CN103277868B - 隔离式除热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种隔离式除热系统,包括位于密闭室(6)内并延伸设置的进风管(1)和出风管(2),还包括热交换装置(3),靠近密闭室内的热源(4)设置,包括:壳体(31),两端通过支风管(5)分别与进风管和出风管(2)连通;以及中空密封的换热件(32),换热件具有靠近热源进行吸热的蒸发段和密封插入到壳体中与自然冷风进行热交换的冷凝段;和在出风管的出风口处设置的风机(9),由于换热件直接从热源吸热,省略室内的风机,降低功耗,并利用设置在出风管的出风口处的风机来更快地引入自然冷风,能够将密闭环境室内的热量均匀排出,避免了风机发生故障后,发热设备局部过热甚至被烧坏。

Description

隔离式除热系统
技术领域
本发明涉及密闭环境室内排热技术领域,具体地,涉及一种利用热交换以将密闭环境室内的热量排出的隔离式除热系统。
背景技术
目前通信基站、数据机房、配电室等密闭环境室内排热主要利用空调机制冷并辅以智能新风、热管、热交换等可以利用自然冷源的节能产品来完成。
例如,中国专利文献CN202868905U公开了一种通信基站换热节能系统,包括排热设备、聚热槽、风管以及与室外交换热量的换热装置,其中,排热设备(风扇)装配在基站内的发热设备上,聚热槽置于发热设备的上方,风管连通聚热槽和换热装置,换热装置通常靠墙安装,其工作原理为:换热装置的空气循环分为室内侧循环和室外侧循环,在室内侧,风扇将发热设备产生的热空气排到聚热槽,然后由风管输送到换热装置中,通过其内部的换热芯进行热交换降温后排回基站内,再进入发热设备对其进行降温,而在室外侧,换热装置的风机将基站外的冷空气输入到换热装置,经过换热芯进行热交换升温后从换热装置排出室外。
同样,中国专利文献CN2856809Y公开了一种机房空调系统用热管换热节能装置,其具有使两个腔体彼此隔离的隔板,还包括贯穿隔板设置并不知于两个腔体中的热管换热器,一个腔体的两端分别安装有室外空气进风道和室外空气排风道以及室外空气循环风机,另一个腔体的两端分别装置室内进风道和室内排风道以及室内空气循环风机。
虽然上述专利文献公开的排热系统能够在一定程度上通过空气流动热交换而带走通信基站内部设备散出的热量,但本申请人发现,上述排热系统在实际运行中也相应地存在以下缺陷:
第一,上述专利文献公开的排热系统中,换热装置或热管换热器的两侧都设置有风机,特别是基站内部具有多个发热源的情况下,则需要多个输热管道以及相对应的风机,从而使得换热的功耗相对较大;此外,上述多个发热源的热量全部汇聚到一起与换热装置或热管换热器进行换热时,由于单个冷风风机引入的冷风量有限,从而造成换热效率相对较低;
第二,上述专利文献中的换热装置或热管换热器并未与基站内的发热设备直接接触,即都远离发热设备布置,例如专利文献CN202868905U中的换热装置靠墙安装,而发热设备产生的大量热量都是通过管道以及风扇输送到换热装置后再通过例如热管与外界冷空气进行换热,因此,实际使用中,当用于输送热量的风机不能正常工作时,将势必会造成输热管道排热不畅,导致发热设备局部高温甚至被烧坏。
发明内容
本发明所要解决的问题是现有的通信基站的除热系统结构复杂、功耗较大、排热效率较低的技术问题,从而提供一种结构简单、能够将密闭环境室内的热量均匀排出的隔离式除热系统。
为了实现上述目的,本发明提供一种隔离式除热系统,包括位于密闭室内并延伸设置的进风管和出风管,还包括热交换装置,靠近所述密闭室内的热源设置,包括:壳体,两端通过支风管分别与所述进风管和出风管连通;以及中空密封的换热件,所述换热件具有靠近所述热源进行吸热的蒸发段和密封插入到所述壳体中与自然冷风进行热交换的冷凝段;
