一种侧进风集成式机柜及其温度调节方法与流程

allin2026-05-10  8


本发明涉及空调节能减排,尤其是涉及一种侧进风集成式机柜及其温度调节方法。


背景技术:

1、随着5g网络的大规模部署,在移动通信基站的电子设备如bbu集中机房中,机柜内部设备密度显著增长,散热问题已成为制约系统性能的关键因素。

2、传统的机房风冷方案通常采用在机房内安装空调或地板下布置冷风通道,对机柜实现统一的送风模式,未能实现对机柜内部特定区域的精确控温,散热效果差,这在很大程度上限制了冷却效率,大大提高了空调能耗,造成了能源的浪费;同时,现有技术中的冷却装置普遍存在送风分布不均、能效较低等问题,导致机柜内部设备的散热效果不理想,甚至可能引发设备过热、性能衰减及损坏等风险。

3、主流的bbu设备多为侧进风侧出风,目前市场上针对侧进风侧出风的通信基站设备也有一些集成了散热功能的机柜产品,例如,采用内置空调设计,形成封闭式内置循环风路解决机柜网孔门不防尘问题,但此类设备需要内置空调处于长时间工作状态,能耗较高,基站运营成本较高;另外,对于侧进侧出的基站设备,目前的集成式机柜均采用从机架前端冷区吸取冷风,借助布置在两bbu设备间隙中的导风设计将冷风从机架前端冷区引导到通信基站设备的侧面进风口,而后将热风从侧面出风口排到机架后部,此类机柜需要配合复杂的间隙导风件,且冷风到达侧进风口的路径较长,冷量损耗较大。

4、此外,机柜前部通常密集布置有大量的插接元件和接口设备,这为在机柜前方布置冷却装置或冷风通道带来了诸多不便,不仅空间有限,难以合理布置冷却系统,而且在维护和更换元件时,也可能对冷却系统造成干扰。

5、因此,如何在有限的空间内实现高效且均匀的冷却,同时确保机柜前部的操作便利性,成为当前亟待解决的技术难题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种侧进风集成式机柜及其温度调节方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种侧进风集成式机柜,包括外壳、冷气机以及送风管道,所述冷气机、送风管道集成于所述外壳内部,所述送风管道包括送风管道进风口,所述冷气机与所述送风管道进风口连通;所述外壳内沿高度方向从上到下间隔布置多台电子设备,所述电子设备在设备的第一侧上设置有电子设备进风口,且在与所述第一侧相对的第四侧上设置电子设备出风口;

4、所述冷气机设于所述电子设备下方,所述送风管道位于所述电子设备的第一侧,所述送风管道上设有若干送风管道出风口,每个所述送风管道出风口与所述电子设备的所述第一侧上的电子设备进风口对应;

5、上下相邻的两个所述电子设备之间具有间隙,所述间隙具有间隙进风口和间隙出风口,所述间隙进风口位于所述电子设备的与所述第一侧相邻的第二侧,所述间隙出风口位于所述电子设备的与所述第二侧相对的第三侧;

6、所述冷气机包括冷气机进风口,所述冷气机进风口与所述间隙进风口均朝向所述电子设备的第二侧;

7、所述电子设备进风口至少具有第一进风路径和第二进风路径,所述第一进风路径为:机房室内空气被吸入所述间隙进风口,从而进入所述电子设备进风口;所述第二进风路径为:机房室内空气经所述冷气机进风口进入冷气机,由所述冷气机进一步换热冷却后输出冷风,所述冷风通过所述送风管道经所述送风管道出风口、电子设备进风口,直接进入所述电子设备内。

8、进一步地,还包括第一挡风板,所述第一挡风板和所述送风管道布置在所述外壳的同侧,即所述电子设备的第一侧,且所述第一挡风板靠近所述电子设备的第三侧布置,所述第一挡风板与所述外壳的内壁、所述电子设备形成独立的冷风进风腔。

9、进一步地,还包括第二挡风板,所述第二挡风板位于所述电子设备的第四侧,且所述第二挡风板靠近所述电子设备的第二侧布置,所述第二挡风板与所述外壳的内壁、所述电子设备形成独立的热风出风腔。

