分離式微通道熱管空調系統的製作方法
2023-06-01 13:38:46
專利名稱：分離式微通道熱管空調系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種計算機散熱技術領域的裝置，具體是一種帶蒸髮式冷凝器的 分離式微通道熱管空調系統。
背景技術：
計算機或通訊機站內部發熱量大，可達200-1000W/m2，使得空調系統負荷非常高， 相應消耗電能特別多。據調查一個普通通訊機站一年耗電51，OOOkffh,空調耗電11627kWh， 佔去總耗電的1/4。因此如何在滿足設備使用要求的情況下，有效的降低計算機或通訊機 站的空調系統的能耗是空調行業面臨的一個重要問題。現有技術中，降低通訊機站空調系 統能耗的途徑主要有優化送迴風方式、利用自然冷源方式、優化控制技術等，但均存在著諸 如維護成本高、節能效果不明顯、存在安全性隱患等缺點。分離式熱管的出現解決了這個問 題，分離式熱管是利用製冷劑氣液兩相密度差，讓其自然循環的一種散熱方式，當室內溫度 高於環境溫度時即有貢獻。因為室內外氣體相互不混合，不會惡化室內環境，在一年大部分 季節都有貢獻，能夠有效降低維護成本及安全隱患，並且實現低能耗。經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利文獻號CN201311219Y，該技術公開了 一種採用分離式熱管逆流換熱的機房排熱裝置，其特徵是蒸發器和冷凝器均含有至少兩組 以上的換熱器，冷凝器中每組換熱器的底部分別通過一根氣液連接管與蒸發器中的每組換 熱器頂部連通，並且一一對應，由多組分離式熱管組成的內外空氣逆流換熱裝置結構，該裝 置有效降低了能耗，但多組換熱器造成該專利結構複雜，消耗材料增多，成本及維護成本增 加，不利於推廣使用。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種分離式微通道熱管空調系統，使 用蒸髮式冷凝器和微通道型換熱器組成的分離式熱管系統和傳統的空調系統，兩個系統互 不幹連，其中的分離式熱管系統在一年大部分季節都有貢獻，能夠有效保持通訊機站的工 作溫度，並且實現低能耗，其循環工質為製冷劑，成本低且效果好。分離式熱管的工作原理 是製冷劑在冷凝器內對外放熱變為液體，在重力的作用下進入蒸發器中，在蒸發器中從室 內吸熱變為氣體，在密度差的作用下進入冷凝器中，完成循環，實現將熱量從室內轉移到室 外的功能。在夏季炎熱的天氣裡則開啟空調系統，兩個系統同時工作，既能有效的保持通訊 機站的工作溫度，且分離式熱管系統又能分擔空調系統的負荷，降低能耗。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括分離式微通道熱管系統和空調 系統，其中分離式微通道熱管系統由位於室內的微通道蒸發器、室外的蒸髮式冷凝器、氣體 閥門和液體閥門構成。空調系統由節流閥、蒸發器、冷凝器和壓縮機構成，其中壓縮機分別與空調冷凝 器、節流閥和空調蒸發器串聯構成空調系統，熱管的微通道蒸發器和空調蒸發器位於室內，蒸髮式冷凝器、空調冷凝器和壓縮機位於室外。所述的分離式微通道熱管系統設有氣體閥門和液體閥門，其中氣體閥門串聯於 位於室內的微通道蒸發器的輸出端和位於室外的冷凝器的輸入端之間，液體閥門串聯於位 於室外的蒸髮式冷凝器的輸出端和位於室內的微通道蒸發器的輸入端之間。