一种模块化高密度机柜的散热系统的制作方法

本实用新型涉及数据中心设备散热技术领域，尤其涉及一种模块化高密度机柜的散热系统。

背景技术：

随着网络技术的不断发展，数据中心的设备设置越来越密集、越来越模块化，设备布置越密集，发热量集中，显热量大，散热问题日益突显，采用现有的散热系统已不能保证设备的良好散热和提供优质服务的需求。

目前，大多数的数据中心采用房间级精密空调进行散热，同时会配合防静电地板形成静压箱形式，可减少送风系统动压、增加静压、稳定气流、减少气流振动，帮助设备均匀散热，但对模块化高密度机柜的散热并不如预期，静压箱形式的机柜送风系统，一般采用机柜正面网门、镂空地板或者机柜导风口出风的形式，其中机柜正面网门、镂空地板的送风形式，因未对冷热通道进行明显的隔离，存在能源浪费的情况。其中机柜导风口出风的形式，虽然可对机柜进行选择性送风，但容易出现机柜柜内不同高度送风不均匀的情况，满足不了高密度机柜不同高度的冷量要求，特别是高度较高的设备，散热效果较差，容易损坏。

如公告号为CN102425821B的专利文献，公开了一种“数据中心空调分区域供冷节能系统”，由架空地板、室内天花板和墙壁形成机房空间；所述机房空间内设置有普通供冷空调和精密供冷空调；其中，所述机房空间包括由架空地板下空间、机柜内空间、送、回风管道和精密空调供冷形成的精确供冷空间，及由架空地板上空间、普通空调形成外部的普通供冷空间。普通供冷空调出冷风到普通制冷空间，平送平回；精密供冷空调送出冷风到精密制冷空间。彻底改变了目前数据中心精密空调供冷是整体机房面积空间计算空调设备显冷总功率，以精密精确供冷空间的面积计算冷量需要，这样在极大降低能耗的前提下；同时减小了空调设备的装机容量及成本，又保障了柜内设备的高效供冷的需求。但实际使用过程中，精密空调容易出现送风不均匀，机柜内部空间会出现高度相对较高的设备接受的冷量有时无法满足其散热需求，长期以往容易损坏，产生经济损失。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种能够满足模块化高密度机柜内每个高度设备的散热，且散热精准、效果好的模块化高密度机柜的散热系统。

本实用新型解决其技术问题，采用如下技术方案：

一种模块化高密度机柜的散热系统，包括：空调、送风风道、防静电地板、设备柜以及配风侧柜；所述防静电地板设有位于所述设备柜底部下方的第一送风口和位于所述配风侧柜底部下方的第二送风口，所述空调的出风口通过所述送风风道分别与所述第一送风口和所述第二送风口连通；所述设备柜底部设有与所述第一送风口相对的第一进风口，所述配风侧柜包括静压柜、多个沿所述静压柜高度方向间隔设置于所述静压柜侧部的侧风机以及与所述侧风机电连接用于驱动所述侧风机的控制模块，所述静压柜底部设有第二进风口，所述第二进风口与所述第二送风口相衔接；所述设备柜侧部表面设有多个沿所述设备柜高度方向间隔分布的导风口，所述导风口与所述侧风机一一相对设置。

进一步地，所述第一进风口处设有用于向所述设备柜内抽气的下风机，所述下风机包括电机、叶轮组件和设于所述叶轮组件靠近所述第一送风口一侧的伸缩软管。

进一步地，所述第一进风口上方设有用于控制送风角度的送风控制装置。

进一步地，所述送风控制装置包括两个平行设置的固定框架和多个两端分别套设于两个所述固定框架内且可相对所述固定框架转动的扫风板；所述固定框架水平设于所述设备柜上，所述固定框架内设有蜗杆，所述蜗杆设有多个间隔设置的螺旋齿，所述扫风板一端通过蜗轮与所述螺旋齿啮合。

进一步地，所述配风侧柜与所述设备柜分体设置。

进一步地，所述配风侧柜有两个，且分别设于所述设备柜相对的两侧，所述配风侧柜与所述设备柜可拆卸连接，连接时所述导风口正对于所述侧风机。

进一步地，所述设备柜顶部设有散热窗口，所述散热窗口通过回风通道与所述空调的回风口连通。

进一步地，所述散热窗口处设有温度传感器，所述空调内设有监管模块，所述监管模块与所述温度传感器电连接。

进一步地，所述设备柜侧部设有能封住所述导风口的开关门，所述开关门设于所述设备柜侧部的里侧，所述开关门与所述设备柜侧部通过滑槽滑移连接。

进一步地，所述送风风道外壁裹覆有保温层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：设置空调出风口通过送风风道和第一送风口，将冷空气从设备柜底部向上输送；通过送风风道和第二送风口，将冷空气送入配风侧柜，静压柜将冷空气稳定后，通过各个侧风机向对应的设备柜侧部设置的导风口输送冷空气，各个侧风机的启动由控制模块按需控制，上述设计下的气流组织分配更加合理，冷空气不仅能够从设备柜底部向上输送，还能完成不同高度的水平输送，不仅有利于增加相同时间内的冷空气输送总量，还能使得冷空气到达设备柜的各个高度的时间和气流量变得可控，使得设备柜的各个高度都能够接触到足够的冷量，且冷量能够得到合理分配，从而帮助提高散热效率和节约能耗；

