机柜的制作方法

本发明属于机柜领域，尤其涉及一种带有空调模块的机柜。

背景技术：

目前，国家在大力推进5g网络基础设施建设，5g基站和4g基站相比，通信设备功耗明显提升，其中基带处理单元(bbu，buildingbasebandunite)。发热量是4g基站的2-3倍。目前5g基站以c-ran建设模式为主，即将多个bbu集中放置到一个机柜内，导致单机柜的发热量成倍增加，单个机柜功率高达5-10kw，达到高热密度机柜的水平。

目前，传统基站一般采用“房间级”制冷方式，即先冷环境，再冷设备，冷空气需送至整个空间，空调送风距离远、风量小，设备冷量分配不均，无法按需分配，冷量不能快速到达高热密度的机柜内，空调冷量难以被设备充分利用，冷量浪费严重；空调出风温度过低，空调制冷效率低，节能效果较差；冷热通道不隔离，冷热气流掺混，易造成机柜局部过热，不利于设备正常运行；空调一般为定速空调，在低负荷下空调容易反复起停，降低空调效率；基站或机房利用自然冷源少，主要靠压缩机制冷，有少量基站曾采用新风系统，但对基站或机房洁净度影响很大；现有机柜级制冷存在尺寸大；以上诸多问题限制了现有机柜在5g基站内的应用。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，

根据本公开的实施例，提供一种机柜，包括：

柜体，其内形成有第一安装空间；

支撑架，设于所述第一安装空间内且与所述柜体之间形成有位于所述支撑架前侧或后侧的第一冷风道；

竖向安装结构，连接于所述支撑架上，其内形成有用于竖向安装设备的第二安装空间，其下部设有连通所述第一冷风道和第二安装空间的第一进风口且其顶部设有第一出风口；

空调模块，具有空调回风口和与所述第一冷风道连通的空调出风口；

风机模块，位于所述竖向安装结构上部且包括与第一出风口连通的风机进风口，用于将空气导流至所述空调回风口；

所述空调模块和风机模块工作且空调模块处于制冷模式时，空调模块向第一冷风道提供冷气，冷气经第一进风口进入第二安装空间内，冷气在竖向安装设备内向上流动过程中与设备进行热交换，换热后的气体经风机模块进入空调回风口。

设置空调出风口与第一冷风道连通，缩短空调出风口与设备的距离，提高冷量利用率，节约资源；设置用于竖向安装设备的竖向安装结构，使得冷空气进入竖向安装结构，能够均匀的对竖向安装的设备进行散热；设置风机模块设于竖向安装结构的上方，竖向安装结构的出风口位于其上方，充分考虑了热气与冷气的特点，便于风机模块直接将热气吸入风机模块内，避免热气与冷气混合，使得气流组织好，能够避免设备局部过热。

根据本公开的实施例，所述风机进风口包括朝下设置且与所述第一出风口连通的风机第一进风口，所述支撑架与柜体之间形成有位于支撑架设置第一冷风道对侧的第一热风道，所述第一热风道与所述风机第一进风口连通和/或所述风机进风口包括位于所述第一热风道内的风机第二进风口。

根据本公开的实施例，所述支撑架与柜体之间形成有位于支撑架左侧或右侧的第二冷风道以及设于支撑架设置第二冷风道对侧的第二热风道，所述风机进风口包括位于所述第二热风道内的风机第三进风口；还包括：

横向导风装置，设于所述支撑架上，其内形成有前端与所述第一冷风道连通、侧端与所述第二冷风道连通的导风通道；

所述支撑架上还设有横向安装设备，所述横向安装设备包括其内部风道沿柜体左右方向设置的第一横向设备和/或其内部风道沿柜体前后方向设置的第二横向安装设备，所述第一冷风道内的冷气经横向导风装置进入第二冷风道内，再流入第一横向设备内，与设备换热后的气体流入第二热风道和/或第一热风道内，再经所述风机进风口进入风机模块内，和/或所述第一冷风道内的冷气流入第二横向设备内，与设备换热后的气体通过第一热风道进入风机模块内。

