一连接管路的一端与其中一个所述换热结构的所述出液口连接，另一端与另一个所述换热结构所述进液口连接；

其中，最顶部的换热结构的所述进液口连接有进液管路，最底部的所述换热结构的所述出液口连接有出液管路。

可选地，还包括排气管路，多个所述上集流管的出气口均与所述排气管路连接。

可选地，所述出液口连接有第三螺纹接头；

和/或，每两个相邻的所述换热结构上的出液口和进液口分别在所述下集流管长度方向上交错布置。

本实用新型第三方面提供了一种机柜，包括：

柜体；

多个服务器，由上至下依次间隔设置在所述柜体内；

第二方面任一项所述的换热装置，设置在多个所述服务器的出风口，所述换热装置的多个换热结构分别与多个所述服务器对应设置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型中，将换热结构设置在服务器的出风口处，通过进液口向下集流管内输入液相介质(例如液态金属、纳米材料混合介质的等，可根据需求调整液相介质的传热参数)，当服务器运行时，产生的热量通过出风口传递，热风经过换热件使得换热件吸收热量分别传递到上集流管和下集流管，下集流管内的液相介质吸收热量发生相变转变成气体介质，气体介质通过连通孔进入上集流管，气体介质再通过上集流管的出气口将热量带出，其中，上集流管因吸收热量以及下集流管内气体介质的流入，使得上集流管内压力、流速发生变化，从而内部介质发生连续相变和气液分离，进而吸收更多热量并排出，提高了辐射传热能力，冷却效果较好，且不占用服务器的内部空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种换热结构的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种换热结构的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的换热装置装入机柜的侧视图；

图5为图4中B处放大图；

图6为本实用新型实施例提供的换热装置装入机柜的左视图；

图7为图6中C处放大图。

附图标记说明：

1、下集流管；2、进液口；3、出液口；4、上集流管；5、出气口；6、散热板；7、连通孔；8、导风板；9、开孔；10、第一连接管；11、服务器；12、进液管路；13、出液管路；14、排气管路；15、排气支管；16、第二连接管；17、柜体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

请参阅图1至图3，本实施提供的一种换热结构，适于设置在服务器11的出风口处，包括：下集流管1，设有适于输入液相介质的进液口2；上集流管4，设置在下集流管1的上方，上集流管4设有适于与排气管路14连接的出气口5；换热件，设置在上集流管4和下集流管1之间，适于吸收出风口的热量，且设有连通上集流管4和下集流管1的连通孔7；其中，上集流管4和下集流管1平行设置。

需要说明的是，进液口2适于与外部进液管路12连接输入液相介质。

本实施例中，将换热结构设置在服务器11的出风口处，通过进液口2向下集流管1内输入液相介质(例如液态金属、纳米材料混合介质的等，可根据需求调整液相介质的传热参数)，当服务器11运行时，产生的热量通过出风口传递，热风经过换热件使得换热件吸收热量分别传递到上集流管4和下集流管1，下集流管1内的液相介质吸收热量发生相变转变成气体介质，气体介质通过连通孔7进入上集流管4，气体介质再通过上集流管4的出气口5将热量带出，其中，上集流管4因吸收热量以及下集流管1内气体介质的流入，使得上集流管4内压力、流速发生变化，从而内部介质发生连续相变和气液分离，进而吸收更多热量并排出，提高了辐射传热能力，冷却效果较好，且不占用服务器11的内部空间。

实施例2

作为对实施例1的进一步改进，如图1至图3所示，换热件包括多个沿上集流管4的长度方向间隔设置的散热板6；散热板6的一端与上集流管4连接，另一端与下集流管1连接；其中，散热板6内设有多个连通孔7，连通孔7的两端分别与上集流管4和下集流管1的内腔连通。

需要说明的是，多个散热板6平行设置，且散热板6的侧面与出风口垂直，提高与热风的接触面积吸收更多的热量。

本实施例中，通过多个散热板6提高与出风口的接触面积，以吸收更多的热量，并将热量传递到上集流管4和下集流管1，且通过连通孔7将下集流管1内的液相介质相变产生的气体流入上集流管4并将热量带出，提高冷却效果。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，散热板6为冷板。

需要说明的是，冷板是经过冷轧工序生产的钢板，耐久性好、耐热性好。

本实施例中，通过选用冷板以提高吸热能力和耐久性，提高散热效果。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，还包括适于安装在服务器11的出风口的导风板8，上集流管4和下集流管1均固定安装在导风板8面向服务器11的一侧。

