一种用于数据中心机柜的散热单元的制作方法

文档序号:12259501阅读:409来源:国知局

本实用新型涉及计算机设备领域,特别涉及一种用于数据中心机柜的散热单元。



背景技术:

随着新型高热密度机架式服务器和刀片式服务器的应用,目前数据中心的热密度每年呈上升的趋势,且这种趋势还在继续。其中,数据中心设置有多台数据中心机柜,该多台机柜成列的放置在数据中心所处的机房内,机柜内放置有服务器等发热设备,机柜的对应该发热设备的前门设置成网孔状作为进风口,后门设置成网孔状作为出风口,并且多台机柜的后门相对放置。随着使用时间的延长,机柜内发热设备自身产生的热风无法高效的被排出,造成机柜内涡流,致使机柜内压力高、温度高,形成局部热点。而局部热点的现象容易造成机柜内的设备运行环境恶劣,设备损坏等问题,进而造成经济损失。因此,有必要解决机柜内局部过热的问题。

现有技术通过在机柜的后门上竖直悬挂散热单元,该散热单元包括并排悬挂于机柜的后门上的风机模块和电源模块。该风机模块包括:一面开口的方形箱体,在数据中心机柜内安装在机柜后门上,并使其开口与机柜的后门相对;至少一个风机,设置在方形箱体内部。其中,方形箱体的与其开口相对的面板为平直板状结构,其上设置有至少一个与风机相对的开孔,在该开孔上设置有防护网罩。其中,风机的数量可根据放置在机柜中的发热设备的数量决定,电源模块用于为风机供电,控制风机的开关。在工作过程中,冷空气从机柜前门被吸入机柜,对发热设备进行冷却后进入散热单元,利用散热单元中的风机将其迅速由机柜后门排出,构造一个前进后出的实际有效散热通道,从而实现了机柜局部降温的目的。

设计人发现现有技术至少存在以下问题:

由于多台机柜的后门相对放置,现有技术提供的风机模块排出的热风将直接吹向对面机柜的后门,容易影响对面机柜的正常工作。



技术实现要素:

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于,提供了一种用于数据中心机柜的散热单元。具体技术方案如下:

一种用于数据中心机柜的散热单元,包括:风机模块、与风机模块电连接的电源模块,所述风机模块包括:一面为开口的箱体、设置在所述箱体内部的至少一个风机;所述箱体包括与所述开口相对的弯折状面板,所述弯折状面板上设置有与所述风机相对的至少一个开孔,所述开孔上设置有防护网罩。

具体地,作为优选,所述弯折状面板包括顺次连接的第一面板、第二面板、第三面板、第四面板和第五面板;所述第一面板和所述第二面板构成凸锐角三角形状,所述第二面板和所述第三面板构成凹锐角三角形状,所述第四面板沿水平方向设置,所述第五面板与所述第四面板构成凸钝角三角形状;所述第一面板上设置有通风口,所述第二面板和所述第五面板上均设置有所述开孔,所述第三面板和所述第四面板均为网孔状。

具体地,作为优选,所述第二面板与所述开口所在平面之间的夹角为25°-35°。

具体地,作为优选,所述第五面板与所述开口所在平面之间的夹角为25°-35°。

具体地,作为优选,所述箱体还包括两个相对平行的侧板,分别设置在所述弯折状面板的两侧,并配合形成所述开口;两个所述侧板上均设置有条形孔。

具体地,作为优选,所述第二面板和所述第三面板之间设置有加强件。

具体地,作为优选,在所述弯折状面板的两端设置有两个耳边,两个所述耳边固定在数据中心机柜的后门上。

具体地,作为优选,两个所述耳边上均设置有安装孔。

具体地,作为优选,通过使用螺栓组件穿过所述安装孔,将所述箱体固定在所述数据中心机柜的后门上。

具体地,作为优选,所述风机模块与所述电源模块通过螺旋状电源线连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