设置横向导风装置，能够将第一冷风道中的冷气引流至第二冷风道内，对内部风道沿柜体左右方向设置的横向设备进行降温，扩大柜体适用范围。

根据本公开的实施例，所述第二安装空间包括：

竖向安装位，具有多个且沿竖向安装结构左右方向成排设置，每个竖向安装位上设有一个竖向安装设备；

空气通道，位于所述竖向安装位的下方，所述空气通道的前端形成第一进风口。

根据本公开的实施例，所述竖向安装结构还包括封板，当竖向安装位上没有安装设备时，所述封板将竖向安装位的前部和底部封堵，能够避免大量冷风从竖向安装位处流走，使得尽量多的冷风进入设备对设备进行降温。

根据本公开的实施例，所述横向导风装置包括侧板，所述侧板连接在所述支撑架上用于形成导风通道。

根据本公开的实施例，所述空调模块还包括：

室内机，具有至少一个且设于柜体门板上，所述室内机上形成所述空调出风口和空调回风口；

室外机，其内设有压缩机、氟泵、室外换热器、室外风机、节流装置以及变频控制器，所述变频控制器对所述压缩机进行变频控制。

设置氟泵，能够充分利用基站或机房外冷源，达到节能效果。

根据本公开的实施例，所述风机模块还包括：

风机罩，其上形成风机进风口和风机出风口；

循环风机，设于所述风机罩内，用于为柜体内的气体流动提供动力；

风道部件，密封连接在所述风机出风口和空调回风口之间。

根据本公开的实施例，还包括新风结构，设于风机出风口和空调回风口连通的风道内，所述新风结构开启时，风机出风口与柜体外部的空气连通，所述新风结构关闭时，风机出风口与空调回风口连通。

根据本公开的实施例，还包括风口装置，设于柜体前门的下部，当第一安装空间内为负压时，风口装置向第一安装空间的内侧打开将第一冷通道与柜体外部空气连通，当第一安装空间为正压或与柜体外气压平衡时，风口装置关闭将第一冷通道与柜体外部隔离。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是根据本公开实施方式机柜的立体图；

图2是根据本公开实施方式机柜的侧视剖视图；

图3是根据本公开实施方式机柜的局部结构图；

图4是根据本公开实施方式机柜的俯视剖视图；

图5是根据本公开实施方式风机和竖向安装结构的结构示意图；

图6是根据本公开实施方式风机和竖向安装结构的剖视图；

图7是根据本公开实施方式室外机的结构示意图；

图8是根据本公开实施方式风机和竖向安装结构的爆炸图；

图9是根据本公开实施方式横向导风结构的结构示意图；

图10是根据本公开实施方式机柜的主视剖视图；

图11是根据本公开实施方式机柜的局部主视剖视图；

图12是根据本公开实施方式机柜的俯视剖视图。

以上各图中：柜体1；柜体框架11；柜体前门12；柜体后门13；柜体侧板14；柜体顶板15；柜体底板16；第一安装空间17；第一冷风道171；第一热风道172；第二冷风道173；第二热风道174；支撑架2；支撑立柱21；竖向安装结构3；第二安装空间31；竖向安装位311；空气通道312；第一进风口32；第一出风口33；封板34；后出风口35；室内机41；空调出风口411；空调回风口412；室外机42；压缩机421；氟泵422；室外风机423；室外换热器424；变频控制器425；风机模块5；风机进风口51；风机第一进风口511；风机第二进风口512；风机第三进风口513；风机出风口52；风道部件53；风机罩54；横向导风装置6；上隔板61；下隔板62；侧板63；导风通道64；新风结构71；风口装置72；电源模块73；电池模块74；挡板75；应急风机76；设备9。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

本发明提出一种机柜，该机柜可设置在4g或5g基站内或机房内，下面参考图1-12描述本发明实施例的机柜，图1是根据本公开实施方式机柜的立体图。

机柜包括柜体1，参考图1-图2，柜体1包括柜体框架11、安装在柜体框架11前侧的柜体前门12、安装在柜体框架11后侧的柜体后门13和安装在柜体框架11左右两侧的柜体侧板14，柜体框架11的上下两侧分别安装有柜体顶板15和柜体底板16。柜体前门12和柜体后门13为密闭式门板，柜体侧板14、柜体顶板15和柜体底板16为密闭式板体，且柜体前门12、柜体后门13、柜体侧板14、柜体顶板15和柜体底板16与柜体框架11之间设置有密封装置，使得柜体为封闭式柜体，保证柜体内环境与柜体外环境隔离。