所述的微通道蒸發器為帶風機的微通道型換熱器。所述的熱管微通道蒸發器為水平或傾斜放置。本發明與現有技術相比的優點包括1)傳熱效率高、提高空調的EER、使製冷系統的重量減少，材料減輕、使用鋁材料 代替昂貴的銅材料、減少製冷劑的充注量。所以本專利在分離式熱管中使用微通道換熱 器替代銅管鋁翅片型的換熱器，目的是在加強換熱的基礎上降低成本。在實驗研究中，在 相同的工況及條件下，微通道換熱器的換熱量能達到4200W，而銅管鋁片式的換熱器只有 2600W。這表明微通道換熱器的換熱量能遠遠大於相同情況下的管片式換熱器，從而更加有 利於熱管系統性能的發揮。2)散熱效率高、製冷量大、過冷度大。因為蒸髮式冷凝器可以提供比普通空冷式冷 凝器更大的過冷度，在高溫工況時，可以使熱管運行範圍擴大，提高熱管的性能。蒸髮式冷 凝器能使分離式微通道熱管運行範圍變大、效果更好。蒸髮式冷凝器的冷凝溫度比空冷式 冷凝器低8 11度，這樣就可以在夏天炎熱的時候更好的發揮分離式熱管的效果，保證熱 管的高效運行。3)微通道型換熱器和蒸髮式冷凝器組成的分離式熱管系統和傳統的空調系統，兩 個系統互不幹連。分離式熱管系統在一年大部分季節都有貢獻，能夠有效保持通訊機站的 工作溫度，並且實現低能耗，其循環工質為製冷劑，價格便宜且效果好，室內外氣體相互不 混合，不會惡化室內環境，結構簡單，能夠有效降低維護成本及安全隱患，同時消耗材料少 使得生產成本低。微通道換熱器的風阻小，能有效的減少能量損失。蒸髮式冷凝器具有散 熱效果好，效率高，散熱速度快等優點。在夏季炎熱的天氣裡則同時開啟空調系統，兩個系 統同時工作，既能有效的保持通訊機站的工作溫度，且分離式熱管系統又能分擔空調系統 的負荷，降低能耗。
圖1是實施例1示意圖。圖2是實施例2示意圖。圖3是微通道換熱器示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施 例。實施例1如圖1和圖3所示，本實施例包括分離式微通道熱管系統和空調系統，其中分離式微通道熱管系統由氣體閥門1、室內的微通道換熱器2、室外的蒸髮式冷凝器3和液體閥門4構成。空調系統由節流閥5、蒸發器6、冷凝器7和壓縮機8構成，其中壓縮機8分別與 冷凝器7、節流閥5和蒸發器6串聯，冷凝器7和壓縮機8位於室外。所述的分離式微通道熱管系統設有氣體閥門1和液體閥門4，其中氣體閥門1串 聯於位於室內的微通道蒸發器2的輸出端和位於室外的蒸髮式冷凝器3的輸入端之間，液 體閥門4串聯於位於室外的蒸髮式冷凝器3的輸出端和位於室內的微通道蒸發器2的輸入 端之間。所述的微通道蒸發器2為帶風機的微通道型換熱器。所述的微通道蒸發器2為水平或傾斜放置。所述的微通道蒸發器2為置於發熱設備內部的。在大部分季節裡只需啟動分離式熱管系統即可有效保持通訊機站的工作溫度，分 離式熱管系統啟動後，微通道蒸發器2上的風扇和蒸髮式冷凝器3啟動，微通道蒸發器2裡 的製冷劑充分吸熱，微通道蒸發器2上的風扇將室內空氣吸入微通道蒸發器2與製冷劑進 行換熱，製冷劑吸熱蒸發變為氣態，使得微通道蒸發器2的出口壓力增大，致使氣態的製冷 劑自動快速的流出微通道蒸發器2通過氣體管流入蒸髮式冷凝器3，在蒸髮式冷凝器3裡散 熱冷凝為液態。這就是分離式熱管系統的排熱循環，只有微通道蒸發器2的風扇和蒸髮式 冷凝器3消耗電能，真正實現了低能耗。