一种用于液冷设备机柜系统的制作方法

1.本实用新型涉及机柜冷却技术领域，尤其涉及一种使用气液相变冷却技术的机柜系统。


背景技术：

2.近年来，液冷系统已经广泛应用于变频器、超级计算机等高功率密度设备。液冷设备相比风冷设备具有更低的噪音、更好的冷却效果、更高的功率密度。水冷是应用最广泛的一种液冷系统。
3.除水冷外，汽液相变冷却技术也已经多有应用。中国专利200320129492.1公开了一种大功率电力电子器件的蒸发冷却装置。中国专利200910243551.x公开了一种超级计算蒸发冷却装置。中国专利201520207203.8公开了蒸发冷却系统的自循环与强迫循环拓扑。中国专利 201820982619.0公开了一种应用蒸发冷却技术的数据中心微模块。这种汽液相变冷却技术采用沸点适宜的绝缘工质与被冷却对象进行热量交换，利用沸腾和冷凝两步相变换热实现废热的高效耗散。当采用自然循环汽液相变冷却技术时，冷却系统始终运行在常压附近，并根据发热体的负荷变化实现自适应调节，实现冷却系统的安全可靠运行。当采用强迫循环汽液相变冷却技术时，冷凝器不必布置在热源的上方，系统布局更灵活。
4.然而，由于市面上的大部分通用机柜基于风冷需求设计，并不能与液冷系统完全适配。当发热部件在机柜内布置错杂时，冷却系统的管路排布难免遇到困难，造成视觉上的杂乱以及维护方面的不便。亟需一种适用于液冷系统的机柜系统，简化液冷设备的设计、安装和维护工作。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种适用设备液冷系统的机柜解决方案，为采用液冷技术的高功率密度设备(包括但不限于高性能计算机刀片服务器、功率模块，功率单元等)提供安装和维护便利。
6.本实用新型的液冷机柜系统包括柜体和主管道两大部分。柜体与常规标准计算机机柜或功率柜大体相同，包括框架、侧板、柜门等。本实用新型中柜体的独特之处在于侧壁具有夹层，用于布置主管道、设备线缆等。冷却系统的主管道通过紧固装置安装于夹层内。主管道与柜内分支管路的连接件可视项目需求配备快速接头或者阀门。线缆通过桥架和挂钩在夹层中排列整齐。在夹层靠近机柜内部一侧，通过实心挡板和毛刷挡板进行视觉遮挡。管路和线缆通过无挡板位置或者穿过毛刷挡板与机柜内设备相连。机柜侧面与普通机柜一样，通过可锁侧板封闭。夹层顶部的管路出口和线缆出口可用盖板封闭，实现防尘效果。
7.本实用新型的技术方案如下：一种液冷设备机柜系统，包括：框架，在框架的两侧设有夹层，夹层的顶部设置有主管道的入口；在夹层中布置一个或多个主管道，主管道通过框架顶部入口，利用主管道紧固装置悬吊于夹层内，夹层紧贴机柜内部一侧通过实心挡板和毛刷挡板遮挡，机柜外侧通过侧板遮挡，夹层顶部空闲开口通过盖板遮挡；框架的顶部还
设置有出风口。
8.进一步的，各主管道从框架上方的开口向下通入框架的夹层中，并且从夹层架构的内侧壁横向穿入机柜内部。
9.进一步的，各主管道布置于同侧夹层，或布置于异侧夹层。
10.进一步的，主管道出口穿过毛刷挡板进入机柜内，或在不设挡板的位置进入机柜内；
11.进一步的，可以在机柜外侧设置的侧板为可锁侧板，用于对机柜进行封闭；
12.进一步的，在机柜中，设置有气液相变冷却设备。
13.进一步的，自然循环气液相变冷却设备或强迫循环液体冷却设备在布置时：采用单层设置，或多层设置并在夹层中，或在主管道路中配置多个分支接口实现多层设备的并联安装。
14.进一步的，对于自然循环气液相变冷却设备，在其冷却设备端相变后的循环出口高于入口。
15.进一步的，所述实心挡板、毛刷挡板和盖板的位置均能够根据主管道及线缆的位置调整。
16.有益效果：
17.本实用新型不仅便于安装维护，还能够维持辅助管路或者线缆的美观整齐，对于包括水冷、柜内空调制冷和室温气液相变冷却在内的液冷系统均有良好的适应性。
附图说明
18.图1机柜框架示意图；
19.图2机柜侧视图1；
20.图3机柜侧视图2；
21.图4机柜顶面局部视图；
22.图5自然循环气液相变冷却设备在本实用新型中的管路布置示意图；
23.图6强迫循环液体冷却设备在本实用新型中的管路布置示意图1；
