CN102264212A - 一种应用于机柜的散热*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于机柜的散热***，以提高散热***布局的灵活性、可维护性、可扩展性以及提高散热效率。该散热***包括：机柜、固定在机柜中的多个设备插框、安装在机柜内部的散热装置。散热装置包括内循环风扇插箱、外循环风扇插箱和热交换芯体单元，其中：所述热交换芯体单元固定安装在所述机柜内壁，用于机柜内循环空气与外循环空气进行热交换；所述内循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动机柜内循环空气流入所述热交换芯体单元中；所述外循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动外循环空气流入所述热交换芯体单元中。采用本发明技术方案，提高了机柜散热***布局的灵活性、可维护性、可扩展性以及提高了散热效率。

Description

一种应用于机柜的散热***

技术领域

本发明涉及通信设备的散热设备领域，尤其涉及一种应用于机柜的散热***。

背景技术

随着通讯网络的建设和发展，为解决网络盲区的覆盖、减少投资成本，涌现出大量的户外基站、户外型通讯设备、供电设备等远程设备，这些远程设备处于恶劣的外部环境下，电子***本身可能并没有包含对抗恶劣环境条件的设计，为了对处于户外环境下的电子设备进行保护，目前，在对这些电子设备的散热问题投入了大量的时间和精力，其中，户外通信机柜的散热处理已经成为目前极为重要的问题。

散热***是设备散热的关键，在现有户外通信机柜的散热技术中，对较大热耗的户外机柜的散热处理，主要通过采用热交换器来实现，即机柜***密闭，通过外界冷空气与机柜***内空气进行热交换来实现对机柜内设备的散热处理。

目前，市场上的产品中，热交换器在通信机柜上的应用方案各有特色，主要存在的问题有：

1、交叉流热交换型式的户外机柜换热***，即热交换器的内循环(是指在机柜***内部形成的气体循环)与外循环空气(是指外界进入的空气在机柜***内部形成的气体循环)的方向互相垂直，采用该种散热方式，使得内循环空气与外循环空气的接触面较小，内、外循环空气之间的换热效率低、***散热能力低，若需要达到一定的散热效果需要较大的风量，因此，需要的风扇数量较多，增加了散热***的噪音。

2、在机柜顶部设置热交换器，即用于外循环空气与内循环空气进行热交换的热交换器安装在机柜的顶部，采用该种方式，外循环风道为机柜前门与后门之间形成的空间，或者外循环风道为垂直于机柜前门与后门之间所形成的空间，这样不利于机柜的并柜或背靠背安装，同时，热交换器安装在机柜顶部大大占用了机柜有限的高度空间，没有充分利用机柜内部空间和现有的风道。

3、在机柜门设置整机逆流热交换型式的热交换器，即热交换器整机安装在机柜门上，采用该方案是将热交换器整机和机柜分机设计，主要缺点是热交换器和机柜不能有效结合，不能合理有效利用机柜内空间和现有风道，热交换器的占用面积较大，不利于整机***灵活布局，热交换器的可维护性较差，散热的可扩展性较差。并且，热交换器整机(包括风扇、芯体热交换单元、控制板)由专业厂家单独设计，成本较高。

发明内容

本发明提供一种应用于机柜的散热***，以提高散热***布局的灵活性、可维护性、可扩展性以及提高散热效率。

一种应用于机柜的散热***，包括机柜、固定在所述机柜中的多个设备插框、安装在所述机柜内部的散热装置，所述散热装置包括内循环风扇插箱、外循环风扇插箱和热交换芯体单元，所述内循环风扇插箱中放置有至少一个风扇，所述外循环风扇插箱中放置有至少一个风扇，其中：

所述热交换芯体单元固定安装在所述机柜内壁，用于机柜内循环空气与外循环空气进行热交换；

所述内循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动机柜内循环空气流入所述热交换芯体单元中；

所述外循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动外循环空气流入所述热交换芯体单元中。

本发明实施例还提供另一种散热***，包括安装有前门的机柜、固定在所述机柜中的多个设备插框、安装在所述机柜内部的散热装置，所述散热装置包括内循环风扇插箱，所述内循环风扇插箱中放置有至少一个风扇，其中：

所述内循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动所述机柜的内循环空气；

所述前门的外侧下部设置有第一进风口，外循环空气从该第一进风口进入到所述设备插框中；

所述前门的外侧上部设置有第一出风口，所述内循环空气从该第一出风口从该机柜中排出。

本发明实施例提供的散热***中，一方面，对散热装置拆分成多个部分，每个部分单独设计与安装，提高了散热***布局的灵活性、可维护性，并且将散热装置的多个部分分别安装在机柜内部，从而充分合理利用机柜内部空间；另一方面，内循环空气与外循环空气的流动方向平行反向，接触面较大，提高了热交换效率，降低风量，减少风扇数量，从而降低散热***的噪音。