本实施中，通过导风板8将上集流管4和下集流管1固定在服务器11的出风口，在热风经过出风口出来时，导风板8可对热风起到一定的阻挡作用，增加热风的停留时间，提高换热效果。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，导风板8上设有多个开孔9。

本实施例中，在导风板8上增加开孔9，使得出风口的部分热风能经过开孔9流动，增加热风的流动性，避免热风受到导风板8的阻挡过度堆积导致温度过高，甚至回流到出风口，影响散热性能。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，出气口5连接有第一螺纹接头，进液口2连接有第二螺纹接头。

本实施例中，通过第一螺纹接头便于安装或拆卸排气管路14，通过第二螺纹接头便于安装或拆卸进液管路12。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，下集流管1还设有出液口3。

本实施例中，可通过出液口3将下集流管1内的液相介质排出，再通过进液口2输入液相介质，使得下集流管1内的液相介质就有一定的循环流动性，避免长时间工作，液相介质温度过高难以散热，提高散热效果。

本实施例中，换热结构的工作原理为：通过导风板8将散热板6、上集流管4和下集流管1安装在服务器11的出风口，服务器11运行过程中产生的热风通过出风口排出，热风经过散热板6、上集流管4和下集流管1进行换热，其中，散热板6吸收热量传递分别传递到上集流管4和下集流管1，下集流管1内的液相介质相变吸热，由液相变为气相(即气体)，气体通过散热板6内的连通孔7流入上集流管4，从而从集流管内经过出气口5排出到排气管路14，进而将热量带走，达到冷却的目的。本实施例提供的换热结构通过设置在服务器11出风口的散热板6、上集流管4和下集流管1利用相变吸热的原理实现换热，换热效果较好，提高了冷却效率，不占用服务器11的内部空间。解决了现有的技术贴合效果不佳且占用较多空间，导致其冷却效率低，实用性不高的技术问题。

实施例3

请参阅图4至图7，本实施例提供的一种换热装置，包括多个实施例1-2任一项实施例所述的换热结构；下集流管1还设有出液口3，出液口3在竖直方向上的高度高于进液口2；多个换热结构在竖直方向上由上至下依次间隔布置；每两个相邻的换热结构通过第一连接管10串联，第一连接管10的一端与其中一个换热结构的出液口3连接，另一端与另一个换热结构进液口2连接；其中，最顶部的换热结构的进液口2连接有进液管路12，最底部的换热结构的出液口3连接有出液管路13。

需要说明的是，换热装置适于设置在服务器11的出风口，且多个换热结构分别与多个服务器11相对应，提高散热效果。

本实施例中，通过进液管路12将外部的液相介质经最顶部的换热结构的进液口2输入，液相介质自上而下依次由上一个换热结构的出液口3流出，流入到下一个换热结构的进液口2，直到从最后一个换热结构的出液口3经过出液管路13流出，可将流出的液相介质回收进行循环流动，带走部分热量，提高冷却效果，由于出液口3的高度高于进液口2，当液相介质经过下集流管1时，会有部分液相介质停留在下集流管1内，便于发生相变进行换热，服务器11的热风经过出风口出来流经换热结构进行换热，实现冷却功能。

实施例4

作为对实施例3的进一步改进，如图4至图7所示，还包括排气管路14，多个上集流管4的出气口5均与排气管路14连通。

本实施例中，通过排气管路14将各个上集流管4吸收热量产生的气体带出上集流管4，实现散热，带出的气体可重新进行冷却回收。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，出液口3连接有第三螺纹接头。

本实施例中，通过第三螺纹接头，便于安装或拆卸出液管路13。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，出液口3和进液口2分别设置在下集流管1的两端，便于液相介质沿下集流管1的长度方向流经整个下集流管1，散热效果更好。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，每两个相邻的换热结构上的出液口3和进液口2分别在下集流管1长度方向上交错布置。

本实施例中，通过两个相邻的换热结构上的出液口3和进液口2分别在下集流管1长度方向上交错布置，便于连个相邻的换热结构通过第一连接管10进行串联，提高连接的便利性以及美观性。

具体地，还包括两个排气支管15，排气支管15分别沿竖直方向设置在换热结构的两侧，排气支管15的一端与排气管路14连接，多个换热结构两侧的出气口5分别与两个排气支管15通过第二连接管16路连通。

