專利名稱：一種用于機房或機柜的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于機房或機柜等需要冷卻降溫場合的散熱裝置，屬于換熱
設(shè)備熱交換技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)機房或機柜中，由于電氣設(shè)備連續(xù)運行時間長，發(fā)熱量大，需要專門的冷卻降溫設(shè)備將設(shè)備或元器件發(fā)熱量散到大氣中去，來維持機房或機柜內(nèi)的環(huán)境溫度，保證設(shè)備的正常工作運行。目前較為普遍的做法是采用空調(diào)設(shè)備來排除機房或機柜內(nèi)部工作環(huán)境的熱量，達到對機房或機柜冷卻降溫的目的。此種散熱降溫的方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻控溫的要求，但是空調(diào)設(shè)備運行能耗較大，導(dǎo)致系統(tǒng)運行成本較高。現(xiàn)有技術(shù)還有采用直接引入室外新風(fēng)的方法對機房或機柜內(nèi)部進行冷卻換熱，此種方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)散熱冷卻的目的，且運行能耗較低，但是室外新風(fēng)中的灰塵、微粒以及濕氣也一并引入機房或機柜內(nèi)部，嚴重影響甚至破壞電氣設(shè)備的正常安全運行，降低使用壽命。此外，圖3所述的普通分離型熱管機房排熱裝置，雖然可以解決上述換熱降溫過程中出現(xiàn)空氣交換的問題，但該方案仍然存在一定的技術(shù)問題。由蒸發(fā)器l出來的工質(zhì)蒸汽具有一定的流速和動能，并在熱壓效應(yīng)作用下通過蒸汽管2進入冷凝器4，由于工質(zhì)蒸汽在管路中流動需要克服一定的阻力，消耗一定的能量。如果工質(zhì)蒸汽在蒸發(fā)器出口的動能偏小則可能會出現(xiàn)( 一 )工質(zhì)蒸汽在進入冷凝器4之前在蒸汽管2路內(nèi)已經(jīng)冷凝為液體，并且由于高度差在重力作用下回流至蒸發(fā)器l，導(dǎo)致熱管管路內(nèi)的自循環(huán)惡化，最終無法達到裝置預(yù)期的排熱降溫的目的；(二)工質(zhì)蒸汽能夠達到冷凝器4的位置，但只進入到部分冷凝器4管路，即冷凝器4只有部分散熱，另外一部分處于"無用"狀態(tài)，使冷凝器4散熱功能未被充分利用，造成整個裝置的工作溫差大、散熱效果較差、成本較高。為解決上述普通分離型熱管機房排熱裝置存在的問題，設(shè)計出本實用新型的技術(shù)方案。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種用于機房或機柜的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置，旨在降低機房或機柜的冷卻散熱能耗、提高其內(nèi)部設(shè)備的可靠性、延長設(shè)備使用壽命，同時也從根本上解決普通分離型熱管排熱裝置內(nèi)工質(zhì)蒸汽克服流動阻力的動能不足、散熱效果不理想的技術(shù)問題，使其在較寬發(fā)熱量范圍內(nèi)和較大熱流量的情況下均具有良好的散熱性能。[0004] 該裝置由安裝在機房或機柜內(nèi)帶風(fēng)機的蒸發(fā)器1、安裝在室外對流式換熱的冷凝器4、集液管6、蒸汽管2，所述蒸發(fā)器1的上部通過蒸汽管2與冷凝器4的上部相連通，蒸發(fā)器1的底部通過集液管6與冷凝器4的底部相連通，使散熱裝置的內(nèi)部形成密閉空間并充注一定量的流體工質(zhì)；其特征是在蒸發(fā)器出口至冷凝器進口管段上裝有氣泵，而在冷凝器出口至蒸發(fā)器進口管段上設(shè)有貯液彎。 本實用新型特征是在蒸發(fā)器 口至冷凝器進口管段上裝有氣泵，而在冷凝器出口至蒸發(fā)器進口管段上設(shè)有貯液彎，氣泵將蒸發(fā)器出來的蒸汽加速并提高其動能，快速地輸送到冷凝器，貯液彎阻斷冷凝器中的蒸汽流到蒸發(fā)器，并使冷凝器流出的液體適當(dāng)降壓
后再流到蒸發(fā)器，從而有效地改善了分離式熱虹吸管散熱裝置的散熱能力。 所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述氣泵為