附图说明

图1为本发明实施例一中的散热***的结构示意图；

图2为本发明实施例二中的散热***的结构示意图；

图3为本发明实施例三中的散热***的结构示意图；

图4为本发明实施例四中的散热***的结构示意图。

具体实施方式

为解决现有技术存在的技术问题，本发明实施例提供一种应用于机柜的散热***，该散热***主要的原理结构为：将热交装置(如热交换器)分块设计与安装，热交换装置包括内循环风扇插箱、外循环风扇插箱和热交换芯体换热单元，以提高散热***的可维护性，同时有利于散热***与柜体的一体化设计，灵活布局内外风扇插箱模块和热交换芯体单元；并且，将内循环风扇插箱、外循环风扇插箱都分别安装在机柜内的风道空间，将热交换芯体单元安装在机柜前门内部，有效利用机柜内部空间，节约高度空间，减小机柜的尺寸体积；通过改变内、外循环风扇插箱中风扇的数量来调节机柜的散热能力(如通过增加风扇数量来提高散热能力，降低风扇数量来降低散热能力)，从而实现机柜散热的可扩展性。

下面结合说明书附图对本发明技术方案进行详细的描述。

参见图1，为本发明实施例一中的散热***的结构示意图，该散热***包括：机柜、固定在该机柜中的多个设备插框18，还包括安装在机柜内部的散热装置。散热装置包括内循环风扇插箱17(内循环风扇插箱17中放置有至少一个风扇，风扇的数量根据需要设定)、外循环风扇插箱12(外循环风扇插箱12中放置有至少一个风扇，风扇的数量根据需要设定)和热交换芯体单元14，其中：

热交换芯体单元14固定安装在机柜内壁，用于机柜内循环空气与外循环空气进行热交换；

内循环风扇插箱17安装在机柜内壁，用于驱动机柜内循环空气流入热交换芯体单元14中；

外循环风扇插箱12安装在机柜内壁，用于驱动外循环空气流入热交换芯体单元14中。

机柜安装有前门16和后门10，其中前门16为中空结构，包括外侧门板161与内侧门板162。

较佳地，热交换芯体单元14固定安装在前门16的内部。

较佳地，内循环风扇插箱17安装在机柜内壁顶部；机柜前门16的内侧门板162的上部设置有出风口19，且出风口19在热交换芯体单元14的上方，内循环空气从该出风口19进入到热交换芯体单元14中。

较佳地，外循环风扇插箱12安装在前门16内部的下部，且在热交换芯体单元14的下方；机柜前门16的外侧门板161的下部设置有进风口11，且该进风口11在外循环风扇插箱12的下方，外循环空气通过该进风口11进入到外循环风扇插箱12中。

较佳地，机柜前门16的外侧门板的上部设置有出风口15，且出风口15在热交换芯体单元14的顶部，外循环空气与内循环空气进行热交换之后从该出风口15排出机柜。

较佳地，机柜前门16的内侧门板的下部设置有进风口13，且该进风口13在热交换芯体单元14的底部，内循环空气与外循环空气进行热交换之后从该进风口13进入到多个设备插框18中。

设备插框18与机柜后门10形成内风道II，设备插框18与机柜前门16的内侧门板162形成内风道I。

较佳地，为了更好的防尘，以免灰尘进入到设备中，在机柜的前门16的进风口11还设置有防尘网。为更进一步提高防尘效果，在上述进风口13上还可设置防尘网。

较佳地，为防止由于湿度太重而导致内部设备产生侵蚀，本发明实施例中，在机柜前门16内部的底部位置设置有防水结构的挡水板，该挡水板设置在进风口11靠设备插框18的一侧。

本发明实施例中的散热***，内循环插箱17并不仅限于设置在机柜内壁顶部，还可以安装在机柜内部的风道空间中的任意位置，如可安装在风道II空间(如安装在机柜后门10)，还可安装在热交换芯体单元14的顶部。外循环风扇插箱12并不仅限于安装在机柜前门16上，还可以安装在热交换芯体单元34的底部。

采用如图1所示的散热***对通讯设备进行散热的原理如下：

外循环空气流向：外循环空气(后续用冷气表示，图中用虚线箭头表示冷风)从机柜前门16的进风口11进入，并通过外循环风扇插箱12中的多个风扇进行进一步冷却之后进入热交换芯体单元14；冷风与通讯设备内部的内循环空气(后续用热风表示，图中的实线箭头表示热风)在热交换芯体单元14中进行热交换；冷风在与热风进行热交换之后通过机柜前门16的出风口15排出。

