專利名稱：用于機柜的冷卻系統(tǒng)和用于冷卻機柜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜特別是用于服務(wù)器機柜或者機架的冷卻系統(tǒng)，以及一種用于冷卻設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜或者機架的方法。
背景技術(shù)：
處理計算機和服務(wù)器的逐步增長的功率級數(shù)是與一直持續(xù)增長的熱損失聯(lián)系在一起的。因此，就高功率的處理器和服務(wù)器來說，存在非常嚴(yán)重的功率消耗，特別是例如一個高度單元(1HU＝1,75英寸)的緊湊結(jié)構(gòu)，例如pizzabox和刀片式服務(wù)器。特別是在數(shù)據(jù)處理中心的情況下，數(shù)據(jù)處理中心通常是在一間屋子中有數(shù)量眾多的服務(wù)器機柜，被釋放的熱量的功耗是同屋中的空調(diào)和位于其中的用于冷卻的機柜和電子設(shè)備的持續(xù)增長的資金和運行費用相關(guān)的。
所述的電子設(shè)備，例如服務(wù)器、CPU和類似設(shè)備，經(jīng)常以模塊的形式被放置在一個標(biāo)準(zhǔn)的機殼里面，并通常以重疊的樣式安裝，而且也可以在相應(yīng)地定位的垂直梁上以并列的樣式安裝在設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)機柜中。為了排散產(chǎn)生的熱量，所述的電子模塊單元裝配有至少一個風(fēng)扇，同時還有空氣進口和出口端口，這些端口位于側(cè)壁中或者機殼的前面和后面。
特別的是在緊湊的服務(wù)器結(jié)構(gòu)中，不能設(shè)置用于空氣冷卻的冷卻表面。此外，機柜設(shè)置成緊湊地組裝的模塊單元的形式，每個機柜具有10kw或更高的熱負(fù)荷，空調(diào)房間的空調(diào)系統(tǒng)對于這樣布置的機柜而言不再滿足于吸收熱流。
為了提供最大的空氣通透，通常空氣冷卻服務(wù)器機柜都設(shè)置有穿孔的門。對于冷卻設(shè)備機柜的封閉的內(nèi)部空間，眾所周知，使用空氣--水熱交換器(Knurr產(chǎn)品手冊“電子系統(tǒng)”，07/2002，252頁至254頁)。這個已知的空氣--水熱交換器可以被安裝在機柜蓋子上，或者側(cè)壁或者后門的外面區(qū)域，或者以內(nèi)部-刀片模塊的形式提供，機柜的內(nèi)部溫度可以被冷卻到低于周圍環(huán)境的溫度。
其缺點是占用了內(nèi)部空間，因此，不太可能裝配多個模塊。當(dāng)空氣--水熱交換器被裝配在側(cè)壁中時，機柜的套管和可能安裝空間的裝配比例受到限制。在水流出的情況下，若裝配在機柜蓋子上則可能導(dǎo)致破壞電子模塊和相關(guān)的設(shè)備。此外，由于設(shè)置有該空氣導(dǎo)管，也不可能總是確保均勻的冷卻模塊。
US6,506,111B2、US6,652,373B2、WO03/005791A2、和US6,652,374B2公開了重疊式服務(wù)器的服務(wù)器機柜，其中的熱損失是通過循環(huán)利用的氣流來排散的。被服務(wù)器加熱的排氣氣流借助于通風(fēng)裝置被提供給下游的空氣--水熱交換器，空氣--水熱交換器被裝配在機柜的基座下面，或者在疊置服務(wù)器設(shè)備下面的機柜里面，以冷卻的供給空氣的形式，通過供給空氣管道傳送給服務(wù)器。
對熱消散的一個改進是，可以由至少一個空氣分配裝置實現(xiàn)，該空氣分配裝置特別地位于供給空氣管道中，并且也可以被設(shè)置在排氣空氣管道中，或者被共同設(shè)置在供給和排氣空氣管道中?？諝夥峙溲b置試圖確保以一個預(yù)先定義的空氣流比例提供給單個的服務(wù)器。從本質(zhì)上來說，它是一個平板，在服務(wù)器疊置設(shè)備上延伸，通過以水平行和互補的方式形成的空氣通道入口，使得服務(wù)器間隙開。為了在機柜的高度范圍上，提供實際上相同的空氣量給所有的服務(wù)器，在接近于機柜的底端或者熱交換器的位置處，空氣分配平板具有或者沒有空氣通道口，在上面的區(qū)域具有幾排在整個寬度上的空氣通道口。
