机柜级制冷系统的制作方法

1.本实用新型属于机柜领域，尤其涉及一种机柜级制冷系统。


背景技术：

2.当前，国家大力推进数据中心基础设施建设，数据中心机房制冷一直是数据中心机房建设的重要问题。随着5g网络的建设和发展，机房内设备呈现高功耗、热量集中的特点，传统基站空调仅能实现房间级制冷，先冷环境再冷设备，冷量浪费严重且容易出现局部过热的问题。列间空调可实现通道级制冷，但为配合空调制冷需配备通道和端门等环境条件，不仅增加了制冷成本，而且在一定程度上造成了空间的浪费。为改变当前数据中心的空间使用和制冷效率低下的现状，实现现有机房快速部署，兼顾未来其他高功耗设备发展需要，实现从“房间级”到“通道级”再到“机柜级”的制冷模式转变，本实用新型提出一种机柜级制冷系统。


技术实现要素：

3.本实用新型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，
4.根据本公开的实施例，提供一种机柜级制冷系统，包括：
5.第一机柜，其内形成有位于第一机柜前侧的第一冷通道、位于第一机柜后侧的第一热通道、位于第一机柜顶部且与第一热通道连通的第一回风通道以及位于第一回风通道下方的第一安装位，所述第一安装位上设有将所述第一冷通道和第一热通道连通的设备，所述第一机柜具有位于第一冷通道前侧的前柜门；
6.空调室内机和空调室外机，所述空调室外机设于所述第一机柜外，所述空调室内机设于所述第一机柜的前柜门上且空调室内机与所述第一机柜一一对应，所述空调室内机包括：
7.机壳，其上形成有室内出风口和室内回风口且其内形成有室内风腔；
8.室内换热器，设于所述室内风腔内且将所述室内风腔分隔为高温风腔和低温风腔，所述高温风腔通过所述室内回风口与第一回风通道连通，所述低温风腔通过所述室内出风口与所述第一冷通道连通；
9.室内风机，设于所述低温风腔内，用于将低温风腔内的气流从所述室内出风口送入所述第一冷通道内。
10.将空调室内机安装在第一机柜的前柜门上使得室内出风口靠近第一机柜，实现近端制冷，形成机柜级制冷，使得冷量全部作用在第一机柜内热源上，无需对第一机柜外环境降温，避免了制冷量的损失，极大的提高制冷系统利用率，且空调室内机不占用第一机柜内空间，极大提高了第一机柜内部空间的利用率。
11.根据本公开的实施例，还包括第二机柜，所述第一机柜和所述第二机柜均具有至少一个且所述第二机柜与所述第一机柜随机排列成一列，所述第二机柜内形成有位于第二机柜前侧的第二冷通道、位于第二机柜后侧的第二热通道以及位于所述第二冷通道和第二
热通道之间的第二安装位，所述第二安装位上设有将所述第二冷通道和第二热通道连通的设备，所述第二机柜的第二冷通道与所述第一机柜的第一冷通道连通，所述第二机柜的第二热通道与所述第一机柜的第一热通道连通，可实现第一机柜内低温气体进入到第二机柜中，且第二机柜的第二热通道内的高温气体进入到第一机柜的第一热通道内，然后通过第一机柜的第一回风通道进入到高温风腔内与室内换热器换热，实现第一机柜与第二机柜间冷量共享，可提高制冷效率，同时极大提升了第二机柜内设备空间的利用率。
12.根据本公开的实施例，所述空调室内机或所述空调室外机具有电子膨胀阀，所述空调室内机具有至少两个，一个所述空调室外机与至少两个空调室内机连接，当所述空调室外机具有所述电子膨胀阀时，所述空调室外机具有的电子膨胀阀的路数与其连接的空调室内机个数相等，可以实现空调室外机一拖多个空调室内机，可有效提升数据中心机房空间利用率。
13.根据本公开的实施例，所述第一机柜内设有温度传感器，所述空调室外机内具有控制器，所述控制器接收所述第一机柜内的所述温度传感器的信号并控制该所述第一机柜的空调室内机对应的所述电子膨胀阀的阀开度以及该所述第一机柜的空调室内机的开关机，使得可根据第一机柜内发热量情况自动调节输出冷量，保证冷量与设备发热量相匹配，避免空调室内机的反复启停，提高系统的节能性。
14.根据本公开的实施例，所述第一机柜的第一冷通道与所述第二机柜的第二冷通道全部或部分连通，且所述第一机柜的第一热通道与所述第二机柜的第二热通道全部或部分连通，能够提高散热效果，且当其中一个空调室内机出现宕机应急状态时，相邻机柜可将低温气流分配至应急区域发热设备进行应急散热，应急区域高温气流同样可通过相邻空调回风口进入相邻空调室内机进行换热，保证在单个空调室内机出现宕机应急状态时，相邻空调室内机可实现相互冗余，无需对每个空调室内机单独进行冗余设置，可确保应急状态下短时间内设备的正常运行，为空调室内机的抢修提供足够的时间。
