一种机房散热系统的制作方法

1.本发明涉及机房散热技术领域，特别是涉及一种机房散热系统。


背景技术：

2.idc(internet data center，互联网数据中心)机房及通信行业机房等机房由于机器运转会产生大量热量，导致机房温度较高，机房的温度在23℃以上时，就需要对其进行制冷降温，所以需大量的制冷设备对机房热负荷进行降温。在北方10月中旬至来年4月中旬中，大部分时间室外温度都在20℃以下，所以特别适合利用室外温度较低的冷空气来辅助机房进行降温。
3.传统的方式是采用新风机组将外部空气直接通入到室内中进行降温，由于室外空气中携带灰尘等物质，所以无法满足机房对洁净度的要求，因此，无法在使用室外空气进行降温的同时保证机房内空气的洁净度。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种机房散热系统，以实现在保证机房空气洁净度要求的前提下，使用室外空气进行降温。具体技术方案如下：
5.本发明实施例提供了一种机房散热系统，包括外循环系统和内循环系统，其中：
6.所述外循环系统位于机房外，包括风筒和外循环风机，所述风筒竖直设置于所述机房外，所述外循环风机与所述风筒的上端相连接，所述风筒的下端设置有冷空气入口，所述风筒的侧壁设置有管道入口和管道出口；
7.所述内循环系统包括管道和内循环风机，所述管道的一端设置有热空气入口，所述管道穿过机房的墙壁以及所述管道入口进入所述风筒中，所述管道从所述管道出口穿出后穿过机房的墙壁进入机房内，所述内循环风机与所述管道的另一端相连接。
8.可选的，所述管道包括第一主管道、多个支路管道以及第二主管道；
9.所述第一主管道的一端设置有热空气入口，所述第一管道穿过机房的墙壁以及所述管道入口进入所述风筒中，所述多个支路管道的一端分别与所述第一主管道的另一端相连接，所述多个支路管道的另一端分别与所述第二主管道相连接，所述第二主管道从所述管道出口穿出后穿过机房的墙壁进入机房内，所述内循环风机与所述第二主管道的另一端相连接。
10.可选的，所述多个支路管道在所述风筒内呈蛇形布放。
11.可选的，所述机房散热系统还包括调速电路和温度传感器；
12.所述调速电路分别与所述温度传感器和所述外循环风机电连接，所述温度传感器位于机房内，用于采集机房内的温度，并基于机房内的温度通过所述调速电路控制所述外循环风机的转速。
13.可选的，所述机房散热系统还包括第一空气过滤器；
14.所述第一空气过滤器设置于所述热空气入口、所述内循环风机的进风口或所述内
循环风机的出风口。
15.可选的，所述机房散热系统还包括第二空气过滤器；
16.所述第二空气过滤器设置于所述风筒的冷空气入口。
17.可选的，所述外循环风机与所述风筒采用软连接，所述内循环风机与所述管道采用软连接。
18.可选的，所述热空气入口位于机房上部，所述内循环机位于机房下部。
19.可选的，所述机房散热系统包括多个循环系统，每个循环系统包括一个所述外循环系统和一个所述内循环系统。
20.本发明实施例有益效果：
21.本发明实施例提供的方案中，机房散热系统可以包括外循环系统和内循环系统，其中：外循环系统位于机房外，包括风筒和外循环风机，风筒竖直设置于机房外，外循环风机与风筒的上端相连接，风筒的下端设置有冷空气入口，风筒的侧壁设置有管道入口和管道出口；内循环系统包括管道和内循环风机，管道的一端设置有热空气入口，管道穿过机房的墙壁以及管道入口进入风筒中，管道从管道出口穿出后穿过机房的墙壁进入机房内，内循环风机与管道的另一端相连接。由于本发明实施例中的机房散热系统具有内循环和外循环两套系统，机房内的空气只在内循环系统中进行循坏，室外的空气只在外循环系统中进行循环，二者并不通过直接接触的方式进行热交换，所以在采用室外空气对机房进行制冷时，不需要将室外空气通入到机房中，从而避免了室外空气中所携带的灰尘等物质进行到机房中，实现了在保证机房空气洁净度要求的前提下，使用室外空气对机房进行降温。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
23.图1为本发明实施例所提供的一种机房散热系统的结构示意图；
24.图2为图1所示实施例中管道106的一种具体结构示意图；
25.图3为图1所示实施例的机房散热系统的另一种结构示意图；
26.图4为图1所示实施例的机房散热系统的另一种结构示意图；
27.其中，图1-图4中各组件名称与相应附图标记之间的对应关系为：
