一种Rack整机柜管壳式散热系统技术方案

本发明专利技术公开一种Rack整机柜管壳式散热系统，涉及机柜散热技术领域，其主要结构包括管壳式换热器、水冷板，所述管壳式换热器设置在机柜底部，所述水冷板设置在机柜内节点中，节点内CPU、内存高功耗器件通过水冷板制冷，并由管路联通将热量导入到机柜底部的管壳式换热器，通过外部冷却水在管壳式换热器发生换热，将热量带走。本发明专利技术相对原有的单纯风冷系统，水相较空气有更大的比热容，换热效果更高，更能保证内部器件的热可靠性；同时可以降低风扇墙的转速，进而降低整机柜功耗，节约能源，降低风噪；并且管壳式换热器结构简单不易发生故障，相对于众多风扇组成的风扇墙可靠性更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机柜散热
，具体的说是一种Rack整机柜管壳式散热系统。
技术介绍
机柜一般是冷轧钢板或合金制作的用来存放计算机和相关控制设备的物件，可以提供对存放设备的保护，屏蔽电磁干扰，有序、整齐地排列设备，方便以后维护设备。Rack整机柜中服务器主机将数台1U高度的主机放置机柜统一管理；1个全高的机柜约42U的空间，内部容积高度约1867mm。当前Rack机柜采用单一的风冷模式，随着CPU平台的不断更新，主板走线越来越密集、CPU功耗越来越高，导致热密度不断增大，传统的风冷模式已经不能满足高热密度的散热功能，需要新的散热模式来实现目前及未来的Rack整机柜散热。鉴于Rack机柜现有散热压力，本专利技术采用管壳式换热器提出了一种散热系统。管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
技术实现思路
本专利技术针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种Rack整机柜管壳式散热系统。本专利技术所述一种Rack整机柜管壳式散热系统，解决上述技术问题采用的技术方案如下：所述一种Rack整机柜管壳式散热系统，其主要结构包括管壳式换热器、水冷板，所述管壳式换热器设置在机柜底部，所述水冷板设置在机柜内节点中代替原有散热器，即节点内CPU、内存等高功耗器件通过水冷板制冷，并由管路联通将热量导入到机柜底部的管壳式换热器；通过外部冷却水在管壳式换热器内发生换热，将热量带走。优选的，所述Rack整机柜管壳式散热系统还包括分水集水装置，通过分水集水装置将机柜内节点出来的热水集中到机柜底部的管壳式换热器，在管壳式换热器发生换热后再将冷水输送回节点形成循环。优选的，所述Rack整机柜管壳式散热系统还包括风扇墙，通过风扇墙给主板其他器件散热。本专利技术所述一种Rack整机柜管壳式散热系统与现有技术相比具有的有益效果是：本专利技术采用风冷与水冷相结合的散热模式来实现整机柜热量的转移和散失，相对原有的单纯风冷系统，水相较空气有更大的比热容，换热效果更高，更能保证内部器件的热可靠性；水冷更适用于高热密度机柜散热，同时可以降低风扇墙的转速，进而降低整机柜功耗，节约能源，降低风噪；并且，管壳式换热器结构简单不易发生故障，相对于众多风扇组成的风扇墙可靠性更高。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术所述一种Rack整机柜管壳式散热系统进一步详细说明。本专利技术所述一种Rack整机柜管壳式散热系统，适用于高热密度的Rack整机柜，采用风冷与水冷相结合的散热模式，替代原有的单纯依靠风扇墙风冷，来实现整机柜热量的转移和散失。本专利技术所述管壳式散热系统，仍然保留风扇墙，通过风扇墙保证主板其他器件散热需求，同时，在整机柜下方设置管壳式换热器；并且在节点内部采用水冷板热板代替散热器，利用管路联通将热量导入至换热器，再通过外部冷却水在换热器发生换热，将热量导出。实施例：本实施例一种Rack整机柜管壳式散热系统，所述散热系统包括管壳式换热器、水冷板，所述管壳式换热器设置在机柜底部，所述水冷板设置在机柜内节点中代替原有散热器，即节点内CPU、内存等高功耗器件通过水冷板制冷，并由管路联通将热量导入到机柜底部的管壳式换热器；通过外部冷却水在管壳式换热器内发生换热，将热量带走。本实施例所述Rack整机柜管壳式散热系统，还包括分水集水装置，通过分水集水装置将机柜内节点出来的热水集中到机柜底部的管壳式换热器，在管壳式换热器发生换热后再将冷水输送回节点形成循环；这样，外部冷却水通过管壳式换热器水水热交换，将热量转移出机柜。相较传统的散热模式，水的比热要比空气高出很多，换热效率随着加强，更能应对目前和未来服务器热密度越来越大的需求。同时，本实施例所述Rack整机柜管壳式散热系统，还包括风扇墙，所述风扇墙设置在机柜背部，通过风扇墙给主板其他器件散热，以确保节点内小功耗部件不发生超温。本实施例中，在机柜底部预留4U高度的空间来安装管壳式换热器，这个安装空间需要根据机柜所支持的功耗来选择换热器的尺寸大小。可知，本实施例所述Rack整机柜管壳式散热系统，替代原有的单纯依靠风扇墙风冷，采用风冷与水冷相结合的散热模式来实现整机柜热量的转移和散失。在整机柜下方占用部分空间设置管壳式换热器，节点内部采用水冷板代替散热器，给节点主要功耗部件散热，采用分水集水装置将节点出来的热水集中到机柜底部的换热器，机柜外部通冷却水至换热器发生换热，并将换热后的冷水输送回节点形成循环，而机柜外部由原冷却水将热量导出。同时，该散热系统仍然保留风扇墙，以保证主板其他器件散热需求。上述具体实施方式仅是本专利技术的具体个案，本专利技术的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本专利技术的权利要求书的且任何所属
的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本专利技术的专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Rack整机柜管壳式散热系统，其特征在于, 其主要结构包括管壳式换热器、水冷板，所述管壳式换热器设置在机柜底部，所述水冷板设置在机柜内节点中，节点内CPU、内存高功耗器件通过水冷板制冷，并由管路联通将热量导入到机柜底部的管壳式换热器，通过外部冷却水在管壳式换热器内发生换热，将热量带走。

【技术特征摘要】
1.一种Rack整机柜管壳式散热系统，其特征在于, 其主要结构包括管壳式换热器、水冷板，所述管壳式换热器设置在机柜底部，所述水冷板设置在机柜内节点中，节点内CPU、内存高功耗器件通过水冷板制冷，并由管路联通将热量导入到机柜底部的管壳式换热器，通过外部冷却水在管壳式换热器内发生换热，将热量带走。2.根据权利要求1所述一种Rack整机柜管壳式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钟勇，孙锐羽，
申请(专利权)人：浪潮电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37