CN103307658A - 一种热交换器及一种机柜 - Google Patents

一种热交换器及一种机柜 Download PDF

Info

Publication number
CN103307658A
CN103307658A CN2012100651569A CN201210065156A CN103307658A CN 103307658 A CN103307658 A CN 103307658A CN 2012100651569 A CN2012100651569 A CN 2012100651569A CN 201210065156 A CN201210065156 A CN 201210065156A CN 103307658 A CN103307658 A CN 103307658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compressor
heat
heat exchanger
valve member
pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100651569A
Other languages
English (en)
Inventor
王涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN2012100651569A priority Critical patent/CN103307658A/zh
Priority to PCT/CN2012/083670 priority patent/WO2013135048A1/zh
Priority to EP12834576.6A priority patent/EP2677848B1/en
Publication of CN103307658A publication Critical patent/CN103307658A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/207Thermal management, e.g. cabinet temperature control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/06Control arrangements therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/20609Air circulating in closed loop within cabinets wherein heat is removed through air-to-liquid heat-exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2501Bypass valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种热交换器及一种机柜,其中热交换器,包括:在实际控制温度高于目标温度时开启第一阀件使压缩机处于工作状态,实现强化散热;在实际控制温度低于第二目标温度时关闭第一阀件使压缩机处于停止工作状态时,此时热管热交换器仍处于工作状态,也能具有较好散热能力;因而使用本发明实施例方案可以实现分级散热适应不同强度的散热需求,在保证散热能力的前提下关闭压缩机,可以减少压缩机工作时间,不但可以降低能耗实现节能,还可以减少压缩机消耗提升热交换器寿命。

Description

一种热交换器及一种机柜
技术领域
本发明涉及机械和电学技术领域,特别涉及一种热交换器及一种机柜。
背景技术
各种设备在工作过程中对其环境都有一定的需求,而设备在工作过程中温度过高则会影响其工作效率、可靠性。因此很多设备都需要有热交换器来将设备的热量传导出设备,以实现设备在适宜的温度下工作以保证其工作效率和可靠性。热交换器因此得到了广泛的应用。
以通信基站为例,大功率机柜的散热通常采用的热交换器可以是:热交换器/换热器(HEX、Heat Exchanger)或者使用空调器的热交换能力来实现散热。通信基站的大功率机柜一般有维持通信设备与外界隔离,以满足通信设备的IP55等级需求,而采用热交换器或者通信机柜空调器形式,在保证散热的同时,可以维持通信设备与外界的隔离,实现设备的IP55等级,以及通信设备内部器件的可靠性要求,如图1A所示,为大功率机柜的散热结构示意图,包括:通信设备机箱1A、热交换器1B,热交换器1B中有隔板1B1隔绝通信设备机箱1A内部和外部的空气;如图1B所示,为换热原理结构示意图。在图1A和图1B中,黑色箭头方向为通信设备机箱1A内的空气流动方向(其中在散热器内的部分称为内循环风道(第一风道300)),白色箭头方向为通信设备机箱1A外部空气流动方向(其中在散热器内的部分称为外循环风道),通信设备机箱1A内外的空气在热交换器1B进行换热;空气流动通过风扇实现内外风道,由隔板(200)分隔的内循环风道(第一风道300)(300)和外循环风道400在热交换器1B中有隔板1B1隔绝通信设备机箱1A内部和外部的空气。
