CN109392293B - 一种用海水冷却的水冷机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用海水冷却的水冷机柜,在机柜内集成水箱、第一淡水过滤器、海水板式换热器、第二淡水过滤器、电控箱、海水过滤器和供液泵,用冷设备分多路接入机柜,部分支路通过水箱后与其余支路一起连接第一淡水过滤器;所述第一淡水过滤器通过供液泵连接海水板式换热器;所述海水板式换热器连接第二淡水过滤器的同时,通过海水过滤器与海水供液***连接,形成海水热交换回路;所述第二淡水过滤器经过水分配器后接出机柜,连接用冷设备,至此形成高温冷媒水循环回路。本发明采用海水作为冷却液,有效降低了***能耗,提高水冷机柜可靠性,并且集成度高,体积小。
Description
技术领域
本发明涉及冷却技术,具体涉及一种海水冷却的水冷机柜。
背景技术
电子设备性能得到提升的同时,往往也存在发热量大的问题,因此需要配套冷却设备,将电子设备工作过程中产生的热量及时带走,否则将影响其正常运行。现有的冷却设备仅考虑散热性能本身,没有考虑尺寸、能耗、流量、导电率和维修便捷性等指标,在实际使用的过程中,存在以下问题:1)外接冷却液均需要单独供液,占用空间大,能耗较高;2)当环境温度较低时,需要靠水泵自身运行产生的热量来将冷却液温度提升,需要较长时间;3)不能保证电子设备的流量和导电率;4)水冷机柜出现故障时,维修不方便,需要拆卸无关器件较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海水冷却的水冷机柜。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种用海水冷却的水冷机柜,在机柜内集成水箱、第一淡水过滤器、海水板式换热器、第二淡水过滤器、电控箱、海水过滤器和供液泵,用冷设备分多路接入机柜,部分支路通过水箱后与其余支路一起连接第一淡水过滤器;所述第一淡水过滤器通过供液泵连接海水板式换热器;所述海水板式换热器连接第二淡水过滤器的同时,通过海水过滤器与海水供液***连接,形成海水热交换回路;所述第二淡水过滤器经过水分配器后接出机柜,连接用冷设备,至此形成高温冷媒水循环回路。
所述机柜进口后端和出口前端的每个支路上,分别设置有回液阀和供液阀。
所述海水供液***的出口端设置第一放液阀、海水供液阀和第一加液泵。
所述机柜出口前端的每个支路上设置流量传感器,所述流量传感器与电控箱连接。
所述第一淡水过滤器入口处设置第二温度传感器和第二压力传感器,第二淡水过滤器出口处设置第一压力传感器和第一温度传感器,所述第一压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和第二压力传感器与电控箱连接。
所述水箱下部设置加热器。
所述机柜内还设置去离子阀、去离子滤芯和水质探针,其中去离子滤芯位于水箱上部,与离子阀连接;所述离子阀另一端连接到海水板式换热器和第二淡水过滤器之间;所述水质探针位于供液泵的出口处。
所述第一淡水过滤器包括端盖、淡水滤筒、过滤网和出水口,其中滤网设置在滤筒内部,所述滤筒一端设置淡水出水口,另一端通过第一密封垫与端盖密封连接。
所述海水过滤器包括海水滤筒、过滤板、排水口和堵头,其中过滤板设置在滤筒内部,所述海水滤筒下部设置排水口,所述排水口的端部通过第二密封垫和堵头密封连接。
所述电控箱通过机柜转架固定在机架内,所述机柜转架背部有盖板,整体通过电控箱限位杆、导向杆、限位块和锁紧块与机柜框架连接,实现机柜转架在任意位置悬停。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:1)本发明将海水板式换热器、淡水过滤器、海水过滤器、水箱、电控箱等集成在标准机柜内,尺寸紧凑,占地空间小;2)本发明水箱采用带加热设计,当供液温度较低时,自动开启,保证冷却液温度范围,防止冷却液温度过低造成电子设备产生冷凝水;3)本发明在水箱内设置去离子滤芯,能够满足用冷设备对冷却液电导率的要求,提高电子设备稳定性;4)本发明传感器设置合理,能监控供液所需的各个参数,避免对电子设备造成损伤;5)本发明海水过滤器、淡水过滤器和去离子滤芯均采用可拆卸设计,清洗滤芯方便;6)本发明设置机柜转架,在电气控制单元出现故障时,检修方便,无需拆卸无关器件;7)本发明采用海水作为冷却液,有效降低了***能耗,提高水冷机柜可靠性。
附图说明
图1为本发明水冷机柜的控制原理图。
图2为本发明水冷机柜的内部布局示意图。
图3为本发明水冷机柜的外观布局示意图。
图4为本发明海水进出口的结构示意图。
图5为本发明门和转架限位结构的示意图。
图6为本发明海水过滤器的结构示意图。