本实施例中，通过在换热结构两侧设有两个排气支管15，便于出气口5与排气管路14连接，同时提高出气口5排气的流畅性。

本实施例中，换热装置的工作原理为：通过将多个换热结构依次由上至下通过第一连接管10串联，且通过换热结构上的导风板8安装到服务器11的出风口，最顶部的换热结构通过进液管路12连接提供的液相介质的外部设备，另外最底部的换热结构可通过出液管路13连接外部设备对液相介质进行回收或再次循环，而换热结构上的出气口5则依次连通第二连接管16路、排气支管15和排气管路14，接着，在服务器11运行过程中，通过外部设备向进液管路12输入液相介质，液相介质自上而下依次由上一个换热结构的出液口3流出，流入到下一个换热结构的进液口2，直到从最后一个换热结构的出液口3经过出液管路13流出，通过进液管路12补充液相介质使得换热结构内的液相介质保持平衡，而相变产生的气体则通过依次通过第二连接管16路、排气支管15和排气管路14排出，将吸收的热量带出，实现冷却。解决了现有的技术贴合效果不佳且占用较多空间，导致其冷却效率低，实用性不高的技术问题。

实施例5

请参阅图4至图7，本实施例提供的一种机柜，包括：柜体17；多个服务器11，由上至下依次间隔设置在柜体17内；实施例3-4任一项实施例所述的换热装置，设置在多个服务器11的出风口，换热装置的多个换热结构分别与多个服务器11对应设置。

本实施例中，通过换热装置在柜体17中对服务器11的出风口进行冷却散热，具体的工作原理同上述实施例所述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种换热结构，其特征在于，适于设置在服务器(11)的出风口处，包括：

下集流管(1)，设有适于输入液相介质的进液口(2)；

上集流管(4)，设置在所述下集流管(1)的上方，所述上集流管(4)设有适于与排气管路(14)连通的出气口(5)；

换热件，设置在所述上集流管(4)和所述下集流管(1)之间，适于吸收所述出风口的热量，且所述换热件内设有连通所述上集流管(4)和所述下集流管(1)的连通孔(7)；

其中，所述上集流管(4)和所述下集流管(1)平行设置。

2.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，换热件包括多个沿所述上集流管(4)的长度方向间隔设置的散热板(6)；

所述散热板(6)的一端与所述上集流管(4)连接，另一端与所述下集流管(1)连接；

其中，所述散热板(6)内设有多个所述连通孔(7)，所述连通孔(7)的两端分别与所述上集流管(4)和所述下集流管(1)的内腔连通。

3.根据权利要求2所述的换热结构，其特征在于，所述散热板(6)为冷板。

4.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，还包括适于安装在所述服务器(11)的出风口的导风板(8)，所述上集流管(4)和所述下集流管(1)均固定安装在所述导风板(8)面向所述服务器(11)的一侧。

5.根据权利要求4所述的换热结构，其特征在于，所述导风板(8)上设有多个开孔(9)。

6.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述出气口(5)连接有第一螺纹接头，所述进液口(2)连接有第二螺纹接头。

7.一种换热装置，其特征在于，包括多个权利要求1-6任一项所述的换热结构；

所述下集流管(1)还设有出液口(3)，所述出液口(3)在竖直方向上的高度高于所述进液口(2)；

多个所述换热结构在竖直方向上由上至下依次间隔布置；

每两个相邻的所述换热结构通过第一连接管(10)串联，所述第一连接管(10)的一端与其中一个所述换热结构的所述出液口(3)连接，另一端与另一个所述换热结构所述进液口(2)连接；

其中，最顶部的换热结构的所述进液口(2)连接有进液管路(12)，最底部的所述换热结构的所述出液口(3)连接有出液管路(13)。

8.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，还包括排气管路(14)，多个所述上集流管(4)的出气口(5)均与所述排气管路(14)连接。

9.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，所述出液口(3)连接有第三螺纹接头；

和/或，每两个相邻的所述换热结构上的出液口(3)和进液口(2)分别在所述下集流管(1)长度方向上交错布置。

10.一种机柜，其特征在于，包括：

柜体(17)；

多个服务器(11)，由上至下依次间隔设置在所述柜体(17)内；

权利要求7-9任一项所述的换热装置，设置在多个所述服务器(11)的出风口，所述换热装置的多个换热结构分别与多个所述服务器(11)对应设置。