氣泡泵、噴射泵或機械式氣泵。 所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述機械式氣泵可以是為旋片式、隔膜式、電磁式、渦旋式、轉(zhuǎn)子式或活塞式等容積型氣泵中的一種，也可以是離心式、軸流式或混流式等速度泵中的一種。 所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述貯液彎
為集液管上加工出的U形、V形、W形或類似形狀的彎節(jié)，或者類似形狀的獨立元件，或者是
有相似功能的容器元件，容器元件內(nèi)可以加裝液位控制元件，如浮球閥等。
所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述分離式
熱虹吸管散熱裝置充注的工質(zhì)是烷烴、烯烴及其鹵代物等低沸點有機工質(zhì)中的一種或若干
種的混合物；也可以是水、氨、丙酮、甲醇、乙醇或乙二醇。 所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述安裝場合和熱源形式是機房、機柜這種空間熱源或者機房、機柜中電子器件局部的點熱源或面熱源。蒸發(fā)器和冷凝器可以是機房或機柜結(jié)構(gòu)的一部分。 所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述蒸發(fā)器和冷凝器，可以是管式結(jié)構(gòu)，即由多根直管、多根繞翅片管、多根蛇形管外加翅片或多根直管套翅片等形式單一或組合使用；也可以是板式結(jié)構(gòu)，即在復(fù)合平板上脹出流道。對于高熱流密度的散熱場合，如點熱源或面熱源等，蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)為容器狀結(jié)構(gòu)。 所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述對流式
換熱的蒸發(fā)器和冷凝器可以不帶風(fēng)機，采用自然對流換熱；也可以帶有風(fēng)機，采用強制對流
換熱，強制對流換熱時，蒸發(fā)器和冷凝器氣流流動方式為吸入式或壓入式。 對于上述的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置，蒸發(fā)器吸收機房或機柜內(nèi)的熱量
后，其內(nèi)部的液體工質(zhì)汽化，蒸汽經(jīng)蒸汽管由氣泵輸送至冷凝器，在冷凝器內(nèi)散熱給周圍的
空氣后重新變?yōu)橐后w，經(jīng)貯液彎和集液管流回蒸發(fā)器。這樣的過程重復(fù)循環(huán)，就可以在機房
或機柜與外界密閉、僅消耗較小風(fēng)機功率的情況下將其內(nèi)部的熱量散發(fā)大氣中。采用該裝
置，有效解決了機房或機柜的散熱問題，與空調(diào)設(shè)備相比，可大大降低能耗，提高設(shè)備的可
靠性；與直接利用室外新風(fēng)設(shè)備相比，防塵、防潮，能夠延長設(shè)備的壽命；與普通分離熱管
相比，解決了工質(zhì)蒸汽動能不足和冷凝器利用率不高的問題，在較大熱流量范圍內(nèi)具有良
好的散熱性能。 本實用新型采用分離式熱虹吸管，室內(nèi)為熱虹吸管的吸熱段，室外為熱虹吸管的散熱段，當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時，熱虹吸管在室內(nèi)吸收熱量，通過工質(zhì)傳送到室外排出熱量，有效解決了機房或機柜內(nèi)部散熱問題，與連續(xù)運行的空調(diào)設(shè)備相比，大大降低了散熱的能耗，提高了設(shè)備的可靠性；與直接利用室外新風(fēng)設(shè)備相比，避免了室外新風(fēng)與室內(nèi)氣流的交叉混合，能夠防灰、防塵、防潮，延長了設(shè)備的使用壽命；與普通分離型熱管排熱裝置相比，有效解決了工質(zhì)蒸汽動能不足造成液體回流至蒸發(fā)器和冷凝器利用率不高的問題，提高了分離式熱虹吸管和整個散熱裝置的工作效率，使其在寬廣的發(fā)熱量范圍內(nèi)和較大熱流量的情況下均具有良好的散熱性能。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。 