CN101048721A - 设备和网络机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于容纳电子模块单元的设备和网络机柜或者壳体,特别是服务器机柜,其具有大致气密的构造并具有封闭的冷却空气回路,该封闭的冷却空气回路具有用于热功率损耗排散的热交换器。为了能够进行再循环而不增加以加快的流速循环的空气流量的压力损失,设置了流动校正部件,其减小了冷却空气回路中的流阻,并能够实现气流的优化和偏转。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的设备和网络机柜。
背景技术
本发明特别适合于多个作为电子模块单元的服务器被叠置或者也被并置的服务器机柜。特别是具有例如高度单元(U)的紧凑构造的服务器,诸如比萨盒(pizzabox)服务器和刀片式服务器,会经历显著的功率排散。为了排散热量,将电子模块单元设置在具有至少一个风扇及进气口和出气口的壳体中,是已知的。
以基本气密的方式构造设备和网络机柜(特别是服务器机柜),并提供封闭的冷却空气回路和用于去除热功率损耗的热交换器,是已知的。DE 20 2004 006 552.5使用了空气-水热交换器,并经由出气管道将电子模块单元加热的排气空气供应至该空气-水热交换器。在热交换器中冷却的进气空气通过进气管道到达电子模块单元。
诸如程序计算机和服务器的电子部件的不断提高的功率水平,是与不断增加的热损耗相联系的。由于设备和网络机柜或者服务器机柜内的非常高和不断增加的热功率损耗,所以需要比以往更高的空气流量。然而,仅可以将空气管道机柜部件的横截面增加到非常有限的程度,以致机柜或壳体内的空气流速增加。与此相联系的是,再循环的冷却空气的压力损失出现相当大的增加。
同时,风扇的安装空间仅存在于有限的范围。还由于噪声防护的原因,具有增加的液压功率水平的风扇仅可被使用到有限的程度。机柜或壳体之间的增大的压力差还会导致对于机柜或壳体构造的气密构造的更高需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于容纳电子模块单元的设备和网络机柜或壳体,其很大程度地避免了与冷却空气回路的增大的流速相关的缺点。
根据本发明,通过权利要求1的特征实现了该目的。在从属权利要求和关于附图的具体说明中给出了适当的和有利的实施例。
本发明的基本想法是减小由于增大的冷却空气流速而引起的增大的压力损失。根据本发明,通过流动校正(flow-correct)部件来减小冷却空气回路中的流阻。术语流动校正部件应被理解为是指用于优化、引导和偏转气流的所有部件。
有利地,流动校正部件是被提供用于偏转再循环的气流的元件。偏转元件可以是例如空气或导向叶片、圆角(radii)和挡板的形式,其优选地位于冷却空气回路中进气空气和/或排气空气经历显著方向改变(例如90°偏转)的区域中。
这样的偏转区域被更特别地形成在热交换器的上游和下游。如果空气叶片和圆角以限定的方式设置在这些偏转区域中,那么会由于减小了流阻而得到流动的改善。
有利地,将例如空气-水热交换器的热交换器设置在机柜或壳体的底侧区域,将其连接至用于在热交换器中被冷却的进气空气的大致垂直取向的进气管道,并将其与用于供应由电子模块单元加热的排气空气的出气管道相连接。设置在热交换器的上游和下游的偏转区域被适当地设置有流动校正部件,特别是空气叶片和圆角。
特别有利的是,可将流动校正部件结合到可预装配的偏转装置中。然后可将这样的偏转装置固定在机柜或壳体中,例如固定在诸如侧壁、前门或后门的镶板部件上。
如果出气管道形成在后门中,那么还可以更特别地将相关的偏转装置可拆卸地固定在该门上。空气叶片优选地为弓形,并具有几乎相同的设计,并可以特别地以偏移叠置的方式设置,例如设置在偏转区域的整个横截面上的假想的对角线上。
适当地设置圆角以桥接机柜或镶板部件的大致直角的角落区域,并且圆角特别地以与空气叶片相同的方式被设计为弓形。
