一種水冷機柜及含該機柜的地下水冷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種機房冷卻系統(tǒng)，尤其涉及一種水冷機柜及含該機柜的地下 水冷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展及普及，對互聯(lián)網(wǎng)的硬件需求越來越高，尤其是機房的性 能和功率等不斷提升，導致機房的建設中冷卻效率的要求也越來越高。計算機的處理能力， 與提供這一能力所需的電源動力、所產(chǎn)生的熱量以及使處理器在可承受的溫度下工作的降 溫系統(tǒng)，這四者之間有著直接關系。刀片服務器問世以來，一方面具有便于部署、節(jié)能降耗 等諸多優(yōu)勢，另一方面，其成本高、缺乏標準、不完善的冷卻系方案導致散熱量不夠、存在熱 點等不足也一直在困擾刀片服務器的推廣和應用。目前，刀片服務器的散熱技術已經(jīng)成為 制約刀片服務器發(fā)展的瓶頸之一。因此，基于刀片服務器的散熱特點，研宄并設計可以適用 于刀片服務器的散熱系統(tǒng)是推動刀片服務器快速發(fā)展的前提和基礎，利用刀片服務器機柜 后部的有限空間，配置由高效換熱器組成的制冷系統(tǒng)，快速及時地排出系統(tǒng)散熱實為必 要。對于部分擴容的機房，帶有制冷系統(tǒng)的刀片服務器機柜不僅能夠保證每個刀片服務器 的穩(wěn)定運行，還能夠滿足空調(diào)機房的正常溫度環(huán)境，不帶入額外的熱負荷。
[0003] 現(xiàn)有刀片式服務器機柜一般采用CRAC精密空調(diào)冷卻，其是把熱量全部收集起來 由CRAC進行水與熱的交換，CRAC耗電大、熱交換效率低，且冷熱空氣傳遞過程容易產(chǎn)生亂 流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型提供一種節(jié)能環(huán)保的低能耗的水冷機柜。
[0005] 本實用新型的水冷機柜，包括第一機柜單元和第二機柜單元，在所述第一機柜單 元和第二機柜單元之間設置有水冷卻單元，所述水冷卻單元包括至少一個熱交換模塊，所 述熱交換模塊包括熱交換片；所述水冷卻單元中，在所述熱交換模塊的一端設置為安裝有 至少一個風扇的出風區(qū)，在所述熱交換模塊的另一端設置為安裝有通風網(wǎng)的回風區(qū)，所述 水冷卻單元還包括與熱交換模塊連通的進水管和出水管。
[0006] 優(yōu)選地，本實用新型的水冷機柜，所述第一機柜單元和第二機柜單元中設置有刀 片式服務器，所述第一機柜單元和第二機柜單元中設置有溫度探測器、濕度調(diào)節(jié)器及溫濕 度顯示屏；所述水冷卻單元的進水管和出水管上都設置有防漏接頭和漏水探測器。
[0007] 優(yōu)選地，本實用新型的水冷機柜，所述水冷卻單元包括三個熱交換模塊，三個熱交 換模塊從上到下縱向排列。
[0008] 優(yōu)選地，本實用新型的水冷機柜，所述水冷卻單元中的出風區(qū)的風扇從上到下縱 向設置。
[0009] 本實用新型還提供一種含有上述水冷機柜的地下水冷系統(tǒng)，包括至少一個本實用 新型的水冷機柜、回水水箱、低位冷水箱、高壓水泵、高位冷水箱和深埋地下深井內(nèi)的地源 散熱器，所述回水水箱與水冷機柜的水冷卻單元的出水管連通，地源散熱器的進水管與回 水水箱連通，低位冷水箱與地源散熱器的出水管連通，低位冷水箱與高壓水泵連接，高壓水 泵與高位冷水箱連通，高位冷水箱與水冷機柜的水冷卻單元的進水管連通。
[0010] 優(yōu)選地，本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，所述地源散熱器包括至少一個冷卻水循環(huán) 管單元。
[0011] 優(yōu)選地，本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，所述冷卻水循環(huán)管單元包括進水管、出水 管、上集水盤、下集水盤和多條冷卻水管，多條冷卻水管均勻設置在上集水盤和下集水盤之 間并于上下集水盤連通，所述進水管與下集水盤連通，所述出水管與所屬上集水盤連通。
[0012] 優(yōu)選地，本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，所述冷卻水循環(huán)管單元的冷卻水管與上下 集水盤連通處的管徑小于中間的管徑。
[0013] 優(yōu)選地，本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，機柜中的每一個水冷卻單元還配置有一個 冷水分水箱，冷水分水箱的進水管與所述高位水箱連通，冷水分水箱的出水管與所述水冷 卻單元的進水管連通；所述冷卻水循環(huán)管單元的出水管為高密度分子材料包裹的具有保溫 功能的水管。
[0014] 優(yōu)選地，本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，所述水冷卻單元包括三個熱交換模塊，三個 熱交換模塊從上到下縱向排列。
[0015] 優(yōu)選地，本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，所述水冷卻單元中的出風區(qū)的風扇從上到 下縱向設置，所述水冷機柜的水冷卻單元的進水管和出水管上都設置有防漏接頭和漏水探 測器。