在图1A和图1B中所示的板式的热交换器流阻较大,随着机柜功率的增加,板式热交换器面临着换热效率较低而越来越不适应应用需求;基于此需求提出了强化散热的方案,其中以具有空调器的热交换器应用较为普遍。
具有空调器的热交换器一般包括:蒸发冷却器、冷凝散热器和压缩机;其中蒸发冷却器与冷凝散热器通过管路连接构成封闭的回路;压缩机则位于封闭的回路中的管路中;压缩机工作时流体在上述封闭的回路中自冷凝散热器向蒸发冷却器流动,再由蒸发冷却器流向压缩机,最后由压缩机流向冷凝散热器形成流体循环。
具有空调器的热交换器,在压缩机处于工作状态时空调器具有较高散热能力,在压缩机停止工作时空调器没有散热能力。基于热交换器的散热功能要求压缩机工作时间较长,导致压缩机消耗快,进一步导致了热交换器寿命短,另外压缩机工作时间较长,能耗也较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种热交换器、一种机柜,用于提升热交换效率。
一种热交换器,包括:第一风道300和第二风道400,所述第一风道300与第二风道400相互隔离,第一风道300内设置有第一热交换单元301,第二风道设置有第二热交换单元401;
所述第一热交换单元301包括:第一热管热交换器3011和蒸发冷却器3012;所述第二热交换单元401包括:第二热管热交换器4011和冷凝散热器4012;
所述第一热管热交换器3011的空腔与第二热管热交换器4011的空腔通过第一管道501连接,使得第一热管热交换器3011的空腔与第二热管热交换器4011的空腔之间形成第一封闭环路;
所述蒸发冷却器3012的空腔与冷凝散热器4012的空腔通过第二管路502连接,使得蒸发冷却器3012的空腔与冷凝散热器4012的空腔之间形成第二封闭环路;
所述第一封闭环路和所述成第二封闭环路中具有能够携带热量的流体;
所述热交换器还包括:压缩机5021和第一阀件5024;
所述压缩机5021设置于流体自蒸发冷却器3012向冷凝散热器4012流动流经的第二管路502中,并且所述压缩机5021的入口通过第二管路502与蒸发冷却器3012连接,压缩机5021的出口通过第二管路502与冷凝散热器4012连接;所述第一阀件5024设置于所述压缩机5021的入口与蒸发冷却器3012之间的第二管路502中;
在所述第一热管热交换器3011侧的温度高于第一目标温度时开启所述第一阀件5024,并启动压缩机5021使压缩机5021处于工作状态;在所述第一热管热交换器3011侧的温度低于第二目标温度时关闭所述第一阀件5024,并关闭所述压缩机5021使压缩机5021处于停止工作状态;所述第一目标温度和第二目标温度均低于或等于热源正常工作所需的环境温度,且第一目标温度高于或等于所述第二目标温度。
一种机柜,所述机柜包括:机柜内侧和机柜外侧,所述机柜内侧为安装有热源器件的一侧,所述机柜外侧为机柜外部空间;还包括:本发明实施例提供的任意一项的热交换器,且所述热交换器的第一风道300位于机柜内侧,第二风道400位于所述机柜的外侧;所述热交换器的第一热交换单元301位于第二热交换单元401的下方。
从以上技术方案可以看出,本发明实施例具有以下优点:在实际控制温度高于目标温度时开启第一阀件使压缩机处于工作状态,实现强化散热;在实际控制温度低于第二目标温度时关闭第一阀件使压缩机处于停止工作状态时,此时热管热交换器仍处于工作状态,也能具有较好散热能力;因而使用本发明实施例方案可以实现分级散热适应不同强度的散热需求,在保证散热能力的前提下关闭压缩机,可以减少压缩机工作时间,不但可以降低能耗实现节能,还可以减少压缩机消耗提升热交换器寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为现有技术大功率机柜的散热结构示意图;
图1B为现有技术换热原理结构示意图;
图2A为本发明实施例热交换器结构示意图;
图2B为本发明实施例热交换器结构示意图;
图3为本发明实施例热交换器中热管热交换器系统结构示意图;
图4为本发明实施例热交换器中空调器系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,本发明实施例所称的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”只是为了区分相同功能或结构的部件,不应理解为对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供了一种热交换器,如图2A、图2B、同时可以一并参阅图3、图4,所示,包括:
第一风道300和第二风道400,上述第一风道300与第二风道400相互隔离,第一风道300内设置有第一热交换单元301,第二风道设置有第二热交换单元401;其中第一风道300和第二风道400可以由采用隔板200分隔。