在可供選擇的結(jié)構(gòu)中，供應(yīng)給服務(wù)器的實際相同的供給空氣，這可以通過空氣分布平板獲得，它們被布置成供給空氣管道的傾斜的形式，以至于后者的截面向上減小。空氣分布平板特別被固定在機柜的前門上，傾斜的位置可以在低端的鉸鏈的幫助下改變，并可使用在其上端具有細(xì)長孔的夾子。
公知的熱量排散系統(tǒng)需要額外的費用，以便設(shè)計、制造、和安裝至少一個空氣分配裝置。此外，由于設(shè)置有空氣管道，不能保證以所需的程度實現(xiàn)所希望的均質(zhì)的空氣供給和均勻的熱量排散。
本發(fā)明的目的是為了提供一種用于設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜特別是用于服務(wù)器機柜的冷卻系統(tǒng)，并且提供了一種用于冷卻這種機柜和位于其中的模塊特別是服務(wù)器的方法，借助本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)和冷卻方法，通過使用特別簡單的方式、特別低的資金和運行費用，從而以必要的可靠性確保了用于致密裝配的機柜和機柜組件特別是高功率服務(wù)器所必需的冷卻能力。

發(fā)明內(nèi)容
對于本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)而言，本發(fā)明的目的可以借助用于這種設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜(Gerte-und Netzwerkschranke)或者機架的冷卻系統(tǒng)來實現(xiàn)，該冷卻系統(tǒng)包括一封閉的內(nèi)部空間，電子模塊位于該內(nèi)部空間內(nèi)，一用于排散電子模塊的熱損耗的封閉的冷卻空氣回路，以及一用于冷卻被加熱的排氣空氣的空氣--水熱交換器，該空氣--水熱交換器位于機柜的下部區(qū)域中，其中，設(shè)置有具有等長空氣流路徑的空氣管道，由此使得對于各個單獨的電子模塊而言具有相同的流阻，并還設(shè)置有在冷的供給空氣和被加熱的排氣空氣之間的空氣隔離裝置，并且，具有均勻供給空氣溫度的冷的供給空氣供應(yīng)給所述各個電子模塊。
對于本發(fā)明的冷卻方法，本發(fā)明的目的可以借助這種用于冷卻設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜或者機架以及位于其中的電子模塊的冷卻方法來實現(xiàn)，空氣流以封閉回路形式流動，冷的供給空氣供應(yīng)給電子模塊，被加熱的排氣空氣在空氣--水熱交換器中被冷卻，所述冷的供給空氣在流體上(Lufttechnische)與所述被加熱的排氣空氣分離開，所述冷的供給空氣和所述被加熱的排氣空氣以等長的空氣流路徑被分別供應(yīng)和排出，并且由此使得對于各個單個電子模塊而言具有相同的流阻，以及以均勻的空氣溫度向所述電子模塊供應(yīng)冷的供給空氣。
本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)基于大致氣密的網(wǎng)絡(luò)機柜或者設(shè)備機柜中的封閉的冷卻空氣回路以及便于所有功率損耗進行熱排散的空氣--水熱交換器。該空氣--水熱交換器被配置在機柜的下部區(qū)域，并且可以非常便利地連接到建筑物的冷水供給源上。