内循环空气流向：内循环风扇插箱17中的多个风扇驱动机柜内部的空气流动；机柜内的热风通过机柜前门16的出风口19进入到热交换芯体单元14中；热风与外界进入的冷风在热交换芯体单元14中进行热交换之后通过机柜前门16的进风口13进入到设备插框18中；热风在风道I中流动，对设备插框18中的设备进行散热之后，通过设备插框18、风道II流入至内循环风扇插箱17中，以循环使用。

上述原理中，冷风与热风在热交换芯体单元34中进行热交换时，冷风与热风并不混合。

参见图2，为本发明实施例二中的散热***的结构示意图，该散热***包括：安装有前门26和后门20的机柜、固定在该机柜中的多个设备插框28和安装在机柜内部的散热装置；前门26为中空结构，包括外侧门板261与内侧门板262。散热装置包括内循环风扇插箱27(内循环风扇插箱27中放置有至少一个风扇，风扇数量根据需要设置)，其中：

内循环风扇插箱27安装在机柜内壁，用于驱动机柜的内循环空气流动；

较佳地，内循环风扇插箱27安装在机柜内壁顶部；

机柜前门26的外侧门板261的下部设置有进风口21，外循环空气从该进风口21进入到设备插框28中；

机柜前门26的外侧门板261的上部设置有出风口45，内循环空气从该出风口45排出机柜。

设备插框28与机柜后门20形成内风道II，设备插框28与机柜前门26形成内风道I。

较佳地，为了更好的防尘，以免外界的灰尘进入到机柜内的设备中，在述机柜前门26中的进风口21还可设置有防尘网。为更进一步防尘，在上述进风口22还可设置防尘网。

较佳地，为防止由于湿度太重而导致内部设备产生侵蚀，本发明实施例中，在机柜前门26内部的下部位置设置有防水结构的挡水板23，该挡水板23设置在进风口21与及封口22之间。为进一步防水，在上述机柜前门26的内部的上部位置还设置有挡水板24，该挡水板24设置在出风口25与出风口29之间。

采用如图2所示的散热***对通讯设备进行散热的原理如下：

内循环空气(后续用热风表示)经过内循环插箱27中的风扇进行驱动之后，经过出风口29从出风口25排出。

外循环空气(后续用冷风表示，图中用虚线箭头表示冷风)从机柜前门26的进风口21进入，经过挡水板23之后，通过进风口22进入多个设备插框28中；冷风对该多个设备插框28中的设备进行散热，在散热之后，冷风通过设备插框28的背板进入到风道II中；该冷风通过内循环风扇框27之后通过出风口29输出，并经过挡水板24之后通过出风口25排出机柜。

较佳地，为进一步对外循环空气进行冷却，以提高对设备进行散热的效率，在上述前门26的底部设置风扇插箱(该风扇插箱中设置至少一个风扇)，该风扇插箱位于进风口21与进风口22之间。

较佳地，本发明实施例中，机柜门与柜体之间通过硅橡胶密封，以实现整机的IP防护。

较佳地，为加快机柜内部的空气循环流动，在散热***中，分别在上述散热***的全部或部分设备插框内设置有风扇插箱，得到实施例三与实施例四的散热***结构示意图，分别对应图3与图4所示的***结构，并在风扇插箱中放置有数量设定的多个风扇，以驱动机柜内部空气流动。

本发明实施例中，设置在机柜外侧上部的出风口并不仅限于设置在前门，还可以设置在机柜顶部或机柜后门外侧，实现方式多种多样，可根据需要进行灵活设置。

本发明技术方案中，由于热交换器散热与直通风散热的方式，其所对应的散热***，两者的机柜内部结构是一样的，不同点在于机柜前门的结构不一致，因此，本发明实施例中的热交换器散热(如图1、3所示的散热***)与直通风散热(如图2、4所示的散热***)可通过更换机柜前门来实现两种散热方式的切换。

采用本发明实施例提供的散热***，可带来以下有益效果：

(1)将热交换器整机拆分成内循环插箱模块、外循环插箱模块和热交换芯体单元，因此，有利于后期对散热结构的可维护性，同时，热交换器拆分成模块后有利于与柜体结合一体化设计，灵活布局内、外风扇插箱模块和热交换芯体单元。

