本專(zhuān)利涉及機(jī)房空調(diào)散熱領(lǐng)域,特別是涉及一種利用CPU余熱的高熱密度機(jī)房綜合散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著IT 技術(shù)的快速發(fā)展和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的迅猛增長(zhǎng),眾多應(yīng)用高性能服務(wù)器等 IT 設(shè)備的數(shù)據(jù)中心應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)大量高性能服務(wù)器機(jī)柜運(yùn)行時(shí)也帶來(lái)了高熱密度和高能耗問(wèn)題。根據(jù)統(tǒng)計(jì),在各數(shù)據(jù)中心所耗費(fèi)的電量中,空調(diào)制冷的能耗占了總能耗的40%~50%。數(shù)據(jù)中心背后巨大的能源消耗引起人們的高度重視。
傳統(tǒng)機(jī)房散熱系統(tǒng)是將機(jī)房當(dāng)作大型冷柜處理,先將環(huán)境溫度冷卻,再帶走主設(shè)備散發(fā)出的熱量。由于數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)IT設(shè)備集中,散熱量大,且設(shè)備不間斷高負(fù)荷運(yùn)行,幾乎全年都需要向外排熱,因此其空調(diào)的運(yùn)行能耗巨大。而隨著高熱密度服務(wù)器運(yùn)用的增多,單個(gè)機(jī)架的功率越來(lái)越高,有些機(jī)房出現(xiàn)了局部過(guò)熱的現(xiàn)象。因此僅僅是空氣冷卻的方式將難以滿(mǎn)足服務(wù)器的散熱需求,只有液體傳導(dǎo)方式才能排出足夠的熱量,液冷系統(tǒng)受到越來(lái)越多的青睞。在中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN102331043A中公開(kāi)了一種低PUE高密度液冷節(jié)能機(jī)房冷卻系統(tǒng),包括機(jī)房,機(jī)柜,空調(diào)箱,由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器與所述空調(diào)箱的水盤(pán)管構(gòu)成的壓縮冷卻循環(huán)系統(tǒng),和由自然冷卻器與所述空調(diào)箱的水盤(pán)管構(gòu)成的自然冷卻循環(huán)系統(tǒng),空調(diào)箱的水盤(pán)管出口與電動(dòng)三通閥的入口連通,電動(dòng)三通閥的兩個(gè)出口分別與蒸發(fā)器的水盤(pán)管入口、自然冷卻器的水盤(pán)管入口連通 ;微電腦控制系統(tǒng)分別與壓縮冷卻循環(huán)系統(tǒng)、自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)、電動(dòng)三通閥、設(shè)置于自然冷卻器外部的第一溫度傳感器、設(shè)置于機(jī)柜背門(mén)處的第二溫度傳感器及設(shè)置于空調(diào)箱的水盤(pán)管進(jìn)水管處的第三溫度傳感器電連接。CPU 運(yùn)行時(shí)的溫度一般在60~80℃之間,液冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)與CPU進(jìn)行換熱的冷卻水的溫度雖然高達(dá)40~60℃,仍然能滿(mǎn)足服務(wù)器CPU的溫度不高于安全上限值。將這部分高溫冷卻水直接進(jìn)行散熱,既浪費(fèi)能源,又增加了冷卻裝置的熱負(fù)荷。
