CN203734998U - 一种节能服务器机柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种节能服务器机柜，机柜整体呈长方体形，由机柜顶板、机柜底板、前门板、后门板和两个侧门板组成，所述机柜内设有上下放置的服务器设备，服务器设备的前端设有假面板，假面板将服务器设备上下连接起来，假面板的顶部与机柜顶板相连，假面板的底部通过导流罩与机柜底板相连，机柜底板的前端设有进风口，进风口通过风管与空调连接，机柜顶板的后端设有出风口。本实用新型的机柜采用定点制冷的方式，实现了机柜的冷量按需分配，可以减轻空调制冷负担；对服务器设备实现精确制冷，减少因局部过热造成的误码率，提升设备运行稳定性；由于风道采用全封闭结构，从而减少灰尘侵袭，延长主设备使用寿命，降低维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种节能服务器机柜，属于互联网数据中心（IDC）机房结构设计领域。
背景技术
随着IT行业的迅猛发展，现代IDC机房对服务器机柜提出了越来越高的要求。除了起到承载服务器的功能外也在高密度、节能、智能管理方面都提出了更高的要求。
随着服务器集成度的提高，数据中心机房单机架的功率大幅提升，高耗电必然产生高发热，这使得局部发热变得很厉害，温度梯度变化大，通风降温处理复杂。空调短时间的停机或制冷量不足，机房温度会迅速升高到极限温度，造成服务器全部报警甚至停机。通过对服务器机柜的结构设计将能极大解决现代IDC机房遇到的这些困局。
目前已经在IDC中心使用的机柜制冷方式是采用整体室内空调降温或机柜前进风的技术方案。
整体室内空调降温是将机柜放到密闭的空间，采用空调集中降温，这样需要使整个空间全面降温采用，对空调电能是一个极大的浪费。而机柜前进风方案中室内精密空调将采用水平送风方式将冷空气送入机柜前面板，经机柜服务器后出风口出风，此种方案由于冷风处于漫射状态且冷热空气随意交换，易造成局部热点的现象，使得机柜制冷效果不统一。为提高机柜制冷效果只能通过调低空调温度达到全面制冷的目的，后果就是造成空调的电能极大浪费。即便是采用冷池方案也会出现因地板内冷空气压力不均匀造成远端机柜制冷效果削弱，也需要调低空调出风温度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节能服务器机柜，解决IDC机房内传统机柜制冷效果低下、局部过热、造成空调能耗过高等问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种节能服务器机柜，机柜整体呈长方体形，由机柜顶板、机柜底板、前门板、后门板和两个侧门板组成，所述机柜内设有上下放置的服务器设备，所述服务器设备的前端设有假面板，所述假面板与服务器设备相间排列，所述假面板将服务器设备上下连接起来，所述假面板的顶部与机柜顶板相连，所述假面板的底部通过导流罩与机柜底板相连，所述机柜底板的前端设有进风口，所述进风口通过风管与空调连接，所述进风口的空间位置位于导流罩和前门板之间，所述假面板与前门板之间设有冷风通道，所述机柜顶板的后端设有出风口。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述机柜顶板中部设有进线口。
进一步，所述后门板设有多个用于通风的开孔。
进一步，所述出风口处设有温度传感器。
进一步，所述机柜底板的前端还设有用于控制进风口大小的进风口调节板。
由于每台机柜内设有温湿度传感器，维护人员将可以对单台机柜的柜内温度实现直观了解，温度异常时，通过进风口调节板调节进风口大小，通过自动控制原理实现了冷量手动或自动调节，对柜内温度可以联网实现集中监控。