上述第一热交换单元301包括:第一热管热交换器3011和蒸发冷却器3012;上述第二热交换单元401包括:第二热管热交换器4011和冷凝散热器4012;
上述第一热管热交换器3011的空腔与第二热管热交换器4011的空腔通过第一管道501连接,使得第一热管热交换器3011的空腔与第二热管热交换器4011的空腔之间形成第一封闭环路;
上述蒸发冷却器3012的空腔与冷凝散热器4012的空腔通过第二管路502连接,使得蒸发冷却器3012的空腔与冷凝散热器4012的空腔之间形成第二封闭环路;
上述第一封闭环路和上述成第二封闭环路中具有能够携带热量的流体;
上述热交换器还包括:压缩机5021和第一阀件5024;
上述压缩机5021设置于流体自蒸发冷却器3012向冷凝散热器4012流动流经的第二管路502中,并且上述压缩机5021的入口通过第二管路502与蒸发冷却器3012连接,压缩机5021的出口通过第二管路502与冷凝散热器4012连接;上述第一阀件5024设置于上述压缩机5021的入口与蒸发冷却器3012之间的第二管路502中;
在上述第一热管热交换器3011侧的温度高于第一目标温度时开启上述第一阀件5024,并启动压缩机5021使压缩机5021处于工作状态;在上述第一热管热交换器3011侧的温度低于第二目标温度时关闭上述第一阀件5024,并关闭上述压缩机5021使压缩机5021处于停止工作状态;上述第一目标温度和第二目标温度均低于或等于热源正常工作所需的环境温度,且第一目标温度高于或等于上述第二目标温度。
本实施例采用隔板200分隔两个风道,在各风道使用热交换单元可以对流经风道的风进行强化散热,从而提升热交换效率。另外需要说明的是第一热交换单元301与第二热交换单元401之间的管道500可以有多条,在使用中有的作为回流管路使用,有的作为相变工质或者制冷剂上升管路使用。具体的条数本发明实施例不予限定。以上实施例,在实际控制温度高于目标温度时开启第一阀件使压缩机处于工作状态,实现强化散热;在实际控制温度低于第二目标温度时关闭第一阀件使压缩机处于停止工作状态时,此时热管热交换器仍处于工作状态,也能具有较好散热能力;因而使用本发明实施例方案可以实现分级散热适应不同强度的散热需求,在保证散热能力的前提下关闭压缩机,可以减少压缩机工作时间,不但可以降低能耗实现节能,还可以减少压缩机消耗提升热交换器寿命。
本发明实施例可以在机柜使用组合热交换器,集成分体重力的热管热交换器与通信机柜空调系统,实现分级散热,机柜设备低负荷下使用热交换器,高负荷下使用空调。比使用单纯空调器,能耗大幅下降,实现节能。减少空调器使用时间,提高了空调器的使用寿命,提高其整体可靠性。
可选地,上述第一热管热交换器3011的密封空腔与第二热管热交换器4011的密封空腔之间的封闭环路内填充有相变工质;上述蒸发冷却器3012的密封空腔与冷凝散热器4012的密封空腔之间的封闭环路内填充有制冷剂。
进一步地,上述压缩机5021所在的第二管路502还设置有第一旁通管道600;上述第二管路502与第一旁通管道600并行;
上述第一旁通管道600设置有第二阀件5025,上述第二阀件5025为具有仅允许流体自蒸发冷却器3012向冷凝散热器4012单向流动功能的阀件。
进一步地,上述压缩机5021的出口与冷凝散热器4012之间的第二管路502中还设置有第四阀件5027;上述第四阀件5027为具有仅允许流体自压缩机5021向冷凝散热器4012单向流动功能的阀件。
进一步地,上述热交换器还包括:
干燥过滤器5022和截流装置5023;截流装置5023用于限制流经截流装置5023的流体流量,可以采用膨胀阀或者毛细管。上述干燥过滤器5022用于对流经干燥过滤器5022的流体进行干燥处理;
冷凝散热器4012中流体向蒸发冷却器3012流动的第二管路502安装有干燥过滤器5022,上述干燥过滤器5022与蒸发冷却器3012之间的第二管路502安装有上述截流装置5023。
进一步地,在上述冷凝散热器4012中流体向蒸发冷却器3012回流的第一管路501一侧设置有第二旁路700;上述冷凝散热器4012中流体向蒸发冷却器3012回流的第一管路501与上述第二旁路700并行;
上述第二旁路700中设置有第三阀件5026;
在上述第一阀件5024关闭时,开启上述第三阀件5026;在上述第一阀件5024开启时,关闭上述第三阀件5026。
进一步地,上述热交换器,还包括:
上述压缩机5021底部设置有加热带5028;
上述加热带5028在上述热交换器所处的环境温度低于预定值时开启,为上述压缩机5021加热,上述预定值高于或等于第二封闭环路中的流体向压缩机聚集所需的最低温度。
可选地,上述第一封闭环路内填充有相变工质;上述第二封闭环路内的流体为制冷剂。
可选地,第一热管热交换器3011的入口位于其顶端,出口位于其底端;第二热管热交换器4011的入口位于其底端,出口位于其顶端;
蒸发冷却器3012的入口位于其顶端,出口位于其底端;冷凝散热器4012的入口位于其底端,出口位于其顶端。