中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN104101131A中公開(kāi)了利用回收熱能制冷制熱的吸收式制冷機(jī)及其制冷制熱的方法,所述利用回收熱能制冷制熱的吸收式制冷機(jī)包括發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、真空泵a、真空泵b、冷水進(jìn)水管道、冷水出水管道、熱水進(jìn)水管道、熱水管道a、熱水管道b、熱水出水管道、循環(huán)泵。
上述溴化鋰吸收式制冷機(jī)的制冷制熱的方法如下:
S1:待加溫的待輸出熱水通過(guò)熱水進(jìn)水管道先進(jìn)入冷凝器,從熱水管道a排出并進(jìn)入吸收器,從熱水管道b排出后吸收熱量溫度增加并進(jìn)入發(fā)生器作為發(fā)生器熱源;或者通過(guò)熱水進(jìn)水管道先進(jìn)入吸收器,后從熱水管道a排出經(jīng)過(guò)冷凝器后吸收熱量,排出經(jīng)過(guò)熱水管道b進(jìn)入發(fā)生器,作為發(fā)生器熱源,發(fā)生器中的噴淋裝置將制冷媒體稀溶液噴為霧狀,霧狀液滴吸收進(jìn)入發(fā)生器的回收熱水的熱量并汽化為蒸汽,蒸汽通過(guò)管道被真空泵 a 抽入冷凝器中并加壓,在冷凝器中蒸汽遇到熱水進(jìn)水管道中的待輸出熱水,放出熱量,變成液滴,熱水進(jìn)水管道中的熱水吸收了蒸汽放出的熱量升高溫度 ;真空泵 a 使發(fā)生器中壓強(qiáng)降低,使冷凝器中壓強(qiáng)增加從而促進(jìn)發(fā)生器中液體變?yōu)闅怏w,并促進(jìn)冷凝器中氣體變?yōu)橐后w;
S2:冷凝器中的凝結(jié)水液滴在底部匯集后通過(guò)管道進(jìn)入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中被噴淋裝置噴淋為霧狀液滴,液滴吸收冷水進(jìn)水管道中冷水的熱量變?yōu)闅怏w,釋放熱量并降溫后的冷水變?yōu)楦蜏囟鹊睦渌睦渌鏊艿琅懦鰧?shí)現(xiàn)制冷和熱能回收;
S3:蒸發(fā)器中的氣體通過(guò)管道被真空泵 b 抽入吸收器,被噴淋裝置噴淋的濃溶液吸收,從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)并將熱量傳遞給熱水管道中的待輸出熱水使其溫度進(jìn)一步提高,真空泵b 使蒸發(fā)器中真空度增高,吸收器中壓強(qiáng)升高從而促進(jìn)蒸發(fā)器中液體變?yōu)闅怏w,吸收器中氣體變?yōu)橐后w;
S4:吸收器中的制冷媒體濃溶液吸收蒸汽后變?yōu)橹评涿襟w稀溶液,并通過(guò)管道再次輸送到發(fā)生器,并通過(guò)循環(huán)泵抽取到噴淋裝置;
S5:熱水管道 b 中的待輸出熱水進(jìn)入發(fā)生器,作為熱源提供熱量,促進(jìn)發(fā)生器中噴淋為霧狀液滴的溶液汽化,并從熱水出水管道排出最終輸出的熱水完成循環(huán)。
上述吸收式制冷機(jī)在發(fā)生器和冷凝器之間設(shè)置了真空泵 a,在吸收器和蒸發(fā)器之間設(shè)置了真空泵 b,真空泵使發(fā)生器和蒸發(fā)器中真空度提高,使冷凝器和吸收器中壓強(qiáng)增加從而促進(jìn)發(fā)生器和蒸發(fā)器中液體變?yōu)闅怏w,并促進(jìn)冷凝器和吸收器中氣體變?yōu)橐后w。
總體來(lái)說(shuō),上述技術(shù)方案回收利用了冷凝器和吸收器中產(chǎn)生的熱量,可是系統(tǒng)不可能自發(fā)運(yùn)作,而該熱量本身就是由制冷機(jī)運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的,根據(jù)熱力學(xué)第二定律,這股熱量不足以作為發(fā)生器的熱源持續(xù)驅(qū)動(dòng)制冷機(jī),所以該技術(shù)方案采用真空泵作為制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,但真空泵存在耗電量大,噪聲大的缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本專(zhuān