CN101815423B - 一种机柜散热方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种机柜散热方法，包括：将冷空气从机柜下部输入机柜；冷空气在机柜内由下向上输送，并对机柜中发热元件进行冷却散热；将经过热交换升温后的热空气从机柜上部排出；对排出的热空气进行冷却；冷却后的热空气变为冷空气，从机柜下部输入机柜，对机柜进行循环散热。本发明提供了一种机柜散热装置，包括：机柜，上部设置有热风出口，下部设置有冷风入口；吹风单元，将由冷风入口输入的冷风由机柜下部由下向上输送；液冷单元，将由热风出口排出的热空气进行冷却，并由冷风入口输入到机柜内。本发明在水冷方式的基础上，借助于冷空气下沉，热空气上升的特点，将垂直制冷与水冷方式进行有机结合，使得散热效果得到有效提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种机柜散热方法及装置。
背景技术
目前，针对刀片服务器的广泛应用，高热密度散热问题已是需要亟待解决的问题，当机柜内部的发热量超过20KW时，传统的风冷方式已无法满足系统的散热要求。
目前针对机房高热密度问题，许多厂商已提出了相应的解决方案，借助于水冷方式对高密度集群系统进行散热，这些方式在实际应用过程中取得了较为理想的结果。
但目前所用的水冷方式，多数采用水平送风的方式，此种冷却方式，在给服务器送风时风向并不能保证严格的水平状态，因为在服务器器前端进的是冷空气，而随着气流向服务器后端流入，气流因随着温度的不断升高，而向上方延伸，导致循环方式并不能保证严格的水平状态，使得散热效果下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以实现有效散热的机柜散热方法及装置。
为了解决上述问题，本发明提供了一种机柜散热方法，包括如下步骤：
(1)将冷空气从机柜下部输入机柜；
(2)冷空气在机柜内由下向上输送，并对机柜中发热元件进行冷却散热；
(3)将经过热交换升温后的热空气从机柜上部排出；
(4)对排出的热空气进行冷却；
(5)冷却后的热空气变为冷空气，再从机柜下部输入机柜，从而对所述机柜进行循环散热。
本发明还提供了一种机柜散热装置，包括：
机柜，机柜的上部设置有热风出口，机柜的下部设置有冷风入口；
吹风单元，将由所述冷风入口输入的冷风由所述机柜下部由下向上输送，所述冷风在由下往上输送过程中，对安装在所述机柜内的发热元件进行冷却散热，经过热交换后的热空气由所述热风出口排出；
液冷单元，将由所述热风出口排出的热空气进行冷却，并将冷却后的冷空气由所述冷风入口输入到所述机柜内。
进一步，所述吹风单元为设置在所述机柜内的风扇组。
进一步，所述液冷单元包括热交换器。
进一步，还包括室外冷冻水机组，所述热交换器通过该室外冷冻水机组提供冷却所述热空气的冷冻水。
进一步，所述外接室外冷冻水机组包括：
回水主管道，将所述液冷单元中升温的冷冻水输送到蒸发器；
蒸发器，对所述回水管道输送来的升温的冷冻水进行热交换，并输送到压缩机；
压缩机，接收所述蒸发器输送来的热交换后的冷冻水，压缩后输送到冷凝器；
冷凝器，对所述压缩机输送来的冷冻水与自然环境进行热交换，并输送到冷却塔；
冷却塔，存储并补充冷冻水，并将所需冷冻水输送到所述冷凝器；
进水主管道，通过压力泵，将所述冷凝器中冷冻水通过所述蒸发器输送到所述液冷单元；
进一步，还包括智能控制单元，所述智能控制单元包括：
监控子单元，通过在所述机柜内部设置温度传感器及湿度传感器，检测所述机柜内部温度、湿度，并将检测到的温度、湿度值发送到控制器；
控制器，将接收到的温度、湿度值进行编码，并发送到判断器，并根据判断器发送回的处理结果向执行子单元发送命令指令；