根據(jù)本發(fā)明的一個基本原理，該冷卻系統(tǒng)包括具有等長空氣流路徑的空氣管道，因此在機柜內(nèi)部的各個電子模塊具有相同的流阻(Tichlmann原理)。因此，可以以均勻的溫度向重疊的和/或并置的各個電子模塊提供供給空氣。優(yōu)選的是，均勻的供給空氣溫度可以借助相應(yīng)的較高流率來保持。術(shù)語“均勻的供給空氣溫度”一般被理解為溫度的公差容許限度在大約±2℃開氏溫標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明，在冷的供給空氣和被加熱的排氣空氣之間設(shè)置有空氣隔離裝置。
原則上，氣密封的網(wǎng)絡(luò)機柜可以例如實際上相對于環(huán)境完全被封閉。由于提供了這種密封，可以阻止基本上氣密的機柜內(nèi)部與安裝空間之間的空氣交換，在安裝空間中通常安裝多個這樣的機柜，因此可以避免對于會導(dǎo)致大量費用的空調(diào)的需求。
供給空氣是冷的空氣或者是來自在機柜的下部區(qū)域中的空氣--水熱交換器的被冷卻的空氣。供給空氣可以通過機柜的供給空氣導(dǎo)管提供給所述電子模塊和模塊之間的間隙，供給空氣導(dǎo)管在機柜的整個高度上延伸，而且其至少是設(shè)置在垂直布置的模塊上。
電子模塊的外殼適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有空氣進口端口，這些端口被連接到供給空氣管道。被冷卻的供給空氣通過空氣進口端口傳送給模塊，以便吸收熱損耗從而被加熱，隨后通過空氣出口端口傳送給排氣空氣管道，該空氣出口端口以與空氣入口端口相并行的形式形成在外殼壁中。
電子模塊可以包括至少一個風(fēng)扇，例如便于經(jīng)空氣入口端口吸入冷的供給空氣，經(jīng)空氣出口端口將其提供給排氣空氣管道。然而，即使沒有風(fēng)扇，根據(jù)本發(fā)明的空氣管道也可確保模塊的均勻冷卻。因此，根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點是在沒有風(fēng)扇的情況下，模塊可以按所需的程度被冷卻。
排氣空氣管道以分開的方式被構(gòu)建，以便實現(xiàn)對于所有模塊具有等長空氣流路徑和等同的空氣阻力，其具有第一管道部分和第二管道部分。第一管道部分被建造成集管或者收集管道，以便接收經(jīng)模塊的空氣出口端口流出的被加熱的排氣空氣。
有利的是，該收集管道至少由模塊的下游空間形成，下游空間通常為電纜布線。
在收集管道中，單個模塊的排氣空氣流借助于至少一個通風(fēng)裝置以上升的排氣空氣流形式被收集、向上流動、反向，并且在第二管道部分中以平行方式，下降的排氣空氣流被提供給位于機柜下部區(qū)域的空氣--水熱交換器。
有利的是，可以提供至少二個或者n+1個冗余，即在機柜上部區(qū)域中的高功率通風(fēng)裝置，以便能確保本發(fā)明的具有創(chuàng)造性的封閉的冷卻空氣回路的空氣引導(dǎo)方式和引導(dǎo)管道。
有利的是，通風(fēng)裝置是并排的，下降氣流管道部分借助于垂直的分離元件例如在單個排氣空氣管道部分中的分離幅板從而分開成例如右邊和左邊排氣空氣管道部分。如果一臺通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障時，這可以阻止回流。
在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，通風(fēng)裝置和用于下降排氣空氣流的第二管道部分被集成在門中，特別是在后門中成一體。
根據(jù)模塊中的空氣管道來進行由第一和第二管道部分形成的供給空氣管道和排氣空氣管道的布置。通常，存在被冷卻的供給空氣的前部吸入，和被加熱的排氣空氣的后部排出。相應(yīng)地，供給空氣管道在前部被構(gòu)造成，分離開的排氣空氣管道在機柜和通風(fēng)裝置的后面，并且排氣空氣管道的第二管道部分被布置在后門中。
將供給空氣管道和排氣空氣管道反向或者將其放置在側(cè)壁的一個區(qū)域中，也是落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