)利為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種能夠利用CPU運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱的利用CPU余熱的高熱密度機(jī)房綜合散熱系統(tǒng),由于CPU運(yùn)行時(shí)相比機(jī)房整體來(lái)說(shuō)溫度高很多,完全可以利用CPU所產(chǎn)生的熱量驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)進(jìn)行散熱而不需要真空泵的加入,具有耗電量少,噪音低的特點(diǎn)。綜合散熱系統(tǒng)整體來(lái)說(shuō)散熱效果好,節(jié)能環(huán)保。
針對(duì)本專(zhuān)利利用CPU余熱的高熱密度機(jī)房綜合散熱系統(tǒng)來(lái)說(shuō),上述技術(shù)問(wèn)題是這樣加以解決的:一種利用CPU余熱的高熱密度機(jī)房綜合散熱系統(tǒng),包括余熱利用裝置、溴化鋰吸收式制冷機(jī)、冷卻裝置和空調(diào)末端,所述余熱利用裝置、冷卻裝置和空調(diào)末端分別與溴化鋰吸收式制冷機(jī)連接形成循環(huán)回路。所述余熱利用裝置將CPU熱量傳遞到溴化鋰吸收式制冷機(jī)中進(jìn)行利用,冷卻裝置用于帶走溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱量,空調(diào)末端用于吸收機(jī)房中的熱量,再通過(guò)循環(huán)回路把熱量釋放到溴化鋰吸收式制冷機(jī)中。溴化鋰吸收式制冷機(jī)在利用低品位的太陽(yáng)能、工業(yè)廢熱、余熱等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),當(dāng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)中的驅(qū)動(dòng)熱源溫度達(dá)到60℃左右時(shí)即可啟動(dòng)工作,由于本技術(shù)方案中機(jī)房中的發(fā)熱主體,即CPU的熱量由余熱利用裝置吸收,使得空調(diào)末端不需要大量吸收機(jī)房中的熱量,機(jī)房空氣溫度在30℃左右甚至更高時(shí)即可滿(mǎn)足機(jī)房的散熱需求,因此可以相應(yīng)提高溴化鋰吸收式制冷機(jī)的運(yùn)行時(shí)機(jī)體的溫度,進(jìn)一步降低所需驅(qū)動(dòng)熱源的溫度,而CPU 運(yùn)行時(shí)的溫度一般在60~80℃之間,所產(chǎn)生的熱量完全可以充當(dāng)驅(qū)動(dòng)熱源,驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)啟動(dòng),并持續(xù)工作。本專(zhuān)利中的溴化鋰吸收式制冷機(jī)利用余熱利用裝置吸收CPU的熱量作為驅(qū)動(dòng)熱源進(jìn)行散熱,降低機(jī)房PUE值,提高了散熱效率。
進(jìn)一步地,所述余熱利用裝置包括熱管和中間換熱器,熱管的一端與中間換熱器接觸連接,熱管的另一端用于對(duì)CPU液冷換熱,所述中間換熱器與溴化鋰吸收式制冷機(jī)連接形成循環(huán)回路。所述熱管一端受熱時(shí),管中的液體迅速汽化,在熱擴(kuò)散的動(dòng)力下流向另外一端,即與中間換熱器連接的一端,冷凝并釋放出熱量,然后再流回受熱的那一端,如此循環(huán)不止地將服務(wù)器CPU的熱量傳遞到中間換熱器,中間換熱器通過(guò)循環(huán)回路將熱量傳遞到溴化鋰吸收式制冷機(jī)中。CPU與中間換熱器之間通過(guò)熱管換熱,確保了中間換熱器發(fā)生液體泄漏時(shí)不會(huì)影響到CPU的正常工作,而且從熱傳遞(輻射、對(duì)流、傳導(dǎo))的三種方式來(lái)看,其中對(duì)流傳導(dǎo)最快,所述熱管利用液體蒸發(fā)和冷凝的對(duì)流作用,使熱量快速傳導(dǎo)。