以下实施例将以上方案的具体实现进行详细说明,本实施例将以通信基站为例进行说明,可以理解的是热交换器的应用不应理解为仅局限于通信基站,因此通信基站不应理解为对本发明实施例的限定。
通信基站机柜用组合散热装置由分体式重力的热管热交换器系统和通信机柜空调器系统,这两个系统是可以独立运行也可以协同运行,在后续实施例中会对此进行说明。两个系统由隔板200分成内循环风道(第一风道300)和外循环风道(第二风道300)。
在内循环风道(第一风道300)(第一风道300)中有风扇800、第一热交换单元301,空气流经过第一热交换单元301,再由风扇800送入机柜,对通信设备进行冷却;外循环风道(第二风道300)中有风扇900和第二热交换单元401,空气流经过第二热交换单元401,再由风扇900排出,对将通信设备产生的热量带走。
第一热交换单元301可以由一个供分体重力热管热交换器系统使用的第一热管热交换器3011和一个供通信机柜空调器系统使用的蒸发冷却器3012组成,两者可以由边板固定在一起,组成一个整体,两者不连通,相互独立,两者前后位置可互换。需要说明的是固定的方式还可以有很多,本发明实施例不予限定。
第二热交换单元401:由一个供分体重力热管热交换器系统使用的第二热管热交换器4011和一个供通信机柜空调器系统使用的冷凝散热器4012组成,两者由共同边板14固定在一起,两者可以由边板固定在一起,组成一个整体,两者不连通,相互独立,两者前后位置可互换。需要说明的是固定的方式还可以有很多,本发明实施例不予限定。
分体式重力的热管热交换器系统包括:由第一热交换单元301中的第一热管热交换器3011与第二热交换单元401中的第二热管热交换器4011,通过蒸汽上升管和液体下降管相联通,组成了封闭的环路,内部充有制冷剂。
第一热交换单元301中的第一热管热交换器3011位于内循环风道(第一风道300)上,风扇800驱动内部热气流通过第一热管热交换器3011,实现第一热管热交换器3011内相变工质与热空气的热交换;第二热交换单元401中的第二热管热交换器4011位于外循环风道(第二风道400)上,风扇900驱动外部冷气流通过第二热管热交换器4011,实现冷凝散热器4012内相变工质与冷空气的热交换。相变工质在第一热管热交换器3011吸热汽化,经由蒸汽上升管到达第二热管热交换器4011;相变工质在第二热管热交换器4011放热冷凝,经由液体下降管到达第一热管热交换器3011,完成循环。
通信机柜空调器系统,可以由第一热交换单元301中的蒸发冷却器3012与第二热交换单元401中的冷凝散热器4012,压缩机5021,干燥过滤器5022,截流装置5023(可以是膨胀阀或者毛细管),第二管路502组成封闭的环路,内部充有制冷剂。
相变工质在第一热交换单元301中的蒸发冷却器3012中吸收被冷却对象(机柜内热空气)热量并气化,形成的低压蒸汽通过第二管路502进入压缩机5021被压缩成高压蒸气,再通过第二管路502进入第二热交换单元401中的冷凝散热器4012被常温冷却空气冷却,凝结成高压液体,经干燥过滤器5022、截流装置5023后变成低压、低温状态进入蒸发冷却器3012,如此周而复始实现连续制冷。
当机柜通信设备发热量大时,通信机柜空调器系统开启,分体式重力的热管热交换器系统关闭,进行制冷;当机柜通信设备发热量不大时,分体式重力的热管热交换器系统开启,通信机柜空调器系统关闭,进行散热。
第二热交换单元401中心位置要高于第一热交换单元301的中心位置,第一热交换单元单元301与第二热交换单元401可以由一个或多个铜管翅片式换热器或者平行流微通道式换热器组成,蒸汽上升管和液体下降管可以是单根或多根。
热交换器内部的相变工质可以采用氟利昂134A(四氟乙烷,R134A,化学式为:CH2FCF3)。
风扇800,风扇900则可以是轴流风扇或离心风扇。本发明实施例对风扇具体使用何种不作限定,以上两种风扇的举例不应理解为对本发明实施例的限定。
本发明实施例还提供了分体式重力的热管热交换器系统和通信机柜空调器系统独立或者组合工作的工作原理说明。本实施例在上述实施基础上,在通信机柜空调器系统上加入旁通管路,旁通管路上加阀件(可以是单向阀、电磁阀、电动球阀等),控制该旁通管路的开启与关闭,使得系统可以实现在分体重力热管热交换器与通信机柜空调器之间相互转换。
通信机柜空调器系统,在压缩机5021与截流装置5023(可以是膨胀阀或者毛细管)处分别加装旁通第一旁通管道600和第二旁通管道700,在第一旁通管道600上加第二阀件5025,在压缩机5021入口前加第一阀件5024,在压缩机5021出口处加第四阀件5027,在二旁通管道700上加第三阀件5026。具体结构如图3所示。
当第三阀件5026开启,第一阀件5024关闭时系统为分体式重力的热管热交换器模式。第一阀件5024和第三阀件5026可以采用电磁阀,第二阀件5025和第四阀件5027可以采用单向阀,单向阀是流体只能沿进水口流动,出水口介质却无法回流的装置,用于控制流体单向流动。
当第三阀件5026关闭,第一阀件5024开启时系统为通信机柜空调器模式。