本实用新型为新型服务器机柜，其主要技术亮点是通过巧妙的结构风道设计，使得这种新型服务器机柜在高密度及对服务器散热效果方面比传统服务器机柜有极大的提高。本实用新型从结构上一改传统机柜设计理念。将机柜下进风口通过风管与空调连接，同时设有进风可调节风板，从而实现了按需分配制冷量的目的，也保证了主风道的风压供给，最为有效的亮点是结合了自动控制理论，风门的调节与机柜出风温度联动，实现自动恒温控制。从而大大减少了空调的制冷耗电量，达到了节能的效果。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的机柜采用定点制冷的方式，实现了机柜的冷量按需分配，可以减轻空调制冷负担，提升IDC机房PUE值；对服务器设备实现精确制冷，减少因局部过热造成的误码率，提升设备运行稳定性；由于风道采用全封闭结构，从而减少灰尘侵袭，延长主设备使用寿命，降低维护成本。
附图说明
图1为本实用新型侧视的剖视结构示意图；
图2为本实用新型正视的剖视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、机柜顶板，2、机柜底板，3、前门板，4、后门板，5、服务器设备，6、假面板，7、侧门板，8、导流罩，9、进风口，10、出风口，11、冷风通道，12、进线口，13、进风口调节板，14、开孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种节能服务器机柜，机柜整体呈长方体形，由机柜顶板1、机柜底板2、前门板3、后门板4和两个侧门板7组成，所述机柜内设有上下放置的服务器设备5，所述服务器设备5的前端设有假面板6，所述假面板6与服务器设备5相间排列，所述假面板6将服务器设备5上下连接起来，所述假面板6的顶部与机柜顶板1相连，所述假面板6的底部通过导流罩8与机柜底板2相连，所述机柜底板2的前端设有进风口9，所述进风口9通过风管与空调连接，所述进风口9的空间位置位于导流罩8和前门板3之间，所述假面板6与前门板3之间设有冷风通道11，所述机柜顶板1的后端设有出风口10。
在进风口9上方设置了一个高度为180mm～260mm的导流罩8，导流罩8呈曲面，引导冷风进入前门板3与假面板6之间的区域（冷风通道11）。导流罩8应设计合理，除了前开口外，其他地方应与机柜底板2密封，既要防止冷风直接流向机架后部或两侧，又要尽可能减少空气阻力。
要想充分利用冷气为服务器设备5制冷，就必须让冷气限制在服务器设备5正面。而在传统机柜中，服务器正面平面是漏洞百出的，一方面没有安装服务器的层位前后贯通，另一方面立柱两侧也是前后贯通的，只有少量冷气被服务器吸入，大量冷气是沿机柜开口处泄漏流失了。为了改变这种弊端，在没有安装服务器设备5的层位统统安装1u和2u高的假面板6，还可以在服务器设备5两侧加了密封板，与侧门板7保持密封，确保了冷气不会流失到机柜后半部去了。
利用服务器设备5、假面板6和前门板3，在机柜内形成一个足够大、密闭的冷气通道11。由于服务器设备5正面平面与假面板6一起是密封的，而前门板3也是全密封的，自然就形成了一个密闭的冷气通道11。冷气通道11采用的是静压室原理，将冷空气压入服务器设备5。静压室是一个保持一定压力的空气密闭室，且带有一个或多个与管道或喷嘴相连接的引出口，本实用新型中冷气通道11实质上就是一个静压室，通过底部进风口9充入冷风，然后在周围密闭的冷气通道11，通过静压的原理，将冷空气压入多个引出口（服务器设备5的前端），实现冷空气对服务器设备5的降温效果。
为了满足一个机柜4kW冷负荷的基本要求，规定了从服务器设备5正面平面到前门板3之间的净间距不得小于160mm。从冷气通道11横切面积来看，至少有0.08m2，假设冷气出口风速4m/s来计算，也有0.32m3/s风量进入机柜内，按进出温差15℃计算，则可带入6.2kW冷量。当然考虑服务器排出气体温度不均衡，可能会有过热气体聚结在机柜内不易散去。