進(jìn)一步地,所述熱管傾斜設(shè)置,高的一端與中間換熱器接觸連接。相對(duì)于汽化的制冷液,冷凝后的制冷液更容易粘附在熱管上,不易流動(dòng),上述設(shè)置方式能使與中間換熱器換熱后冷凝的制冷液在重力的作用下更快流回另一端,提高傳導(dǎo)效率。
進(jìn)一步地,所述中間換熱器為水冷板。所述水冷板中蜿蜒的管道可增大單位面積的散熱量,熱傳導(dǎo)性好。
進(jìn)一步地,所述溴化鋰吸收式制冷機(jī)包括按順序連接形成制冷劑循環(huán)回路的蒸發(fā)器、吸收發(fā)生裝置和冷凝器,吸收發(fā)生裝置與余熱利用裝置連接形成循環(huán)回路,冷凝器和吸收發(fā)生裝置與冷卻裝置連接形成循環(huán)回路,蒸發(fā)器與空調(diào)末端連接形成循環(huán)回路。根據(jù)吸收式制冷機(jī)的原理,所述吸收發(fā)生裝置用于驅(qū)動(dòng)制冷劑和溴化鋰溶液在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中進(jìn)行循環(huán),冷卻裝置通過(guò)循環(huán)回路帶走冷凝器和吸收發(fā)生裝置的熱量,蒸發(fā)器用于帶走空調(diào)末端的熱量,在本技術(shù)方案中,吸收發(fā)生裝置吸收了余熱利用裝置的熱量,即吸收了CPU的熱量作為溴化鋰吸收式制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)熱源,節(jié)約了能源。
進(jìn)一步地,所述吸收發(fā)生裝置包括低壓吸收器、低壓發(fā)生器、高壓吸收器和高壓發(fā)生器,高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器分別與余熱利用裝置連接形成循環(huán)回路,高壓吸收器和低壓吸收器分別與冷卻裝置連接形成循環(huán)回路,低壓吸收器與低壓發(fā)生器連接形成循環(huán)回路,高壓吸收器與高壓發(fā)生器形成循環(huán)回路,所述低壓吸收器與蒸發(fā)器連接,高壓發(fā)生器與冷凝器連接,低壓發(fā)生器和高壓吸收器連接。根據(jù)吸收式制冷機(jī)的原理,所述低壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器可以利用通過(guò)余熱利用裝置吸收的CPU的熱量作為熱源,驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī),節(jié)約能源的同時(shí)能極大提高熱效率。
進(jìn)一步地,所述低壓吸收器與低壓發(fā)生器之間的循環(huán)回路設(shè)有低壓溶液熱交換器,高壓吸收器與高壓發(fā)生器之間的循環(huán)回路設(shè)有高壓溶液熱交換器。根據(jù)吸收式制冷機(jī)的原理,低壓吸收器和高壓吸收器在低溫下工作,低壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器在高溫下工作,低壓溶液熱交換器和高壓溶液熱交換器分別使低壓吸收器與低壓發(fā)生器、高壓吸收器與高壓發(fā)生器中的溶液進(jìn)行換熱,輔助驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)。
進(jìn)一步地,所述冷凝器和蒸發(fā)器的連接處設(shè)有用于控制流量的閥門(mén)。所述閥門(mén)通過(guò)控制制冷劑的流量,從而控制散熱系統(tǒng)的散熱量,具有節(jié)能和出現(xiàn)故障時(shí)可以及時(shí)關(guān)停系統(tǒng)進(jìn)行維修的作用。
進(jìn)一步地,所述余熱利用置、冷卻裝置8和空調(diào)末端分別與溴化鋰吸收式制冷機(jī)連接形成的循環(huán)回路上設(shè)有水泵。通過(guò)液體循環(huán)流動(dòng)的方式進(jìn)行換熱,熱傳導(dǎo)性好。
