專利名稱：機(jī)柜冷卻插箱和機(jī)柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子設(shè)備的冷卻裝置，特別是涉及一種機(jī)柜冷卻插箱和機(jī) 柜。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通訊和IT等領(lǐng)域電子設(shè)備的集成度越來(lái)越高，規(guī)模越 來(lái)越大，很多通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及數(shù)據(jù)設(shè)備都被集成在一個(gè)機(jī)柜中，數(shù)個(gè)機(jī)柜被集中設(shè) 置在機(jī)房?jī)?nèi)，因此機(jī)柜內(nèi)的熱密度越來(lái)越高，整個(gè)機(jī)房的熱負(fù)荷越來(lái)越大。目前，機(jī)房通常配置空調(diào)機(jī)組使機(jī)房?jī)?nèi)的環(huán)境保持在一設(shè)定溫度范圍內(nèi)，機(jī)柜則 采用機(jī)房的空氣作為自身冷卻介質(zhì)，通過(guò)機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置的風(fēng)機(jī)以強(qiáng)迫風(fēng)冷方式對(duì)機(jī)柜內(nèi)的 電子器件進(jìn)行降溫。由于現(xiàn)有技術(shù)這種散熱方式是以空氣作為導(dǎo)熱介質(zhì)的換熱方式，換熱 效率不高，因此不能及時(shí)排除電子器件的發(fā)熱，影響了電子器件的穩(wěn)定運(yùn)行。為了有效排除機(jī)柜內(nèi)電子器件的發(fā)熱，現(xiàn)有技術(shù)通常采用降低機(jī)房溫度、增大風(fēng) 機(jī)風(fēng)量或調(diào)整機(jī)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)等技術(shù)手段。實(shí)際應(yīng)用表明，降低機(jī)房溫度需要配置大制冷量 的空調(diào)機(jī)組，不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)房能耗增加，而且會(huì)增加機(jī)房投資；同樣，增大風(fēng)機(jī)風(fēng)量會(huì)導(dǎo)致 機(jī)柜能耗和成本增加，而且會(huì)帶來(lái)較高噪音；而調(diào)整機(jī)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)降低冷卻系統(tǒng)的通用 性，且增加了安裝和維護(hù)的難度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種機(jī)柜冷卻插箱和機(jī)柜，可及時(shí)排除熱源 的發(fā)熱，且具有通用性強(qiáng)、安裝維護(hù)便利等優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種機(jī)柜冷卻插箱，包括插箱箱體，所述 插箱箱體內(nèi)設(shè)置有依次連接的儲(chǔ)液箱、液體泵和熱交換器，所述插箱箱體與固定在熱源上 的至少一個(gè)液冷板連接。所述液冷板上設(shè)置有與其內(nèi)部冷卻流道連通的進(jìn)液口和出液口，所述進(jìn)液口通過(guò) 柔性管道與所述熱交換器連接，所述出液口通過(guò)柔性管道與所述儲(chǔ)液箱連接。所述液冷板 以螺釘、導(dǎo)熱膠或卡扣方式固定在熱源上，且所述液冷板的表面與熱源的表面直接接觸。進(jìn)一步地，所述熱交換器為液_空氣型熱交換器，包括熱交換芯體和風(fēng)扇，所述熱 交換芯體的進(jìn)液口與所述液體泵連接，出液口與所述液冷板連接，所述風(fēng)扇設(shè)置在熱交換 芯體的側(cè)部。所述熱交換芯體為管式結(jié)構(gòu)或肋片管式結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述熱交換器為液_液型熱交換器，包括內(nèi)循環(huán)通道和外循環(huán)通道，所 述內(nèi)循環(huán)通道的進(jìn)液口與所述液體泵連接，出液口與所述液冷板連接，所述外循環(huán)通道的 進(jìn)液口和出液口與機(jī)房水源連接。