CN103327790A

CN103327790A - 散热装置及散热系统

Info

Publication number: CN103327790A
Application number: CN2013101862097A
Authority: CN
Inventors: 刘小虎; 雷鸣; 王超
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: CN103327790B

Abstract

本发明提供一种散热装置及散热系统。其中，所述散热装置包括：冷凝端换热单元和蒸发端换热单元；其中，所述冷凝端换热单元沿重力方向设置在所述蒸发端换热单元的上方，以使冷凝端换热单元冷凝出的液体在重力的作用下进入所述蒸发端换热单元；所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端连通，形成蒸汽上升回路；所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端连通，形成液体下降回路；所述蒸汽上升回路和所述液体下降回路上均设有至少一个拆卸维护单元。本发明实施例提供的散热装置结构简单，易于维护。

Description

散热装置及散热系统

技术领域

本发明涉及散热技术，尤其涉及一种散热装置及散热系统。

背景技术

图1示出了目前较为常用的散热装置的原理示意图。如图1所示，该散热装置由蒸发器1、冷凝器2、泵3、气液分离器4和管路5等组成，所述蒸发器1的蒸发气体经过管路进入冷凝器2，冷凝器2放热将蒸发气体凝结为液体，并将冷凝后的液体输出至气液分离器4，以将混入在液体中的不凝结气体排出，再由泵3将液体输入至蒸发器，蒸发器吸热再将液体转变为蒸汽，重复上述循环，以达到散热的目的。

上述结构的散热装置中蒸发器的蒸发气体到冷凝器进行冷凝转变为液体，液体再经过蒸发器转变为蒸汽，整个系统的循环动力都是由泵提供的，泵的可靠性决定了系统的可靠性。工作人员不仅需要对蒸发器和冷凝器进行检修和维护，还需要对泵进行检修和维护，以免泵出现故障致使整个散热装置处于瘫痪。由此可知，现有技术中的散热装置结构复杂，且维护部件多，维护麻烦。

发明内容

本发明的多个方面提供一种散热装置及散热系统，以解决现有技术存在的问题，简化结构，便于维护。

本发明的第一个方面，提供一种散热装置，包括：冷凝端换热单元和蒸发端换热单元；其中，

所述冷凝端换热单元沿重力方向设置在所述蒸发端换热单元的上方，以使冷凝端换热单元冷凝出的液体在重力的作用下进入所述蒸发端换热单元；

所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端连通，形成蒸汽上升回路；

所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端连通，形成液体下降回路；

所述蒸汽上升回路和所述液体下降回路上均设有至少一个拆卸维护单元。

结合本发明第一个方面所述的散热装置，在第一种可能实现方式中，所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端通过第一连通管与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端连通；

所述第一连通管包括至少两段子管，至少两段子管中两相邻子管通过所述拆卸维护单元连接，和/或所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述第一连通管通过所述拆卸维护单元连接，和/或所述第一连通管与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端通过所述拆卸维护单元连接。

结合本发明第一个方面所述的散热装置，在第二种可能实现方式中，所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端通过第二连通管与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端连通；

所述第二连通管包括至少两段子管，至少两段子管中两相邻子管通过所述拆卸维护单元连接，和/或所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端与第二连通管通过所述拆卸维护单元连接，和/或所述第二连通管与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端通过所述拆卸维护单元连接。

结合本发明第一种可能实现方式或第二种可能实现方式中所述的散热装置，在第三种可能实现方式中，所述拆卸维护单元为快速接头，或者，所述拆卸维护单元由两个真空球阀和洛克环构成的组合件。

结合本发明第二种可能实现方式中所述的散热装置，在第四种可能实现方式中，所述第二连通管上设有不凝结气体释放口。

结合第一个方面、或第一种至第四种可能实现方式中的任一种可能实现方式所述的散热装置，在第五种可能实现方式中，所述冷凝端换热单元的沿所述重力方向上的顶端设有第一放气阀。