10、进一步地,在上下相邻的两个所述电子设备的所述间隙内还设有第三挡风板,所述第三挡风板包括前面板、中间隔板及后面板,所述第三挡风板将所述间隙分为所述间隙进风口和间隙出风口,所述间隙进风口由所述后面板和所述中间隔板所限定,所述间隙出风口由所述前面板和所述中间隔板所限定,所述间隙进风口和所述间隙出风口相互独立且隔绝。

11、进一步地,所述热风出风腔的开口及所述间隙出风口均朝向所述电子设备的第三侧。

12、进一步地,所述侧进风集成式机柜安装在具有机房空调的机房内。

13、进一步地,所述送风管道内具有倾斜设置的调压板。

14、可选地,所述送风管道为分段设置,所述送风管道包括若干子送风管道,每个所述子送风管道内具有子调压板,所述调压板由若干所述子调压板相互衔接而成。

15、进一步地,所述送风管道内设置若干内置隔板,所述内置隔板将所述送风管道划分为多个相互独立的支风道,每个所述支风道上具有多个所述送风管道出风口。

16、可选地,所述送风管道为一体式单管道结构。

17、可选地,所述送风管道为一体式双管道结构,所述送风管道从所述送风管道进风口处一分为二向上延伸,形成两个分离的支管道,每个所述支管道上均设置多个所述送风管道出风口。

18、进一步地,所述冷气机通过连接管道与所述送风管道进风口连通,所述连接管道为圆弧形,所述连接管道内设有若干弧形均风板。

19、本发明还涉及一种用于所述的侧进风集成式机柜的温度调节方法,所述侧进风集成式机柜还包括控制器和温度传感器,所述温度传感器用于检测所述电子设备的电子设备出风口排出的热风实时温度,具体包括如下步骤:

20、步骤一:所述控制器控制所述温度传感器每隔2秒采样所述电子设备的电子设备出风口排出的热风实时温度,上报至控制器;

21、步骤二:所述控制器根据采样的热风实时温度与设定温度值(45℃)的关系控制所述侧进风集成式机柜的工作模式,具体工作模式如下:

22、当所述热风实时温度低于所述设定温度值时,所述侧进风集成式机柜进入第一工作模式,所述第一工作模式为:所述冷气机不工作,所述电子设备通过所述送风管道与所述电子设备之间的间隙和/或所述间隙进风口吸收机房室内空气,并继续执行步骤一;

23、当所述热风实时温度高于所述设定温度值时,所述侧进风集成式机柜进入第二工作模式,所述第二工作模式为:1)控制所述冷气启动,并运行一个制冷工作周期(6分钟);2)一个所述制冷工作周期后,所述控制器控制所述温度传感器检测热风实时温度并上报,若所述热风实时温度低于所述设定温度值,控制所述冷气机直接停止工作,并且进行一个停止制冷周期(3分钟);若所述热风实时温度仍然高于所述设定温度值,继续控制所述冷气机进行一个所述制冷工作周期,直到所述热风实时温度低于所述设定温度值,所述控制器控制所述冷气机停止工作并进行一个停止制冷周期;

24、步骤三:继续执行步骤一,循环进行上述步骤。

25、本发明具有以下有益效果:

26、本发明通过在电子设备具备进风口的第一侧布置送风管道,在送风管道上与电子设备进风口对应的位置处设置送风管道出风口,将冷风直接供应至电子设备中,使得冷空气能够更直接地进入电子设备,减少了不必要的热量传递和散失,从而实现更高效的冷却效果。

27、另外,通过机柜内冷气机、送风管道、第一挡风板、第二挡风板及第三挡风板的位置、结构设置,机柜能够实现冷风与热风的分流管理,将电子设备第二侧、第一侧、间隙进风口围合成冷区,将电子设备第四侧、第三侧以及间隙出风口围合成热区,冷区与热区形成两个独立的气体流通通路,一方面,确保了冷区内的冷风能够直接、高效地供给到电子设备内部,实现最佳的冷却效果;另一方面,也避免了热区内的热风倒灌回冷区,从而保证了在对机柜进行冷却的过程中冷却效率的提高。