当机柜通信设备发热量大时,通信机柜空调模式开启,分体重力热管热交换器关闭,进行散热;当机柜通信设备发热量不大时,分体重力热管热交换器开启,通信机柜空调模式关闭,进行散热。
当空调模式向分体式重力的热管热交换器模式切换完毕时,压缩机5021吸气口的第一阀件5024、压缩机5021排气口的第四阀件5027,可以防止相变工质向压缩机5021中聚集,避免压缩机5021再次启动时形成液击。
压缩机5021底部设置加热带5028,加热带5028可以采用电加热带,在低温情况下加热带5028开启,保持一定温度,防止相变工质向压缩机5021聚积,避免压缩机5021再次启动时形成液击。
本发明实施例可以在机柜使用组合热交换器,集成分体重力的热管热交换器与通信机柜空调系统,实现分级散热,机柜设备低负荷下使用热交换器,高负荷下使用空调。比使用单纯空调器,能耗大幅下降,实现节能。减少空调器使用时间,提高了空调器的使用寿命,提高其整体可靠性。
本发明实施例还提供了一种机柜,可以参阅图2A、图2B,包括:机柜内侧和机柜外侧,上述机柜内侧为安装有热源器件的一侧,上述机柜外侧为机柜外部空间;还包括:本发明实施例提供的任意一项的热交换器,且上述热交换器的第一风道300位于机柜内侧,第二风道400位于上述机柜的外侧;上述热交换器的第一热交换单元301位于第二热交换单元401的下方。机柜的原理以及使用方法可以参考以上热交换器实施例。
本发明实施例可以在机柜使用组合热交换器,集成分体重力的热管热交换器与通信机柜空调系统,实现分级散热,机柜设备低负荷下使用热交换器,高负荷下使用空调。比使用单纯空调器,能耗大幅下降,实现节能。减少空调器使用时间,提高了空调器的使用寿命,提高其整体可靠性。
值得注意的是,以上仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热交换器,包括:第一风道(300)和第二风道(400),所述第一风道(300)与第二风道(400)相互隔离,第一风道(300)内设置有第一热交换单元(301),第二风道设置有第二热交换单元(401);其特征在于,
所述第一热交换单元(301)包括:第一热管热交换器(3011)和蒸发冷却器(3012);所述第二热交换单元(401)包括:第二热管热交换器(4011)和冷凝散热器(4012);
所述第一热管热交换器(3011)的空腔与第二热管热交换器(4011)的空腔通过第一管道(501)连接,使得第一热管热交换器(3011)的空腔与第二热管热交换器(4011)的空腔之间形成第一封闭环路;
所述蒸发冷却器(3012)的空腔与冷凝散热器(4012)的空腔通过第二管路(502)连接,使得蒸发冷却器(3012)的空腔与冷凝散热器(4012)的空腔之间形成第二封闭环路;
所述第一封闭环路和所述成第二封闭环路中具有能够携带热量的流体;
所述热交换器还包括:压缩机(5021)和第一阀件(5024);
所述压缩机(5021)设置于流体自蒸发冷却器(3012)向冷凝散热器(4012)流动流经的第二管路(502)中,并且所述压缩机(5021)的入口通过第二管路(502)与蒸发冷却器(3012)连接,压缩机(5021)的出口通过第二管路(502)与冷凝散热器(4012)连接;所述第一阀件(5024)设置于所述压缩机(5021)的入口与蒸发冷却器(3012)之间的第二管路(502)中;
在所述第一热管热交换器(3011)侧的温度高于第一目标温度时开启所述第一阀件(5024),并启动压缩机(5021)使压缩机(5021)处于工作状态;在所述第一热管热交换器(3011)侧的温度低于第二目标温度时关闭所述第一阀件(5024),并关闭所述压缩机(5021)使压缩机(5021)处于停止工作状态;所述第一目标温度和第二目标温度均低于或等于热源正常工作所需的环境温度,且第一目标温度高于或等于所述第二目标温度。
2.根据权利要求1所述热交换器,其特征在于,所述压缩机(5021)所在的第二管路(502)还设置有第一旁通管道(600);所述第二管路(502)与第一旁通管道(600)并行;
所述第一旁通管道(600)设置有第二阀件(5025),所述第二阀件(5025)为具有仅允许流体自蒸发冷却器(3012)向冷凝散热器(4012)单向流动功能的阀件。
3.根据权利要求1所述热交换器,其特征在于,
所述压缩机(5021)的出口与冷凝散热器(4012)之间的第二管路(502)中还设置有第四阀件(5027);所述第四阀件(5027)为具有仅允许流体自压缩机(5021)向冷凝散热器(4012)单向流动功能的阀件。
4.根据权利要求1所述热交换器,其特征在于,所述热交换器还包括:
干燥过滤器(5022)和截流装置(5023);
冷凝散热器(4012)中流体向蒸发冷却器(3012)流动的第二管路(502)安装有干燥过滤器(5022),所述干燥过滤器(5022)与蒸发冷却器(3012)之间的第二管路(502)安装有所述截流装置(5023);
所述干燥过滤器(5022)用于对流经干燥过滤器(5022)的流体进行干燥处理;所述截流装置(5023)用于限制流经截流装置5023的流体流量。