所述机柜顶板1中部设有进线口12。机柜顶板1还可以加散热风扇解决机柜功率过大问题。对于一些机柜功率超过4kW，达6kW左右的IDC机房，则采用下送风管道设计，直接将空调冷气直接以风道形式直接送入到机柜底部进风口实现冷气定点送入，达到防止冷气漫射从而大幅提高制冷效率。
所述后门板4设有多个用于通风的开孔14。
所述出风口10处设有温度传感器。
由于每台机柜内设有温湿度传感器，温度传感器可与进风口调节板13相连，维护人员将可以对单台机柜的柜内温度实现直观了解，温度异常时，通过进风口调节板13调节进风口9大小，通过自动控制原理实现了冷量手动或自动调节，对柜内温度可以联网实现集中监控。
所述机柜底板2的前端还设有用于控制进风口9大小的进风口调节板13。
机柜进风口9处设有进风口调节板13，进风口调节板13全打开时面积最小应≥400mm（宽）×350mm（深），其前沿距机柜下部框架内侧不超过30mm。进风口9设置调节装置（如滑动盖板），使得进风口9大小可在全开和全闭之间连续调节。进风口调节板13操作便捷、顺畅，与机架底部衔接紧密，进风口调节板13全关闭时应保证无冷气泄漏到机柜内；同时进风口9侧面边框上标注有最小单位5mm的刻度，以便于准确计算风口面积、实现精确管理。进风口调节板13全打开时，面积达0.14m2，假设冷气出口风速4m/s来计算，也就是有0.56m3/s风量进入机柜内，按进出温差15℃计算，则可带入10.8kW冷量。当然，实际上真正的瓶颈在于服务器前面的冷气通道，那里无法输送这么多冷气。
本实用新型的具体操作步骤为：先打开前门板3，将服务器设备5和假面板6装进机柜中，再关闭前门板3，使机柜内密封；利用风管将空调出风口与机柜底部的进风口9相连，冷风通过进风口9和导流罩8的引导进入冷风通道11；通过冷风通道11的静压作用，将冷风压入服务器设备5，进行对服务器设备5的降温；冷热交换后的气体通过出风口10或后门板4上的开孔14，排出机柜。在出风口10出设置温度传感器可以测量出风的温度，温度传感器通过控制系统控制进风口调节板13，温度异常时，通过进风口调节板13调节进风口9大小，进而控制冷风的进入量，实现对服务器设备5温度的控制，达到全自动化处理的目的。
本实用新型提升效率优先，节约投资为主，同时还能兼顾设备建设问题，实现老机房易改造、新机房易建设的目的，本实用新型提供了一套真正的具有前瞻性的IDC机房制冷解决方案，提高IDC机房的易用性和可用性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种节能服务器机柜，机柜整体呈长方体形，由机柜顶板（1）、机柜底板（2）、前门板（3）、后门板（4）和两个侧门板（7）组成，所述机柜内设有上下放置的服务器设备（5），其特征在于，所述服务器设备（5）的前端设有假面板（6），所述假面板（6）与服务器设备（5）相间排列，所述假面板（6）将服务器设备（5）上下连接起来，所述假面板（6）的顶部与机柜顶板（1）相连，所述假面板（6）的底部通过导流罩（8）与机柜底板（2）相连，所述机柜底板（2）的前端设有进风口（9），所述进风口（9）通过风管与空调连接，所述进风口（9）的空间位置位于导流罩（8）和前门板（3）之间，所述假面板（6）与前门板（3）之间设有冷风通道（11），所述机柜顶板（1）的后端设有出风口（10）。
2.根据权利要求1所述节能服务器机柜，其特征在于，所述机柜顶板（1）中部设有进线口（12）。
3.根据权利要求1所述节能服务器机柜，其特征在于，所述后门板（4）设有多个用于通风的开孔（14）。
4.根据权利要求1所述节能服务器机柜，其特征在于，所述出风口（10）处设有温度传感器。
5.根据权利要求1至4任一项所述节能服务器机柜，其特征在于，所述机柜底板（2）的前端还设有用于控制进风口（9）大小的进风口调节板（13）。
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