所述內(nèi)循環(huán)通道和外循環(huán)通道為順流結(jié)構(gòu)、逆流結(jié)構(gòu)或 交叉流結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型還提供了一種包括本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱的 機(jī)柜，包括機(jī)箱箱體和機(jī)柜設(shè)備插箱，所述機(jī)柜設(shè)備插箱和機(jī)柜冷卻插箱插設(shè)在所述機(jī)箱箱體內(nèi)，所述機(jī)柜冷卻插箱的液冷板固定在所述機(jī)柜設(shè)備插箱的電子器件上。 進(jìn)一步地，所述機(jī)箱箱體上開(kāi)設(shè)有通風(fēng)孔。進(jìn)一步地，所述機(jī)箱箱體上開(kāi)設(shè)有與機(jī)房水源連接的進(jìn)液口和出液口。本實(shí)用新型提供了一種機(jī)柜冷卻插箱和機(jī)柜，一方面采用液冷方式的液冷板，利 用液體的高熱容和高傳熱效率，可以及時(shí)排除熱源的發(fā)熱，保證電子器件的穩(wěn)定運(yùn)行；另一 方面將儲(chǔ)液箱、液體泵和熱交換器設(shè)置在插箱箱體內(nèi)，所形成的插箱結(jié)構(gòu)作為一個(gè)便攜的 獨(dú)立單元，通用性強(qiáng)，可應(yīng)用在不同規(guī)格的機(jī)柜中；同時(shí)由于液冷板通過(guò)柔性管道與插箱箱 體連接，且液冷板與熱源通過(guò)螺釘、導(dǎo)熱膠或卡扣等方式固定安裝，既不會(huì)影響機(jī)柜內(nèi)部電 子器件的安裝形式，也不會(huì)影響各電子器件的插拔，安裝和維護(hù)十分便利。此外，本實(shí)用新 型通過(guò)采用液_液型熱交換器，最大限度地降低了工作噪聲，進(jìn)一步提高系統(tǒng)換熱效率，有 效降低了機(jī)房空調(diào)機(jī)組的負(fù)荷。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置多個(gè)液冷板，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)熱源進(jìn) 行冷卻處理，擴(kuò)展了本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍。

圖1為本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例 機(jī)柜冷卻插箱是一種液-空氣型冷卻插箱，包括液冷板1、儲(chǔ)液箱2、液體泵3、第一熱交換器 4和插箱箱體10，其中液冷板1固定在熱源上，用于將熱源的熱量傳遞到其內(nèi)部流動(dòng)的冷卻 液體中，儲(chǔ)液箱2、液體泵3和第一熱交換器4設(shè)置在插箱箱體10內(nèi)，儲(chǔ)液箱2通過(guò)管道6 與液冷板1連接，用于存儲(chǔ)從液冷板1流出的冷卻液體，液體泵3通過(guò)管道6與儲(chǔ)液箱2連 接，用于將儲(chǔ)液箱2內(nèi)的冷卻液體向第一熱交換器4輸送，第一熱交換器4通過(guò)管道6分別 與液體泵3和液冷板1連接，用于通過(guò)強(qiáng)迫風(fēng)冷方式對(duì)冷卻液體進(jìn)行降溫。本實(shí)施例的工 作過(guò)程為與熱源直接接觸的液冷板1將熱源熱量傳遞至液冷板1內(nèi)部流動(dòng)的冷卻液體中， 完成對(duì)熱源的降溫；被加熱的冷卻液體由液體泵3送入第一熱交換器4，通過(guò)在第一熱交換 器4內(nèi)與外界空氣的熱交換，冷卻液體的溫度降低；降溫后的冷卻液體又流至液冷板1，對(duì) 熱源進(jìn)行新一輪的冷卻。本實(shí)施例液冷板1是一種內(nèi)部設(shè)置有冷卻流道的液冷式熱交換器，液冷板1的端 部設(shè)置有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口和出液口與液冷板1內(nèi)部的冷卻流道連通，進(jìn)液口通過(guò) 柔性管道與第一熱交換器4連接，出液口通過(guò)柔性管道與儲(chǔ)液箱2連接，液冷板1固定安裝 在熱源上，液冷板1的表面與熱源的表面直接接觸。本實(shí)施例液冷板1可以采用螺釘、導(dǎo) 熱膠或卡扣等方式固定安裝在熱源上，方便安裝、更換和維護(hù)。工作時(shí)，來(lái)自第一熱交換器 4的冷卻液體從進(jìn)液口流進(jìn)液冷板1內(nèi)部，在冷卻流道流動(dòng)中吸收熱源的熱量后，冷卻液體 從出液口流出并進(jìn)入儲(chǔ)液箱2，完成對(duì)熱源的降溫冷卻。實(shí)際應(yīng)用中，液冷板可以采用銅、鋁、不銹鋼或其它導(dǎo)熱性能好的金屬材料，液冷板形狀可以是方形、圓形或與熱源表面相適 應(yīng)的異形，冷卻流道可以是管式水道、翅片式水道或本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常采用的水道結(jié)構(gòu)， 冷卻液體可以采用水。