在高溫季節時，開啟空調系統製冷保證室內溫度的 需求。由於微通道蒸發器直接置於發熱設備的內部，把冷量直接傳給設備，使冷量的利用率 提高，更好的冷卻發熱設備。實施例2如圖2所示，本實施例包括分離式微通道熱管系統和空調系統，其中所述的分離式微通道熱管系統設有氣體閥門1和液體閥門4，其中氣體閥門1串 聯於微通道蒸發器2的輸出端和蒸髮式冷凝器3的輸入端之間，液體閥門4串聯於微通道 蒸發器2的輸入端和蒸髮式冷凝器3的輸出端之間。所述的微通道蒸發器2為帶風機的微通道型換熱器。所述的微通道蒸發器2為水平或傾斜放置。所述的微通道蒸發器2為置於房間內的。在大部分季節裡只需啟動分離式熱管系統即可有效保持通訊機站的工作溫度，分 離式熱管系統啟動後，微通道蒸發器2上的風扇和蒸髮式冷凝器3啟動，微通道蒸發器2裡 的製冷劑充分吸熱，微通道蒸發器2上的風扇將室內空氣吸入微通道蒸發器2與製冷劑進 行換熱，製冷劑吸熱蒸發變為氣態，使得微通道蒸發器2的出口壓力增大，致使氣態的製冷 劑自動快速的流出微通道蒸發器2通過氣體管流入蒸髮式冷凝器3，在蒸髮式冷凝器3裡散 熱冷凝為液態。這就是分離式熱管系統的排熱循環，只有微通道蒸發器2的風扇和蒸髮式 冷凝器3消耗電能，真正實現了低能耗。在高溫季節時，開啟空調系統製冷保證室內溫度的 需求。由於微通道蒸發器置於房間內，這樣微通道蒸發器的冷量可以直接房間環境和發熱 設備。
權利要求
一種分離式微通道熱管空調系統，包括分離式微通道熱管和空調系統，其特徵在於分離式微通道熱管系統由氣體閥門、室內的微通道蒸發器、室外的蒸髮式冷凝器和液體閥門構成；空調系統由節流閥、蒸發器、冷凝器和壓縮機構成，其中壓縮機分別與冷凝器、節流閥和蒸發器串聯構成空調系統，微通道蒸發器和空調蒸發器位於室內，蒸髮式冷凝器、空調冷凝器和壓縮機位於室外。
2.根據權利要求1所述的分離式微通道熱管空調系統，其特徵是，所述的蒸發器系統 設有氣體閥門和液體閥門，其中氣體閥門串聯於位於室內的微通道蒸發器的輸出端和位 於室外的蒸髮式冷凝器的輸入端之間，液體閥門串聯於位於室外的蒸髮式冷凝器的輸出端 和位於室內的微通道蒸發器的輸入端之間。
3.根據權利要求1所述的分離式微通道熱管空調系統，其特徵是，所述的蒸發器為帶 風機的微通道型換熱器。
4.根據權利要求1所述的分離式微通道熱管空調系統，其特徵是，所述的微通道蒸發 器為水平或傾斜放置。
5.根據權利要求1所述的分離式微通道熱管空調系統，其特徵是，所述的熱管的冷凝 器為蒸髮式冷凝器。
全文摘要
一種計算機散熱技術領域的分離式微通道熱管空調系統，包括分離式微通道熱管系統和空調系統，分離式微通道熱管系統由氣體閥門、室內的微通道蒸發器、室外的蒸髮式冷凝器和液體閥門構成；空調系統由節流閥、蒸發器、冷凝器和壓縮機構成，壓縮機分別與冷凝器、節流閥和蒸發器串聯構成空調系統，微通道蒸發器和空調蒸發器位於室內，蒸髮式冷凝器、空調冷凝器和壓縮機位於室外。本發明能夠有效保持通訊機站的工作溫度，並且實現低能耗，其循環工質為製冷劑，成本低且效果好。
文檔編號F24F5/00GK101949567SQ20101051058
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者金鑫, 陳江平 申請人:上海交通大學