冷的供給空氣與被加熱的排氣空氣在流體上分開的隔離裝置有助于獲得所需的高功率冷卻，這可以借助隔板和/或模塊的前區(qū)域的擋板有效地實現(xiàn)，隔板被配置在模塊和機柜的壁之間。這樣，冷空氣被單獨地供應(yīng)給模塊，確保它們之間的水平間隔。
為了在故障情況下維持空氣循環(huán)和控制循環(huán)，即如果所有的模塊出現(xiàn)故障，由此特別地在機柜上部區(qū)域有利地設(shè)置有按需布置的遮斷物，或者“漏洞”。
可以使用本領(lǐng)域已知的空氣--水熱交換器，并且相應(yīng)地確定它們的尺寸，例如可以在機柜的整個寬度和/或厚度上延伸。為了能接收沿第二管道部分受迫下降的排氣空氣、將其冷卻、并作為被冷卻的供給空氣提供給供給空氣管道，適當(dāng)?shù)氖牵杂诳諝?-水熱交換器的入口互補的方式構(gòu)建成第二管道部分的下部排氣空氣口，以便提供相應(yīng)的密封。
有利的是，空氣--水熱交換器可以配置在機柜內(nèi)部，并且可占據(jù)例如底部六個高度單元(HU)。這樣，短的冷水管道路徑必需連接到建筑物的冷水供給源上?？紤]到冷水系統(tǒng)泄漏時電子模塊和配置在機柜內(nèi)部的電子設(shè)備和模塊的安全性，較低的空氣--水熱交換器布置是非常有利的。任何流出來的水都不能到達(dá)在空氣--水熱交換器上布置的電子模塊，因此，可以確保必要的安全性。
該空氣--水熱交換器根據(jù)所需的冷卻容量進行相應(yīng)的設(shè)計。在20kw的冷卻容量的情況下，可以例如提供流量為11/秒的冷水和4000m3/小時的循環(huán)冷卻空氣。也可以確定空氣--水熱交換器的冷水的流出值和返回值以便使得在露點下沒有水滴出現(xiàn)，以至于在機柜中的不存在冷凝水形式的冷凝液。
相應(yīng)的DC(直流)通風(fēng)裝置以n+1冗余的形式提供。如果這些通風(fēng)裝置被構(gòu)建成與溫度相關(guān)、速度可控、且基于警報監(jiān)控，則通過這種控制和軟件，溫度-速度特性可以與模塊例如服務(wù)器的實際最大功率損耗相適配。
使用體積可變的流動可使得機柜的熱排散功率與模塊或者服務(wù)器的實際功率損耗相適應(yīng)，其作為計算功率和使用容量的函數(shù)而變化。
另外適當(dāng)?shù)氖?，可以安裝一個機柜監(jiān)控系統(tǒng)，特別地其可以連接到煙探測器、門接觸開關(guān)、濕氣傳感器、水探測器和速度控制器上。依據(jù)溫度傳感器，還可以監(jiān)控提供給模塊的供給空氣的溫度，一旦超過自由編程的預(yù)期值，可以觸發(fā)不同的警報級(非緊急的、緊急的)并且在出現(xiàn)熱風(fēng)險的情況下自動切斷模塊的AC(交流)電源。
相應(yīng)地，為了在后門打開的情況下，通風(fēng)裝置被自動關(guān)閉。當(dāng)后門被關(guān)閉時，通風(fēng)裝置繼續(xù)運行。
有利的是，機柜裝配有用于通風(fēng)裝置的n+1個冗余的DC電源。通過AC配電，可以保護插座板，轉(zhuǎn)換為模塊特別是服務(wù)器的AC供電。
根據(jù)本發(fā)明的方法，各個單個的模塊被并置和/或重疊在基本上的氣密封的設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜或者機架中，并借助密封的回路形式中的氣流來冷卻，冷的供給空氣以等長的空氣流路徑提供給各個模塊，因此產(chǎn)生相同的或者同樣的流阻，同時還有均勻的供給空氣溫度，冷的供給空氣與被加熱的排氣空氣在在流體上相分離。
在基本上氣密的機柜的供給空氣管道和排氣空氣管道中的空氣引導(dǎo)是以相對較高的速度流動循環(huán)。為此，優(yōu)選的是n+1冗余的高功率通風(fēng)裝置以清楚明確方式被設(shè)置在上升的和下游下降的排氣空氣流中。