5.根据权利要求4所述热交换器,其特征在于,在所述冷凝散热器(4012)中流体向蒸发冷却器(3012)回流的第一管路(501)一侧设置有第二旁路(700);所述冷凝散热器(4012)中流体向蒸发冷却器(3012)回流的第一管路(501)与所述第二旁路(700)并行;
所述第二旁路(700)中设置有第三阀件(5026);
在所述第一阀件(5024)关闭时,开启所述第三阀件(5026);在所述第一阀件(5024)开启时,关闭所述第三阀件(5026)。
6.根据权利要求1所述热交换器,其特征在于,还包括:
所述压缩机(5021)底部设置有加热带(5028);
所述加热带(5028)在所述热交换器所处的环境温度低于预定值时开启,为所述压缩机(5021)加热,所述预定值高于或等于第二封闭环路中的流体向压缩机聚集所需的最低温度。
7.根据权利要求1至6任意一项所述热交换器,其特征在于,
所述第一封闭环路内填充有相变工质。
8.根据权利要求1至6任意一项所述热交换器,其特征在于,
所述第二封闭环路内的流体为制冷剂。
9.根据权利要求1至6任意一项所述热交换器,其特征在于,
第一热管热交换器(3011)的入口位于其顶端,出口位于其底端;第二热管热交换器(4011)的入口位于其底端,出口位于其顶端;
蒸发冷却器(3012)的入口位于其顶端,出口位于其底端;冷凝散热器(4012)的入口位于其底端,出口位于其顶端。
10.一种机柜,所述机柜包括:机柜内侧和机柜外侧,所述机柜内侧为安装有热源器件的一侧,所述机柜外侧为机柜外部空间;其特征在于,还包括:权利要求1至9任意一项所述的热交换器,且所述热交换器的第一风道(300)位于机柜内侧,第二风道(400)位于所述机柜的外侧;所述热交换器的第一热交换单元(301)位于第二热交换单元(401)的下方。
CN2012100651569A 2012-03-13 2012-03-13 一种热交换器及一种机柜 Pending CN103307658A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100651569A CN103307658A (zh) 2012-03-13 2012-03-13 一种热交换器及一种机柜
PCT/CN2012/083670 WO2013135048A1 (zh) 2012-03-13 2012-10-29 一种热交换器及一种机柜
EP12834576.6A EP2677848B1 (en) 2012-03-13 2012-10-29 Heat exchanger and cabinet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100651569A CN103307658A (zh) 2012-03-13 2012-03-13 一种热交换器及一种机柜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103307658A true CN103307658A (zh) 2013-09-18

Family

ID=49133166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100651569A Pending CN103307658A (zh) 2012-03-13 2012-03-13 一种热交换器及一种机柜

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2677848B1 (zh)
CN (1) CN103307658A (zh)
WO (1) WO2013135048A1 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103687445A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 柳州市豪杰特化工机械有限责任公司 电柜水冷却散热装置
WO2014177102A3 (zh) * 2013-12-31 2014-12-18 中兴通讯股份有限公司 封闭式电子平台的热控制系统
CN105928235A (zh) * 2016-04-28 2016-09-07 香江科技股份有限公司 具有相变蓄冷的双冷凝器数据中心冷却系统及其控制方法
CN104135839B (zh) * 2014-08-13 2017-01-04 苏州市朗吉科技有限公司 一种机房-制冷装置一体化机柜系统
CN107990770A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 江西鑫田车业有限公司 一种2x2组模块的重力式热交换器
CN108050873A (zh) * 2017-12-28 2018-05-18 江西鑫田车业有限公司 一种重力式热交换器
CN108088293A (zh) * 2017-12-28 2018-05-29 江西鑫田车业有限公司 一种1x1组模块的重力式热交换器