本实用新型实施例提供的一种用于数据中心机柜的散热单元,通过设置弯折状面板,使箱体内与弯折状面板上的至少一个开孔相对的至少一个风机,与箱体开口所在平面之间产生夹角,进而使数据中心机柜内的热量通过该风机向数据中心机柜外排出。如此,在有效地排出数据中心机柜内滞留热量的同时,又未对对面的数据中心机柜产生任何影响,较好地解决了数据中心机柜局部过热的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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是本实用新型实施例提供的风机模块的结构示意图。

附图标记分别表示:

1 箱体,

101 弯折状面板,

1011 第一面板,

1012 第二面板,

1013 第三面板,

1014 第四面板,

1015 第五面板,

102 开孔,

103 侧板,

104 条形孔,

105 加强件,

2 风机,

3 防护网罩,

4 耳边,

401 安装孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供了一种用于数据中心机柜的散热单元,该散热单元包括:风机模块、与风机模块电连接的电源模块,如图1所示,该风机模块包括:一面为开口的箱体1、设置在箱体1内部的至少一个风机2;箱体1包括与开口相对的弯折状面板101,弯折状面板101上设置有与风机2相对的至少一个开孔102,开孔102上设置有防护网罩3。

本实用新型实施例提供的用于数据中心机柜的散热单元通过如下方式进行应用:

将与电源模块电连接的风机模块通过使用螺栓组件等紧固件或焊接的方式固定在数据中心机柜的后门上(具体是将箱体1固定在机柜的后门上,并使其开口与机柜的后门相对),随后关闭机柜后门,使电源模块与风机模块处于机柜内。在工作过程中,冷空气从数据中心机柜的前门被吸入数据中心机柜,对发热设备进行冷却后进入散热单元,打开电源模块开关启动风机模块中的至少一个风机2,利用散热单元中的风机2将其迅速由数据中心机柜后门排出,构造一个前进后出的实际有效散热通道,从而实现数据中心机柜局部降温的目的。

通过设置弯折状面板101,使箱体1内与弯折状面板101上的至少一个开孔102相对的至少一个风机2,与箱体1开口所在平面之间产生夹角,进而使数据中心机柜内的热量通过该风机2向数据中心机柜外排出。如此,在有效地排出数据中心机柜内滞留热量的同时,又不会对对面的数据中心机柜产生任何影响,较好地解决了数据中心机柜局部过热的问题。

其中,箱体1优选采用厚度分别为1.0mm、1.5mm、2.0mm的三种Q235普通碳素钢材质的钢板加工成型。防护网罩3为本领域所常见的,其与弯折状面板101上的至少一个开孔102的连接方式可以为多种。举例来说,防护网罩3包括一个圈环、在圈环上连接的至少一个支撑杆,该圈环由一根金属丝加工成型,至少一个支撑杆末端均设置有固定环,防护网罩3所在的弯折状面板101上的开孔102周围设置有与该固定环相适配的固定孔。在应用过程中,使用螺丝穿过该固定环与固定孔并拧紧,即可实现防护网罩3与弯折状面板101的紧固连接。作为另一种实现方式,通过使用粘结剂、焊接等方式将防护网罩3固定于开孔102内,使防护网罩3与开孔102处于同一平面上,如此也可以实现防护网罩3与弯折状面板101的紧固连接。

在本实用新型实施例中,弯折状面板101包括顺次连接的第一面板1011、第二面板1012、第三面板1013、第四面板1014和第五面板1015。第一面板1011和第二面板1012构成凸锐角三角形状,第二面板1012和第三面板1013构成凹锐角三角形状,第四面板1014沿水平方向设置,第五面板1015与第四面板1014构成凸钝角三角形状。第一面板1011上设置有通风口,第二面板1012和第五面板1015上均设置有开孔102,第三面板1013和第四面板1014均为网孔状。可以理解的是,该种实施方式下,该风机模块包含两个风机2,分别与第二面板1012和第五面板1015相对,如此设置不仅便于成型制备,且显著地改善了风机模块的通风性。

