一种机柜散热装置及系统的制作方法

本发明涉及散热冷却技术领域，尤其涉及一种机柜散热装置及系统。

背景技术：

机柜作为IT网络设备支撑平台之一，不仅广泛用于电信级别的互联网数据中心，也大量用于政府、银行、教育机构、金融证券、企业等单位数据存储的物理结构平台。随着数据计算服务和高性能计算的需求快速增长，机柜的整体设计和管理系统面临着许多技术挑战。由于数据分析的普遍性需求，机柜的设计除了考虑传统机房式数据中心的建设技术，近些年也出现了对高度集成化的，相对小型化，易移动的机柜系统的需求和技术发展方向。

传统的机柜具有如下技术缺点：

一、传统的42U通用机柜深度为1999mm，高度很大，以及非常低的通孔率，这些缺点造成对机柜系统的散热结构要求很高，否则会造成高昂的电力成本。

二、传统的机柜系统在散热上面更依赖于风扇和机房的空调系统的相互配合。而传统的精密空调送风系统系统设计，采用风管上送风。其优点在于合理的设计可保证出风均匀，可送到较远的区域，通过消声箱可以有效降低风噪，但是其静压箱设计是根据现有风量设计，不能随意更改，否则反而可能引起送风不均等问题。

三、传统机柜系统不带任何的电源备份系统，一旦IDC机房或者机柜中等设备工作电源出现故障或问题，会造成设备宕机及数据丢失等重大问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种机柜散热装置及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种机柜散热装置，包括智能温控组件、散热组件和水冷组件，所述智能温控组件、散热组件和水冷组件分别与外部电源电连接。

所述智能温控组件包括多个温湿度传感器和智能控制器，多个所述温湿度传感器均匀布设在机柜柜体内，并均与所述智能控制器电连接。

所述散热组件包括至少一个风帽，所述风帽设置在所述机柜柜体的顶部，且所述风帽与所述智能控制器电连接。

所述水冷组件包括水冷管、水泵和设置在所述机柜柜体下方的密闭冷却池，所述水泵设置在所述机柜柜体底部，所述水冷管设置在所述机柜柜体内壁上，且设有所述水冷管的机柜柜体侧壁上设有多个散热孔，所述冷却池内装填有冷却液，所述水泵、水冷管和冷却池顺次连通并形成循环回路，所述水泵与所述智能控制器电连接。

本发明的有益效果是：本发明的一种机柜散热装置，除了通过散热组件对机柜柜体进行散热外，还通过所述水冷组件实现对机柜的进一步有效散热，并通过所述智能控制器调节所述散热组件和水冷组件的功率，使得机柜内的温度低于设定的阈值，确保机柜内设备能够稳定的运行，提高机柜内设备的安全性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：还包括开关保护电路，所述智能温控组件、散热组件和水冷组件均通过所述开关保护电路与外部电源电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述开关保护电路可以在电路中出现短路等故障的紧急情况下自动断开电路，确保电路安全。

进一步：所述水冷管和水泵的数量均为多个，且二者的数量相等并一一对应设置，所述水冷管的一端与对应的所述水泵的出水口连通，另一端与所述冷却池的循环进水口连通，所述水泵的进水口与所述冷却池的循环出水口连通。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述智能控制器根据机柜柜体内的温度控制所述水泵的开启数量和每个水泵的功率，以便调节所述水冷管内冷却液的循环速度，从而调节散热速度，控制灵活，调节方便，可以在尽可能短的时间内将机柜柜体内的温度降低至设定范围内，提高整个机柜内设备运行的稳定性。

进一步：还包括与所述水冷管数量相同的水压传感器，所述水压传感器一一对应地设置在所述水冷管内，所述水压传感器与所述智能控制器电连接，并实时检测所述水冷管内的水压。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述水压传感器可以实时检测所述水冷管内的水压，一方面可以便于所述智能控制器根据所述水压传感器检测的水压值调整所述水泵的功率，另一方便可以在所述水泵、水冷管和冷却池形成的循环回路出现冷却液泄漏时，及时发现，并通过所述智能控制器控制所述水泵停止工作，确保设备安全。

进一步：还包括智能配电模块，所述开关保护电路通过所述智能配电模块分别与所述智能温控组件、散热组件和水冷组件电连接。

进一步：所述智能配电模块包括PDU配电子模块和PDM配电子模块，所述智能温控组件、散热组件和水冷组件均与所述PDU配电子模块和/或PDM配电子模块电连接，所述PDM配电子模块分别与所述PDU配电子模块和所述开关保护电路电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述智能配电模块可以提供丰富的配电插座，可以满足不同功能、不同安装方式和不同插位组合的多种系列规格设备，以便不同类型的设备及周边电子设备可以通用，增大其适用范围。

进一步：所述智能配电模块还包括UPS电源，所述UPS电源与所述PDM配电子模块电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述UPS电源可以在外部电源出现故障等断电情况下可以短时间内持续为所述智能温控组件、散热组件和水冷组件，以及机柜内设备提供备用电源，避免相关数据信息丢失，影响设备工作的稳定性。