CN108562181A (zh) * 2017-12-28 2018-09-21 江西鑫田车业有限公司 一种重力式热交换器
CN109398130A (zh) * 2018-10-31 2019-03-01 山东鲁能智能技术有限公司 一种基于新风热交换装置换热的充电机及方法
CN109963447A (zh) * 2019-04-25 2019-07-02 魏新文 一种防尘散热的电力电气柜

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105246278A (zh) * 2015-10-30 2016-01-13 南京华脉科技股份有限公司 一种可升降地藏式一体化机柜
EP3352432A1 (en) 2017-01-20 2018-07-25 Sentiance NV Method and system for classifying an activity of a user
CN107466192A (zh) * 2017-08-24 2017-12-12 智车优行科技(上海)有限公司 散热系统及电动汽车
CN107896470A (zh) * 2017-11-22 2018-04-10 阳泉新科联合电子科技有限公司 一种服务器用密封恒温箱
CN114423209B (zh) * 2022-01-13 2024-02-13 日照钢铁控股集团有限公司 一种电子信息自动化控制柜

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101233374A (zh) * 2005-07-29 2008-07-30 大金工业株式会社 冷冻装置
WO2008128311A2 (en) * 2007-04-23 2008-10-30 Francisquini Melquisedec Improvement in air-conditioner for cabinets
CN101737906A (zh) * 2009-11-08 2010-06-16 海信科龙电器股份有限公司 一种空调器的待机电加热控制装置及方法
CN201897275U (zh) * 2010-12-02 2011-07-13 苏州昆拓热控系统股份有限公司 节能机柜空调器
CN102297487A (zh) * 2011-07-22 2011-12-28 深圳市英维克科技有限公司 空调热管一体机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2369006Y (zh) * 1999-02-24 2000-03-15 青岛市家用电器研究所 一种压缩机用加热带
JP2007234791A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Fuji Electric Retail Systems Co Ltd 電子機器冷却装置
CN100516674C (zh) * 2006-12-08 2009-07-22 苏州昆拓冷机有限公司 节能空调器
WO2010145434A1 (zh) * 2009-06-15 2010-12-23 华为技术有限公司 一种热交换器、热交换器的散热方法以及通信设备
CN201733563U (zh) * 2010-08-06 2011-02-02 苏州市朗吉科技有限公司 适用于机柜的空调系统
CN201750670U (zh) * 2010-09-08 2011-02-16 苏州昆拓冷机有限公司 机柜空调器
CN102486324A (zh) * 2010-12-02 2012-06-06 苏州昆拓热控系统股份有限公司 节能机柜空调器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101233374A (zh) * 2005-07-29 2008-07-30 大金工业株式会社 冷冻装置
WO2008128311A2 (en) * 2007-04-23 2008-10-30 Francisquini Melquisedec Improvement in air-conditioner for cabinets
CN101737906A (zh) * 2009-11-08 2010-06-16 海信科龙电器股份有限公司 一种空调器的待机电加热控制装置及方法
CN201897275U (zh) * 2010-12-02 2011-07-13 苏州昆拓热控系统股份有限公司 节能机柜空调器
CN102297487A (zh) * 2011-07-22 2011-12-28 深圳市英维克科技有限公司 空调热管一体机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙丽颖,马最良: "冷剂自然循环空调机的特性与应用", 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103687445A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 柳州市豪杰特化工机械有限责任公司 电柜水冷却散热装置