具体地,第一面板1011和第二面板1012连接处所形成的夹角为锐角,举例来说,该夹角可以为30°、60°、70°等,且连接处向外凸起;第二面板1012和第三面板1013连接处所形成的夹角为锐角,举例来说,该夹角可以为30°、60°、70°等,且连接处向内凹陷。第四面板1014平行于箱体1的开口所在平面。第五面板1015与第四面板1014连接处所形成的夹角为钝角,举例来说,该夹角可以为120°、130°、150°等,且连接处向外凸起。通过如此设置,缩短了第二面板1012和第五面板1015相对的两个风机2与机柜后门之间的距离,并且与风机2对应的第二面板1012和第五面板1015均与箱体1开口所在平面产生夹角,进而使数据中心机柜内的热量顺着风机2排出数据中心机柜,避免了对对面数据中心机柜产生影响。

进一步地,第一面板1011上设置有通风口,该通风口的形状可以为多种,例如,方形、圆形、梯形等,通风口的面积占第一面板1011的面积优选为85%-95%,例如为86%、88%、90%、92%等,如此设置时,第二面板1012对应的风机2工作时,风机模块内残余的热量可以从第一面板1011上的通风口排出,避免了数据中心机柜排出的热风在风机模块内产生涡流,极大地增强了风机模块的通风性。第二面板1012和第五面板1015上均设置有开孔102,开孔102可以为多种形状,例如,方形、圆形等,开孔102与箱体1内的风机2相对应,并且开孔102上安装有防护网罩3,有效地保证了风机2将数据中心机柜内的热量经机柜的后门排出。第三面板1013和第四面板1014均为网孔状,具体地,第三面板1013和第四面板1014上设置有多个通孔以形成网孔状面板,该通孔的孔径优选为2.5mm-3.5mm,例如,为2.6mm、2.8mm、3mm、3.2mm等,使风机模块工作时在其内部残余的热量能够更快地从多个通孔形成的网孔状面板排出,提高了风机模块的散热性。

在本实用新型实施例中,第二面板1012与箱体1开口所在平面之间的夹角为25°-35°,例如为28°、30°、32°等,作为优选,该夹角为30°。第五面板1015与箱体1开口所在平面之间的夹角为25°-35°,例如为28°、30°、32°等,作为优选,该夹角为30°。通过如此设置,第二面板1012与第五面板1015均向箱体1内发生了倾斜,不仅有效地节省了数据中心机柜内的空间,使风机模块不与数据中心机柜内发热设备的电缆接触,并且,缩短了风机2与机柜后门的距离,与第二面板1012与第五面板1015相对的风机2吹出的热风不会影响对面的数据中心机柜。

在本实用新型实施例中,第二面板1012和第三面板1013之间设置有加强件105。加强件105的两端分别与第二面板1012和第三面板1013的两个侧面焊接相连,有效地保证了第二面板1012和第三面板1013连接的紧固性。其中,加强件105可以为多种,举例来说,加强件105可以为加强筋、加强板(参见图1)等。

在本实用新型实施例中,箱体1还包括两个相对平行的侧板103,分别设置在弯折状面板101的两侧,并配合形成箱体1的开口;两个侧板103上均设置有条形孔104。通过如上设置,能够使数据中心机柜内产生的热风顺次通过风机模块中的风机2进行散热,并且在散热完毕后及时通过条形孔104排出,进一步加强了风机模块的散热性。其中,条形孔104的形状可以为多种,例如,矩形,方形等,条形孔104可以延伸至箱体1的开口所在平面。

在本实用新型实施例中,在弯折状面板101的两端设置有两个耳边4,两个耳边4固定在数据中心机柜的后门上。在应用过程中,两个耳边4与数据中心机柜的后门连接方式可以有多种,举例来说,两个耳边4可以与数据中心机柜的后门焊接相连,或者,在两个耳边4上加工多个孔,通过使用钢丝或螺栓等紧固件将两个耳边4与数据中心机柜的后门相连接,使箱体1与数据中心机柜的后门之间的连接更加牢固。