28.101风筒、102外循环风机、103冷空气入口、104管道入口、105管道出口、106管道、107内循环风机、108热空气入口、1061第一主管道、1062支路管道、1063第二主管道、301调速电路、302温度传感器、401第一空气过滤器、402第二空气过滤器。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本
发明保护的范围。
30.为了在保证机房空气洁净度要求的前提下，使用室外空气对机房进行降温，本发明实施例提供了一种机房散热系统。下面对本发明实施例所提供的一种机房散热系统进行介绍。
31.参见图1，图1所示为本发明实施例提供的一种机房散热系统的结构示意图，可以包括外循环系统和内循环系统：
32.外循环系统位于机房外，包括风筒101和外循环风机102，风筒101竖直设置于机房外，外循环风机102与风筒101的上端相连接，风筒101的下端设置有冷空气入口103，风筒101的侧壁设置有管道入口104和管道出口105；
33.内循环系统包括管道106和内循环风机107，管道106的一端设置有热空气入口108，管道106穿过机房的墙壁以及管道入口104进入风筒101中，管道106从管道出口105穿出后穿过机房的墙壁进入机房内，内循环风机107与管道106的另一端相连接。
34.本发明实施例所提供的机房散热系统可以包括外循环系统和内循环系统，其中：外循环系统位于机房外，包括风筒和外循环风机，风筒竖直设置于机房外，外循环风机与风筒的上端相连接，风筒的下端设置有冷空气入口，风筒的侧壁设置有管道入口和管道出口；内循环系统包括管道和内循环风机，管道的一端设置有热空气入口，管道穿过机房的墙壁以及管道入口进入风筒中，管道从管道出口穿出后穿过机房的墙壁进入机房内，内循环风机与管道的另一端相连接。由于本发明实施例中的机房散热系统具有内循环和外循环两套系统，机房的空气只在内循环系统中进行循坏，室外的空气只在外循环系统中进行循环，二者并不通过直接接触的方式进行热交换，所以在采用室外空气对机房进行制冷时，不需要将室外空气通入到机房中，从而避免了室外空气中所携带的灰尘等物质进行到机房中，实现了在保证机房空气洁净度要求的前提下，使用室外空气对机房进行降温。
35.在本发明实施例所提供的机房散热系统中，外循环风机102与风筒101的上端相连接，外循环风机102开启后，可以在风筒101的下端产生负压，而根据空气热胀冷缩的原理可知，温度较高的空气会膨胀上升，而温度较低的空气则会下沉，所以风筒101的下端产生负压，可以通过风筒101的下端的冷空气入口103将近地段的冷空气吸入风筒101中与内循环系统进行热交换，交换后吸收了热量的热空气可以通过外循环风机102从风筒101的上端排出。
36.内循环系统中，管道106的一端设置有热空气入口108，内循环风机107与管道106未设置热空气入口108的一端相连接，内循环风机107开启后，可以在热空气入口108处产生负压，进而通过热空气入口108将机房内的热空气吸入管道106中。
37.管道106穿过机房的墙壁以及管道入口104进入风筒101中，这样，机房内的热空气便会在管道106中与风筒101中的冷空气进行热交换，从而将热量传递给风筒101中的冷空气，自身的温度便得到降低。管道106从管道出口105穿出后穿过机房的墙壁进入机房内，这样，进行了热交换而温度降低后的空气便可以通过管道106进入机房内，从而实现对机房降温的目的。
38.作为本发明实施例的一种实施方式，如图2所示的沿图1所示的a方向观察的风筒101的右视图，上述管道106可以包括第一主管道1061、多个支路管道1062以及第二主管道1063；
39.第一主管道1061的一端设置有热空气入口108，第一主管道1061穿过机房的墙壁以及管道入口104进入风筒101中，多个支路管道1062的一端分别与第一主管道1061的另一端相连接，多个支路管道1062的另一端分别与第二主管道1063相连接，第二主管道1063从管道出口105穿出后穿过机房的墙壁进入机房内，内循环风机107与第二主管道1063的另一端相连接。
40.机房内的空气通过热空气入口108进入第一主管道1061中，进而进入多个支路管道1062中，多个支路管道1062位于风筒101中，机房内的空气在多个支路管道1062中与风筒101中的冷空气进行热交换后，汇聚到第二主管道1063中进入机房内。从而减少空气流动的阻力，降低了内循环风机107的功耗，同时，由于机房内的空气在进入到风筒101后，可以分散为多股支流，分别在多个支路管道1062中进行热交换，从而增加了机房空气与室外冷空气的热交换面积，提高了热交换效果，加快降温速度。