结合第一个方面、或第一种至第五种可能实现方式中的任一种可能实现方式所述的散热装置，在第六种可能实现方式中，还包括：脱气罐，所述脱气罐设置在所述液体下降回路上。其中，该脱气罐用于消除所述液体下降回路中不凝结气体。

结合第六种可能实现方式中所述的散热装置，在第七种可能实现方式中，所述脱气罐的沿所述重力方向的顶部设有第二放气阀。

结合第一个方面、或第一种至第七种可能实现方式中任意一个可能实现方式所述的散热装置，第八种可能实现方式中，所述冷凝端换热单元的沿所述重力方向的顶部设有压力表。

本发明的第二个方面，提供一种散热系统，包括：待散热设备和所述散热装置，其中，

所述散热装置包括：冷凝端换热单元和蒸发端换热单元；其中，所述冷凝端换热单元沿重力方向设置在所述蒸发端换热单元的上方，以使冷凝端换热单元冷凝出的液体在重力的作用下进入所述蒸发端换热单元；所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端连通，形成蒸汽上升回路；所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端连通，形成液体下降回路；所述蒸汽上升回路和所述液体下降回路上均设有至少一个拆卸维护单元。

所述待散热设备设置在所述散热装置的蒸发端换热单元的吸热端。

结合本发明的第二个方面所述的散热系统，在第一种可能实现方式中，还包括：柜体，所述待散热设备与所述散热装置的蒸发端换热单元设置在所述柜体内，所述散热装置的冷凝端换热单元设置在所述柜体外。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过将冷凝端换热单元沿重力方向设置在所述蒸发端换热单元的上方，利用冷凝端换热单元与蒸发端换热单元在重力方向上的高度差作为散热装置的循环驱动力的来源，完成液体经蒸发端换热单元蒸发成气体，再由冷凝端换热单元将气体冷凝为液体回至蒸发端换热单元的循环。本发明实施例去除了现有技术散热装置中的泵，进而减免了对泵的检修和维护，且无需外部驱动，简化了散热装置的结构。另外，本发明实施例中还设置了拆卸维护单元。该拆卸维护单元可在带压状态下完成插拔，将冷凝端换热单元和蒸发端换热单元的蒸汽上升回路和/或液体下降回路连通或分离，便于工作人员分别对冷凝端换热单元或蒸发端换热单元进行检修和维护。本发明实施例提供的技术方案，结构简单，维护方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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1为现有技术散热装置的原理示意图；

图2为本发明实施例一提供的散热装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的散热装置的结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的散热装置的结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的散热系统的结构示意图；

图6为本发明实施例五提供的散热系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明实施例一提供的散热装置的结构示意图。如图1所示，本实施例一所述的散热装置，包括：冷凝端换热单元10和蒸发端换热单元20。其中，所述冷凝端换热单元10沿重力方向6设置在所述蒸发端换热单元20的上方，以使冷凝端换热单元10冷凝出的液体在重力的作用下进入所述蒸发端换热单元20。所述冷凝端换热单元10的蒸汽输入端11与所述蒸发端换热单元20的蒸汽输出端21连通，形成蒸汽上升回路。所述冷凝端换热单元10的冷凝液体输出端12与所述蒸发端换热单元20的冷凝液体输入端22连通，形成液体下降回路。所述蒸汽上升回路和所述液体下降回路上均设有至少一个拆卸维护单元50。图1仅示出了在所述蒸汽上升回路和所述液体下降回路上设置一个拆卸维护单元的情况。本发明并不仅限于此，所述蒸汽上升回路和所述液体下降回路上可根据需要设置两个或两个以上的拆卸维护单元。其中，所述拆卸维护单元可在带压状态下完成插拔，以将冷凝端换热单元和蒸发端换热单元对应端连通或分离开，并不会造成泄露，方便工作人员分别对冷凝端换热单元和蒸发端换热单元进行维护和检修。