和在所述出风管的出风口处设置的风机。
所述热交换装置为两个以上,并通过各自的支风管分别与所述进风管和出风管连通。
所述换热件内部成形有密闭的腔室,该腔室中填充有液体并抽成适当的真空度。
所述换热件为多个以阵列方式设置在所述壳体上并相互独立的热管。
所述换热件包括容纳有所述液体的盒体以及多个设置在所述盒体一侧上并与该盒体相通的热管,所述盒体可与所述热源接触设置或者靠近所述热源设置,所述多个热管密封插入到所述壳体内。
所述换热件的蒸发段和冷凝段上分别设置有翅片。
所述壳体与所述出风管连通的所述支风管以及所述出风管为热绝缘。
所述隔离式除热系统还包括与所述风机电路连接以对其根据所述热源负荷大小进行自动调节风量的智能控制系统。
所述壳体与所述进风管连通的所述支风管上设置有与所述智能控制系统电路连接以调节自然冷风的调节阀。
所述隔离式除热系统还包括设置在所述热源上并与所述智能控制系统电路连接以检测温度的温度传感器。
本发明的上述技术方案与现有技术相比,具有以下优点:
本发明的隔离式除热系统,其进风管和出风管在密闭室内延伸设置,靠近热源设置的热交换装置包括通过支风管与进风管和出风管连通的壳体以及中空密封的换热件,该换热件的蒸发段靠近热源直接进行吸热,而换热件的冷凝段则与自然冷风进行换热,出风管的出风口处设置的风机用于将自然冷风从进风管引入,由于换热件直接从热源吸热,从而省略室内的风机,从而降低功耗,并利用设置在出风管的出风口处的风机来更快地引入自然冷风,从而能够将密闭环境室内的热量均匀排出,避免了风机发生故障后,发热设备局部过热甚至被烧坏。
本发明的隔离式除热系统,其热交换装置为两个以上,并通过各自的支风管分别与进风管和出风管连通,同时,该多个热交换装置均靠近热源设置,从而可将不同位置处的热源产生的热量均匀地排出。
本发明的隔离式除热系统,其壳体与出风管连通的支风管以及出风管为热绝缘,从而避免热交换装置换热后的热风与密闭室内温度较低的室内空气发生热交换,影响到除热效果。
附图说明
为了使发明的内容更容易被清楚地理解,下面结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中,
图1表示本发明具体实施方式的隔离式除热系统的简易结构示意;
图2表示本发明具体实施方式的换热件一种结构的示意图;
图3表示本发明具体实施方式的换热件另一种结构的示意图。
附图标记说明
1-进风管,2-出风管,3-热交换装置,4-热源,5-支风管,6-密闭室,7-热管,8-盒体,9-风机,10-调节阀,11-温度传感器,12-智能控制系统,31-壳体,32-换热件,321-腔室,322-液体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明具体实施方式的隔离式除热系统进行详细说明。
如图1所示,本发明具体实施方式的隔离式除热系统包括进风管1、出风管2、热交换装置3以及风机9,其中:
进风管1和出风管2位于密闭室6内并延伸设置,进风管1伸出密闭室6以接收外界的自然新风,同理,出风管2伸出密闭室6以将换热后的空气排到外界;
热交换装置3靠近密闭室6内的热源4设置,例如可设置在热源4的上方或者附近,或者可直接与热源4接触,从而可使发热设备以及密闭室6内的温度分布比较均匀,不会出现局部过冷或过热的现象。该热交换装置3包括壳体31和中空密封的换热件32,其中,壳体31的两端通过支风管5分别与进风管1和出风管2连通,换热件32具有靠近热源4进行直接吸热的蒸发段和密封插入到壳体31中与自然冷风进行热交换的冷凝段;
风机9设置在出风管2的出风口处,以更快地将外界的自然新风从进风管引入到该隔离式除热系统中。
