一種泵驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及傳熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的功率密度和發(fā)熱密度的持續(xù)增加，傳統(tǒng)的冷卻方式 在冷量分配、散熱效率以及噪音等方面出現(xiàn)了一系列難以克服的問題。近幾年分布式冷卻 系統(tǒng)即直接對發(fā)熱設(shè)備進(jìn)行冷卻而無需對整個設(shè)備間進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)得到了開發(fā)和應(yīng)用。
[0003]除數(shù)據(jù)中心的散熱需求外，通訊基站散熱系統(tǒng)的節(jié)能需求也很迫切。我國移動通 信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模已居世界首位且仍在迅速擴(kuò)大。目前該行業(yè)年耗能超過300億千瓦時，其中基 站能耗占到69%以上，而基站能耗中的43%以上由基站散熱所用的空調(diào)消耗，因此，基站節(jié) 能至關(guān)重要?；竟?jié)能中比較先進(jìn)的即是高效分布式冷卻系統(tǒng)。
[0004]目前開發(fā)應(yīng)用的分布式冷卻系統(tǒng)基本為多聯(lián)機(jī)空調(diào)、單相冷卻系統(tǒng)、分尚式重力 熱管系統(tǒng)、液栗驅(qū)動多重回路熱管系統(tǒng)等。但這些冷卻系統(tǒng)都存在一項或多項技術(shù)缺陷。多 聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，如專利號:CN101487640A中公開的一種移動通訊基站設(shè)備分布式冷卻系統(tǒng)， 其具有多個蒸發(fā)器分別對設(shè)備進(jìn)行散熱，每一蒸發(fā)器都需要一套閥門實(shí)施節(jié)流和控制流 量，系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性不足，且風(fēng)道管路尺寸大，耗材并占用空間；單相冷卻系統(tǒng)如水冷散熱 系統(tǒng)利用工質(zhì)顯熱傳熱，傳熱效率非常低;分離式重力熱管系統(tǒng)，換熱效率高，但是，其僅 依靠重力驅(qū)動工質(zhì)循環(huán)和控制工質(zhì)在不同蒸發(fā)支路間的分配，因此存在驅(qū)動力不足、冷熱 源位置受限、多個熱源之間冷量分配不合理、蒸發(fā)器不能承受高熱流密度等問題;液栗驅(qū)動 多重回路熱管系統(tǒng)，如專利號:CN102607120A中公開的一種復(fù)疊機(jī)械制冷的液栗驅(qū)動熱管 裝置及運(yùn)行方法，該裝置驅(qū)動力足、載冷量大、冷熱源位置不受限，但是沒有解決多個熱源 之間冷量的分配問題。
[0005]不僅通訊行業(yè)的散熱需求迫切，目前我國艦艇上大功率電子設(shè)備多采用水冷散熱 系統(tǒng)，該冷卻方式載冷量小，限制了設(shè)備的發(fā)射功率和持續(xù)工作時間，且隨著主戰(zhàn)裝備性能 的提高，問題愈發(fā)明顯。所以，該行業(yè)也迫切需求一種冷卻能力更強(qiáng)的電子設(shè)備散熱系統(tǒng)。
[0006]綜上所述，在通信領(lǐng)域、船舶軍工領(lǐng)域都存在著對大功率、高效、可靠、環(huán)境適應(yīng)力 強(qiáng)的分布式冷卻系統(tǒng)的迫切需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述散熱需求與現(xiàn)有技術(shù)之間的矛盾，本實(shí)用新型提出了一種栗驅(qū)動兩 相流體熱傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠在較小溫差下實(shí)現(xiàn)大冷量的長距離傳輸，而且，在不需 要任何閥門調(diào)節(jié)下，即可在不同熱源間按需分配冷量。所以，具有系統(tǒng)簡單，運(yùn)行可靠，高效 傳熱，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)，其具有由液體栗、供液干路、至少一個蒸發(fā)支 路、液體匯總管、氣體匯總管、氣液混合器、回汽干路、冷凝器組、儲液器以及回液干路所組 成的流體回路，其特征在于，各個所述蒸發(fā)支路包括：供液支路、回液支路、蒸發(fā)器以及氣 體支路;所述蒸發(fā)器為單個蒸發(fā)器或者組合式蒸發(fā)器；
[0010] 所述單個蒸發(fā)器包括:一條由液體通道、毛細(xì)芯和氣體通道組成的流體通道以及 殼體;所述毛細(xì)芯將該單個蒸發(fā)器的所述液體通道和所述氣體通道相互隔離;所述液體通 道設(shè)有工質(zhì)流通的入口，并與該單個蒸發(fā)器所在蒸發(fā)支路的所述供液支路相連通;所述液 體通道設(shè)有工質(zhì)流通的出口，并與該單個蒸發(fā)器所在蒸發(fā)支路的所述回液支路相連通;所 述單個蒸發(fā)器的所述氣體通道設(shè)有工質(zhì)出口，并與該單個蒸發(fā)器所在蒸發(fā)支路的所述氣體 支路相連通；
[0011] 所述組合式蒸發(fā)器包括:供液管、出液管、出氣管、兩條及兩條以上由液體通道、毛 細(xì)芯和氣體通道所組成的流體通道以及殼體;所述毛細(xì)芯將所述液體通道和所述氣體通道 相互隔離;所述供液管與該組合式蒸發(fā)器所在蒸發(fā)支路的所述供液支路相連通;所述出液 管與該組合式蒸發(fā)器所在蒸發(fā)支路的所述回液支路相連通;所述出氣管與該組合式蒸發(fā)器 所在蒸發(fā)支路的所述氣體支路相連通。