通过下风机的设置，可加速冷空气从设备柜底部向上输送的同时，还能在当冷空气受设备的热变成热空气之后，帮助热空气向上流动更快的排出设备柜；

送风控制装置能够控制从设备柜底部向上输送的冷空气的输送角度，有利于使得冷空气的流向更明确和集中，帮助相应角度处产生热量较多的位置快速散热；

设置扫风板一端通过蜗轮与蜗杆的螺旋齿啮合，当蜗杆转动即可实现与蜗杆的螺旋齿啮合的所有蜗轮的同时转动从而实现扫风板的同时转动，结构简单，便于检修和维护；

配风侧柜有两个，且分别设于设备柜相对的两侧，配风侧柜与设备柜可拆卸的连接，连接时所述导风口正对于所述侧风机，使得通过各个侧风机输送的冷空气能够尽可能少散失的流入设备柜的不同高度，同时尽可能的减少整体占用空间；

散热窗口通过回风通道与空调的回风口连通，能够将热空气进行回收，减少热空气对设备柜外部环镜的热量影响；温度传感器和监管模块的设置，能够在检测的温度低于一预设值时，控制空调停止运转，在检测的温度高于一预设值时，控制空调启动，有利于智能散热、节约能耗；

开关门的设置，可在对应高度的设备热量较多时开启导风口接受冷空气，在对应高度的设备无需散热时关闭，减少从设备柜底部向上输送的冷空气的流失；送风风道外壁裹覆有保温层，可减少送风风道处的冷量散失。

附图说明

为更清楚详细的说明本实用新型的实施例，附图如下：

图1为本实用新型一示例性实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一示例性实施例中下风机的结构示意图；

图3为本实用新型一示例性实施例中送风控制装置的结构示意图；

图4为本实用新型一示例性实施例中螺旋齿分布以及螺旋齿与蜗轮啮合结构示意图；

图5为本实用新型另一示例性实施例的结构示意图；

图6为图5中A处的放大图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，根据本实用新型的一示例性实施例，提供一种模块化高密度机柜的散热系统，包括：

空调100、送风风道200、防静电地板300、设备柜400以及配风侧柜500；本实施例中，所述配风侧柜500可设置1个亦可设置有两个，若为两个，则分别设于所述设备柜400相对的两侧，所述防静电地板300设有位于所述设备柜400底部下方的第一送风口310和位于所述配风侧柜500底部下方的第二送风口320，所述空调100的出风口通过所述送风风道200分别与所述第一送风口310和所述第二送风口320连通；设置空调100的出风口产生的冷空气通过送风风道200流向设备柜400和配风侧柜500，有利于减少现有技术中空调直接向防静电地板出风导致的风量衰减现象，减少能量散失；

所述设备柜400底部设有与所述第一送风口310相对的第一进风口，冷空气从第一送风口310出来后，从第一进风口处进入设备柜400；

所述配风侧柜500包括静压柜510、多个沿所述静压柜510高度方向间隔设置于所述静压柜510侧部的侧风机520以及与所述侧风机520电连接用于驱动所述侧风机520的控制模块，侧风机520仅设于静压柜510面向设备柜400的一侧，静压柜510能够对流入的冷空气进行稳压，侧风机520能够将静压柜510内的冷空气向设备柜400输送，多个侧风机520沿静压柜510高度方向间隔设置，可满足设备柜400不同高度的冷量输送，控制模块驱动侧风机520时，可根据设置在设备上的温度传感器所检测出的温度情况，控制哪几个侧风机520开启或哪几个侧风机520关闭；现有技术中，冷空气向上输送时，容易更多的停留在设备柜400的下半部分，产生冷量分配不均的问题，设置配风侧柜500后可大大改善上述现象；

所述静压柜510底部设有第二进风口，所述第二进风口与所述第二送风口320相衔接，即第二进风口与第二送风口320之间并无间距，而是直接风口对风口确保冷量无散失的设置；所述设备柜400侧部表面设有多个沿所述设备柜400高度方向间隔分布的导风口420，所述导风口420与所述侧风机520一一相对设置，由侧风机520输送的冷空气直接水平输送至导风口420进入设备柜400内，并对设置在同等高度的设备如服务器进行直接散热，综上，从设备柜400底部向上输送和从设备柜400侧部水平输送两者间形成良好的散热配合，使得设备的各个方位都能直接接触并接触到较多的冷空气；需要说明的是本实施例中的送风风道200和空调100仅为单个设备柜400配备，即送风风道200的长度仅需满足从空调100到离空调100距离最远的配风侧柜500的冷空气输送即可，空调100的容量也仅需按照单个设备柜400所需最大制冷量配备，从而保证冷量的精确产出和按需分配。