因此,由于热交换装置3的换热件32直接从热源吸热,省略了室内的用于将热量汇集的风机和汇热装置,从而简化了结构并降低了除热功耗,此外,利用设置在出风管的出风口处的风机来更快地引入自然冷风,从而能够将密闭环境室内的热量均匀排出,避免了风机发生故障后,发热设备局部过热甚至被烧坏。也就是,本发明的隔离式除热系统中,由于换热件32对热源的无遮挡覆盖,即便在风机9发生故障不能正常运行时,自然新风也能够在热交换装置3中与热量进行换热,基本不影响热源的散热。
另外,风机9运行时,也可以在进风管1和出风管2中形成负压,从而更利于自然新风的引入。
在实际中,一些通信基站等密闭室内可能形成有多个热源4,因此,如图1所示,热交换装置3可以为两个以上,并通过各自的支风管5分别与进风管1和出风管2连通,具体地,如图1所示,多个热交换装置3相互并列地设置在进风管1和出风管2之间,当然,也可以根据热源4的实际位置来进行相应的设置。
在热交换装置3为多个的情况下,如图1所示,每个热交换装置3都可以从进风管2引入自然新风并进行热交换,而不相互影响,最后将热量从出风管2排出,从而可避免多个发热源的热量全部汇聚到一起与换热装置或热管换热器进行换热,而冷风风机引入的冷风量有限,造成换热效率相对低下的问题。
如图2所示,换热件32内部成形有密闭的腔室321,该腔室321中填充有用于热传递的液体322并抽成适当的真空度。
相应地,所述液体322可以为氟利昂、酒精、水、丙酮、氨水或者制冷剂。此外,腔室321的真空度可根据换热环境的具体要求来进行设定,在此不做具体限定。
以下对换热件32的两种具体结构形式进行详细说明,但本领域技术人员需要理解的是,换热件32并不限于此。
如图1和2所示,换热件32的一种结构形式为多个以阵列方式设置在壳体31上并相互独立的热管7,热管7的具体结构可参见图2显示的结构,因此,可以根据热源4(发热设备)的负荷大小来相应地调整热管7的数量,例如,对某些发热量较大的发热设备,可在其周围或上方多布置一些热管7,来消除局部过热的问题。
图3显示了换热件32的另一种结构形式。如图3所示,换热件32包括容纳有所述液体的盒体8以及多个设置在所述盒体8一侧上并与该盒体8相通的热管7,所述盒体8可与所述热源接触设置或者靠近所述热源设置,所述多个热管7密封插入到所述壳体31内。
上述所述的两个结构中的热管7优选地由利于热传递的材料制得,例如塑料、橡胶、陶瓷或者金属以及金属复合材料,或者塑料、橡胶或陶瓷与金属复合材料相结合。
此外,为了进一步提高换热件32的换热效率,优选地,换热件32的所述蒸发段和/或冷凝段上分别设置有翅片(图中显示),更近一步,所述翅片为中空结构,以使所述液体能够进入到该中空结构中发生相变,进一步增强换热能力。
在实际中,为了避免热交换装置3换热后的热风与密闭室6内温度较低的室内空气发生热交换,影响到除热效果,优选地,壳体31与出风管2连通的支风管5以及出风管2为热绝缘,也就是,壳体31与出风管2连通的支风管5以及出风管2由现有的任何热绝缘材料制得,或者为利用普通材料制得后,在管子的外表面包裹热绝缘材料。
风机9可以进行手动调整。
当然,为了实现自动化控制,优选地,本发明的所述隔离式除热系统还包括与所述风机9电路连接以对其根据所述热源4负荷大小进行自动调节风量的智能控制系统12,以实现换热量可根据热源的发热量灵活增减。
此外,所述壳体31与所述进风管1连通的所述支风管5上设置有与所述智能控制系统12电路连接以调节自然冷风的调节阀10,当然,热交换装置3为多个时,每个热交换装置3都对应有一个调节阀10,该一个或多个调节阀10都由智能控制系统控制来调整通过每个热交换装置3的冷风量,因此,在实际中,当某个热源4(发热设备)不运行时,可通过智能控制系统12将该热源4对应的调节阀10关闭,从而减少能耗。
进一步,本发明的隔离式除热系统还包括设置在所述热源4上并与所述智能控制系统12电路连接以检测温度的温度传感器11。
