一种叉流式机柜散热系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种叉流式机柜散热系统，包括叉流式换热器，内循环风机和外循环风机。叉流式换热器安装在机柜侧面板或顶板的内表面或外表面，叉流式换热器内循环通道和外循环通道平行于机柜侧面板或顶板，叉流式换热器内循环通道和外循环通道进出口段非常短，且均可以互换，对内循环通道和外循环通道的送风形式为鼓风或引风，内循环风机和外循环风机为离心风扇、轴流风扇和鼓风机的任意一种。根据机柜散热功率的需要，一个机柜可以安装一套或多套散热系统，它们可以同时运行，也可以单独运行。本发明提出的机柜散热系统可以减小流动阻力，增加内外循环流体流量和提高换热器内流动均匀性，进而提高散热系统的散热能力，而且散热系统占用的空间小。
【专利说明】
一种叉流式机柜散热系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种机柜散热系统，特别涉及一种在电子器件领域中使用的叉流式机柜散热系统。
【背景技术】
[0002]机柜内电子元件的散热通常采用风扇直接散热系统，或者采用换热器、风扇共同作用的间壁式散热系统来实现。
[0003]风扇直接通风散热系统具有风量大、散热能力强等优点，但是如果外界空气潮湿或者不干净，会把尘土和水分也带进机柜，使得机柜内电子元件的工作环境恶化，缩短其使用寿命。
[0004]采用换热器、风扇共同作用的间壁式散热系统可以通过换热器把机柜内部与外界隔离，给电子元件提供清洁的环境，提高其工作效率，延长其使用寿命。现有的间壁式散热系统通常采用逆流式换热器，为了保证空气顺利进入和离开逆流式换热器的内外循环通道，必须在逆流式换热器的换热板核心换热部分两端布置相当长的进出口导流段，使得逆流式换热器尺寸相对大，导致散热系统的整体尺寸变大，而又在进口导流段或出口导流段流体的流动方向发生了近90°剧烈改变，导致进入逆流式换热器换热通道的流动均匀性变差，而且大幅度增加了压降，造成在小功率风扇驱动情况下使用高效换热器的机柜散热效果并不理想。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供了一种叉流式机柜散热系统，其散热能力强，占用空间小。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种叉流式机柜散热系统，包括叉流式换热器，内循环风机和外循环风机，叉流式换热器安装在机柜侧面板或顶板上，叉流式换热器的内循环通道和外循环通道平行于机柜侧面板或顶板，叉流式换热器内循环通道包括叉流式换热器内循环通道进口段，叉流式换热器内循环通道出口段和位于进口段、出口段中间的叉流式换热器内循环通道核心换热区，叉流式换热器外循环通道包括叉流式换热器外循环通道进口段，叉流式换热器外循环通道出口段和位于进口段、出口段中间的叉流式换热器外循环通道核心换热区，内循环风机安装在叉流式换热器内循环通道进口段或叉流式换热器内循环通道出口段外侧，外循环风机安装在叉流式换热器外循环通道进口段或叉流式换热器外循环通道出口段外侧。
[0008]—个机柜可以安装一套或几套散热系统，几套散热系统同时运行，或单独运行。
[0009]所述叉流式换热器安装在机柜柜体的外表面，用外罩把内循环风机、叉流式换热器内循环通道进口段和叉流式换热器内循环通道出口段于周围环境隔离，并在机柜柜体上对应于叉流式换热器内循环通道进口段和叉流式换热器内循环通道出口段的位置开孔。外循环风机、叉流式换热器外循环通道进口段和叉流式换热器外循环通道出口段裸露与周围环境。
[0010]所述叉流式换热器安装在机柜柜体的内表面，内循环风机、叉流式换热器内循环通道进口段和叉流式换热器内循环通道出口段位于机柜内腔，用挡板把外循环风机、叉流式换热器外循环通道进口段和叉流式换热器外循环通道出口段与机柜内腔隔离，机柜柜体上对应于叉流式换热器外循环通道进口段和叉流式换热器外循环通道出口段的位置开孔。