進(jìn)一步地，柔性管道可采用防止泄漏的緊固接頭或壓縮接頭與進(jìn)液 口或出液口連接，也可以采用快插接頭，方便通斷操作和更換。 本實(shí)施例第一熱交換器4是一種液_空氣型熱交換器，包括熱交換芯體和風(fēng)扇，熱 交換芯體可以采用管式或肋片管式等多種結(jié)構(gòu)形式，包括進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口通過(guò)管 道(剛性或柔性)與液體泵3連接，出液口通過(guò)柔性管道與液冷板1連接，風(fēng)扇設(shè)置在熱交 換芯體的側(cè)部，以強(qiáng)迫風(fēng)冷方式對(duì)熱交換芯體內(nèi)的冷卻液體進(jìn)行降溫。工作時(shí)，來(lái)自液體泵 3的冷卻液體進(jìn)入熱交換芯體，由于風(fēng)扇強(qiáng)迫風(fēng)冷的降溫作用，流出熱交換芯體的冷卻液體 的溫度降低，完成對(duì)冷卻液體的降溫冷卻。此外，本實(shí)施例儲(chǔ)液箱是一種帶有進(jìn)液口和出液口的容器，容器的材料和形狀可 以根據(jù)實(shí)際需要任意設(shè)置。本實(shí)施例液體泵可以采用離心泵、渦輪泵、容積式泵或本領(lǐng)域技 術(shù)人員慣常采用的驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備。本實(shí)施例管道可以采用金屬管道、塑料管道 或本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常采用的使液體流動(dòng)的管道，通過(guò)管接頭實(shí)現(xiàn)連接，管接頭可以是緊 固接頭、壓縮接頭、快速接頭或本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常采用的接頭。本實(shí)施例插箱箱體的材料 可以采用鋁合金、不銹鋼、塑料或本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常采用的箱體材料，插箱箱體的尺寸根 據(jù)機(jī)柜規(guī)格而定，方便插裝在機(jī)柜中。從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例機(jī)柜冷卻插箱具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)采用液冷方式的液冷板，利用液體的高熱容和高傳熱效率，可以及時(shí)排除熱源 的發(fā)熱，保證電子器件的穩(wěn)定運(yùn)行；(2)將儲(chǔ)液箱、液體泵和第一熱交換器設(shè)置在插箱箱體內(nèi)，所形成的插箱結(jié)構(gòu)作為 一個(gè)便攜的獨(dú)立單元，通用性強(qiáng)，可應(yīng)用在不同規(guī)格的機(jī)柜中；(3)由于液冷板通過(guò)柔性管道與儲(chǔ)液箱和第一熱交換器連接，且液冷板與熱源通 過(guò)螺釘、導(dǎo)熱膠或卡扣等方式固定安裝，因此液冷板可以根據(jù)機(jī)柜內(nèi)部需要單獨(dú)安裝在需 要散熱的熱源上，既不會(huì)影響機(jī)柜內(nèi)部電子器件的安裝形式，也不會(huì)影響各電子器件的插 拔，安裝和維護(hù)十分便利。圖2為本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施 例機(jī)柜冷卻插箱是一種液-液型冷卻插箱，包括液冷板1、儲(chǔ)液箱2、液體泵3、第二熱交換器 5和插箱箱體10，第二熱交換器5通過(guò)管道6分別與液體泵3和液冷板1連接，用于通過(guò)液 體冷卻方式對(duì)冷卻液體進(jìn)行降溫。本實(shí)施例第二熱交換器5是一種液_液型熱交換器，包括兩個(gè)相鄰的通道內(nèi)循環(huán) 通道和外循環(huán)通道，內(nèi)循環(huán)通道是指機(jī)柜冷卻插箱內(nèi)部冷卻液體循環(huán)流動(dòng)的通道，外循環(huán) 通道是指機(jī)房?jī)?nèi)部冷卻液體循環(huán)流動(dòng)的通道，內(nèi)循環(huán)通道和外循環(huán)通道可以設(shè)置成順流、 逆流或交叉流等多種結(jié)構(gòu)形式。內(nèi)循環(huán)通道設(shè)置有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口通過(guò)管道(剛 性或柔性)與液體泵3連接，出液口通過(guò)柔性管道與液冷板1連接。外循環(huán)通道也設(shè)置有 進(jìn)液口和出液口，分別通過(guò)管道與機(jī)房水源連接。