進(jìn)一步地,所述水泵為變頻水泵,通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和流量,讓余熱利用裝置、冷卻裝置和空調(diào)末端保持合適的工作狀態(tài),具有靈活、節(jié)能和維護(hù)工作量小的特點(diǎn)。
綜上所述的一種散熱系統(tǒng)的工作方法包括以下步驟:
S1:空調(diào)末端通過(guò)循環(huán)回路把吸收到的機(jī)房中的熱量傳遞到蒸發(fā)器中,蒸發(fā)器中的制冷劑吸收這股熱量蒸發(fā);
S2:低壓吸收器中的吸收劑吸收上一步中蒸發(fā)的制冷劑,形成稀吸收劑,同時(shí)冷卻裝置通過(guò)循環(huán)回路帶走低壓吸收器中吸收劑的熱量,使吸收劑保持低溫,更容易吸收蒸發(fā)的制冷劑;
S3:第一溶液泵將稀吸收劑輸送到低壓發(fā)生器中,同時(shí)低壓發(fā)生器通過(guò)循環(huán)回路吸收余熱利用裝置的熱量,使得稀吸收劑中的制冷劑蒸發(fā)出來(lái),吸收劑在第一溶液泵的作用下回流到低壓吸收器中繼續(xù)吸收蒸發(fā)的制冷劑,吸收劑在上述在回流過(guò)程中經(jīng)過(guò)低壓溶液熱交換器與輸送到低壓發(fā)生器過(guò)程中的稀吸收劑換熱;
S4:高壓吸收器中的吸收劑吸收上一步中蒸發(fā)的制冷劑,形成稀吸收劑,同時(shí)冷卻裝置通過(guò)循環(huán)回路帶走高壓吸收器中吸收劑的熱量,使吸收劑保持低溫,更容易吸收蒸發(fā)的制冷劑;
S5:第二溶液泵將稀吸收劑輸送到高壓發(fā)生器中,同時(shí)高壓發(fā)生器通過(guò)循環(huán)回路吸收余熱利用裝置的熱量,使得稀吸收劑中的制冷劑蒸發(fā)出來(lái),吸收劑在第二溶液泵的作用下回流到高壓吸收器中繼續(xù)吸收蒸發(fā)的制冷劑,形成循環(huán)回路,吸收劑在上述回流過(guò)程中經(jīng)過(guò)高壓溶液熱交換器與稀吸收劑換熱;
S6:冷卻裝置通過(guò)循環(huán)回路帶走冷凝器中的熱量,當(dāng)上一步蒸發(fā)的制冷劑來(lái)到與高壓發(fā)生器相連的冷凝器中時(shí),其所含的熱量被循環(huán)回路帶走,制冷劑冷凝;
S7:冷凝的制冷劑通過(guò)閥門(mén)又回到蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā),形成循環(huán)回路。
在上述步驟中,所述余熱利用裝置的工作方法如下所示:
S31:所述熱管利用制冷液蒸發(fā)和冷凝的對(duì)流作用吸收服務(wù)器中的CPU的熱量;
S32:所述水冷板與熱管換熱的同時(shí)通過(guò)循環(huán)回路將熱量釋放到低壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器中;
S33:所述低壓發(fā)生器和高壓發(fā)生器中的稀吸收劑吸收熱量后把其中的制冷劑蒸發(fā)出來(lái)。
本專(zhuān)利以水為制冷劑,以溴化鋰為吸收劑,具有節(jié)省能源、清潔無(wú)污染的特點(diǎn)。
本專(zhuān)利與現(xiàn)有技術(shù)相比較,其有益效果有:
本專(zhuān)利根據(jù)吸收式制冷機(jī)的原理,利用機(jī)房中服務(wù)器CPU的熱量為熱源,對(duì)溴化鋰吸收式制冷機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),同時(shí)對(duì)CPU和機(jī)房整體進(jìn)行散熱,最大限度降低機(jī)房PUE值,具有節(jié)省能源、散熱效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖,對(duì)本專(zhuān)利的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明:
圖1是本專(zhuān)利綜合散熱系統(tǒng)示意圖。
圖2是圖1系統(tǒng)中雙級(jí)溴化鋰吸收式制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。附圖僅用于示例性說(shuō)明,不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制;為了更好說(shuō)明本實(shí)施例,附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮??;對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō),附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。
如圖1和2所示,一種利用CPU余熱的高熱密度機(jī)房綜合散熱系統(tǒng),包括余熱利用裝置100、溴化鋰吸收式制冷機(jī)000、冷卻裝置108和空調(diào)末端106,所述余熱利用裝置100、冷卻裝置108和空調(diào)末端106分別與溴化鋰吸收式制冷機(jī)000連接形成循環(huán)回路。所述余熱利用裝置100將CPU103熱量傳遞到溴化鋰吸收式制冷機(jī)000中進(jìn)行利用,冷卻裝置108用于帶走溴化鋰吸收式制冷機(jī)000的熱量,空調(diào)末端106用于吸收機(jī)房中的熱量,再通過(guò)循環(huán)回路把熱量釋放到溴化鋰吸收式制冷機(jī)000中。由于溴化鋰吸收式制冷機(jī)000在利用低品位的太陽(yáng)能、工業(yè)廢熱、余熱等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),當(dāng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)000中的驅(qū)動(dòng)熱源溫度達(dá)到60℃左右時(shí)即可啟動(dòng)工作,由于本技術(shù)方案中機(jī)房中的發(fā)熱主體,即CPU103,的熱量由余熱利用裝置100吸收,使得空調(diào)末端106不需要大量吸收機(jī)房中的熱量,機(jī)房空氣溫度在30℃左右甚至更高時(shí)即可滿(mǎn)足機(jī)房的散熱需求,因此可以相應(yīng)提高溴化鋰吸收式制冷機(jī)000的運(yùn)行時(shí)機(jī)體的溫度,進(jìn)一步降低所需驅(qū)動(dòng)熱源的溫度,而CPU103運(yùn)行時(shí)的溫度一般在60~80℃之間,所產(chǎn)生的熱量完全可用以充當(dāng)驅(qū)動(dòng)熱源,驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)000啟動(dòng),并持續(xù)工作。本方案中的溴化鋰吸收式制冷機(jī)000利用余熱利用裝置100吸收CPU103的熱量作為驅(qū)動(dòng)熱源進(jìn)行散熱,降低機(jī)房PUE值,提高了散熱效率。
所述余熱利用裝置100包括熱管102和中間換熱器101,熱管102的一端與中間換熱器101接觸連接,熱管102的另一端用于與服務(wù)器104中的CPU103進(jìn)行液冷散熱,中間換熱器101與溴化鋰吸收式制冷機(jī)000連接形成循環(huán)回路。所述熱管102一端受熱時(shí),管中的液體迅速汽化,在熱擴(kuò)散的動(dòng)力下流向另外一端,即與中間換熱器101連接的一端,冷凝并釋放出熱量,然后再流回受熱的那一端,如此循環(huán)不止地將服務(wù)器104中CPU103的熱量傳遞到中間換熱器101,中間換熱器101通過(guò)循環(huán)回路將熱量傳遞到溴化鋰吸收式制冷機(jī)000中。CPU103與中間換熱器101之間通過(guò)熱管102換熱,確保了中間換熱器101發(fā)生液體泄漏時(shí)不會(huì)影響到CPU103的正常工作,而且從熱傳遞(輻射、對(duì)流、傳導(dǎo))的三種方式來(lái)看,其中對(duì)流傳導(dǎo)最快,所述熱管102利用液體蒸發(fā)和冷凝的對(duì)流作用,使熱量快速傳導(dǎo)。
