[发明专利]用于容纳电子设备的机柜的热管理系统

说明书

本发明涉及用于容纳电子设备(例如电信设备)的机柜。

机柜用来提供封闭的环境以保护敏感的电子设备。根据设备的性质及其所处位置，可能需要对其加以保护，对抗诸如环境条件、污染、干扰甚至破坏等因素。例如在电信网络中，常规上在分布点处使用室外机柜来容纳无源交接的电信模块，在此(例如)能够将本地用户线连接至通往交换机(central office)的线缆。这种机柜往往位于街面高度，但也可以安装在柱上或者安装在建筑物的墙壁或屋顶上。机柜也可用于容纳室内环境中(例如在位于办公楼或办公楼的特定楼层内的电信分布点处)的电子设备。

电信机柜的内隔室通常包括横档、支架、面板和/或框架形式的托架(或类似的部件)，在其上安装电信设备。该类型的机柜描述在(例如)US-A-5 467 250(Howard等人)、US-A-2004/114326(Dodgen等人)和WO 02/32202(Vidacovich等人)中。

容纳于机柜中的电子设备的性质不断地变化，因而对机柜本身的功能要求也要变化。例如，随着xDSL(数字用户线)技术在电信领域中的推广，电信机柜越来越多地被用于容纳有源以及无源的电信设备。有源设备包括(例如)处理数据信号的数字用户线接入复用器(DSLAM)和处理语音以及数据信号的多业务接入节点(MSAN)。

随着机柜中容纳的有源设备数量的增加，机柜内产生的热量也随之增加。为了保护机柜内的设备，必须对过多的热予以消除，为此目的已建议了多种系统(例如参见WO 01/015507(Tikka)、WO 00/062590(Berger等人)以及上述的US-A-2004/0114326和WO 02/032202)。

为了减少电信机柜的散热系统的功耗以及在某些情况下减少由这些系统产生的噪声，也已经建议了应使用导热管把热从系统内的一个位置转移到另一位置(例如参见US-A-6 603 660(Ehn等人)、WO03/065781(Tsoi)、WO 03/009663(Hoover等人)和WO 00/014469(Mannerjoki))。例如，WO 03/009663描述了一种用于电子元件的功能系统和子系统的热能管理结构，其中热管理部件基本上只是热驱动的。在一例中，使用柔性导热管把热从固定于高功率电子元件的蒸发器板传送到与热虹吸器的蒸发器连接的冷凝器板。

仍然需要一种这样的散热系统，它不仅适合用在容纳电子设备的新建机柜中，而且根据需要也可以安装在已经在使用的机柜当中。着眼于这种需求而完成了本发明。

本发明提供一种用于在容纳电子设备的机柜中使用的热管理系统，所述电子设备在运行时产生热空气流，该系统包括：

被构造成设置在由所述设备产生的热空气流的路径上以从其吸收热的蒸发器；

被构造成设置在所述蒸发器上方冷却空气流的路径上以将热传递至机柜外部的环境空气中的冷凝器；和

将蒸发器与冷凝器直接连接以从蒸发器向冷凝器传热的导热管。

用在本文中的术语“导热管”指的是在容纳传热流体的密封系统的蒸发器部分与冷凝器部分之间形成连接的中空管；所述连接是这样的，如果对该系统的蒸发器部分中的传热流体(液相)施加热，则热以传热流体(液相和/或蒸汽相)为媒介传递至可以散热的该系统的冷凝器部分，随后冷却的传热流体返回至蒸发器部分。传热流体向蒸发器部分回流的发生可以是由于导热管所赋予的毛细作用的结果，或者如果导热管是竖直取向的话，可以是由于重力影响的结果。

本发明适用于容纳在运行时产生热空气流的电子设备的机柜，(例如)因为它包括空气流发生器(例如风扇或鼓风机)，其能够操作以在设备上方产生冷却空气流。有源电子设备通常装配有其自身的冷却机制装置，形式为风扇或鼓风机，于是本发明可以涉及利用所得的热空气流的路径作为所述热管理系统的蒸发器的位置，从而就不需要将蒸发器直接定位在机柜内的有源电子设备上。从而可有助于在已经在使用的机柜内安装所述系统，并且如果至少部分导热管是柔性的，从而蒸发器相对于有源设备的位置能够调节，那么所述安装还能够进一步受益。作为另外的选择，如果需要的话，能够在机柜内的适当位置处单独提供合适的空气流发生器，以在有源电子设备上方产生冷却空气流。

根据本发明的系统中的蒸发器上方的冷凝器位置使得能够以传热流体为媒介在系统内进行传热而不需要泵(从而避免相关的能耗和噪声)，并且不需要具有芯吸结构的导热管来促进传热流体从冷凝器向蒸发器的回流。