判断器，对所述控制器发送来的编码后的温度、湿度值进行判断处理，并将处理结果发送回所述控制器；
执行子单元，接收到所述控制器发送来的命令指令后，通过控制阀调节所述液冷单元进水流量，以调节所述机柜内部温度、湿度。
本发明具有如下优点：
1、本发明在水冷方式的基础上，借助于冷空气下沉，热空气上升的特点，将垂直制冷与水冷方式进行有机结合，使得散热效果得到有效提升，可以实现对大功率机柜的散热要求。
2、本发明采用智能控制单元，可以实现自动调节液冷单元，达到自动调节机柜内部温、湿度的目的，节约人力，且能够实现机柜散热的平稳进行，防止意外发生。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1示出了本发明一种机柜散热装置结构示意图；
图2示出了本发明一种机柜散热装置中液冷单元结构示意图；
图3示出了本发明一种机柜散热装置中外接室外冷冻水机组结构示意图；
图4示出了本发明一种机柜散热装置中智能控制单元结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种机柜散热方法，包括如下步骤：
(1)将冷空气从机柜下部输入机柜；
(2)冷空气在机柜内由下向上输送，并对机柜中发热元件进行冷却散热；
(3)将经过热交换升温后的热空气从机柜上部排出；
(4)对排出的热空气进行冷却；
(5)冷却后的热空气变为冷空气，再从机柜下部输入机柜，从而对所述机柜进行循环散热。
这种方法借助于热空气自然上升的特性，再通过在机柜内部设计多层风扇组，形成垂直送风通道，该方式在冷却效率及节能方面都有很大改善。
如图1-图4所示，本发明还提供了一种机柜散热装置，包括：
机柜1，机柜1的上部设置有热风出口12，机柜1的下部设置有冷风入口11；
吹风单元2，将由冷风入口11输入的冷风由机柜1下部由下向上输送，冷风在由下往上输送过程中，对安装在机柜1内的发热元件进行冷却散热，经过热交换后的热空气由热风出口12排出；
液冷单元3，将由热风出口12排出的热空气进行冷却，并将冷却后的冷空气由冷风入口11输入到机柜1内。
本发明在水冷方式的基础上，借助于冷空气下沉，热空气上升的特点，将垂直制冷与水冷方式进行有机结合，使得散热效果得到有效提升，可以实现对大功率机柜的散热要求。
本发明中，吹风单元2为设置在所述机柜内的风扇组21。位于冷风入口11处的风扇组21为吸风扇，机柜1上部的热气流经风扇组21吸入到液冷单元3中。液冷单元3包括热交换器31。
机柜1侧面放置液冷单元3，液冷单元3顶端的风扇组21将机柜1上部的热空气由热风出口12输送到液冷单元3中，经由液冷单元3内部的热交换器31冷却制冷后，将冷空气再由冷风入口11输送回到机柜1内下部，形成闭式循环，以达到为机柜1中发热元件进行冷却的效果。
液冷单元3的热交换器31内部充满冷冻水，热交换器31器壁由导热性能好的黄铜材料制成，机柜1上部由热风出口12输送来的热气流沿冷却通道32流经热交换器31，热量从热空气以热传导的方式传递给热交换器31的器壁，然后热交换器31的器壁以热对流的方式将热量传递给内部的冷冻水。
如图2所示，液冷单元3内部设计有热交换器31、冷却通道32、进水管33及出水管34。由热风出口12输送来的热风经由液冷单元3的冷却通道32，进入四周充满冷冻水的热交换器31，气流经热交换器31的冷却后，沿冷却通道32最终通过冷风入口11输送回到机柜1内下部，形成闭式循环，为机柜1内部设备进行冷却。
如图3所示，本发明中，还包括室外冷冻水机组4，热交换器31通过该室外冷冻水机组4提供冷却热空气的冷冻水。外接室外冷冻水机组4包括：
回水主管道41，将液冷单元3中升温的冷冻水输送到蒸发器42；