所述熱管102傾斜設(shè)置,高的一端與中間換熱器101接觸連接。相對(duì)于汽化的制冷液,冷凝后的制冷液更容易粘附在熱管102上,不易流動(dòng),上述設(shè)置方式能使與中間換熱器101換熱后冷凝的制冷液在重力的作用下更快流回另一端,提高傳導(dǎo)效率。
所述中間換熱器101為水冷板101。所述水冷板101中蜿蜒的管道可增大單位面積的散熱量,熱傳導(dǎo)性好。
所述溴化鋰吸收式制冷機(jī)000包括按順序連接形成循環(huán)回路的蒸發(fā)器008、吸收發(fā)生裝置009和冷凝器007,吸收發(fā)生裝置009與余熱利用裝置100接觸連接形成循環(huán)回路,冷凝器007和吸收發(fā)生裝置分別與冷卻裝置108接觸連接形成循環(huán)回路,蒸發(fā)器008與空調(diào)末端106接觸連接形成循環(huán)回路。根據(jù)吸收式制冷機(jī)的原理,所述吸收發(fā)生裝置010用于驅(qū)動(dòng)制冷劑和溴化鋰溶液在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中進(jìn)行循環(huán),冷卻裝置108通過(guò)循環(huán)回路帶走冷凝器007和吸收發(fā)生裝置010的熱量,蒸發(fā)器008用于帶走空調(diào)末端106的熱量,在本技術(shù)方案中,吸收發(fā)生裝置010吸收了余熱利用裝置100的熱量,即吸收了CPU103的熱量作為溴化鋰吸收式制冷機(jī)000的驅(qū)動(dòng)熱源,節(jié)約了能源。
所述吸收發(fā)生裝置009包括低壓吸收器005、低壓發(fā)生器004、高壓吸收器002和高壓發(fā)生器001,高壓發(fā)生器001和低壓發(fā)生器004分別與余熱利用裝置100連接形成循環(huán)回路,高壓吸收器002和低壓吸收器005分別與冷卻裝置108連接形成循環(huán)回路,低壓吸收器005通過(guò)第一溶液泵011與低壓發(fā)生器004連接形成循環(huán)回路,高壓吸收器002通過(guò)第二溶液泵009與高壓發(fā)生器001形成循環(huán)回路,低壓吸收器005與蒸發(fā)器008連接,所述高壓發(fā)生器001與冷凝器007連接,所述低壓發(fā)生器004和高壓吸收器002連接。根據(jù)吸收式制冷機(jī)的原理,所述低壓發(fā)生器004和高壓發(fā)生器001可以二次利用通過(guò)余熱利用裝置100吸收的CPU103的熱量作為熱源,驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)000,節(jié)約能源的同時(shí)能極大提高熱效率。
所述低壓吸收器005與低壓發(fā)生器004之間的循環(huán)回路設(shè)有低壓溶液熱交換器006,高壓吸收器002與高壓發(fā)生器001之間的循環(huán)回路設(shè)有高壓溶液熱交換器003。根據(jù)吸收式制冷機(jī)000的原理,低壓吸收器005和高壓吸收器002要求低溫,低壓發(fā)生器004和高壓發(fā)生器001要求高溫,低壓溶液熱交換器006和高壓溶液熱交換器003分別使低壓吸收器005與低壓發(fā)生器004、高壓吸收器002與高壓發(fā)生器001中的溶液進(jìn)行換熱,輔助驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)000。
所述冷凝器007和蒸發(fā)器008的連接處設(shè)有用于控制流量的閥門(mén)012。所述閥門(mén)012通過(guò)控制制冷劑的流量,從而控制散熱系統(tǒng)的散熱量,具有節(jié)能和出現(xiàn)故障時(shí)可以及時(shí)關(guān)停系統(tǒng)進(jìn)行維修的作用。