图7为本发明淡水过滤器的结构示意图。
图8为本发明去离子滤芯的结构示意图。
图中:水箱1、第一淡水过滤器2、海水板式换热器3、第二淡水过滤器4、电控箱5、海水过滤器6、第一放液阀7、海水供液阀8、第一加液泵9、第一压力传感器10、第一温度传感器11、去离子阀12、供液泵13、旁通阀14、第二放液阀15、单向阀16、排气阀17、第三压力传感器18、液位传感器19、第二加液泵20、加热器21、加液阀22、液位观察窗23、水箱清洗窗24、去离子滤芯25、回液阀26、流量传感器27、水质探针28、第二温度传感器29、第二压力传感器30、供液阀31、用冷设备32、第一金属软管33、第二金属软管34、机架35、底部减震器36、左侧门37、背部减震器38、回液口39、供液口40、前门41、吊环42、前门限位杆43、电控箱限位杆44、机柜转架45、水质监测仪46、温度显示器47、导向杆48、限位块49、锁紧块50、定时器51、电控箱盖板52、计时器53、水质探针架54、海水进口法兰55、海水出口法兰56、滤筒57、过滤板58、第一支架59、排水口60、密封垫61、堵头62、端盖63、滤筒64、第二支架65、过滤网66、密封垫67、出水口68、去离子水进口69、去离子滤芯70、滤芯入水口71、去离子滤芯支架72、去离子水出口73。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步说明本发明方案。
本实施例中,用海水冷却的水冷机柜,在机柜内集成水箱1、第一淡水过滤器2、海水板式换热器3、第二淡水过滤器4、电控箱5、海水过滤器6和供液泵13,用冷设备32的高温冷媒水分四路,通过四路第二金属软管34接入机柜顶部回液口39,其中一路通过水箱1后,与其余三路汇聚,连接至第一淡水过滤器2;第一淡水过滤器2通过供液泵13连接海水板式换热器3;海水板式换热器3一路连接第二淡水过滤器4,另外一路通过海水过滤器6与海水供液***连接,形成海水热交换回路;第二淡水过滤器4经过水分配器分为四路,通过四路第一金属软管33连接用冷设备32,至此形成高温冷媒水循环回路。
一些实施例中,机柜进口后端和出口前端的每个支路上,分别设置有回液阀26和供液阀31。
一些实施例中,海水供液***的出口端设置第一放液阀7、海水供液阀8和第一加液泵9。
一些实施例中,机柜出口前端的每个支路上设置流量传感器27,流量传感器27与电控箱5连接,对流入冷设备32的冷媒水进行流量检测。
一些实施例中,第一淡水过滤器2入口处设置第二温度传感器29和第二压力传感器30,第二淡水过滤器4出口处设置第一温度传感器11和第一压力传感器10,第一温度传感器11、第一压力传感器10、第二温度传感器29和第二压力传感器30与电控箱5连接,分别对流出和流入冷设备32的冷媒水进行温度和压力检测。
作为一种优选的实施方式,可在水箱1顶部设置排气阀17,左侧设置液位传感器19、第二加液泵20、加液阀22,右侧设置液位观察窗23、水箱清洗窗24,底部设置第二放液阀15、单向阀16,单向阀16顶部连通至水箱1液面最高点。优选的,可在水箱1下部或者其他部位设置加热器21,当供液温度较低时,保证冷却液温度范围。
冷却过程中,来自用冷设备32的四路高温冷媒水通过第二金属软管34与机柜顶部回液口39相连,其中三路冷媒水经过第二温度传感器29和第二压力传感器30的检测,另外一路去往水箱1,从水箱1出来的冷媒水与另外三路汇聚后去往第一淡水过滤器2,从第一淡水过滤器2流出的冷媒水去往供液泵13,供液泵13并联旁通阀14,供液泵13的冷媒水去往海水板式换热器3,在海水板式换热器3内与海水供液***的海水进行热量交换,交换后的冷媒水去往第二淡水过滤器4,过滤后的冷媒水经过第一压力传感器10和第一温度传感器11检测后,经过水分配器分为四路,通过机柜顶部的供液口40经第一金属软管33与用冷设备32相连,至此高温冷媒水完成一个基础循环。在供液各路均设置流量传感器27,在机柜进口后端和出口前端分别设置有回液阀26和供液阀31,供液前,各路冷媒水均经过温度传感器11、压力传感器10和流量传感器27的检测,避免温度、流量和压力对电子设备造成损坏。
一些实施例中,由于用冷设备32对冷媒水的电导率有要求,机柜内还设置去离子阀12、去离子滤芯25和水质探针28,其中去离子滤芯25位于水箱1上部,与离子阀12连接;离子阀12另一端连接到海水板式换热器3和第二淡水过滤器4之间;水质探针28位于供液泵13的出口处。可优选去离子滤芯70为可拆卸式结构。
作为一种具体的实施方式,去离子滤芯25的滤芯70通过去离子滤芯支架72固定在水箱1上。