空氣流借助于位于機柜下部區(qū)域中的空氣--水熱交換器被冷卻。在所述的空氣--水熱交換器中被冷卻的供給空氣流提供給各個單個模塊，例如，經(jīng)過它們的空氣入口端口提供給模塊，以便吸收在模塊中產(chǎn)生的熱損耗，并經(jīng)過下游的通風(fēng)裝置傳送給排氣空氣管道。
適當(dāng)?shù)?，為了實現(xiàn)Tichlmann原理，排氣空氣管道具有隔離結(jié)構(gòu)，即統(tǒng)一的或相同的流路徑和統(tǒng)一的或相同的流阻。在收集管道中，單個模塊的排氣空氣最初以上升的排氣空氣流的形式提供。由于在所述的上升流中的排氣空氣遵循熱上升的事實，可以有利地實現(xiàn)改進的能量平衡。隨后上升的排氣空氣流的反向，排氣空氣服從于下降的氣流，并被提供給在機柜下部區(qū)域的空氣--水熱交換器。
由于相對較高的流率、本發(fā)明的空氣引導(dǎo)的構(gòu)思和供氣流/排氣流的空氣分離、以及設(shè)置在下部的空氣--水熱交換器，因此可提供有效的模塊冷卻。
對于冷的供給空氣和被加熱的排氣空氣的流體隔離裝置，有利的是，除了在并置的和/或者重疊的模塊之間的垂直分離元件，擋板被設(shè)置在左邊空余的位置。
為了維持空氣循環(huán)和控制循環(huán)，在冷的供給空氣和被加熱的排氣空氣之間的空氣分離以按需布置的方式被阻隔，例如，在機柜上部區(qū)域中設(shè)置有一自由空間。
用于網(wǎng)絡(luò)機柜特別是根據(jù)本發(fā)明的服務(wù)器機柜的冷卻系統(tǒng)以相對低的資金和運行費用實現(xiàn)高功率的冷卻，以便特別地用于商業(yè)數(shù)據(jù)處理中心中的機柜，例如，在銀行和工業(yè)領(lǐng)域以及在科學(xué)領(lǐng)域和計算機組中，其中例如有100個10kw的機柜。特別地，可以分級的形式，創(chuàng)建例如達(dá)到20kw的水冷卻的服務(wù)器機柜，并且更高的冷卻能力在例如2.5kw級，確保在所述機柜中將均勻的冷卻空氣提供給所有的服務(wù)器，這與在機柜中的安裝位置無關(guān)。不一定完全需要在模塊中的安裝風(fēng)扇，因為根據(jù)本發(fā)明的冷卻構(gòu)思，即使在沒有風(fēng)扇的情況下，也可以確保各個模塊的統(tǒng)一冷卻。
本發(fā)明可以避免服務(wù)器的過熱和故障以及相應(yīng)的高的費用，并且確保高的有效性。
另一個優(yōu)點是具有創(chuàng)造性的冷卻系統(tǒng)的機柜與周圍的環(huán)境相獨立。這使得安裝在屋中的數(shù)量眾多的機柜以及完全裝配的機柜以相對靠近的方式安裝在一起，以至于與傳統(tǒng)的空調(diào)相比，可以獲取非常明顯的房間面積接生。還有一個優(yōu)點是，在傳統(tǒng)空調(diào)的數(shù)據(jù)處理中心內(nèi)，具有相對高的熱損耗的各個機柜可以設(shè)置有本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)。房屋中的空調(diào)以節(jié)省費用的方式與其余的機柜的較低的熱損耗相適應(yīng)。


在下文中，參考附圖對本發(fā)明進行更為詳細(xì)的描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的橫截網(wǎng)絡(luò)機柜的縱向截面圖。
圖2是圖1所示的網(wǎng)絡(luò)機柜的橫向截面圖。
具體實施例方式
圖1示出了具有實際密封的內(nèi)部空間18和重疊的電子模塊3的設(shè)備機柜或者網(wǎng)絡(luò)機柜2。在這個實施例中，設(shè)備機柜或網(wǎng)絡(luò)機柜2是一個服務(wù)器機柜，并且電子模塊3是具有例如1個高度單元(1HU＝1.75英寸)的服務(wù)器4。在服務(wù)器4區(qū)域中的空氣管道5用箭頭描述(圖2)。在這個實施例中，在任何情況下，在服務(wù)器4的外殼內(nèi)部都設(shè)置有風(fēng)扇6，其可以按以下方式在空氣管道5中實施通過(沒有示出的)前面的空氣入口端口吸入供給空氣8，圍繞產(chǎn)生熱損耗的(沒有示出的)電子模塊輸送該供給空氣，并且該供給空氣通過(沒有示出的)后面的空氣出口端口提供給排氣空氣管道15。