圖l是實施例一——換熱器強制對流的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實施例一換熱器強制對流的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置的換熱效果圖； 圖3是實施例二——換熱器自然對流的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是實施例二換熱器自然對流的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置的換熱效果圖； 圖5是對比專利——普通分離型熱管機房排熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 以上圖中1-蒸發(fā)器，2-蒸汽管，3-氣泵，4-冷凝器，5-貯液彎，6-集液管，7_機
房或機柜，S-發(fā)熱元器件。
具體實施方式
實施例一 換熱器強制對流的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置如

圖1所示，該裝置包括安裝在機房或機柜7內(nèi)帶風(fēng)機的蒸發(fā)器1 、安裝在室外的強制對流式冷凝器4和安裝在蒸汽管2上的氣泵3 ;蒸發(fā)器1的上部通過蒸汽管2和氣泵3與冷凝器4的上部相連通；冷凝器4的底部通過集液管6和U形貯液彎5與蒸發(fā)器1底部相連通；在蒸發(fā)器1和冷凝器4上都裝有風(fēng)機，采用強制對流換熱。該裝置運行時，蒸發(fā)器1風(fēng)機啟動，機房或機柜7內(nèi)的熱空氣流過蒸發(fā)器1，加熱蒸發(fā)器1使其中的工質(zhì)吸熱沸騰，與此同時，流過蒸發(fā)器1的熱空氣被冷卻降溫。蒸發(fā)器1內(nèi)沸騰產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)，由蒸汽管2被氣泵3吸入；氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)過氣泵3，其壓力和流速得到提升，流速和動能均增加，之后流入冷凝器4，冷凝器4為強制對流換熱器；在冷凝器4中氣態(tài)工質(zhì)散熱，被流過的空氣冷卻，凝結(jié)成液態(tài)，由冷凝器4底部連接管，經(jīng)過U形貯液彎5和集液管6，又流回到蒸發(fā)器1中，完成一次循環(huán)。這樣重復(fù)循環(huán)，就可以在機房或機柜與外界密閉、僅消耗較小風(fēng)機功率的情況下將其內(nèi)部的熱量散發(fā)大氣中。實施例一的換熱效果如圖2所示，機房內(nèi)部環(huán)境溫度保持恒定，隨著外部環(huán)境溫度的降低，以外部環(huán)境溫度為15t:的換熱量為額定基準，實際換熱量與額定換熱器的比值逐漸增大。與普通分離式熱虹吸管散熱裝置相比，同等尺寸條件下，作為本實用新型的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置，提高了蒸汽動能和冷凝器利用率，其換熱量相比普通分離式熱虹吸管散熱裝置提高了約30%。 實施例二 換熱器自然對流的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置如圖3所示，該裝置包括安裝在機房或機柜7內(nèi)帶風(fēng)機的蒸發(fā)器1 、安裝在室外的自然對流式冷凝器4和安裝在蒸汽管2上的氣泵3 ;蒸發(fā)器1的上部通過蒸汽管2和氣泵3與冷凝器4的上部相連通；冷凝器4的底部通過集液管6和U形貯液彎5與蒸發(fā)器1底部相連通；在蒸發(fā)器1上裝有風(fēng)機；冷凝器4不帶風(fēng)機，采用自然對流換熱，如采用平板式換熱器。該裝置運行時，蒸發(fā)器1風(fēng)機啟動，機房或機柜7內(nèi)的熱空氣流過蒸發(fā)器l，加熱蒸發(fā)器l，蒸發(fā)器1內(nèi)的工質(zhì)吸熱后沸騰，相變成為蒸汽；同時，流過蒸發(fā)器1的空氣被冷卻。蒸發(fā)器1內(nèi)沸騰產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)，由蒸汽管2流入氣泵3，在氣泵3內(nèi)獲得能量，流速增加，之后流入冷凝器4，冷凝器4為自然對流換熱器，在冷凝器4中氣態(tài)工質(zhì)散熱，被周圍空氣冷卻，凝結(jié)成液態(tài)，由冷凝器4底部連接管，經(jīng)過U形貯液彎5，流入集液管6，最終流回蒸發(fā)器1中，完成工作循環(huán)。