参考图1-图3和图11-图12，柜体1内形成有第一安装空间17。机柜还包括支撑架2，支撑架2位于第一安装空间17内，支撑架与柜体之间形成有位于支撑架前侧或后侧的第一冷风道171、位于支撑架设置第一冷风道171对侧的第一热风道172、位于支撑架左侧或右侧的第二冷风道173以及位于支撑架设置第二冷风道173对侧的第二热风道174。第一冷风道171、第一热风道172、第二冷风道173和第二热风道174相互隔离，或者冷风道和热风道之间相互隔离，第一冷风道171和第二冷风道173在两风道相邻的端部连通，第一热风道172和第二热风道174在两风道相邻的端部连通。

参考图4和图12，具体的，支撑架2包括支撑立柱21，支撑立柱21可以具有四根，四根支撑立柱21分别设于第一安装空间17的四个角处，位于柜体前侧和/或后侧的两个支撑立柱与柜体之间形成第一冷风道和/或第一热风道，位于柜体左侧和/或右侧的两个支撑立柱与柜体之间形成第二冷风道和/或第二热风道，其中，四个支撑立柱21可分别连接在柜体侧板上，使得支撑立柱将四个风道相互隔离，或者支撑立柱与柜体之间设置间隙，机柜还包括挡板75，在柜体与支撑立柱之间设置四个挡板75将四个风道隔离，或者在柜体与支撑立柱之间设置两个挡板75将冷风道和热风道隔离，使得第一冷风道和第二冷风道连通，第一热风道和第二热风道连通，挡板75可设置柜体的两对角处，使得冷风道和热风道呈l形，挡板可连接在支撑立柱与柜体侧板之间或者支撑立柱与柜体门板之间。

参考图2-图8，机柜还包括竖向安装结构3，竖向安装结构3连接于支撑架2上，竖向安装结构内形成有用于竖向安装设备的第二安装空间31，竖向安装结构下部设有连通于第一冷风道171和第二安装空间31的第一进风口32，第一进风口32可以位于竖向安装结构的前侧下部，竖向安装结构顶部设有第一出风口33，第一冷风道的冷气经第一进风口进入第二安装空间内，冷气在设备9内向上流动过程中与设备进行热交换，换热后的气体经第一出风口流出。

第二安装空间31包括多个且沿竖向安装结构左右方向成排设置的竖向安装位311和空气通道312，每个竖向安装位上设有一个竖向安装设备，空气通道位于竖向安装位的下方，空气通道的前端形成第一进风口，空气通道的顶部与竖向安装位连通。竖向安装结构还包括封板34，当竖向安装位上没有安装设备时，利用封板将竖向安装位的前部和底部封堵，避免大量冷风从竖向安装位处流走，使得尽量多的冷风进入设备对设备进行降温，竖向安装设备内部可设有风机，能够加速气流在设备内流动，更好的进行散热。设备可为通信设备、传输设备等，具体的设备可为基带处理单元(bbu，buildingbasebandunite)。

竖向安装结构的底板可具有倾斜部，使得空气通道312的外端高度大于其内端高度，有助于均匀的向设备内输送空气，更好的散热。

参考图1-图3，机柜还包括空调模块，用于向第一冷风道171内提供冷气，空调模块采用分体式设计，空调模块包括室内机41和室外机42，室内机41上形成空调出风口411和空调回风口412，空调出风口411与第一冷风道171连通，当空调模块制冷时，向第一冷风道171内不断的输送冷气。

具体的，室内机41设于柜体门板上，不占用柜体内空间，提高柜体内空间的利用率，且能够使得空调出风口与发热设备距离较近，不需要对柜体外部进行降温，空调冷风全部作用于发热设备，能够提高降温效率，提高冷量的利用率。其中设于柜体前门或柜体后门上，当室内机41设于柜体前门上时，第一冷风道171位于支撑架2前侧，当室内机41设于柜体后门上时，第一冷风道171位于支撑架2后侧。柜体前门12和/或柜体后门上设有多组空调模块安装孔位，该孔位满足室内机41的灵活安装，可根据需要上下灵活调节。同时，可根据柜体内设备数量选定室内机的数量，其中，室内机具有至少一个，当具有多个室内机时，多个室内机共用一个室外机，多个室内机纵向排列在柜体前门或机柜后门上。