特别地,在进气管道中,为计划向其供应冷却的进气空气的单独的电子模块单元设置作为流动校正部件的挡板,是适当的。如果可以可拆卸地固定该挡板,那么就可以在所有必要的情况下较轻松地将挡板设置在预定的位置。
挡板适当地具有阻流板式构造,并设置有进气空气的撞击面,该撞击面被形成为接近将被冷却的接收区域或电子模块单元。
附图说明
在下文中,将关于所附的高度概略的图来对本发明进行更详细的说明,其中:
图1示出了本发明的设备和网络机柜的纵向剖面图;
图2示出了本发明的设备和网络机柜的沿着图1中的线II-II截取的横剖面图;
图3示出了图1的排气空气偏转区域的放大比例的示图;
图4示出了偏转装置的透视图;
图5示出了沿着图4中的箭头V观察到的偏转装置的侧视图;
图6示出了挡板的透视图。
具体实施方式
在图1和2中以高度概略的形式示出了作为设备或网络机柜2的服务器机柜。在基本气密的内部区域3中,以堆状形式叠置有作为电子模块单元4的服务器,并且借助于封闭的冷却空气回路和热交换器5来去除这些服务器的热损耗。
热交换器5是空气-水热交换器,其连接至垂直取向的进气管道11和垂直取向的出气管道14。在该实施例中,进气管道11被构造在机柜2的实际整个高度上,并在流动方向上,在热交换器5的下游,具有带有流动校正部件6的偏转区域12。将来自进气管道11的进气空气13供应至位于壳体中的电子模块单元4,并且在本实施例中,风扇26被利用。图2中的箭头25示出了在电子模块单元4附近的气流。原则上,与图1所示的电子模块单元4相关的风扇26不是必需的,这是因为在出气管道14的附近设置有风扇19,其以第一管道部分吸取来自电子模块单元4的排气空气,并最初施加上升的排气空气流17接着施加平行的下落的排气空气流16。在偏转区域15中,排气空气16经历90°方向改变,并进入底侧热交换器5。
为了减小冷却空气回路中的流阻和压力损失,流动校正部件6,特别是空气叶片7和圆角8(参见图3至5),被设置在排气空气侧偏转区域15中。图1示出:以与排气空气16的偏转区域15相同的方式,也设置有用于被冷却的进气空气13的配备有流动校正部件6的偏转区域12,其中被冷却的进气空气13已经经历过实际上为直角的偏转并穿出热交换器5。
图3以放大的比例示出了排气空气侧偏转区域15。与图1一致,排气空气侧偏转区域15被构造在机柜2的镶板部件20中,在本实施例中被构造在后门22中。圆角8覆盖后门22的角落区域,并具有弓形或月牙形的设计。作为另外的流动校正部件,还有偏转区域15中的三个空气叶片7,其被构造为基本上相同的弓形或月牙形,并在对角线方向上以大致相同的间隔彼此固定。这样设计的结果是可以显著地减小该偏转区域中的流阻,使得可以最小化必要空气速度下的压力损失。可以设置随机数目的空气叶片7。
图4和5示出了偏转装置10,其中结合了流动校正部件6。有利地为可改型和/或可预装配的偏转装置10,在该实施例中具有位于在壳体23中的三个彼此偏移设置的空气叶片7和底侧圆角8。壳体23在进气管道11或出气管道14的方向上以及在热交换器5的方向上具有敞开的构造。可以在侧壁法兰30上构造紧固元件28以将偏转装置10可拆卸地紧固,例如以槽孔或键孔的形式构造或者构造为悬挂紧固销。垂直取向的隔板31被用于紧固偏移的、叠置的、弓形的空气叶片7,且可以设置成与用于使排气空气流16下落的垂直构造的部分管道重合。
图6示出了位于进气管道11(图1和2)中的挡板9。该挡板9有利地由胚件制成,并具有倾斜的撞击面29和双边的紧固臂32,该紧固臂32具有成角度的紧固连接板33,以有利地可拆卸地紧固至镶板部件,例如紧固至前门21。图1和2清楚地示出:撞击面29被设置在接近电子模块单元4的堆叠配置,使得进气空气13可由撞击面29偏转至电子模块单元4的方向,以便带来提升的功率排散。
Claims (15)