因此,只要温度传感器11检测到热源4(发热设备)的温度高于设定的温度,通常高于室外温度后,热交换装置3将启动进行除热。智能控制系统12可控制风机9根据散热量的大小来调节风量,当热源4(发热设备)的温度高于设定的温度值较多时,风机9将以最大风速运行,快速除热;而当温度接近设定值时,风机9的风量将变小,维持热平衡以低功耗运行;而当热源4(发热设备)的温度低于设定值时,风机9将停止运行,此时,依靠进风管1和出风管2中的自然冷风的自然流通来进行适当的换热。
此外,由于自然新风是间接引入到密闭室6内,室内环境不会受到新风带尘的污染,室内不存在清洗问题。另外,自然新风间接引入室内,室内的压力不受影响,因此,本发明的提供的隔离式除热系统适用范围更广,只要室外温度低于室内温度就可以使用,而在通常情况下,密闭室内的温度都普遍高于室外的温度。
此外,本发明的隔离式除热系统还包括单独的空调设备,当然,可选择地,所述空调设备可与智能控制系统12电路连接,从而使智能控制系统12通过温度控制来控制除热系统的投入与退出,并实现与空调设备的联动。
显然,上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种隔离式除热系统,包括位于密闭室(6)内并延伸设置的进风管(1)和出风管(2),其特征在于,还包括
热交换装置(3),靠近所述密闭室(6)内的热源(4)设置,包括:壳体(31),两端通过支风管(5)分别与所述进风管(1)和出风管(2)连通,并且所述壳体(31)的内腔大于两端的所述支风管(5)的截面积;以及中空密封的换热件(32),所述换热件(32)具有靠近所述热源(4)进行吸热的蒸发段和密封插入到所述壳体(31)中与自然冷风进行热交换的冷凝段;和
在所述出风管(2)的出风口处设置的风机(9)。
2.根据权利要求1所述的隔离式除热系统,其特征在于,所述热交换装置(3)为两个以上,并通过各自的支风管(5)分别与所述进风管(1)和出风管(2)连通。
3.根据权利要求1所述的隔离式除热系统,其特征在于,所述换热件(32)内部成形有密闭的腔室(321),该腔室(321)中填充有液体(322)并抽成适当的真空度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的隔离式除热系统,其特征在于,所述换热件(32)为多个以阵列方式设置在所述壳体(31)上并相互独立的热管(7)。
5.根据权利要求1所述的隔离式除热系统,其特征在于,所述换热件(32)包括容纳有液体的盒体(8)以及多个设置在所述盒体(8)一侧上并与该盒体(8)相通的热管(7),所述盒体(8)可与所述热源接触设置或者靠近所述热源设置,所述多个热管(7)密封插入到所述壳体(31)内。
6.根据权利要求1所述的隔离式除热系统,其特征在于,所述换热件(32)的蒸发段和冷凝段上分别设置有翅片。
7.根据权利要求1所述的隔离式除热系统,其特征在于,所述壳体(31)与所述出风管(2)连通的所述支风管(5)以及所述出风管(2)为热绝缘。
8.根据权利要求1所述的隔离式除热系统,其特征在于,还包括与所述风机(9)电路连接以对所述风机(9)根据所述热源(4)负荷大小进行自动调节风量的智能控制系统(12)。
9.根据权利要求8所述的隔离式除热系统,其特征在于,所述壳体(31)与所述进风管(1)连通的所述支风管(5)上设置有与所述智能控制系统(12)电路连接以调节自然冷风的调节阀(10)。
10.根据权利要求8所述的隔离式除热系统,其特征在于,还包括设置在所述热源(4)上并与所述智能控制系统(12)电路连接以检测温度的温度传感器(11)。
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