在服務(wù)器4下設(shè)置有空氣--水熱交換器7，該熱交換器連接到建筑物的冷水供給源上，該熱交換器需要例如機柜2的6個HU(高度單元)。因此，對于具有46個HU(高度單元)的服務(wù)器機柜，服務(wù)器4可以占據(jù)40個HU。
空氣--水熱交換器7可以例如以冷水量為1l/s和大約12℃的供給空氣溫度來運行，以便排氣空氣10，11以封閉回路形式傳送并被加熱到大約35℃，可以被冷卻到大約20至25℃。在空氣--水熱交換器7中被冷卻的空氣作為供給空氣8提供到供給空氣管道9，供給空氣管道9被連接到服務(wù)器4的沒有示出的空氣入口端口。
圖2示出了在冷的供給空氣8和排氣空氣管道15中的被加熱的排氣空氣之間的對于空氣的流體隔開裝置。借助于構(gòu)造成彎折板且垂直放置的分隔件12，在網(wǎng)絡(luò)機柜2的前區(qū)域中形成空氣隔離部分。供給空氣管道9由分隔件12、緊密封閉的前門13、和服務(wù)器4的殼體前部14來限定邊界。
根據(jù)圖1，機柜2的在空氣--水熱交換器7上的現(xiàn)有存在的HU(高度單元)被服務(wù)器4占據(jù)，以至于不再需要為沒有被占用HU的設(shè)置擋板。
排氣空氣10，11進入排氣空氣管道15，其具有構(gòu)造成集管或收集管道16的第一管道部分，以用于上升的排氣空氣流10，并且還具有用于下降的排氣空氣流11的第二管道部分17。
用于下降的排氣空氣流11的第二管道部分17被構(gòu)建在后門20上，該后門設(shè)置有內(nèi)側(cè)的門殼19、垂直的分離幅板26、和二個從收集管道16中吸入排氣空氣10的通風(fēng)裝置21。通風(fēng)裝置21在上面區(qū)域被并置在同樣的高度處，并且轉(zhuǎn)向的排氣空氣11供應(yīng)給與各通風(fēng)裝置21連接的右手和左手管道17.1、17.2，并經(jīng)低處的排氣空氣入口22供應(yīng)給空氣--水熱交換器7。
圖2示出了用于被加熱的排氣空氣10的收集管道16，其不僅可以在構(gòu)建在服務(wù)器4的后面，而且還可側(cè)向地構(gòu)建在機柜2的側(cè)壁24、25的附近，只要可以有利地在機柜2的前區(qū)域中實現(xiàn)供給空氣和排氣空氣的空氣隔離。
圖1示出了等長的空氣流通道和相同的流阻，這與服務(wù)器4的安裝高度是無關(guān)的，這是由于空氣--水熱交換器7設(shè)置在服務(wù)器4下面并且設(shè)置有空氣管道特別是排氣空氣管道15的上升和下降管道部分16、17而實現(xiàn)的。借助于在分離式的排氣管道15中的上升和下降排氣空氣10、11，可以防止來自單個服務(wù)器4的被加熱排氣空氣直接供應(yīng)給空氣--水熱交換器7。
在冷的或者冷卻的供給空氣8與被加熱的排氣空氣10之間形成有用于空氣隔離的小的、按需布置的遮斷物23，以便保持空氣流的循環(huán)，由此可以維持控制循環(huán)，甚至在模塊或者服務(wù)器出現(xiàn)故障的時候也是如此。該按需布置的遮斷物或者“漏洞”23設(shè)置在機柜2的上面區(qū)域，特別是在模塊3之上。
權(quán)利要求