15.根据本公开的实施例，所述第一机柜与所述第二机柜间隔设置，使得空调室内机产生的冷量可均匀的分布到第一机柜和第二机柜内，避免空调室内机过于集中对局部第二机柜带来的降温效果差的问题。
16.根据本公开的实施例，所述空调室外机具有至少两个，相邻两个所述空调室内机连接的所述空调室外机不同，能够避免其中一个空调室外机出现故障时引起的某以区域内的机柜集中无法制冷，可确保应急状态下短时间内设备的正常运行，为问题空调室外机的抢修提供足够的时间。
17.根据本公开的实施例，所述机壳包括外壳、防护网和回风口组件，所述外壳连接于所述前柜门上且位于所述前柜门的外侧，所述防护网连接于所述外壳内侧且位于所述前柜门的内侧，所述回风口组件连接于所述外壳的内侧且位于所述防护网和所述室内换热器的上方，所述回风组件内端形成所述室内回风口，所述外壳、室内换热器和回风口组件形成所述高温风腔，所述防护网上形成有所述室内出风口，所述回风口组件、室内换热器和防护网形成所述低温风腔，结构简单，便于设计，且可保证形成制冷循环，保证第一机柜散热的正常进行。
18.根据本公开的实施例，所述室内风机具有至少两个且纵向间隔设置，能够提高吹向第一冷通道的冷风量。
19.根据本公开的实施例，所述室内换热器竖直放置或倾斜放置，可保证低温风腔和高温风腔的设置适宜于第一机柜内第一回风通道的设置，保证第一机柜散热的正常进行。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型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。
21.图1是根据本公开实施方式制冷系统的结构示意图；
22.图2是根据本公开实施方式机柜的结构示意图；
23.图3是根据本公开实施方式机柜的侧视剖视图；
24.图4是根据本公开实施方式机柜的侧视局部剖视图；
25.图5是根据本公开实施方式机柜的局部结构示意图；
26.图6是根据本公开实施方式机柜的俯视剖视图；
27.图7是根据本公开实施方式制冷系统的另一结构示意图；
28.图8是根据本公开实施方式制冷系统的局部结构正视图；
29.图9是根据本公开实施方式制冷系统的局部结构俯视图；
30.图10是根据本公开实施方式制冷系统的另一局部结构俯视图；
31.图11是根据本公开实施方式制冷系统的另一结构示意图；
32.图12是根据本公开实施方式制冷系统的另一局部结构俯视图；
33.图13是根据本公开实施方式制冷系统的另一结构示意图；
34.图14是根据本公开实施方式制冷系统的另一局部结构俯视图。
35.以上各图中：机柜1；冷通道11；热通道12；回风通道13；安装位14；前柜门15；空调室内机2；机壳21；外壳201；防护网202；回风口组件203；室内出风口211；室内回风口212；室内风腔213；低温风腔2131；高温风腔2132；室内换热器22；室内风机23；出风格栅24；空调室外机3；室外风机31；压缩机32；第二机柜4；第二冷通道41；第二热通道42；第二安装位43。
具体实施方式
36.下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。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。
37.本实用新型提出一种机柜级制冷系统，下面参考图1
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14对机柜级制冷系统进行说明，图1是根据本公开实施方式制冷系统的结构示意图；其中图7和图14中箭头的方向为气流的流动方向。
38.参考图1
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图6，机柜级制冷系统包括第一机柜1，其中第一机柜1具有至少一个，第一机柜1内形成有位于第一机柜前侧的第一冷通道11、位于第一机柜后侧的第一热通道12、位于第一机柜顶部且与第一热通道连通的第一回风通道13，以及位于第一回风通道下方的第一安装位14，第一安装位上设有将第一冷通道和第一热通道连通的设备，第一安装位可具有多个，多个第一安装位纵向排列，其中第一安装位为u位。
39.参考图2，第一机柜还具有位于第一冷通道前侧的前柜门15。其中第一机柜还可具有后柜门、侧板、顶板和底板，第一机柜内形成密封的空间。