参考图7，室外机42内设有压缩机421、氟泵422、室外风机423、室外换热器424和变频控制器425和节流装置等部件，能够拖动多台室内机，同时兼容拖动一台室内机。变频控制器425对压缩机421进行变频控制，以使压缩机能够根据柜体内设备的散热量和柜体外环境温度变化自动调节频率，使得空调模块输出冷量满足设备散热需求，避免空调反复启停，实现节能控制。在室外机内设置氟泵422，在过渡季和冬季时，当基站或机房外温度低于某一设定值时，氟泵422开启，压缩机421停止运行，充分利用基站或机房外冷源，达到节能效果。

参考图2-图8，机柜还包括风机模块5，风机模块5连接于支撑架上且位于竖向安装结构上部，风机模块5具有风机进风口51和风机出风口52，风机进风口包括朝下设置且与第一出风口33连通的风机第一进风口511，风机出风口52与空调回风口412连通。

空调模块和风机模块工作且空调模块处于制冷模式时，空调模块向第一冷风道提供冷气，冷气经第一进风口进入第二安装空间内，冷气在竖向安装设备内向上流动过程中与设备进行热交换，换热后的气体经第一出风口和风机第一进风口进入风机内，空气经风机出风口进入空调回风口，完成一次气体循环。

设置空调出风口与第一冷风道连通，缩短空调出风口与设备的距离，提高冷量利用率，节约资源；设置用于竖向安装设备的竖向安装结构，使得冷空气进入竖向安装结构，能够均匀的对竖向安装的设备进行散热；设置风机模块设于竖向安装结构的上方，竖向安装结构的出风口位于其上方，充分考虑了热气与冷气的特点，便于风机模块直接将热气吸入风机模块内，避免热气与冷气混合，使得气流组织好，能够避免设备局部过热。

风机第一进风口511与第一热风道172连通和/或风机进风口51还包括位于第一热风道的风机第二进风口512，第一热风道内的空气经风机第一进风口和/或风机第二进风口进入风机模块内部。

竖向安装结构后部还设有与第一热风道连通的后出风口35，使得从两竖向安装设备之间或竖向安装设备内流出的空气也可直接进入第一热风道内，然后进入到风机模块内。

支撑架上还设有横向安装设备，横向安装设备包括其内部风道沿柜体左右方向设置的第一横向设备和/或其内部风道沿柜体前后方向设置的第二横向设备，第一冷风道内的冷气直接流入第二横向设备内，与设备换热后的气体通过第一热风道进入风机模块内。

参考图9-图11，机柜还包括横向导风装置6，横向导风装置6设于支撑架2上，其内形成有导风通道64，导风通道的前端与第一冷风道171连通，导风通道的侧端与第二冷风道173连通，冷气经导风通道从第一冷风道进入第二冷风道内，再流入第一横向设备内，冷气在第一横向设备内流动过程中与设备进行热交换，换热后的气体流入第二热风道和/或第一热风道内，再经风机进风口进入风机模块内，风机进风口51还包括位于第二热风道内的风机第三进风口513，风机第三进风口可位于风机模块侧部，进入第二热风道内的空气经风机第三进风口进入风机模块内，进入第一热风道内的空气经风机第一进风口和/或风机第二进风口进入风机模块内部。设置横向导风装置，能够将第一冷风道中的冷气引流至第二冷风道内，对内部风道沿柜体左右方向设置的横向设备进行降温，扩大柜体适用范围。

具体的，横向导风装置6包括上隔板61、下隔板62和侧板63，侧板连接在上隔板与下隔板之间，上隔板61、下隔板62和侧板63形成导风通道64，其中上隔板和下隔板可水平设置，导风通道横截面呈成三角形或梯形。或者，横向导风装置6只包括侧板63，侧板63连接在支撑架上，侧板63与支撑架和放置在支撑架上的设备形成导风通道。

参考图5-图8，风机出风口52处安装有可调节的风道部件53，风道部件53密封连接在风机出风口和空调回风口之间。风机模块5还包括风机罩54和循环风机，风机罩54上形成有风机进风口51和风机出风口52，风机进风口与风机出风口52连通形成风机通道，循环风机位于风机通道内，为机柜本体内的气体流动提供动力，该循环风机具有大风量，高静压，循环次数多的特点。

参考图1，机柜还包括新风结构71，新风结构71为一可活动的挡板结构，新风结构71设于风机出风口和空调回风口连通的风道内，新风结构开启时，风机出风口与柜体外部的空气连通，新风结构关闭时，风机出风口与空调回风口连通。