进一步地,两个耳边4上均设置有安装孔401,通过使用螺栓、销等紧固件即可实现两个耳边4与数据中心机柜的后门的连接,使箱体1安装在数据中心机柜的后门的过程更加方便、快捷。其中,安装孔401可以通过电钻加工而成,安装孔401的形状不作限定,举例来说,安装孔401可以为一个长条形的孔,也可以为一列互相间隔的圆孔,还可以设置为两个在耳边4上的固定孔等等。

进一步地,通过使用螺栓组件穿过安装孔401,将箱体1固定在数据中心机柜的后门上,在保证箱体1与数据中心机柜的后门紧固连接的同时,便于拆卸,在更换箱体1或风机2等风机模块组件时十分方便。其中,螺栓组件包括螺栓、与该螺栓相适配的螺母,工作时,将螺栓的一端顺次穿过安装孔401和数据中心机柜的后门,随后在穿出数据中心机柜的后门的螺栓上拧紧螺母,进而实现将箱体1固定在数据中心机柜的后门上。作为优选,每个安装孔401上连接有两个螺栓组件,既能节省材料,又保证了箱体1与数据中心机柜的后门连接牢固。

在本实用新型实施例中,风机模块与电源模块之间通过螺旋状电源线连接。基于螺旋状电源线在能够导电的同时,可拉伸、收缩的特性,使风机模块与电源模块之间的距离可以调节,避免了电源线过长影响数据中心机柜的正常工作。其中,螺旋状电源线优选设置为可伸长至2米。

在散热单元应用到数据中心机柜的过程中,现有技术将电源模块和风机模块并排悬挂于数据中心机柜的后门上,阻挡了数据中心机柜后门的开孔面积,并且当数据中心机柜内的发热设备产生的热风直接吹到电源模块上容易造成安全隐患。而本实用新型实施例通过将电源模块按照数据中心机柜的U位设计(U是一种表示服务器外部尺寸的单位,是unit的缩写,1U为1.445cm,U位此处指的是数据中心机柜机架中的空余位置大小),并通过螺旋状电源线将电源模块放置在数据中心机柜的空余位置,既合理利用了空间,又降低了数据中心机柜内的发热设备的运行风险。

在本实用新型实施例中,风机2为本领域所常见的,本领域技术人员通过市购即可获得,例如,风机2可以为日本电产株式会社生产的型号为XV17L-A5的DC轴流风机,其规格为:电压/电流:48V/1.12A,最大风量:9.8m3/min,风扇转速:5500rpm。在应用过程中,风机模块及风机2在数据中心机柜上的安装数量在此不作限定,可以根据数据中心机柜的具体情况进行安装。作为优选,每个数据中心机柜配置有4台上述DC轴流风机,并配置一个规格为:电压/功率:48V/250W的电源模块。每个数据中心机柜有两扇机柜后门,每个机柜后门上安装有一个风机模块,每个风机模块上安装有两台DC轴流风机,4台DC轴流风机通过该电源模块进行开关操作。通过如此设置,有效地增加了从数据中心机柜的后门排出热风的流速和流量,达到了良好地辅助散热效果。

此外,设计人将本实用新型实施例中的散热单元应用于数据中心机柜进行了多次测试,举例来说,测试中的一次数据显示:

在数据中心机柜未安装散热单元时,数据中心机柜内的发热设备最高温度为54.6℃,设备的平均温度为44.2℃,数据中心机柜的温度为43.8℃。在安装散热单元以后,数据中心机柜内的发热设备最高温度为49.7℃,相比之前下降了3.8℃;设备的平均温度为33.6℃,相比之前下降了10.6℃;数据中心机柜的温度为32.9℃,相比之前下降了10.9℃。综上数据显示,散热单元的应用有效地解决了数据中心机柜局部过热的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型的保护范围,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。

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