40.参考图7，机柜级制冷系统还包括空调室内机2和空调室外机3，其中，空调室内机和空调室外机均具有至少一个，空调室外机位于第一机柜外，空调室内机设于第一机柜的前柜门15上，且空调室内机与第一机柜一一对应，空调室内机与第一机柜的前柜门之间密封连接使得第一机柜内保持密封。
41.将空调室内机安装在第一机柜的前柜门上，使得空调室内机不占用第一机柜内空间，极大提高了第一机柜内部空间的利用率。
42.制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。
43.空调室外机是指制冷循环的包括压缩机和室外换热器的部分，空调室内机包括室内换热器，并且膨胀阀可以提供在空调室内机或空调室外机中。
44.室内换热器和室外换热器用作冷凝器或蒸发器。当室内换热器用作冷凝器时，空调室内机可制热，当室内换热器用作蒸发器时，空调室内机可制冷。
45.参考图3，空调室内机包括机壳21，机壳21连接在第一机柜的前柜门上，机壳上形成有室内出风口211和室内回风口212，并且空调室内机内形成有室内风腔213。具体的，室内出风口位于空调室内机的内侧且朝向第一冷通道11。
46.参考图3
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图4，空调室内机还包括室内换热器22，其中，室内换热器设于室内风腔213内用于与室内风腔内的空气进行换热，室内换热器将室内风腔分隔为高温风腔2132和低温风腔2131，高温风腔通过室内回风口与第一回风通道连通，低温风腔通过室内出风口与第一冷通道连通。
47.其中，室内换热器可竖直设置或倾斜设置，可保证低温风腔和高温风腔的设置适宜于第一机柜内第一回风通道的设置，保证第一机柜散热的正常进行。室内换热器可为平行流换热器或者铜管铝翅以及其他形式的换热器。
48.参考图3
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图4，空调室内机还包括室内风机23，其中室内风机设于低温风腔2131内，室内风机用于将低温风腔内的气流从室内出风口送入第一冷通道内。其中，室内风机具有至少一个，当然室内风机可具有至少两个，当室内风机具有至少两个时，室内风机纵向间隔设置，能够提高吹向第一冷通道的冷风量。空调室内机可为轴流风机或离心风机。
49.参考图4
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图5，机壳21包括外壳201、防护网202和回风口组件203，其中，外壳201连接于第一机柜的前柜门上且位于第一机柜的前柜门的外侧，防护网202连接于外壳内侧且位于第一机柜的前柜门的内侧，回风口组件203连接于外壳的内侧且位于防护网和室内换热器的上方，回风组件内端形成室内回风口，外壳、室内换热器和回风口组件形成高温风腔，回风口组件、室内换热器和防护网形成低温风腔，防护网上形成有室内出风口，防护网还起到防护室内风机的作用，结构简单，便于设计，且可保证形成制冷循环，保证第一机柜
散热的正常进行。
50.回风口组件形成室内回风口处与第一回风通道处密封连接，避免第一回风通道与第一冷通道连通。
51.当空调室内机与空调室外机启动时，室内风机转动使得机壳内形成负压腔，第一机柜内部形成正压腔，第一机柜内部高温气体通过第一机柜顶部与室内回风口连接的第一回风通道进入高温风腔内，经过室内换热器换热后变为低温气体，通过室内风机进入第一机柜内部的第一冷通道内，低温气体对设备进行冷却降温后重新变成高温气体，通过室内回风口进入机壳内形成气流单向封闭循环，实现设备降温。
52.将空调室内机安装在第一机柜的前柜门上使得室内出风口靠近第一机柜，实现近端制冷，形成机柜级制冷，使得冷量全部作用在第一机柜内热源上，无需对第一机柜外环境降温，避免了制冷量的损失，极大的提高制冷系统利用率，且空调室内机不占用第一机柜内空间，极大提高了第一机柜内部空间的利用率。
53.参考图8