所述余熱利用裝置100、冷卻裝置108和空調(diào)末端106分別與溴化鋰吸收式制冷機(jī)連接形成的循環(huán)回路上設(shè)有水泵105。通過(guò)液體循環(huán)流動(dòng)的方式進(jìn)行換熱,熱傳導(dǎo)性好。
所述水泵105為變頻水泵105,通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和流量,讓余熱利用裝置100、冷卻裝置108和空調(diào)末端106保持合適的工作狀態(tài),具有靈活、節(jié)能和維護(hù)工作量小的特點(diǎn)。
本專(zhuān)利一種更優(yōu)的實(shí)施方式,系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)余熱利用裝置吸收利用服務(wù)器104中CPU103余熱,它們的中間換熱器101并聯(lián)后再與溴化鋰吸收式制冷機(jī)連接000形成循環(huán)回路,減少了管道材料的使用,節(jié)約管道成本。
綜上所述的一種散熱系統(tǒng)的工作方法,步驟如下所示:
S1:空調(diào)末端106通過(guò)循環(huán)回路把自身熱量傳遞到蒸發(fā)器008中,制冷劑在蒸發(fā)器008中吸收這股熱量蒸發(fā);
S2:低壓吸收器005中的吸收劑吸收上一步中蒸發(fā)的制冷劑,形成稀吸收劑,同時(shí)冷卻裝置108通過(guò)循環(huán)回路帶走低壓吸收器005中吸收劑的熱量,使吸收劑保持低溫,更容易吸收蒸發(fā)的制冷劑;
S3:第一溶液泵011將稀吸收劑輸送到低壓發(fā)生器004中,同時(shí)低壓發(fā)生器004通過(guò)循環(huán)回路吸收余熱利用裝置100的熱量,使得稀吸收劑中的制冷劑蒸發(fā)出來(lái),吸收劑在第一溶液泵011的作用下回流到低壓吸收器005中繼續(xù)吸收蒸發(fā)的制冷劑,形成循環(huán)回路,吸收劑在上述在回流過(guò)程中經(jīng)過(guò)低壓溶液熱交換器006與輸送到低壓發(fā)生器004過(guò)程中的稀吸收劑換熱;
S4:高壓吸收器002中的吸收劑吸收上一步中蒸發(fā)的制冷劑,形成稀吸收劑,同時(shí)冷卻裝置108通過(guò)循環(huán)回路帶走高壓吸收器002中吸收劑的熱量,使吸收劑保持低溫,更容易吸收蒸發(fā)的制冷劑;
S5:第二溶液泵009將稀吸收劑輸送到高壓發(fā)生器001中,同時(shí)高壓發(fā)生器001通過(guò)循環(huán)回路吸收余熱利用裝置100的熱量,使得稀吸收劑中的制冷劑蒸發(fā)出來(lái),吸收劑在第二溶液泵009的作用下回流到高壓吸收器002中繼續(xù)吸收蒸發(fā)的制冷劑,形成循環(huán)回路,吸收劑在上述回流過(guò)程中經(jīng)過(guò)高壓溶液熱交換器003與稀吸收劑換熱;
S6:冷卻裝置108通過(guò)循環(huán)回路帶走冷凝器007中的熱量,當(dāng)上一步蒸發(fā)的制冷劑來(lái)到與高壓發(fā)生器001相連的冷凝器007中時(shí),其所含的熱量被循環(huán)回路帶走,制冷劑冷凝;
S7:冷凝的制冷劑通過(guò)閥門(mén)012又回到蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā),形成循環(huán)回路。
在上述步驟S3中,所述余熱利用裝置100的工作方法如下所示:
S31:所述熱管102利用制冷液蒸發(fā)和冷凝的對(duì)流作用吸收服務(wù)器104中的CPU103的熱量;
S32:所述水冷板101與熱管102換熱的同時(shí)通過(guò)循環(huán)回路將熱量釋放到低壓發(fā)生器004和高壓發(fā)生器001中;
S33:所述低壓發(fā)生器004和高壓發(fā)生器001中的稀吸收劑吸收熱量后把其中的制冷劑蒸發(fā)出來(lái)。
本專(zhuān)利以水為制冷劑,以溴化鋰為吸收劑,具有節(jié)省能源、清潔無(wú)污染的特點(diǎn)。