[0016] 本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，在第一機柜單元和第二機柜單元中設置有溫度探測 器、濕度調(diào)節(jié)器及溫濕度顯示屏，這樣可以很方便的在溫濕度顯示屏上查看機柜單元中的 溫度和濕度情況，這樣可以及時調(diào)整水冷系統(tǒng)的水流速度，本案中所涉及的高壓水泵為可 控流速的水泵，如果機柜單元中的溫度過高，可通過控制系統(tǒng)控制高壓水泵工作強度增強 水冷系統(tǒng)中的水流速度，加速冷卻。
[0017] 本實用新型的水冷系統(tǒng)中的水管中流動的水體有溫度較低的水體和溫度較高的 水體，溫度較低的水體是經(jīng)過地下的地源散熱器冷卻后的水體，溫度較高的水體是經(jīng)過機 柜單元熱交換后的水體，本案的溫度較低的水體形經(jīng)的水管都由具有保溫效果的高密度分 子材料包裹，這樣在循環(huán)過程中減少外界環(huán)境對水體的影響。
[0018] 本實用新型的水冷機柜，每兩個機柜單元中間設置一個水冷卻單元，這樣一個水 冷卻單元帶兩個機柜單元，多個水冷機柜可橫向并排設置，本實用新型的水冷機柜的水冷 卻單元中的熱交換模塊采用熱交換片結(jié)構，利用水能冷卻機柜單元中的服務器產(chǎn)生的熱 量，與傳統(tǒng)采用空調(diào)機冷卻大大節(jié)約了電能，是一種環(huán)保節(jié)能的技術，一個水冷卻單元帶兩 個機柜單元，可在短距離內(nèi)通過高密度熱交換器將熱量帶走，隨著機柜密度的不斷提升，水 冷將是未來綠色的主流散熱解決方案，由Q (熱量）=C (比熱容）XM(質(zhì)量）X A T (溫差）， 單位體積的水的散熱效率是空氣的4000倍。水冷卻單元的中的出風區(qū)設置為垂直的排風 系統(tǒng)，即排風風扇縱向設置，冷熱通道隔離封閉，可有效解機柜單元中的高熱密度。本實用 新型的水冷機柜其冷熱通道分離，氣流組織有序，就近精確送風，循環(huán)風阻小、風量大，不同 高度進風溫度均衡，冷卻效率高、系統(tǒng)噪音低，可以解決最高單機柜的20KW散熱需求。水 冷單元中的水源僅進入熱交換模塊，而不進入機柜單元內(nèi)，水冷單元的進水管和出水管都 設置有防漏接頭和漏水探測器，這樣可以確保水不會泄露而損壞機柜單元中的刀片式服務 器。
[0019] 本實用新型的地下水冷系統(tǒng)，是利用地下20-30米的恒溫層保持常年15°左右 的特性，將地源散熱器深埋地下，利用地下深井內(nèi)的地源冷卻散熱，不抽取地下水，不會對 水質(zhì)造成任何影響，節(jié)能環(huán)保，散熱效率高；若恒溫層出現(xiàn)流動地下水體，則散熱效率會更 加高。在一個地下深井中可由上到下縱向設置多個冷卻水循環(huán)管單元。一個冷卻水循環(huán) 管單元直徑為800mm，高度設置為1800mm，冷卻水循環(huán)管單元的進水管和出水管的直徑為 100mm，上下集水盤的規(guī)格為：D750mm H120mm;設置的地下深井的直徑可為1000mm。
【附圖說明】
[0020] 利用附圖對本實用新型作進一步的說明，但附圖中的內(nèi)容不構成對本實用新型的 任何限制。
[0021] 圖1是本實用新型的水冷機柜的正面結(jié)構示意圖，
[0022] 圖2是圖1所示水冷機柜的A-A線的剖視圖，
[0023] 圖3是圖1所示水冷機柜的B-B線的剖視圖，
[0024] 圖4是一個實施例中，多個水冷機柜的設置的結(jié)構透視圖，
[0025] 圖5是一個實施例中，本實用新型的地下水冷系統(tǒng)的結(jié)構示意圖，
[0026]圖6是本實用新型的地下水冷系統(tǒng)的結(jié)構的冷卻水循環(huán)管的結(jié)構示意圖，
[0027] 圖7是圖6所示的冷卻水循環(huán)管單元的正面結(jié)構示意圖，
[0028] 圖8是圖7所示冷卻水循環(huán)管單元的A-A線的剖視圖，
[0029] 圖9是圖7所示冷卻水循環(huán)管單元的B-B線的剖視圖，
[0030] 圖10是一個優(yōu)選實施例中，地下水冷系統(tǒng)的深井中的地源散熱器設置了多個水 循環(huán)管單元的結(jié)構示意圖。
[0031] 附圖標記說明：
[0032] 第一機柜單元10,第二機柜單元20,水冷單元30,熱交換模塊310,熱交換片31，風 扇32,通風網(wǎng)33,冷水管34,出風區(qū)35,回風區(qū)36,低位回水水箱40,高位回水水箱50,高壓 水泵60,閥門70,地下深井80,地源散熱器81，低位冷水水箱90,高位冷水水箱100,冷水分 水箱110，連接水管120，水循環(huán)管單元810，進水管811，出水管812，上集水盤813，下集水 盤814,冷卻水管815,出水口 8111，出水口 8121。
【具體實施方式】
[0033] 結(jié)合以下實施例對本實用新型作進一步描述：
[0034]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型的水冷機柜，包括第一機柜單元10和第二機 柜單元20,在所述第一機柜單元10和第二機柜單元20之間設置有水冷卻單元30,所述水 冷卻單元包括至少一個熱交換模塊310,所述熱交換模塊310包括熱交換片31;所述水冷 卻單元30中，在所述熱交換模塊310的一端設置為安裝有風扇32的出風區(qū)35,在所述熱 交換模塊310的另一端設置為安裝有通風網(wǎng)33的回風區(qū)36,所述水冷卻單元30還包括與 熱交換模塊連通的進水管和出水