本实施例通过将所述冷凝端换热单元沿重力方向设置在所述蒸发端换热单元的上方，利用冷凝端换热单元和蒸发端换热单元在重力场中的高度差，冷凝液体向重力场的低处走，蒸发气体向重力场的高处走，来完成放热冷凝，吸热蒸发的循环回路。本实施例去除了现有技术散热装置中的泵，进而减免了对泵的检修和维护。较现有技术，本实施例提供的所述散热装置的结构更加简单，无需外部驱动，且更经济节能。另外，本实施例中还设置了拆卸维护单元。该拆卸维护单元可在带压状态下完成插拔，将冷凝端换热单元和蒸发端换热单元的蒸汽上升回路和/或液体下降回路连通或分离，便于工作人员分别对冷凝端换热单元或蒸发端换热单元进行检修和维护。

进一步地，如图3所示，本发明实施例二提供的所述散热装置的结构示意图。本实施例二基于上述实施例一，所述冷凝端换热单元10的蒸汽输入端11通过第一连通管与所述蒸发端换热单元20的蒸汽输出端21连通。所述的拆卸维护单元可设置在所述蒸汽上升回路上的任意位置处。具体地，所述第一连通管30包括至少两段子管，至少两段子管中两相邻子管通过所述拆卸维护单元连接50，和/或所述冷凝端换热单元10的蒸汽输入端11与所述第一连通管30通过所述拆卸维护单元50连接，和/或所述第一连通管30与所述蒸发端换热单元20的蒸汽输出端21通过所述拆卸维护单元50连接。

同样地，上述实施例一中所述冷凝端换热单元10的冷凝液体输出端12通过第二连通管40与所述蒸发端换热单元20的冷凝液体输入端22连通。所述的拆卸维护单元可设置在所述液体下降回路上的任意位置处。所述第二连通管40包括至少两段子管，至少两段子管中两相邻子管通过所述拆卸维护单元50连接，和/或所述冷凝端换热单元20的冷凝液体输出端12与第二连通管40通过所述拆卸维护单元50连接，和/或所述第二连通管40与所述蒸发端换热单元10的冷凝液体输入端22通过所述拆卸维护单元50连接。

其中，上述实施例一和实施例二中所述的拆卸维护单元可以是快速接头，或者所述拆卸维护单元为两个真空球阀和洛克环构成的组合件。

具体地，所述快速接头包括子接头和母接头。子接头和母接头分别设置在两个中空部件的一端，子接头和母接头扣合即可连通两个中空部件的内腔。本实施例中，若所述快速接头设置在所述第一连通管或所述第二连通管的两相邻子管之间，则所述子接头设置在两相邻子管中的一个子管上，所述母接头设置在两相邻子管中的另一个子管上。两个相邻子管通过子接头和母接头的扣合完成连接。若所述快速接头设置在所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述第一连通管之间，则所述子接头设置在所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端，所述母接头设置在所述第一连通管上；或者，所述母接头设置在所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端，所述子接头设置在所述第一连通管上，所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述第一连通管通过子接头和母接头扣合完成连接。同样地，所述第一连通管与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端、所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端与第二连通管、以及所述第二连通管与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端均可采用上述方式通过快速接头的子接头和母接头进行连接，此处不在赘述。