1.一種用于設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜的冷卻系統(tǒng)，其包括具有封閉的內(nèi)部空間的機柜，電子模塊位于該內(nèi)部空間內(nèi)，用于排散電子模塊的熱損耗的封閉的冷卻空氣回路，該冷卻空氣回路包括供給空氣管道和排氣空氣管道，用于冷卻被加熱的排氣空氣的空氣-水熱交換器，該空氣-水熱交換器位于機柜的下部區(qū)域中，其中，設(shè)置有具有等長空氣流路徑的空氣管道，由此使得對于各個單獨的電子模塊而言具有相同的流阻，并還設(shè)置有在冷的供給空氣和被加熱的排氣空氣之間的流體隔離裝置，以及其中，具有均勻供給空氣溫度的冷的供給空氣供應(yīng)給所述各個電子模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，與電子模塊的安裝位置無關(guān)的較高流率可以確保均勻的供給空氣溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該冷的供給空氣在供給空氣管道中經(jīng)過其中的入口端口被供應(yīng)給電子模塊。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該被加熱的排氣空氣經(jīng)過電子模塊的空氣出口端口供應(yīng)給排氣空氣管道，并且該排氣空氣管道具有用于上升的排氣空氣流的第一管道部分和用于下降的排氣空氣流的第二管道部分。
5.如權(quán)利要求3或4所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該供給空氣管道和該排氣空氣管道如此構(gòu)建，即，使得電子模塊的前端空氣入口端口和后端空氣出口端口相一致。
6.如上述權(quán)利要求3-5中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該供給空氣管道和該排氣空氣管道實際上形成在機柜的整個高度上。
7.如上述權(quán)利要求4-6中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，借助于在電子模塊和機柜外殼部分之間的垂直設(shè)置的分隔件，形成所述冷的供給空氣和所述被加熱的排氣空氣之間的流體隔離裝置。
8.如上述權(quán)利要求4-7中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，借助于設(shè)置在重疊的且并置的電子模塊之間空閑位置的擋板，形成所述冷的供給空氣和所述被加熱的排氣空氣之間的流體隔離裝置。
9.如上述權(quán)利要求4-8中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在冷的供給空氣和被加熱的排氣空氣之間的分隔空氣的按需布置的遮斷物被設(shè)置在機柜的上部區(qū)域中，以用于保持空氣循環(huán)和控制循環(huán)。
10.如上述權(quán)利要求4-9中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，用于上升的排氣流的該第一管道部分被構(gòu)造成用于流經(jīng)各個單獨的電子模塊的所述被加熱的排氣空氣的收集管道，并且在電纜延伸區(qū)域中位于電子模塊的下游。
11.如權(quán)利要求10所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，借助于至少一個通風(fēng)裝置，在第一空氣管道部分中上升的排氣空氣流被向上引導(dǎo)，并且相反的空氣流在第二空氣管道部分中作為下降的排氣空氣流供應(yīng)給空氣-水熱交換器。
12.如權(quán)利要求11所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在后門中設(shè)置有兩臺通風(fēng)裝置，以及右邊的和左邊的管道部分，其中下降的排氣空氣被向下引導(dǎo)，經(jīng)排氣空氣入口供應(yīng)給空氣-水熱交換器。
13.如權(quán)利要求12所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，右邊和左邊管道部分由后門的內(nèi)殼和垂直分離幅板形成。