蒸发器42，对回水主管道41输送来的升温的冷冻水进行热交换，并输送到压缩机43；
压缩机43，接收蒸发器42输送来的热交换后的冷冻水，压缩后输送到冷凝器44；
冷凝器44，对压缩机43输送来的冷冻水与自然环境进行热交换，并输送到冷却塔45；
冷却塔45，存储并补充冷冻水，并将所需冷冻水输送到冷凝器44；
进水主管道46，通过压力泵47，将冷凝器44中冷冻水通过蒸发器42输送到液冷单元3；
如图4所示，本发明中，还包括智能控制单元5，智能控制单元5包括：
监控子单元51，通过在机柜内部设置温度传感器511及湿度传感器512，检测机柜内部温度、湿度，并将检测到的温度、湿度值发送到控制器52；
控制器52，将接收到的温度、湿度值进行编码，并发送到判断器53，并根据判断器53发送回的处理结果向执行子单元54发送命令指令；
判断器53，对控制器52发送来的编码后的温度、湿度值进行判断处理，并将处理结果发送回控制器53；
执行子单元54，接收到控制器52发送来的命令指令后，通过控制阀541调节液冷单元3进水流量，以调节机柜1内部温度、湿度。
本发明采用智能控制单元5，可以实现自动调节液冷单元3，达到自动调节机柜1内部温度、湿度的目的，节约人力，且能够实现机柜1散热的平稳进行，防止意外发生。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种机柜散热装置，其特征在于，包括：
机柜(1)，机柜(1)的上部设置有热风出口(12)，机柜(1)的下部设置有冷风入口(11)；
吹风单元(2)，将由所述冷风入口(11)输入的冷风由所述机柜(1)下部由下向上输送，所述冷风在由下往上输送过程中，对安装在所述机柜(1)内的发热元件进行冷却散热，经过热交换后的热空气由所述热风出口(12)排出；
液冷单元(3)，将由所述热风出口(12)排出的热空气进行冷却，并将冷却后的冷空气由所述冷风入口(11)输入到所述机柜(1)内；
所述吹风单元(2)为设置在所述机柜内的多层风扇组(21)；
所述液冷单元(3)包括热交换器(31)；还包括室外冷冻水机组(4)，所述热交换器(31)通过该室外冷冻水机组(4)提供冷却所述热空气的冷冻水；
所述外接室外冷冻水机组(4)包括：
回水主管道(41)，将所述液冷单元(3)中升温的冷冻水输送到蒸发器(42)；
蒸发器(42)，对所述回水主管道(41)输送来的升温的冷冻水进行热交换，并输送到压缩机(43)；
压缩机(43)，接收所述蒸发器(42)输送来的热交换后的冷冻水，压缩后输送到冷凝器(44)；
冷凝器(44)，对所述压缩机(43)输送来的冷冻水与自然环境进行热交换，并输送到冷却塔(45)；
冷却塔(45)，存储并补充冷冻水，并将所需冷冻水输送到所述冷凝器(44)；
进水主管道(46)，通过压力泵(47)将所述冷凝器(44)中冷冻水通过所述蒸发器(42)输送到所述液冷单元(3)；
还包括智能控制单元(5)，所述智能控制单元(5)包括：
监控子单元(51)，通过在所述机柜(1)内部设置温度传感器(511)及湿度传感器(512)，检测所述机柜(1)内部温度、湿度，并将检测到的温度、湿度值发送到控制器(52)；
控制器(52)，将接收到的温度、湿度值进行编码，并发送到判断器(53)，并根据判断器(53)发送回的处理结果向执行子单元(54)发送命令指令；
判断器(53)，对所述控制器(52)发送来的编码后的温度、湿度值进行判断处理，并将处理结果发送回所述控制器(52)；
执行子单元(54)，接收到所述控制器(52)发送来的命令指令后，通过控制阀(541)调节所述液冷单元(3)进水流量，以调节所述机柜(1)内部温度、湿度。
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