进一步：所述机柜柜体顶部内壁设有密闭的配电室，所述智能配电模块设置在所述配电室内，所述机柜柜体的顶壁上正对所述配电室的位置处设有与所述配电室连通的检修板，所述检修板与所述机柜柜体可拆卸连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置配电室可以将所述智能配电模块进行物理空间上的隔离，提高所述智能配电模块工作的稳定性，并且通过所述检修板可以方便的对所述智能配电模块进行维修，非常方便。

进一步：还包括报警模块，所述报警模块包括蜂鸣器和指示灯，所述蜂鸣器和指示灯分别与所述智能控制器连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述报警模块可以在所述智能温控组件、散热组件和水冷组件出现异常时发出报警信息，及时告知管理人员，并采取对应措施，尽可能减小损失。

进一步：还包括无线通信电路，所述无线通信电路与所述智能控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述无线通信电路可以便于整个散热装置与外部智能终端无线连接，实现远程动态监控。

本发明还提供了一种机柜散热系统，包括无线通信电路、至少一个智能终端和所述的机柜散热装置，所述智能控制器通过所述无线通信电路与所述智能终端无线连接。

通过所述智能控制器与所述智能终端无线连接，可以方便管理人员实时了解机柜柜体的相关信息，比如机柜柜体内的温度信息、所述智能温控组件、散热组件和水冷组件的工作状态信息等，并在设备出现异常时及时收到告警信息，远程监控，非常方便。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种机柜散热装置结构示意图；

图2为本发明实施例二的一种机柜散热装置结构示意图；

图3为本发明实施例三的一种机柜散热装置结构示意图；

图4为本发明实施例四的一种机柜散热装置结构示意图；

图5为本发明实施例五的一种机柜散热装置结构示意图；

图6为本发明实施例六的一种机柜散热装置结构示意图；

图7为本发明实施例七的一种机柜散热装置结构示意图；

图8为本发明的一种机柜散热系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种机柜散热装置，包括智能温控组件、散热组件和水冷组件，所述智能温控组件、散热组件和水冷组件分别与外部电源电连接。

所述智能温控组件包括多个温湿度传感器和智能控制器，多个所述温湿度传感器均匀布设在机柜柜体内，并均与所述智能控制器电连接。

所述散热组件包括至少一个风帽，所述风帽设置在所述机柜柜体的顶部，且所述风帽与所述智能控制器电连接。采用风帽直吹送风的形式，具有安装简单、快捷，工程成本最低，适应性强等特点，并且其送风距离较短，出风口风速较高，风机噪音较小，同时冷风利用效率高，朝整个空间散逸量较小，从而减少风量的损失。

所述水冷组件包括水冷管、水泵和设置在所述机柜柜体下方的密闭冷却池，所述水泵设置在所述机柜柜体底部，所述水冷管设置在所述机柜柜体内壁上，且设有所述水冷管的机柜柜体侧壁上设有多个散热孔，所述冷却池内装填有冷却液，所述水泵、水冷管和冷却池顺次连通并形成循环回路，所述水泵与所述智能控制器电连接。

上述实施例中提供的机柜散热装置，除了通过散热组件对机柜柜体进行散热外，还通过所述水冷组件实现对机柜的进一步有效散热，并通过所述智能控制器调节所述散热组件和水冷组件的功率，使得机柜内的温度低于设定的阈值，确保机柜柜体内的设备能够稳定的运行，提高的安全性。

本实施例中，所述冷却池采用绝缘材料制成，起到绝缘的作用，避免柜体内的设备在工作时受到干扰。另外，所述冷却液采用绝缘冷却液，在保证其安全性的前提下，实现对机柜柜体的有效散热。

本实施例中，所述风帽的数量为多个，且多个所述风帽均匀设置在所述机柜柜体的顶部。通过所述智能控制器根据机柜柜体内的温度控制所述风帽的开启数量和每个风帽的功率，使得机柜柜体内的温度迅速的降低至设定的阈值范围内，响应速度快，安全高效。

如图2所示，优选地，作为本发明的一个实施例，所述散热组件还包括多个风扇，所述风扇与所述智能控制器电连接，所述风扇位于机柜柜体内，并与所述水冷管相对设置，且所述风扇将水冷管周围散发的热量通过所述散热孔吹出，使得热量尽快散发。当然，所述智能控制器也可以调节所述风扇的数量和每个风扇的功率，以便调节散热速度。

如图3所示，优选地，作为本发明的一个实施例，机柜散热装置还包括开关保护电路，所述智能温控组件、散热组件和水冷组件均通过所述开关保护电路与外部电源电连接。通过所述开关保护电路可以在电路中出现短路等故障的紧急情况下自动断开电路，确保电路安全。