进一步地，所述第一进风口处设有用于向所述设备柜400内抽气的下风机410，所述下风机410包括电机、叶轮组件和设于所述叶轮组件靠近所述第一送风口310一侧的伸缩软管411，所述第一送风口310内设有固定所述伸缩软管411的固定部。通过下风机410的设置，可加速冷空气从设备柜400底部向上输送的同时，还能在当冷空气受设备的热变成热空气之后，帮助热空气向上流动更快的排出设备柜400；一般的设备柜400底部设有行走轮，故设备柜400底部不直接与防静电地板300接触，即第一进风口与第一送风口310在高度上有一定的距离，容易导致部分冷量往设备柜400外散失，若设备柜400为模块化高密度机柜时，容易出现散热不及时，设置伸缩软管411能够在设备柜400内冷量不满足时，向第一送风口310内拉伸，以减少冷量散失。

可选地，所述第一进风口上方设有用于控制送风角度的送风控制装置430。这也是由于设备柜400内设备自身不同位置产生的热量不同，故设置送风控制装置430控制冷空气流向，可使冷空气有更多的时间和更集中的流量流向设备最需要散热的地方，从源头解决散热问题。

如图3、图4所示，所述送风控制装置430包括两个平行设置的固定框架431和多个两端分别套设于两个所述固定框架431内且可相对所述固定框架431转动的扫风板432；所述固定框架431水平设于所述设备柜400上，其中一个所述固定框架431内设有蜗杆，所述蜗杆设有多个间隔设置的螺旋齿4311，所述扫风板432一端通过蜗轮与所述螺旋齿4311啮合。每个扫风板432一端与一个固定框架431转动连接，另一端通过蜗轮与一个固定框架431内蜗杆上的螺旋齿4311啮合，当控制蜗杆转动，蜗轮就会转动，从而每个扫风板432可同时完成转动，控制蜗杆转动方向改变，每个扫风板432也会改变转动方向，从而完成冷空气不同角度的集中输送，本实施例中扫风板432能完成0度-180度的转动且所有扫风板432均水平设置时，能够阻挡住所有从设备柜400底部向上输送的冷空气。

可选地，所述配风侧柜500与所述设备柜400分体设置，即配风侧柜500设于设备柜400旁，除了可用于对设备柜400的散热，还可用于对机房内不同高度进行环境降温。

或，如图5所示，所述配风侧柜500有两个，且分别设于所述设备柜400相对的两侧，所述配风侧柜500可以与所述设备柜400可拆卸连接，连接时所述导风口420正对于所述侧风机520，这样设置侧风机520，不仅能够尽可能的减少占用空间，还可将冷空气无散失的直接输送入设备柜400内，仅用于完成设备柜400内的快速散热，当设备柜400内热量较小时，拆除与设备柜400连接的配风侧柜500，将其设置于设备柜400旁又可用于机房环境的散热。一柜多用，满足散热的多种要求，可节约机房散热设备购置成本。

所述设备柜400顶部设有散热窗口440，所述散热窗口440通过回风通道与所述空调100的回风口连通。设备柜400内的热空气可通过散热窗口440排出设备柜400并进入回风通道，最终从空调100的回风口进入空调100完成空气的循环，阻止热空气排至机房环境中导致机房环境散热能耗增加的情况发生。

所述散热窗口440处设有温度传感器450，所述空调100内设有监管模块110，所述监管模块110与所述温度传感器450电连接。温度传感器450和监管模块110的设置，能够在温度传感器450检测的温度低于一预设值时，告知监管模块110由其控制空调100停止运转，在温度传感器450检测的温度高于一预设值时，控制空调100启动，有利于实现智能散热和节约能耗。

如图6所示，所述设备柜400侧部设有能封住所述导风口420的开关门460，所述开关门460设于所述设备柜400侧部的里侧，所述开关门460与所述设备柜400侧部通过滑槽滑移连接（图中未示出），滑移方向可为水平方向，亦可为竖直方向，开关方便且可设置驱动机构通过电连接实现开关门460的电动控制，并可与侧风机510的启动与关闭形成配合，即设置当侧风机510开启时，相应高度的开关门460同时开启，当侧风机510关闭时，相应高度的开关门460同时关闭。开关门460的设置，可在对应高度的设备产生热量较多时开启，使导风口420接受冷空气，在对应高度的设备无需散热时关闭，减少设备柜400内冷空气的流失。

所述送风风道200外壁裹覆有保温层；有利于减少送风风道200处的冷量散失。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。