工作時(shí)，來(lái)自液體泵3的冷卻液體進(jìn)入第 二熱交換器5，與來(lái)自機(jī)房水源的冷卻液體進(jìn)行熱量交換，流出第二熱交換器5的冷卻液體 的溫度降低，完成對(duì)冷卻液體的降溫冷卻。本實(shí)施例液冷板、儲(chǔ)液箱、液體泵和插箱箱體的結(jié)構(gòu)與前述第一實(shí)施例相同，不再贅述。從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例機(jī)柜冷卻插箱除了具有前述第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn) 外，還具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)由于本實(shí)施例采用液_液型熱交換器，不僅換熱能力強(qiáng)，而且避免了使用風(fēng) 扇，最大限度地降低了工作噪聲；(2)由于液_液型熱交換器可以精確控制冷卻液體的溫差，因此可以進(jìn)一步提高 系統(tǒng)換熱效率；(3)根據(jù)實(shí)際情況，液_液型熱交換器所帶走的廢熱可以直接排到機(jī)房外部或進(jìn) 行再利用，因此有效降低了機(jī)房空調(diào)機(jī)組的負(fù)荷，具有巨大的節(jié)能空間。圖3為本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實(shí)施 例是前述第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的一種方案擴(kuò)展，所不同的是，本實(shí)施例機(jī)柜冷卻插箱 設(shè)置有數(shù)個(gè)液冷板1，每個(gè)液冷板1均通過(guò)管道6分別與儲(chǔ)液箱2和第一熱交換器4 (或第 二熱交換器)連接。實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)在管道6上設(shè)置分流器形成多路管道。本實(shí)施 例機(jī)柜冷卻插箱除了具有前述第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)外，由于設(shè)置多個(gè)液冷板， 可以同時(shí)對(duì)多個(gè)熱源進(jìn)行冷卻處理，液冷板的柔性連接結(jié)構(gòu)不僅可以保證將每個(gè)液冷板單 獨(dú)安裝在熱源上，而且可以根據(jù)實(shí)際需要便利地增加或減少液冷板，擴(kuò)展了本實(shí)施例機(jī)柜 冷卻插箱的應(yīng)用范圍。在前述各實(shí)施例技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還提供了一種帶有本實(shí)用新型機(jī)柜 冷卻插箱的機(jī)柜。圖4為本實(shí)用新型機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本實(shí)用新型機(jī)柜包 括機(jī)箱箱體11、機(jī)柜設(shè)備插箱12和機(jī)柜冷卻插箱13，機(jī)箱箱體11內(nèi)設(shè)置有插件架，機(jī)柜設(shè) 備插箱12和機(jī)柜冷卻插箱13通過(guò)插件架按照一定排列方式插設(shè)在機(jī)箱箱體11內(nèi)。本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱13包括插箱箱體和至少一個(gè)液冷板1，插箱箱體內(nèi)設(shè)置 有儲(chǔ)液箱、液體泵和第一熱交換器(或第二熱交換器)，每個(gè)液冷板1固定在機(jī)柜設(shè)備插箱 12中需要冷卻的電子器件(熱源)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)柜內(nèi)多個(gè)熱源的冷卻。當(dāng)本實(shí)用新型機(jī)柜 冷卻插箱中的熱交換器采用液_空氣型熱交換器時(shí)，機(jī)箱箱體11上開(kāi)設(shè)有通風(fēng)孔，保證風(fēng) 冷循環(huán)；當(dāng)本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱中的熱交換器采用液-液型熱交換器時(shí)，機(jī)箱箱體11 上開(kāi)設(shè)與機(jī)房水源連接的進(jìn)液口和出液口，實(shí)現(xiàn)水冷循環(huán)。機(jī)柜冷卻插箱的結(jié)構(gòu)已在前述 本實(shí)用新型機(jī)柜冷卻插箱第一 第三實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明，這里不再贅述。