[0012] 所述液體栗為容積式栗。
[0013] 所述流體工質(zhì)為烷烴、烯烴及其鹵代物或者氨、甲醇、乙醇、乙二醇中的任意一種。
[0014]同一流體回路中的多個所述蒸發(fā)支路之間采用串聯(lián)、并聯(lián)及串并混合聯(lián)中的任意 一種形式進(jìn)行連接。
[0015]同一流體回路中的多個所述蒸發(fā)支路之間的管路為同程布置。
[0016] 所述冷凝器組由一個或多個冷凝器并聯(lián)組成。
[0017]所述單個蒸發(fā)器的外形結(jié)構(gòu)為管式結(jié)構(gòu)或板式結(jié)構(gòu)。
[0018]所述單個蒸發(fā)器以及所述組合式蒸發(fā)器中的所述毛細(xì)芯均為多孔燒結(jié)結(jié)構(gòu)，其孔 徑為單一孔徑形式或多種孔徑復(fù)合形式中的任意一種，最大有效毛細(xì)孔徑< 2微米，其材質(zhì) 為低導(dǎo)熱率固體材料，為不銹鋼、鎳、聚四氟乙烯以及陶瓷中的任意一種。
[0019]所述單個蒸發(fā)器以及所述組合式蒸發(fā)器的殼體均為高導(dǎo)熱率固體材料。
[0020] 所述組合式蒸發(fā)器的所述供液管、所述出液管以及所述出氣管在所述組合式蒸發(fā) 器的所述殼體內(nèi)的部分為在所述殼體內(nèi)加工槽道而成。
[0021] 所述組合式蒸發(fā)器的所述流體通道的外圍結(jié)構(gòu)為在所述組合式蒸發(fā)器的所述殼 體內(nèi)加工槽道而成。
[0022] 所述組合式蒸發(fā)器的所述流體通道為圓管槽道或矩形管槽道。
[0023]同一所述組合式蒸發(fā)器中的多個所述流體通道同程布置。
[0024]所述單個蒸發(fā)器以及所述組合式蒸發(fā)器對熱源的冷卻方式均為直接接觸導(dǎo)熱式 或?qū)α骼鋮s式，采用對流冷卻式時，所述單個蒸發(fā)器以及所述組合式蒸發(fā)器的所述殼體的 外側(cè)均設(shè)翅片。
[0025]所述冷凝器組的冷源為風(fēng)冷、水冷以及機(jī)械制冷形式中的任意一種或幾種的組 合。
[0026]多個所述流體回路共用一個冷凝器組。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果
[0028] (1)本實(shí)用新型一種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)，在單個蒸發(fā)器及組合式蒸發(fā)器 內(nèi)均設(shè)置毛細(xì)芯，該毛細(xì)芯將單個蒸發(fā)器及組合式蒸發(fā)器中的氣體通道和液體通道相互隔 離，并各自連接相互獨(dú)立的管路分別傳輸氣態(tài)工質(zhì)和液態(tài)工質(zhì)。工質(zhì)吸收熱源熱量在蒸發(fā) 器氣體通道側(cè)的毛細(xì)芯表面發(fā)生汽化，并同時形成毛細(xì)力。該毛細(xì)力可以提供液體滲透毛 細(xì)芯和氣態(tài)工質(zhì)沿管路流動的驅(qū)動力，并且隨上述兩項阻力的大小，自動變化適應(yīng)。熱負(fù)荷 越大的蒸發(fā)器，滲透和汽化的工質(zhì)越多，所形成的毛細(xì)力也越大。因此，該系統(tǒng)可自動實(shí)現(xiàn) 冷量按需分配，而無需任何調(diào)節(jié)閥，系統(tǒng)更簡單，更可靠，維護(hù)少，壽命長。
[0029] (2)本實(shí)用新型一種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)，使用液體栗驅(qū)動工質(zhì)進(jìn)行循環(huán)， 相比以重力或毛細(xì)力為主要驅(qū)動力的流體回路，具有更強(qiáng)的驅(qū)動力。因此，具有抗重力工 作、傳熱距離遠(yuǎn)、傳熱量大的優(yōu)勢，并且縮小了管路直徑，消除了傳統(tǒng)地面應(yīng)用的回路熱管 中蒸發(fā)器與冷凝器的相對高度限制，安裝維護(hù)更方便。
[0030] (3)本實(shí)用新型一種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)，利用工質(zhì)相變潛熱大，傳熱系數(shù) 高的優(yōu)點(diǎn)，在冷熱源之間的高效換熱，相比單相冷卻系統(tǒng)換熱效率高。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本實(shí)用新型中單個蒸發(fā)器實(shí)施例的縱剖面圖；
[0032] 圖2為本實(shí)用新型中單個蒸發(fā)器實(shí)施例的橫剖面圖；
[0033] 圖3為本實(shí)用新型中組合式蒸發(fā)器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4為圖3的A-A剖面圖；
[0035] 圖5為圖3的B-B剖面圖；
[0036] 圖6為圖3的C-C剖面圖；
[0037]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例一所述的一種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)示意圖；
[0038] 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例二所述的一種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)示意圖；
[0039]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例三所述的一種栗驅(qū)動兩相流體熱傳輸系統(tǒng)示意圖。
[0040]以上圖中：100_單個蒸發(fā)器，101-蒸發(fā)器100的液體通道，10