当用冷设备对冷媒水的电导率有要求时,开启去离子阀12,同时触发机柜的定时器51启动计时功能,冷却液经过去离子水进口69、滤芯入水口71流进去离子滤芯70,经过滤的冷却液通过去离子水出口73流入水箱,完成后续循环。在供液泵13出口上开有水质探针28的接口,用于在一定时间后检测去离子水是否满足用冷设备需求,检测完后水质探针28可放置于水质探针架54上。数次开启的计时次数均累加在计时器53上。
一些实施例中,第一淡水过滤器2和第二淡水过滤器4均包括端盖63、淡水滤筒64、过滤网66和出水口68,其中滤网66设置在滤筒64内部,滤筒64一端设置淡水出水口68,另一端通过第一密封垫67与端盖63密封连接。可根据用冷设备对过滤精度的不同而进行定制,优选端盖63为易拆卸式结构,过滤网66采用螺纹连接形式与滤筒64连接。
一些实施例中,海水过滤器6包括海水滤筒57、过滤板58、排水口60、堵头62,其中过滤板58设置在滤筒57内部,海水滤筒57下部设置排水口60,排水口60的端部通过第二密封垫61和堵头62密封连接。优选过滤板58为易拆卸清洗设计。
一些实施例中,设置机柜转架45,转架45背部有盖板,整体通过电控箱限位杆44、导向杆48、限位块49和锁紧块50与机柜框架连接,通过电控箱限位杆44保证机柜转架45可在任意位置悬停。该种电控箱5的安装形式便于对设备进行检修,提高了设备出现故障维修效率。在一些实施例中,将机柜的柜门41也通过前门限位杆43与机柜框架连接,通过前门限位杆43实现前门41在任意位置悬停,使得开门操作机柜不受前门转动干扰。
一些实施例中,机柜的底部和背面均设置减震器,通过减震器将机柜与不同使用环境的墙体相连接。也有一些,在柜顶部设置吊环42,便于对水冷机柜进行吊装操作。
本发明提供的用海水冷却的水冷机柜,能够精确控制流量和冷却液温度,采用海水作为冷却介质并能满足用冷设备对电导率的要求,提高了装置可靠性和集成度,降低设备能耗。不同的用冷设备的散热需求不同,本发明回液口39和供液口40接入路数不限于四个,可根据具体需求改变。
Claims (3)
1.一种用海水冷却的水冷机柜,其特征在于,在机柜内集成水箱(1)、第一淡水过滤器(2)、海水板式换热器(3)、第二淡水过滤器(4)、电控箱(5)、海水过滤器(6)和供液泵(13),用冷设备(32)分多路接入机柜,部分支路通过水箱(1)后与其余支路一起连接第一淡水过滤器(2);所述第一淡水过滤器(2)通过供液泵(13)连接海水板式换热器(3);所述海水板式换热器(3)连接第二淡水过滤器(4)的同时,通过海水过滤器(6)与海水供液***连接,形成海水热交换回路;所述第二淡水过滤器(4)经过水分配器后接出机柜,连接用冷设备(32),至此形成高温冷媒水循环回路;
所述机柜进口后端和出口前端的每个支路上,分别设置有回液阀(26)和供液阀(31);
所述海水供液***的出口端设置第一放液阀(7)、海水供液阀(8)和第一加液泵(9);
所述机柜出口前端的每个支路上设置流量传感器(27),所述流量传感器(27)与电控箱(5)连接;
所述第一淡水过滤器(2)入口处设置第二温度传感器(29)和第二压力传感器(30),第二淡水过滤器(4)出口处设置第一压力传感器(10)和第一温度传感器(11),所述第一压力传感器(10)、第一温度传感器(11)、第二温度传感器(29)和第二压力传感器(30)与电控箱(5)连接;
所述水箱(1)下部设置加热器(21);
所述机柜内还设置去离子阀(12)、去离子滤芯(25)和水质探针(28),其中去离子滤芯(25)位于水箱(1)上部,与离子阀(12)连接;所述离子阀(12)另一端连接到海水板式换热器(3)和第二淡水过滤器(4)之间;所述水质探针(28)位于供液泵(13)的出口处;
所述电控箱(5)通过机柜转架(45)固定在机架内,所述机柜转架(45)背部有盖板,整体通过电控箱限位杆(44)、导向杆(48)、限位块(49)和锁紧块(50)与机柜框架连接,实现机柜转架(45)在任意位置悬停。
2.根据权利要求1所述的用海水冷却的水冷机柜,其特征在于,所述第一淡水过滤器(2)包括端盖(63)、淡水滤筒(64)、过滤网(66)和出水口(68),其中滤网(66)设置在滤筒(64)内部,所述滤筒(64)一端设置淡水出水口(68),另一端通过第一密封垫(67)与端盖(63)密封连接。
3.根据权利要求1所述的用海水冷却的水冷机柜,其特征在于,所述海水过滤器(6)包括海水滤筒(57)、过滤板(58)、排水口(60)和堵头(62),其中过滤板(58)设置在滤筒(57)内部,所述海水滤筒(57)下部设置排水口(60),所述排水口(60)的端部通过第二密封垫(61)和堵头(62)密封连接。
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