14.如上述權(quán)利要求中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)側(cè)的門殼和垂直分離幅板延伸到空氣-水熱交換器，并且兩個下部的排氣空氣口相對于空氣-水熱交換器被密封。
15.如上述權(quán)利要求中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，空氣-水熱交換器占據(jù)了機柜的底部高度單元，并且根據(jù)機柜的寬度和厚度被確定尺寸。
16.如上述權(quán)利要求中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在排氣空氣流中的通風(fēng)裝置是取決于溫度的、速度可控的、且基于警報監(jiān)控的通風(fēng)裝置，并且適應(yīng)于各個電子模塊的實際功率損失。
17.如上述權(quán)利要求中任一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該機柜是服務(wù)器機柜，并且重疊的電子模塊是例如具有1HU(高度單元)的緊湊結(jié)構(gòu)的服務(wù)器。
18.一種用于冷卻設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜以及位于其中的電子模塊的方法，空氣流以封閉回路形式流動，冷的供給空氣供應(yīng)給電子模塊，被加熱的排氣空氣在空氣-水熱交換器中被冷卻，所述冷的供給空氣在流體上與所述被加熱的排氣空氣分離開，所述冷的供給空氣和所述被加熱的排氣空氣以等長的空氣流路徑被分別供應(yīng)和排出，并且由此使得對于各個單個電子模塊而言具有相同的流阻，以及以均勻的空氣溫度向所述電子模塊供應(yīng)冷的供給空氣。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，空氣以相應(yīng)較高的速度在基本上氣密的機柜中循環(huán)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，流出位于機柜下部區(qū)域中的空氣-水熱交換器的冷的供給空氣以上升的供給空氣流的形式供應(yīng)給各個單個電子模塊，并且流過所述電子模塊中的被加熱的排氣空氣初始在第一排氣空氣管道部分中被收集，并且向上流動，然后反向，并且以下降的排氣空氣流的形式供應(yīng)給機柜下部區(qū)域中的空氣-水熱交換器。
21.如上述權(quán)利要求18-20中任一項所述的方法，其特征在于，該循環(huán)的空氣由至少一個通風(fēng)裝置驅(qū)動，其位于反向的排氣空氣流的區(qū)域中。
22.如上述權(quán)利要求18-21中任一項所述的方法，其特征在于，下降的排氣空氣流在二個平行的管道中被傳輸，并且至少一個通風(fēng)裝置與每一個管道相連接。
全文摘要
一種用于設(shè)備機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜特別是用于在數(shù)據(jù)處理中心的服務(wù)器機柜的冷卻系統(tǒng)，以及一種用于冷卻這個機柜和位于其中的電子模塊的方法，包括在基本上密封的機柜中具有等長空氣流路徑的空氣管道，因此具有相同的流阻和均勻溫度的供給空氣。借助于位于機柜下部區(qū)域中的空氣－水熱交換器，循環(huán)的空氣流被冷卻。各個電子模塊的被加熱的排氣空氣起初在收集管道中以上升流的形式被收集，在反向之后，以下降流的形式供應(yīng)給空氣－水熱交換器。
文檔編號H05K7/20GK1836473SQ200480017785
公開日2006年9月20日 申請日期2004年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者H·埃伯曼 申請人:克奴爾股份公司