1.设备和网络机柜,特别是服务器机柜,具有其中设置有电子模块单元(4)的内部区域(3),以及具有进气管道(11)、出气管道(14)和用于将所述电子模块单元(4)的热损耗从机柜(2)中去除的热交换器(5)的封闭的冷却空气回路,其特征在于
为了减小流阻,流动校正部件(6)被设置在进气管道(11)和/或出气管道(14)中。
2.如权利要求1所述的机柜,其特征在于
用于优化、引导和偏转气流的部件被作为流动校正部件(6)设置在用于所述电子模块单元(4)的进气空气(13)的偏转区域(12)和/或来自所述电子模块单元(4)的排气空气(16)的偏转区域(15)中。
3.如权利要求1或2所述的机柜,其特征在于
空气叶片(7)、圆角(8)和挡板(9)被设置为流动校正部件(6)。
4.如前述权利要求中的任一项所述的机柜,其特征在于
接近设置在垂直取向进气管道(11)和垂直取向出气管道(14)之间的底侧上的所述热交换器(5)处,设置有用于供应至进气管道(11)并在所述热交换器(5)中被冷却的所述进气空气(13)的偏转区域(12)和/或用于所述出气管道(14)中的供应至所述热交换器(5)的并已经由所述电子模块单元(4)加热的所述排气空气(16)的偏转区域(15),并且所述流动校正部件(6)被设置在所述偏转区域(12)和所述偏转区域(15)中。
5.如前述权利要求中的任一项所述的机柜,其特征在于
作为流动校正部件设置在偏转区域(12、15)中的所述空气叶片(7)和圆角(8),被设置在可预装配和/或可改型的偏转装置(10)中。
6.如前述权利要求中的任一项所述的机柜,其特征在于
所述出气管道(14)具有用于使排气空气流(17)上升的第一管道部分,并接着具有用于使排气空气流(16)下落的第二管道部分,用于使排气空气流(16)下落的所述第二管道部分被构造在所述机柜的镶板部件(20)中,特别是被构造在后门(22)中,并且用于将被供应至所述热交换器(5)的所述排气空气(16)的所述偏转区域(15)被固定作为可预装配的偏转装置(10)。
7.如前述权利要求中的任一项所述的机柜,其特征在于
作为流动校正部件(6)设置在纵向部分中的所述空气叶片(7),被设计为具有弓形轨道,以将所述进气空气(13)偏转几乎90°或更大角度,或者偏转来自所述电子模块单元(4)的所述排气空气(16)。
8.如权利要求7所述的机柜,其特征在于
所述偏转区域(12、15)的所述空气叶片(7)的构造几乎相同,并且以偏移、叠置并特别是彼此均匀地间隔开的方式被设置在对角线上。
9.如前述权利要求中的任一项所述的机柜,其特征在于
设置为流动校正部件(6)的所述圆角(8)在所有情况下被设计为倾斜或圆形板,并桥接所述机柜(2)和/或门(21、22)的直角角落区域。
10.如权利要求5至9中的任一项所述的机柜,其特征在于
所述偏转装置(10)具有箱式构造,并且被设计为在相邻的所述热交换器(5)和进气管道(11)或出气管道(14)的方向上敞开的方式,并且底侧圆角(8)在所有情况下被设计为向下朝壳体底侧(24)倾斜。
11.如前述权利要求中的任一项所述的机柜,其特征在于
为计划向其供应在热交换器(5)中被冷却的进气空气(13)的单独的电子模块单元(4),在所述进气管道(11)中设置有挡板(9)。
12.如权利要求11所述的机柜,其特征在于
所述挡板(9)以可拆卸的方式和以可预定的高度固定在所述进气管道(11)的壁上。
13.如权利要求11或12所述的机柜,其特征在于
所述挡板(9)具有阻流板式设计,并且设置有相对于所述进气空气流(13)以径向方式配置的撞击面(29)。
14.如权利要求11至13中的任一项所述的机柜,其特征在于
挡板(9)具有撞击面(29),所述撞击面(29)占据所述进气管道(11)的横截面的大约三分之一至四分之一。
15.如权利要求11至14中的任一项所述的机柜,其特征在于
所述挡板(9)通过使所述撞击面(29)几乎与将被冷却的所述电子模块单元(4)相邻的方式而被设置。
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