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種機(jī)柜冷卻插箱，包括插箱箱體，其特征在于所述插箱箱體內(nèi)設(shè)置有依次連接的儲(chǔ)液箱、液體泵和熱交換器，所述插箱箱體與固定在熱源上的至少一個(gè)液冷板連接。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)柜冷卻插箱，其特征在于所述液冷板上設(shè)置有與其內(nèi)部冷 卻流道連通的進(jìn)液口和出液口，所述進(jìn)液口通過(guò)柔性管道與所述熱交換器連接，所述出液 口通過(guò)柔性管道與所述儲(chǔ)液箱連接。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)柜冷卻插箱，其特征在于所述液冷板以螺釘、導(dǎo)熱膠或卡扣 方式固定在熱源上，且所述液冷板的表面與熱源的表面直接接觸。
4.如權(quán)利要求1 3中任一所述的機(jī)柜冷卻插箱，其特征在于所述熱交換器為液-空 氣型熱交換器，包括熱交換芯體和風(fēng)扇，所述熱交換芯體的進(jìn)液口與所述液體泵連接，出液 口與所述液冷板連接，所述風(fēng)扇設(shè)置在熱交換芯體的側(cè)部。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)柜冷卻插箱，其特征在于所述熱交換芯體為管式結(jié)構(gòu)或肋 片管式結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1 3中任一所述的機(jī)柜冷卻插箱，其特征在于所述熱交換器為液-液 型熱交換器，包括內(nèi)循環(huán)通道和外循環(huán)通道，所述內(nèi)循環(huán)通道的進(jìn)液口與所述液體泵連接， 出液口與所述液冷板連接，所述外循環(huán)通道的進(jìn)液口和出液口與機(jī)房水源連接。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)柜冷卻插箱，其特征在于所述內(nèi)循環(huán)通道和外循環(huán)通道為 順流結(jié)構(gòu)、逆流結(jié)構(gòu)或交叉流結(jié)構(gòu)。
8.一種采用權(quán)利要求1 7中任一所述機(jī)柜冷卻插箱的機(jī)柜，其特征在于包括機(jī)箱 箱體和機(jī)柜設(shè)備插箱，所述機(jī)柜設(shè)備插箱和機(jī)柜冷卻插箱插設(shè)在所述機(jī)箱箱體內(nèi)，所述機(jī) 柜冷卻插箱的液冷板固定在所述機(jī)柜設(shè)備插箱的電子器件上。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)柜，其特征在于所述機(jī)箱箱體上開(kāi)設(shè)有通風(fēng)孔。
10.如權(quán)利要求8所述的機(jī)柜，其特征在于所述機(jī)箱箱體上開(kāi)設(shè)有與機(jī)房水源連接的 進(jìn)液口和出液口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)柜冷卻插箱和機(jī)柜。機(jī)柜冷卻插箱包括插箱箱體，所述插箱箱體內(nèi)設(shè)置有依次連接的儲(chǔ)液箱、液體泵和熱交換器，所述插箱箱體與固定在熱源上的至少一個(gè)液冷板連接。機(jī)柜包括機(jī)箱箱體、機(jī)柜冷卻插箱和機(jī)柜設(shè)備插箱，所述機(jī)柜設(shè)備插箱和機(jī)柜冷卻插箱插設(shè)在所述機(jī)箱箱體內(nèi)，所述機(jī)柜冷卻插箱的液冷板固定在所述機(jī)柜設(shè)備插箱的電子器件上。本實(shí)用新型一方面采用液冷方式的液冷板，保證電子器件的穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面將儲(chǔ)液箱、液體泵和熱交換器設(shè)置在插箱箱體內(nèi)，通用性強(qiáng)，可應(yīng)用在不同規(guī)格的機(jī)柜中；同時(shí)，本實(shí)用新型不會(huì)影響機(jī)柜內(nèi)部電子器件的安裝形式，也不會(huì)影響各電子器件的插拔，安裝和維護(hù)十分便利。
文檔編號(hào)H05K5/00GK201663783SQ20102010342
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者朱芳波, 武俊, 薛松, 郭雨龍 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司