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图14，机柜级制冷系统包括还包括第二机柜4，第一机柜和第二机柜均具有至少一个且第二机柜与第一机柜随机排列成一列，第二机柜4内形成有位于第二机柜前侧的第二冷通道41、位于第二机柜后侧的第二热通道42以及位于第二冷通道和第二热通道之间的第二安装位43，第二安装位上设有将第二冷通道和第二热通道连通的设备，第二机柜的第二冷通道与第一机柜的第一冷通道连通，第二机柜的第二热通道与第一机柜的第一热通道连通，可实现第一机柜内低温气体进入到第二机柜中，且第二机柜的第二热通道内的高温气体进入到第一机柜的第一热通道内，然后通过第一机柜的第一回风通道进入到高温风腔内与室内换热器换热，实现第一机柜与第二机柜间冷量共享，可提高制冷效率，同时极大提升了第二机柜内设备空间的利用率。
54.第一机柜的第一冷通道与第二机柜的第二冷通道全部连通或部分连通，且第一机柜的第一热通道与第二机柜的第二热通道全部连通或部分连通，能够提高散热效果，且当其中一个空调室内机出现宕机应急状态时，相邻机柜可将低温气流分配至应急区域发热设备进行应急散热，应急区域高温气流同样可通过相邻空调回风口进入相邻空调室内机进行换热，保证在单个空调室内机出现宕机应急状态时，相邻空调室内机可实现相互冗余，无需对每个空调室内机单独进行冗余设置，可确保应急状态下短时间内设备的正常运行，为空调室内机的抢修提供足够的时间。
55.第二机柜内顶部的第一安装位上可不设置设备形成第二机柜的第二回风通道(未图示)，第二回风通道与第二热通道连通且与第二冷通道隔离，第二回风通道与第一回风通道可全部或部分连通。
56.参考图8
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图13，第一机柜与第二机柜间隔设置，使得空调室内机产生的冷量可均匀的分布到第一机柜和第二机柜内，避免空调室内机过于集中对局部第二机柜带来的降温效果差的问题。
57.当只有一个空调室内机时，当然空调室外机具有一个且该空调室外机与该空调室内机连接，保证空调室内机的正常工作。
58.参考图13，空调室内机或空调室外机具有电子膨胀阀(未图示)，当空调室内机具有至少两个时，空调室外机具有至少一个，一个空调室外机与至少两个空调室内机连接，当空调室外机具有电子膨胀阀时，空调室外机具有的电子膨胀阀的路数与其连接的空调室内
机个数相等，可以实现空调室外机一拖多个空调室内机，可有效提升数据中心机房空间利用率。
59.其中，一个空调室外机与至少两个空调室内机连接时，只要空调室内机的个数满足至少两个即可，第一机柜和第二机柜设置个数以及第一机柜和第二机柜内的第一冷通道、第二冷通道以及第一热通道和第二热通道的连通情况可根据需要设定。
60.在空调室外机一拖多个空调室内机时，可设置第一机柜间的第一冷通道和第一热通道分别全部或部分连通，或者第一机柜的第一冷通道与第二机柜的第二冷通道全部连通或部分连通，且第一机柜的第一热通道与所述第二机柜的第二热通道全部连通或部分连通，如果其中单个空调室内机出现宕机应急状态，相邻机柜也可可将低温气流分配至应急区域发热设备进行应急散热，应急区域高温气流同样可通过相邻空调回风口进入相邻空调室内机进行换热，冷量互通保证在单个空调室内机出现宕机应急状态时，相邻制冷单元空调室内机可实现相互冗余，无需对每个空调室内机单独进行冗余设置，可确保应急状态下短时间内设备的正常运行，为空调室内机的抢修提供足够的时间。
61.第一机柜内设有温度传感器(未图示)，空调室外机内具有控制器(未图示)，控制器接收第一机柜内的温度传感器的温度参数并控制该第一机柜的空调室内机对应的电子膨胀阀的阀开度，并且控制器接收第一机柜内的温度传感器的温度参数并控制该第一机柜的空调室内机的开关机。使得可根据第一机柜内发热量情况自动调节输出冷量，保证冷量与设备发热量相匹配，避免空调室内机的反复启停，提高系统的节能性。空调室外机还包括室外风机31和压缩机32。
62.空调室外机可具有至少两个，相邻两个空调室内机连接的空调室外机可不同，能够避免其中一个空调室外机出现故障时引起的某以区域内的机柜集中无法制冷，可确保应急状态下短时间内设备的正常运行，为问题空调室外机的抢修提供足够的时间。
63.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
64.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。
65.在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
66.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。