WO2014177102A3 (zh) * 2013-12-31 2014-12-18 中兴通讯股份有限公司 封闭式电子平台的热控制系统
CN104754917A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中兴通讯股份有限公司 封闭式电子平台的热控制系统
CN104135839B (zh) * 2014-08-13 2017-01-04 苏州市朗吉科技有限公司 一种机房-制冷装置一体化机柜系统
CN105928235A (zh) * 2016-04-28 2016-09-07 香江科技股份有限公司 具有相变蓄冷的双冷凝器数据中心冷却系统及其控制方法
CN105928235B (zh) * 2016-04-28 2018-08-31 香江科技股份有限公司 具有相变蓄冷的双冷凝器数据中心冷却系统及其控制方法
CN107990770A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 江西鑫田车业有限公司 一种2x2组模块的重力式热交换器
CN108050873A (zh) * 2017-12-28 2018-05-18 江西鑫田车业有限公司 一种重力式热交换器
CN108088293A (zh) * 2017-12-28 2018-05-29 江西鑫田车业有限公司 一种1x1组模块的重力式热交换器
CN108562181A (zh) * 2017-12-28 2018-09-21 江西鑫田车业有限公司 一种重力式热交换器
CN109398130A (zh) * 2018-10-31 2019-03-01 山东鲁能智能技术有限公司 一种基于新风热交换装置换热的充电机及方法
CN109963447A (zh) * 2019-04-25 2019-07-02 魏新文 一种防尘散热的电力电气柜

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013135048A1 (zh) 2013-09-19
EP2677848A4 (en) 2015-04-01
EP2677848B1 (en) 2017-01-04
EP2677848A1 (en) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103307658A (zh) 一种热交换器及一种机柜
US10356949B2 (en) Server rack heat sink system with combination of liquid cooling device and auxiliary heat sink device
US10401077B2 (en) Chilled water cooling system
CN111319514B (zh) 一种热管理系统和新能源汽车
CN203628875U (zh) 散热器组件、空调器及空调系统
CN103047710A (zh) 机房空调系统及控制方法
CN104315739B (zh) 具有双冷凝双散热的冷液机
CN202485287U (zh) 机房空调系统
CN107089113B (zh) 车辆空调设备及具有其的车辆
CN107548263A (zh) 高热流密度机柜散热冷却方法及其复合换热器
CN217235882U (zh) 变频空调系统
CN203605376U (zh) 一种一体化机房空调系统
CN213367622U (zh) 变频器和制冷系统
CN215597553U (zh) 一种空调器散热结构及空调器室外机
CN106016547B (zh) 一种组合式换热系统
CN215295145U (zh) 散热器和空调器
CN212362257U (zh) 多区域空调系统
CN111278262B (zh) 服务器芯片重力型热管和热管背板结合的服务器散热系统
CN204176953U (zh) 具有双冷凝双散热的冷液机
CN210399569U (zh) 热泵系统
CN112234803A (zh) 变频器、制冷系统及其控制方法
CN206959204U (zh) 散热器以及空调
CN109340964A (zh) 一种板换热回收型风冷氟泵机房专用空调装置
CN108397830A (zh) 一种新型全效多模式节能空调系统
CN215648048U (zh) 一种利用热管原理的数据中心机房机柜热平衡调节器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130918

RJ01 Rejection of invention patent application after publication