本实施例中，所述水冷管和水泵的数量均为多个，且二者的数量相等并一一对应设置，所述水冷管的一端与对应的所述水泵的出水口连通，另一端与所述冷却池的循环进水口连通，所述水泵的进水口与所述冷却池的循环出水口连通。通过所述智能控制器根据机柜柜体内的温度控制所述水泵的开启数量和每个水泵的功率，以便调节所述水冷管内冷却液的循环速度，从而调节散热速度，控制灵活，调节方便，可以在尽可能短的时间内将机柜柜体内的温度降低至设定范围内，提高整个机柜内设备运行的稳定性。

如图4所示，优选地，作为本发明的一个实施例，机柜散热装置还包括与所述水冷管数量相同的水压传感器，所述水压传感器一一对应地设置在所述水冷管内，所述水压传感器与所述智能控制器电连接，并实时检测所述水冷管内的水压。通过所述水压传感器可以实时检测所述水冷管内的水压，一方面可以便于所述智能控制器根据所述水压传感器检测的水压值调整所述水泵的功率，另一方便可以在所述水泵、水冷管和冷却池形成的循环回路出现冷却液泄漏时，及时发现，并通过所述智能控制器控制所述水泵停止工作，确保设备安全。图4中仅示出了所述水冷管与水压传感器数量均为一个的情况。

如图5所示，本实施例中，作为本发明的一个实施例，机柜散热装置还包括智能配电模块，所述开关保护电路通过所述智能配电模块分别与所述智能温控组件、散热组件和水冷组件电连接。

优选地，所述智能配电模块包括PDU配电子模块和PDM配电子模块，所述智能温控组件、散热组件和水冷组件均与所述PDU配电子模块和/或PDM配电子模块电连接，所述PDM配电子模块分别与所述PDU配电子模块和所述开关保护电路电连接。通过所述智能配电模块可以提供丰富的配电插座，可以满足不同功能、不同安装方式和不同插位组合的多种系列规格设备，以便不同类型的机柜内设备及周边电子设备可以通用，增大其适用范围。

需要指出的是，通过所述智能配电模块可以对机柜柜体内各路配电进行监控，获知机柜柜体内负载的分配平衡度，预知过热机柜、过载点，并可实施远程关控设备。

优选地，所述智能配电模块还包括UPS电源，所述UPS电源与所述PDM配电子模块电连接。通过所述UPS电源可以在外部电源出现故障等断电情况下可以短时间内持续为所述智能温控组件、散热组件和水冷组件，以及机柜内设备提供备用电源，避免相关数据信息丢失，影响设备工作的稳定性。

本实施例的智能配电模块连续供电能力强，稳定性好，应用于机柜排级配电。三相配电设计，与所述PDU配电子模块配合应用实现机柜内部三相负载平衡，即插即用式连接实现快速安装,支持热插拔,便于维护。DPM配电子模块与外部电源相连，并且为配电电源PDU提供稳定的电源输入和为UPS电源充电。当外接电源出现故障时，自动切换到UPS电源，进行短暂的备用电源输出。

本实施例中，所述机柜柜体顶部内壁设有密闭的配电室，所述智能配电模块设置在所述配电室内，所述机柜柜体的顶壁上正对所述配电室的位置处设有与所述配电室连通的检修板，所述检修板与所述机柜柜体可拆卸连接。通过设置配电室可以将所述智能配电模块进行物理空间上的隔离，提高所述智能配电模块工作的稳定性，并且通过所述检修板可以方便的对所述智能配电模块进行维修，非常方便。

如图6所示，优选地，作为本发明的一个实施例，机柜散热装置还包括报警模块，所述报警模块包括蜂鸣器和指示灯，所述蜂鸣器和指示灯分别与所述智能控制器连接。通过所述报警模块可以在所述智能温控组件、散热组件和水冷组件出现异常时发出报警信息，及时告知管理人员，并采取对应措施，尽可能减小损失。

如图6所示，优选地，作为本发明的一个实施例，机柜散热装置还包括无线通信电路，所述无线通信电路与所述智能控制器电连接。通过所述无线通信电路可以便于整个散热装置与外部智能终端无线连接，实现远程动态监控。

优选地，所述无线通信电路采用蓝牙通信装置、wifi通信装置和GPRS通信装置中的一种或多种。

如图7所示，优选地，作为本发明的一个实施例，在图6实施例的基础上还包括所述开关保护电路和所述智能配电模块，所述开关保护电路与外部电源电连接，所述开关保护电路通过所述智能配电模块分别与所述散热组件、智能温控组件和水冷组件电连接。

如图8所示，本发明还提供了一种机柜散热系统，包括无线通信电路、至少一个智能终端和所述的机柜散热装置，所述智能控制器通过所述无线通信电路与所述智能终端无线连接。

通过所述智能控制器与所述智能终端无线连接，可以方便管理人员实时了解机柜柜体的相关信息，比如机柜柜体内的温度信息、所述智能温控组件、散热组件和水冷组件的工作状态信息等，并在设备出现异常时及时收到告警信息，远程监控，非常方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。