24.图7强迫循环液体冷却设备在本实用新型中的管路布置示意图2；
25.图8强迫循环液体冷却设备在本实用新型中的管路布置示意图3。
具体实施方式
26.以下结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。
27.图1是本实用新型所表述液冷机柜系统的机柜框架示意图。图中只有框架001。出于简明目的，与普通机柜通用的部件已经在图中尽量省略。机柜框架001的两侧均存在夹层。机柜顶部除常规的出风口外，在夹层的正上方还开有额外开口，供液冷管路及设备线缆进出。
28.图2是本实用新型所述液冷机柜系统从一侧观看的装配示意图。
29.其中，001-框架；002-主管道一；003-主管道二；004-主管道三。本图描述了主管道在夹层中的布置方式。
30.各个主管道从框架上方的开口向下通入框架001的夹层中，并且从夹层架构的内
侧壁横向穿入机柜内部；
31.夹层内可以设置一个或多个出口，用于固定主管道的出水口，出口位置不受限制。在机柜内沿纵深方向可以任意排布。
32.图3是本实用新型所述液冷机柜系统从另一侧观看的装配示意图。其中，在夹层的内侧面设置有实心挡板005，毛刷挡板006；实心挡板005和毛刷挡板006均运用在柜内遮挡主管道和线缆，保持柜内美观整洁。主管道出口既可穿过毛刷挡板006进入柜内，也可以在不设挡板的位置进入柜内。在机柜外侧，设置有侧板007，通过可锁侧板007进行封闭。
33.图4是本实用新型所述液冷机柜系统顶部管路入口的局部示意图。其中包括：主管道紧固装置008；盖板009。主管道紧固装置008用于将主管道悬吊与机柜顶部，可以有多种形式，图中所示的管夹结构只是其中一种。在出口的空余位置，用盖板009封闭，以保持柜内的干净整洁。
34.在机柜安装时，先卸下所有的实心挡板005、毛刷挡板006、可锁侧板007以及主管道紧固装置008和盖板009。将主管道放入夹层并调整好位置后，通过主管道紧固装置008夹紧并悬吊稳固。在机柜内部，用实心挡板005遮挡没有主管道出口和线缆出口的位置。用毛刷挡板006遮挡主管道出口及线缆出口。整理完毕后，闭合可锁侧板007。这样就方便整齐的完成了液冷设备机柜的外围安装。柜内设备在装入机柜后，直接与侧面的主管道出口和线缆相连接就能实现预期设计功能。
35.图5是本实用新型所述机柜内安装自然循环气液相变冷却设备的管路布置示意图。双点划线构成的矩形框用于示意机柜中的三个空间，实线用于示意冷却系统的主管道路。图中，冷却设备进出管路被分别绘制于两侧夹层内。在实际使用中：进出管路可以安装于同侧夹层，也可以安装于异侧夹层；自然循环气液相变冷却设备可以单层设置并共用一对进出管路，也可以多层设置并在夹层中针对每层设备分别配置一套进出管路，还可以在主管道路中配置多个分支接口实现多层设备的并联安装。唯一需要注意的是，对于自然循环气液相变冷却设备，在设备端需保证相变后的循环出口高于入口。
36.图6-8是本实用新型所述机柜内安装强迫循环冷却设备的三种管路布置示意图。强迫循环液体冷却设备可以采用强迫循环气液相变冷却设备和油冷、水冷等传统液冷设备。双点划线构成的矩形框用于示意机柜中的三个空间，实线用于示意冷却系统的主管道路。图中，冷却设备进出管路被分别绘制于两侧夹层内。在实际使用中：进出管路可以安装于同侧夹层，也可以安装于异侧夹层；强迫循环液体冷却设备可以单层设置并共用一对进出管路，也可以多层设置并在夹层中针对每层设备分别配置一套进出管路，还可以在主管道路中配置多个分支接口实现多层设备的并联安装。需要注意的是，对于强迫循环液体冷却设备，在设备端冷却设备的循环出入口高度可以任意设置。三幅示意图分别示意了三种典型结构，分别为进出口共同位于高点、进出口共同位于低点、入口高于出口。实际使用中，主管道路进出口设置可以采用图中未绘制的任意高度搭配。
37.尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，且应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。