(2)将散热结构和柜体结构一体化结合设计，将内、外循环风扇插箱安装在机柜内的风道空间，可以有效利用机柜内部空间，节约高度空间，减小机柜的尺寸体积。

(3)内、外风扇插箱模块化设计提高了风扇的可维护性，通过改变内、外风扇插箱中的风扇数量来调整机柜的散热能力，实现机柜散热的可扩展性，如通过增加风扇数量来提高机柜的散热能力，通过减少风扇数量来降低机柜的散热能力。

(4)本发明实施例中，针对不同的散热方式(如热交换器散热与直通风散热)只是对机柜前门进行了改进来实现，因此，通过更换前门就可以实现热交换器散热与直通风散热方式的切换。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种应用于机柜的散热***，包括机柜、固定在所述机柜中的多个设备插框，其特征在于，还包括：安装在所述机柜内部的散热装置，所述散热装置包括内循环风扇插箱、外循环风扇插箱和热交换芯体单元，所述内循环风扇插箱中放置有至少一个风扇，所述外循环风扇插箱中放置有至少一个风扇，其中：

所述热交换芯体单元固定安装在所述机柜内壁，用于机柜内循环空气与外循环空气进行热交换；

所述内循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动机柜内循环空气流入所述热交换芯体单元中；

所述外循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动外循环空气流入所述热交换芯体单元中。

2.如权利要求1所述的散热***，其特征在于：所述机柜安装有前门，该前门为中空结构，包括外侧门板与内侧门板；

所述热交换芯体单元固定安装在所述前门内部；

所述内循环风扇插箱安装在所述机柜内壁顶部；

所述外循环风扇插箱安装在所述前门内部的下部位置，且在所述热交换芯体单元的下方；

所述前门的外侧门板的下部设置有第一进风口，该第一进风口在所述热交换芯体单元下方，所述外循环空气从该第一进风口进入到所述外循环风扇插箱中；

所述前门的外侧门板的上部设置有第一出风口，该第一出风口在所述热交换芯体单元的顶部，所述外循环空气与所述内循环空气进行热交换之后从该第一出风口排出；

所述前门的内侧门板的上部设置有第二出风口，该第二出风口在所述热交换芯体单元的上方，所述内循环空气从该第二出风口进入到所述热交换芯体单元中；

所述前门的内侧门板的下部设置有第二进风口，该第二进风口在所述热交换芯体单元的底部，所述内循环空气与所述外循环空气进行热交换之后从该第二进风口进入到所述设备插框中。

3.如权利要求1或2所述的散热***，其特征在于，所述多个设备插框中的部分或全部设备插框的顶部设置有风扇插箱，所述风扇插箱中放置至少一个风扇。

4.如权利要求1或2所述的散热***，其特征在于，所述内循环空气与所述外循环空气在所述热交换芯体单元中进行热交换时不混合。

5.如权利要求2所述的散热***，其特征在于，所述第一进风口设置有第一防尘网。

6.如权利要求5所述的散热***，其特征在于，所述第二进风口设置有第二防尘网。

7.一种应用于机柜的散热***，包括安装有前门的机柜和固定在所述机柜中的多个设备插框，所述前门为中空结构，包括外侧门板与内侧门板，其特征在于，还包括安装在所述机柜内部的散热装置，所述散热装置包括内循环风扇插箱，所述内循环风扇插箱中放置有至少一个风扇，其中：

所述内循环风扇插箱安装在所述机柜内壁，用于驱动所述机柜的内循环空气；

所述前门的外侧门板的下部设置有第一进风口，外循环空气从该第一进风口进入到所述设备插框中；

所述前门的外侧门板的上部设置有第一出风口，所述内循环空气从该第一出风口从该机柜中排出。

8.如权利要求7所述的散热***，其特征在于，所述内循环插箱安装在所述机柜内壁顶部。

9.如权利要求7或8所述的***，其特征在于，所述多个设备插框中的部分或全部设备插框的顶部设置有风扇插箱，所述风扇插箱中放置至少一个风扇。

10.如权利要求9所述的***，其特征在于，所述第一进风口设置有第一防尘网。

11.如权利要求9所述的***，其特征在于，还包括第二进风口，所述第二进风口设置在所述前门的内侧下部，所述外循环空气经过所述第一防尘网之后通过该第二进风口进入到所述设备插框中。

12.如权利要求11所述的***，其特征在于，所述第二进风口设置有第二防尘网。

13.如权利要求12所述的***，其特征在于，所述前门内部的底部位置设置有防水结构的第一挡水板，且所述第一挡水板位于所述第一进风口与所述第二进风口之间。

14.如权利要求13所述的***，其特征在于，所述前门内部的顶部位置设置有防水结构的第二挡水板，所述第二挡水板位于所述第一出风口与所述第二出风口之间。

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