28、本发明机柜结构保证冷区内的冷风主要包含两个来源渠道,第一来源是机柜前侧受机房空调影响的室内冷空气,第二来源是冷气机将第一来源的室内冷空气进行进一步冷却降温的冷空气。通过检测电子设备的电子设备出风口排出的热风实时温度并与设定温度值进行比较,控制机柜实现不同的工作模式之间的转换,实现智能的温度控制,保证电子设备具有较好的冷却效果的同时,还能够节约能源。


技术特征:

1.一种侧进风集成式机柜,包括外壳、冷气机以及送风管道,所述冷气机、送风管道集成于所述外壳内部,所述送风管道包括送风管道进风口,所述冷气机与所述送风管道进风口连通;所述外壳内沿高度方向从上到下间隔布置多台电子设备,所述电子设备在设备的第一侧上设置有电子设备进风口,且在与所述第一侧相对的第四侧上设置电子设备出风口;

2.根据权利要求1所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,还包括第一挡风板,所述第一挡风板和所述送风管道布置在所述外壳的同侧,即所述电子设备的第一侧,且所述第一挡风板靠近所述电子设备的第三侧布置,所述第一挡风板与所述外壳的内壁、所述电子设备形成独立的冷风进风腔。

3.根据权利要求2所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,还包括第二挡风板,所述第二挡风板位于所述电子设备的第四侧,且所述第二挡风板靠近所述电子设备的第二侧布置,所述第二挡风板与所述外壳的内壁、所述电子设备形成独立的热风出风腔。

4.根据权利要求3所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,在上下相邻的两个所述电子设备的所述间隙内还设有第三挡风板,所述第三挡风板包括前面板、中间隔板及后面板,所述第三挡风板将所述间隙分为所述间隙进风口和间隙出风口,所述间隙进风口由所述后面板和所述中间隔板所限定,所述间隙出风口由所述前面板和所述中间隔板所限定,所述间隙进风口和所述间隙出风口相互独立且隔绝。

5.根据权利要求4所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述热风出风腔的开口及所述间隙出风口均朝向所述电子设备的第三侧。

6.根据权利要求1-5任一项所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述侧进风集成式机柜安装在具有机房空调的机房内。

7.根据权利要求1所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述送风管道内具有倾斜设置的调压板。

8.根据权利要求7所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述送风管道为分段设置,所述送风管道包括若干子送风管道,每个所述子送风管道内具有子调压板,所述调压板由若干所述子调压板相互衔接而成。

9.根据权利要求1所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述送风管道内设置若干内置隔板,所述内置隔板将所述送风管道划分为多个相互独立的支风道,每个所述支风道上具有多个所述送风管道出风口。

10.根据权利要求1所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述送风管道为一体式单管道结构。

11.根据权利要求1所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述送风管道为一体式双管道结构,所述送风管道从所述送风管道进风口处一分为二向上延伸,形成两个分离的支管道,每个所述支管道上均设置多个所述送风管道出风口。

12.根据权利要求1所述的侧进风集成式机柜,其特征在于,所述冷气机通过连接管道与所述送风管道进风口连通,所述连接管道为圆弧形,所述连接管道内设有若干弧形均风板。

13.一种用于如权利要求1-12任一项所述的侧进风集成式机柜的温度调节方法,其特征在于,所述侧进风集成式机柜还包括控制器和温度传感器,所述温度传感器用于检测所述电子设备的电子设备出风口排出的热风实时温度,具体包括如下步骤:

14.根据权利要求13所述的温度调节方法,其特征在于,所述设定温度值为45℃;所述制冷工作周期为6分钟;所述停止制冷周期为3分钟。


技术总结
本发明公开了一种侧进风集成式机柜及其温度调节方法,侧进风集成式机柜包括外壳、冷气机以及送风管道,多台电子设备间隔布置在所述外壳内,所述送风管道位于所述电子设备的第一侧,所述送风管道包括送风管道进风口,每个所述送风管道出风口与所述电子设备的所述第一侧上的电子设备进风口对应且连通,使得冷风能够更直接地进入电子设备,提高散热效率。通过机柜内冷气机、送风管道、第一挡风板、第二挡风板及第三挡风板的位置、结构设置,机柜能够实现冷风与热风的分流管理,避免了热区内的热风倒灌。

技术研发人员:杨华
受保护的技术使用者:杭州医维之星医疗技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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