参考图1，机柜还包括风口装置72，风口装置72设于柜体前门的下部，风口装置72设置为只能向柜体内部打开，当第一安装空间17内为负压时，风口装置72向第一安装空间17的内侧打开，将第一冷通道与柜体外部空气连通，当第一安装空间17为正压或与柜体外气压平衡时，风口装置关闭将第一冷通道与柜体外部隔离，具体的风口装置可为自垂式风口装置。

机柜内还设置有电源模块73和电池模块74，电池模块为机柜的备用电源，以保证在市电断电情况下仍能够利用电池模块为相关用电设备提供电源，保证机柜的正常运行，电源模块73和电池模块74均可设置在支撑架上，电源模块73可设置在风机模块的上方，电池模块可设置在柜体的下部。

机柜还包括中央智控单元，中央智控单元可设置在风机模块上，中央智控单元采用直流电驱动，当市电断电时仍可使用基站或机房内的电池供电继续正常工作，保证机柜内设备的安全。

根据本发明的实施例，机柜具有多种工作模式，包括正常压缩机制冷模式、氟泵制冷模式、利用房间冷源模式、机柜应急通风模式和柜内余热利用模式。中央智控单元控制空调模块、风机模块5、新风机构71等的运行和联动，实现不同模式的切换。

正常压缩机制冷模式：当检测装置检测到基站或机房外温度高于某一设定值时，压缩机421启动，室外风机423同步开启，氟泵422关闭，新风结构71保持常闭，风机模块5持续运行，此时，柜体为封闭状态，机柜前门下部的风口装置72在重力作用下自动关闭，冷风从室内机41中吹出，进入第一冷风道，第一冷风道内的冷气进入竖向安装结构或者进入设备与设备进行换热，换热后的气体被风机模块5吸入，送入室内机41，降温后变为低温风从室内机吹出，形成气流单向封闭循环。

氟泵模式：当检测装置检测到基站或机房外温度小于等于某一设定值时，压缩机421停机，室外风机423同步停机，氟泵422开启，新风结构71保持常闭，风机模块5持续运行，此时，柜体为封闭状态，其内部保持正压，使得机柜前门下部的风口装置72自动关闭，柜体内的气流循环与正常压缩机制冷模式一致。

柜内余热利用模式：当检测装置检测到柜体内温度低于某一设定值时，压缩机421停机，室外风机423同步停机，氟泵422关闭，新风结构71保持常闭，风机模块5持续运行，此时，柜体为封闭状态，其内部保持正压，使得机柜前门下部的风口装置72自动关闭，柜体内的气流与正常压缩机制冷模式一致，循环风将设备产生的热量输送至电池处，实现余热利用。

利用房间冷源模式：当检测装置检测到柜体外温度低于设定值时，压缩机421停机，室外风机423同步停机，氟泵422关闭，新风结构71开启，此时，柜体内外连通，风机模块5持续将柜体内热回风吹到柜体外，柜体内部保持负压，使得柜体下部风口装置72自动开启，柜体外冷风从该风口吸入，冷气与设备换热后直接被风机模块5吸入，从新风结构71排到柜外。充分利用柜体外部自然冷气对机柜进行制冷，可提高机柜的节能性能。

机柜应急通风模式：当压缩机421、氟泵422无法启动或运行过程中故障停机时，室外风机423同步停机，中央智控单元报警，风机模块5持续运行，同时新风结构71开启，柜体内气流循环与利用房间冷源模式一致。利用应急通风模式可保证机柜在空调模块发生故障或市电断电的情况下仍能够为设备散热，提高设备的可靠性。

根据本发明的实施例，机柜还包括位于柜体顶部的应急风机76，当空调模块发生故障时，与新风结构和风口装置协同工作，应急风机向柜外抽热风。

根据本发明的实施例，柜体1可配置自动弹开门装置，以保证在特殊情况下的应急使用，具体的，机柜前门12、机柜后门13的一侧通过铰链连接，铰链处设置弹开装置，机柜前门、机柜后门13和机柜框架11上安装电磁锁，正常情况下，在电磁锁的吸合状态下，机柜前门12和机柜后门13处于封闭状态，紧急情况下，通过控制电磁锁掉电，弹开装置动作，实现自动弹开门。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。