實施例二的換熱效果如圖4所示，機房內(nèi)部環(huán)境溫度保持恒定，以外部環(huán)境溫度為15t:的換熱量為額定基準，隨著外部環(huán)境溫度的降低，實際換熱量與額定換熱器的比值逐漸增大。與普通分離式熱虹吸管散熱裝置相比，同等尺寸條件下，作為本實用新型的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置，提高了蒸汽動能和冷凝器利用率，其換熱量相比普通分離式熱虹吸管散熱裝置提高了 15%左右。 以上所述，僅是本實用新型較佳可行的實施例，不能因此即局限本實用新型的權(quán)利范圍，對熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，舉凡運用本實用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于機房或機柜的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置，該裝置包括安裝在機房或機柜的蒸發(fā)器、冷凝器、集液管和蒸汽管，所述蒸發(fā)器的上部通過蒸汽管與冷凝器的上部相連通，蒸發(fā)器的底部通過集液管與冷凝器的底部相連通，使散熱裝置的內(nèi)部形成密閉空間并充注一定量的流體工質(zhì)；其特征是在蒸發(fā)器出口至冷凝器進口管段上裝有氣泵，而在冷凝器出口至蒸發(fā)器進口管段上設(shè)有貯液彎。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述氣泵為氣泡泵、噴射泵或機械式氣泵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述機械式氣泵是為旋片式、隔膜式、電磁式、渦旋式、轉(zhuǎn)子式或活塞式的一種，或者是離心式、軸流式或混流式的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述貯液彎為集液管上加工出的U形、V形、W形的彎節(jié)或者獨立元件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機房或機柜的分離式熱虹吸管散熱裝置，其特征是所述蒸發(fā)器和冷凝器，是多根直管、多根繞翅片管、多根蛇形管外加翅片或多根直管套翅片單一或組合使用；或者是板式結(jié)構(gòu)，即在復(fù)合平板上脹出流道；對于點熱源或面熱源，蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)為容器狀結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種用于機房或機柜的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置，屬換熱裝置熱交換技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括蒸發(fā)器(1)、冷凝器(4)、集液管(6)、蒸汽管(2)、氣泵(3)和貯液彎(5)。冷凝器(4)位于蒸發(fā)器(1)上部，蒸發(fā)器(1)上部通過蒸汽管(2)和氣泵(3)與冷凝器(4)連通，蒸發(fā)器(1)底部通過集液管和貯液彎與冷凝器底部連通，裝置內(nèi)形成密閉空間并充注流體工質(zhì)。蒸發(fā)器吸熱后，其內(nèi)液體工質(zhì)汽化，蒸汽經(jīng)蒸汽管由氣泵送至冷凝器，在冷凝器內(nèi)散熱給周圍空氣后變?yōu)橐后w，經(jīng)貯液彎和集液管流回蒸發(fā)器。這樣，就能將密閉機房內(nèi)部的熱量散發(fā)到大氣中，且提高工質(zhì)蒸汽動能和冷凝器利用率，在較大散熱量范圍內(nèi)具有良好的散熱性能。
文檔編號H05K7/20GK201547898SQ20092011001
公開日2010年8月11日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者周峰, 馬國遠 申請人:北京工業(yè)大學(xué)