[0011]所述叉流式换热器内循环通道进口段与叉流式换热器内循环通道出口段占用空间非常小，均为平直通道，大小、形状和方向完全同相可互换，所述叉流式换热器外循环通道进口段与叉流式换热器外循环通道出口段占用空间非常小，均为平直通道，大小、形状和方向完全同相可互换。
[0012]所述内循环风机为离心风扇、轴流风扇和鼓风机的任意一种，所述外循环风机为离心风扇、轴流风扇和鼓风机的任意一种，对所述叉流式换热器内循环通道送风形式为鼓风或引风，对所述叉流式换热器外循环通道送风形式为鼓风或引风。
[0013]所述叉流式换热器由换热板和封条组成，换热板为平板、波纹板或者带有丁胞结构的换热板。
[0014]本发明的优点表现在，本发明的机柜散热系统可以不改变叉流式换热器内、外循环通道内的气体主流方向，其进出口段非常短，减少了由于现有机柜散热系统进出口导流段所带来的较大阻力，也减少了换热板的整体尺寸流动流程短，在同样的风机驱动下通过换热器的流体流量大，本发明机柜散热系统对风机利用率高，占用空间小，风量大，不易结垢，机柜散热系统可在风沙，雨雪等天气下工作，在同样换热量的情况下流体温度变化小，机柜散热系统可在相对高一点的环境温度下工作。
[0015]本发明采用叉流式机柜散热系统继承了现有的散热系统常用逆流式换热器对机柜内电子元件清洁散热的优点，也克服了其对流动的阻力大，换热器容易结垢、堵塞等缺点。
[0016]叉流式换热器的进出口截面平行，不改变换热器内流动的主流方向，不需要添加很长的进出口导流段，具有流体的流程短和流动均匀性好的优点。叉流式换热器能避免逆流式换热器内流体主流方向近90°剧烈变化带来的额外压降。而且流程短使得经过换热器的流动压降非常小。因此，在相同功率的风扇驱动下的风量更大，既对风机的利用率高。流体的主流方向不改变，换热器内不出现滞留或换热死区等现象，使得散热系统对叉流式换热器换热面积利用率高。本发明叉流式机柜散热系统对换热面积的利用率高，而且对内循环风机和外循环风机的利用率高，进而散热能力更强。
[0017]叉流式换热器的内循环通道和外循环通道的结构简单，进出口段非常短，其形状、大小和方向均相同，而且，进出口可以互换，所以所述机柜散热系统对风机的要求更低可以使用不同类型的风机，对叉流式换热器内循环通道和叉流式换热器外循环通道的送风形式可以为鼓风也可以为引风。小功率的风机也可以实现较大的散热。使得所述机柜散热系统运用更加灵活。机柜散热系统在机柜柜体的内表面和外表面均可以安装。根据机柜散热功率的需要，一个机柜可以安装一套散热系统或者多套散热系统。所述机柜散热系统也可以用于服务器机箱、电脑机箱等类似于机柜的设备。
[0018]本发明提及的机柜散热系统叉流式换热器外循环通道流程短，风量大，叉流式换热器内流体主流方向不改变，所以叉流式换热器外循环通道内不易结垢，使所述机柜散热系统能在风沙、雨水等天气下工作。在同样换热量的情况下对叉流式换热器内外循环流体温度的变化小，所述机柜散热系统可在相对高一点的环境温度下工作。
【附图说明】
[0019]图1为本发明机柜散热系统的总体示意图。
[0020]图2为本发明机柜侧面板内表面安装单个散热系统的示意图。
[0021]图3(a)为本发明内外循环风机均为离心风扇的机柜散热系统示意图。
[0022]图3(b)为本发明外循环风机为轴流风扇的机柜散热系统示意图。
[0023]图4为本发明叉流式换热器示意图。
[0024]附图中的编号:
[0025]I叉流式换热器。2.内循环风机。3.外循环风机。4.外罩。5.机柜柜体。6.挡板
[0026]11.换热板；12.封条；13.叉流式换热器内循环通道(进口段13a，出口段13b); 14.叉流式换热器外循环通道(进口段14a，出口段14b)。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明:
[0028]本发明所提到的叉流式机柜散热系统，包括叉流式换热器I，内循环风机2和外循环风机3。其结构简单、占用空间小，与现有的散热系统相比运用更加灵活。机柜散热系统可以安装到机柜柜体5的侧面板和顶板。根据机柜的散热需求可以同时安装几套散热系统。机柜散热系统可以整体安装在机柜柜体5的内表面，也可以整体安装在机柜柜体5的外表面。
[0029]参照图1所示，机柜的侧面板上安装两套散热系统，这两套散热系统是完全独立的。每一套散热系统都包括一个叉流式换热器I，一个内循环风机2和一个外循环风机3。每一个散热系统采用各自的内循环风机2和外循环风机3独立地驱动机柜内高温气体和环境低温气体进行叉流式换热，从而对机柜内的电子元件进行散热。根据散热的需求，可以同时使用两套散热系统，也可以使用单个散热系统。两套散热系统安装在机柜侧面板的外表面，散热系统整体处于外界环境。用外罩4把内循环风机2、叉流式换热器内循环通道进口段13a和叉流式换热器内循环通道出口段13b与周围环境隔离，并在机柜柜体5侧面板上相对应的位置开孔使内循环流体顺畅的从机柜内腔进入叉流式换热器内循环通道进口段13a和流出叉流式换热器内循环通道出口段13b回到机柜内腔。而外循环风机3、叉流式换热器外循环通道进口段14a和叉流式换热器外循环通道出口段14b自然与周围环境相通。
[0030]参照图2所示，机柜侧面板的内表面安装单个散热系统。散热系统整体处于机柜内腔，内循环风机2、叉流式换热器内循环通道进口段13a和叉流式换热器内循环通道出口段13b自然与机柜内腔相通。再用挡板6把外循环风机3、叉流式换热器外循环通道进口段14a和叉流式换热器外循环通道出口段14b与机柜内腔隔离，并在机柜侧面板上相对应的位置开孔使外循环流体顺畅的流进叉流式换热器外循环通道进口段14a和流出叉流式换热器外循环通道出口 14b段。
[0031]参照图3(a)所示，机柜散热系统，包括一个叉流式换热器I，一个内循环风机2和一个外循环风机3。所述叉流式换热器I，包括内循环通道13和外循环通道14，两个通道相互隔离，内循环流体和外循环流体在叉流式换热器内的流动主流方向不改变。叉流式换热器内循环通道13与机柜内腔相通，叉流式换热器的外循环通道14与环境相通。机柜散热系统的内循环流体在内循环风机2的驱动下从机柜内腔由叉流式换热器内循环通道进口段13a进入叉流式换热器内循环通道13再由叉流式换热器内循环通道出口段13b回到机柜内腔。机柜散热系统的外循环流体在外循环风机3的驱动下从环境由叉流式换热器外循环通道进口段14a进入叉流式换热器外循环通道14再由叉流式换热器外循环通道出口段14b回到环境。内外循环流体在叉流式换热器I内进行叉流式强制对流换热，进而散热系统把机柜柜内腔产生的热量释放到周围环境。
[0032]本发明附图1、2和3(a)中内循环风机2和外循环风机3均为离心风扇，对叉流式换热器内循环通道13和叉流式换热器外循环通道14的送风形式均为鼓风。本发明实施例，还包括叉流式机柜散热系统采用的内循环风机2为离心风扇、轴流风扇或鼓风机任意一种，夕卜循环风机3为离心风扇、轴流风扇或鼓风机任意一种。对叉流式换热器内循环通道13的送风形式为鼓风或引风，对叉流式换热器外循环通道14的送风形式为鼓风或引风。参照图3(b)所示，机柜散热系统的外循环风机3为单个轴流风扇，对叉流式换热器外循环通道14的送风形式为引风。
[0033]参照图4所示，叉流式换热器I由换热板11和封条12组成。换热板11为平板、波纹板或者含有丁胞结构的换热板。叉流式换热器，包括外循环通道13和内循环通道14，叉流式换热器内循环通道13包括叉流式换热器内循环通道进口段13a，叉流式换热器内循环通道出口段13b和位于进口段13a、出口段13b中间的叉流式换热器内循环通道核心换热区，叉流式换热器外循环通道14包括叉流式换热器外循环通道进口段14a，叉流式换热器外循环通道出口段14b和位于进口段14a、出口段14b中间的叉流式换热器外循环通道核心换热区。叉流式换热器内循环通道13内流体流动主流方向不改变，叉流式换热器内循环通道进口段13a与叉流式换热器内循环通道出口段13b占用空间非常小，均为平直通道，大小、形状和方向完全同相可互换。叉流式换热器的外循环通道14内流体流动主流方向不改变，叉流式换热器外循环通道进口段14a与叉流式换热器外循环通道出口段14b占用空间非常小，均为平直通道，大小、形状和方向完全同相可互换。