41.需要说明的是，本发明实施例针对支路管道1062的数量不做具体限定，例如，可以为3、5、8等。图2中仅以三条支路管道1062作为示例，本领域技术人员可以根据实际应用需求，选择支路管道1062的布置数量，在具体的应用中，可以合理选择支路管道1062的布置数量，从而增加机房空气与室外空气的热交换面积，进而提高热交换效果。
42.作为本发明实施例的一种实施方式，如图1所示，各个支路管道1062在风筒101内可以呈蛇形布放。当然，支路管道1062在风筒101内也可以呈螺旋形布放等，只要可以增加支路管道1062内空气与风筒101内冷空气的热交换面积即可。
43.同时，采用蛇形布放等方式也可以增加支路管道1062的长度，进而增加支路管道1062内空气在风筒101内的流动时间，进一步增加支路管道1062内空气与风筒101内冷空气的热交换时间，提高散热效果。
44.在一种实施方式中，可以选择空气流动路径较长的管道作为支路管道1062，在支路管道1062的直径一定的情况下，空气流动路径越长，热交换面积则越大，热交换时间也越长，因此，机房内的热空气与室外冷空气的热交换也就越彻底，可以最大限度地提高散热效果。
45.本发明实施例中，由于管道106在进入风筒101中与室外的冷空气进行热交换时，分成了多个支路管道1062，该多个支路管道1062可以呈蛇形布放，从而增加了热交换面积和热交换时间，进一步提高热交换效果。
46.作为本发明实施例的一种实施方式，如图3所示，上述机房散热系统还可以包括调速电路301和温度传感器302；
47.调速电路301分别与温度传感器302和外循环风机102电连接，温度传感器302位于机房内，用于采集机房内的温度，并基于机房内的温度通过调速电路301控制外循环风机102的转速。
48.为了更好的控制外循环风机102的转速，可以在机房内设置温度传感器302，该温度传感器302可以采集机房内的温度，从而通过调速电路301来控制外循环风机102的转速。
49.在一种实施方式中，调速电路301可以包括处理芯片，处理芯片中可以预先存储温度与风机转速的对应关系，当处理芯片接收到温度传感器302所采集到的机房内的温度时，可以根据预先存储的温度与风机转速的对应关系，查询机房内的温度所对应的风机转速，进而控制外循环风机102按照该风机转速运行。这样，可以根据机房内的温度高低来控制外
循环风机102的转速。
50.其中，温度传感器302可以实时或间隔一定时间向调速电路301发送采集到的机房内的温度，这都合理的，在此不做具体限定。
51.本发明实施例中，由于设置了温度传感器302和调速电路301，所以可以通过温度传感器302采集机房内的温度，通过调速电路301根据机房内的温度对外循环风机102的风速进行调节，使得外循环风机102的风速适合当前机房内的温度，既能够降低机房内的温度同时又能达到节能的目的。
52.作为本发明实施例的一种实施方式，如图4所示，上述机房散热系统还可以包括第一空气过滤器401和/或第二空气过滤器402。
53.由于工作人员进出机房等原因，可能会将尘土等杂质带入机房内，在内循环系统中布置第一空气过滤器401可以起到对机房内空气进行净化的作用，第一空气过滤器401的布放位置可以有以下几种：
54.第一种方式中，如图4所示，第一空气过滤器401可以设置于热空气进口108处，用于在机房内的空气进入管道106时对空气进行过滤，防止空气中的灰尘等杂质进入管道106后阻塞管道106或附着在管道106的内壁上影响热交换效果。还可以防止空气中的灰尘等杂质进入内循环风机107中，附着在内循环风机107的叶片上，而降低风机的工作效率或影响内循环风机107的寿命。
55.第二种方式中，如图4所示，第一空气过滤器401可以设置于内循环风机107的进风口处，即可以设置与管道106与内循环风机107的连接处。一方面，可以用于防止空气中的灰尘等杂质进入内循环风机107中，附着在内循环风机107的叶片上，而降低风机的工作效率或影响内循环风机107的寿命。另一方面，可以对热交换之后的空气进行过滤，即使机房内的空气中带有灰尘等杂质，从热空气进口108进入管道106进行热交换后，可以通过第一空气过滤器401而被净化，使得进入机房内的空气的洁净度满足要求。
56.同时，由于热空气进口108一般位于机房的上部空间，而内循环风机107一般位于机房的下部空间，所以将第一空气过滤器401设置于内循环风机107处能够方便对该第一空气过滤器401进行清洗和更换。
57.第三种方式中，如图4所示，第一空气过滤器401还可以设置于内循环风机107的出风口，由于热空气进口108一般位于机房的上部空间，而内循环风机107一般位于机房的下部空间，所以将第一空气过滤器401设置于内循环风机107的出口处可以方便对该第一空气过滤器401进行清洗和更换。
58.由于第一空气过滤器401是设置于内循环风机107的出风口，所以在对该第一空气过滤器401的清洗和更换时，仅需要拆卸该第一空气过滤器401，不需要对内循环系统中的其他部件进行拆卸，因此，将第一空气过滤器401设置于内循环风机107的出风口，可以更加方便地对该第一空气过滤器401进行清洗和更换。
59.为了防止室外空气中的灰尘、砂砾等杂质进入风筒101中，在外循环系统中布置第二空气过滤器402可以起到对进入风筒101的室外空气进行净化的作用。如图4所示，第二空气过滤器402可以设置于风筒101的冷空气入口103处，这样，在外循环风机102开启后，第二空气过滤器402可以过滤掉室外空气中的灰尘、砂砾等杂质，可以防止空气中的灰尘等杂质进入风筒101后附着在管道106外壁上影响换热效果。还可以防止空气中的灰尘等杂质进入
外循环风机102中，附着在外循环风机102的叶片上降低外循环风机102的工作效率以及影响外循环风机102的使用寿命。
60.另外，设置第一空气过滤器401和/或第二空气过滤器402还可以在一定程度上降低空气的流动速度，从而增加冷热空气的热交换时长，进一步提升机房散热系统的散热效果。
61.在本实施例中，第一空气过滤器401可以采用上述三种方式中的一种或几种进行设置，图4中同时示出了三种设置方式，并不表示本发明实施例中必须同时采用上述三种方式设置第一空气过滤器401，可以根据实际需要选择上述三种方式中的一种或几种进行设置。
62.作为本发明实施例的一种实施方式，上述外循环风机102与风筒101之间可以采用软连接，内循环风机107与管道106之间可以采用软连接。
63.由于外循环风机102和内循环风机107在运行过程中会产生振动，所以外循环风机102和内循环风机107与管道106或风筒101之间可以采用软连接方式进行连接，从而避免外循环风机102和内循环风机107产生的振动传递到管道106或风筒101上形成共振现象，使得连接结构出现变形，甚至损害风机、风筒和管道等部件。
64.其中，软连接可以为软性材料制成的能够减震的软管等，例如，可以为橡胶软管、铜箔软管等，在此不做具体限定。
65.作为本发明实施例的一种实施方式，上述热空气入口108可以位于机房上部，内循环风机107可以位于机房下部。
66.由于空气存在热胀冷缩的原理，温度较高的空气会膨胀上升，所以机房上部的空气温度是较高的，在此处抽取机房内的空气与室外空气进行热交换能够起到更好的散热效果，因此，可以将热空气入口108布置在机房上部，进而可以将机房上部的热空气抽取到管道106中与风筒101中的室外冷空气进行热交换。
67.相应的，为了更好的实现机房内的空气流动，可以将内循环风机107布置于机房下部，从而可以将热交换后的空气排入机房下部，增强机房内的空气流动效果。
68.作为本发明实施例的一种实施方式，上述机房散热系统可以包括多个循环系统，每个循环系统包括一个外循环系统和一个内循环系统。
69.为了进一步提高散热效果，提升散热效率，上述机房散热系统可以包括多个循环系统，每个循环系统包括一个上述外循环系统和一个上述内循环系统。也就是说，可以在机房的墙壁外设置多个外循环系统，每个外循环系统对应一个内循环系统，共同组成一个循环系统，多个循环系统可以同时对机房进行散热，散热效果更佳。
70.图1中仅示出了一个外循环系统和一个内循环系统作为示例，本领域技术人员可以根据机房的规模大小和机器运转产生的热量多少等因素，设置不同数量的循环系统。例如，在机房规模较大时，为了快速有效地降低机房的温度，可以布置数量较多的循环系统；而在机房规模较小时，在保证散热效果的前提下，可以布置数量较少的循环系统，从而可以在保证散热效果的同时降低布置机房散热系统的成本。
71.本发明实施例所提供的机房散热系统具有内循环和外循环两套系统，机房的空气只在内循环系统中进行循坏，室外的空气只在外循环系统中进行循环，二者并不通过直接接触的方式进行热交换，所以在采用室外空气对机房进行制冷时，不需要将室外空气通入
到机房中，从而避免了室外空气中所携带的灰尘等物质进行到机房中，实现了在保证机房空气洁净度要求的前提下，使用室外空气对机房进行降温。
72.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
73.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
74.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。