【主权项】
1.一种叉流式机柜散热系统，包括叉流式换热器(I)，内循环风机(2)和外循环风机(3)，其特征在于，叉流式换热器(I)安装在机柜侧面板或顶板上，叉流式换热器(I)的内循环通道(13)和外循环通道(14)平行于机柜侧面板或顶板，叉流式换热器内循环通道(13)包括叉流式换热器内循环通道进口段(13a)，叉流式换热器内循环通道出口段(13b)和位于进口段(13a)、出口段(13b)中间的叉流式换热器内循环通道核心换热区，叉流式换热器外循环通道(14)包括叉流式换热器外循环通道进口段(14a)，叉流式换热器外循环通道出口段(14b)和位于进口段(14a)、出口段(14b)中间的叉流式换热器外循环通道核心换热区，内循环风机(2)安装在叉流式换热器内循环通道进口段(13a)或叉流式换热器内循环通道出口段(13b)外侧，外循环风机(3)安装在叉流式换热器外循环通道进口段(14a)或叉流式换热器外循环通道出口段(14b)外侧。2.根据权利要求1所述的叉流式机柜散热系统，其特征在于，一个机柜安装一套或几套散热系统，几套机柜散热系统同时运行，或单独运行。3.根据权利要求1所述的叉流式机柜散热系统，其特征在于，叉流式换热器(I)安装在机柜柜体(5)的外表面，用外罩(4)把内循环风机(2)、叉流式换热器内循环通道进口段(13a)和叉流式换热器内循环通道出口段(13b)于周围环境隔离，并在机柜柜体(5)上对应于叉流式换热器内循环通道进口段(13a)和叉流式换热器内循环通道出口段(13b)的位置开孔，外循环风机(3)、叉流式换热器外循环通道进口段(14a)和叉流式换热器外循环通道出口段(14b)裸露与周围环境。4.根据权利要求1所述的叉流式机柜散热系统，其特征在于，叉流式换热器(I)安装在机柜柜体(5)的内表面，内循环风机(2)、叉流式换热器内循环通道进口段(13a)和叉流式换热器内循环通道出口段(13b)位于机柜内腔，用挡板(6)把外循环风机(3)、叉流式换热器外循环通道进口段(14a)和叉流式换热器外循环通道出口段(14b)与机柜内腔隔离，机柜柜体(5)上对应于叉流式换热器外循环通道进口段(14a)和叉流式换热器外循环通道出口段(14b)的位置开孔。5.根据权利要求1所述的叉流式机柜散热系统，其特征在于，叉流式换热器内循环通道进口段(13a)与叉流式换热器内循环通道出口段(13b)均为平直通道，大小、形状和方向完全同相可互换，叉流式换热器外循环通道进口段(14a)与叉流式换热器外循环通道出口段(14b)均为平直通道，大小、形状和方向完全同相可互换。6.根据权利要求1所述的叉流式机柜散热系统，其特征在于，内循环风机(2)为离心风扇、轴流风扇和鼓风机的任意一种，外循环风机(3)为离心风扇、轴流风扇和鼓风机的任意一种。7.根据权利要求1所述的叉流式机柜散热系统，其特征在于，对叉流式换热器的内循环通道(13)送风形式为鼓风或引风，对叉流式换热器的外循环通道(14)送风形式为鼓风或引风。8.根据权利要求1所述的叉流式机柜散热系统，其特征在于，叉流式换热器(I)由换热板(11)和封条(12)组成，换热板(11)为平板、波纹板或者带有丁胞结构的换热板。
【文档编号】H05K7/20GK105979756SQ201610513267
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】王秋旺, 萨仁满都呼, 马挺, 曾敏
【申请人】西安交通大学