具体地，所述拆卸维护单元为两个真空球阀和洛克环构成的组合件。所述两个真空球阀分别设置在两个中空部件的一端，通过洛克环将两个中空部件连接在一起。当所述真空球阀处于打开状态时，两中空部件的内腔连通，当所述真空球阀处于关闭状态时，两中空部件的内腔不连通。本实施例中，若所述快速接头设置在所述第一连通管或所述第二连通管的两相邻子管之间，则所述两个真空球阀分别设置在两相邻子管的一端，两相邻子管再通过所述洛克环连接在一起。若所述快速接头设置在所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述第一连通管之间，则所述两个真空球阀分别设置在所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述第一连通管的一端，所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端与所述第一连通管再通过所述洛克环连接在一起。同样地，所述第一连通管与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端、所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端与第二连通管、以及所述第二连通管与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端均可采用上述方式通过快速接头的两个真空球阀和所述洛克环进行连接，此处不在赘述。工作人员在需要对冷凝端换热单元或所述蒸发端换热单元进行维护或检修时，可先关闭两个真空球阀，然后去除洛克环即可将冷凝端换热单元或所述蒸发端换热单元分开，进而对其进行维护或检修。维护或检修后，可将洛克环更换成新的，使用新的洛克环连接需连接的两个中空部件。其中，更换新的洛克环的目的是为了保证连接的密闭性。连接完成后，工作人员需对两中空部件的真空球阀之间的部分进行抽真空操作，然后再分别开启两部件的真空球阀，以使两中空部件的内腔连通。

本实施例通过在冷凝端换热单元的蒸汽输入端与蒸发端换热单元的蒸汽输出端之间的蒸汽上升回路上设置所述拆卸维护单元，以及在冷凝端换热单元的冷凝液体输出端与蒸发端换热单元的冷凝液体输入端之间的液体下降回路上设置所述拆卸维护单元，可方便工作人员将冷凝端换热单元和蒸发端换热单元拆开，分别对冷凝端换热单元和蒸发端换热单元进行检修和维护。

进一步地，如图3所示，上述各实施例所述的散热装置中，所述第二连通管上还设有不凝结气体释放口60，以释放混入的不凝结气体。或者，如图4所示，本发明实施例三提供的散热装置的结构示意图，如图4所示，本实施例三基于上述实施例一所述的散热装置，还包括：脱气罐70。所述脱气罐设置所述液体下降回路上。具体地，所述第二连通管40包括至少两段子管，所述脱气罐设置在两相邻子管之间。如图4所示，至少两段子管中与所述冷凝端换热单元10的冷凝液体输出端连接的子管为夹角呈90的弯管41，所述弯管41和与所述弯管41相邻的子管42之间设有所述脱气罐70。所述脱气罐70用于释放冷凝液中混入的不凝结气体，该不凝结气体可能是蒸汽经冷凝端换热单元后未凝结的气体，也可能是工作人员在维护或检修后通过快速接头将冷凝端换热单元和蒸发端换热单元对应端连通时从外界混入的不凝结气体。在实际应用中，所述脱气罐的位置可靠近蒸发端换热单元。所述脱气罐要保证在散热装置处于非工作状态时其内充满冷媒。

进一步地，所述脱气罐70的沿所述重力方向6的顶部还可设置第二放气阀71，以在所述脱气罐内的气体压力过大时打开释放气体。

再进一步地，上述各所述的散热装置中，所述冷凝端换热单元10的沿所述重力方向6上的顶端设有第一放气阀11，该第一放气阀11用于释放在冷凝端换热单元中的气体，以避免所述冷凝端换热单元中的气体的压力过大。

其中，所述冷凝端换热单元10的沿所述重力方向6的顶部还可设有压力表12，以便于工作人员观察所述冷凝端换热单元的气体压力，以开关所述第一放气阀，避免所述冷凝端换热单元中的气体的压力过大。

具体地，上述各实施例中所述的蒸发端换热单元可以为散热冷板或蒸发器。所述冷凝端换热单元可以为管翅式冷凝器或板翅式冷凝器。若待散热设备为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)设备，则所述蒸发端换热单元可直接选为IGBT散热冷板。上述第一连通管和第二连通管可采用柔性管。

如图5所示，本发明实施例四提供的散热系统的结构示意图。如图5所示，本实施例四，包括：待散热设备90和所述散热装置。其中，所述散热装置包括：冷凝端换热单元10和蒸发端换热单元20。其中，所述冷凝端换热单元10沿重力方向设置在所述蒸发端换热单元20的上方，以使冷凝端换热单元10冷凝出的液体在重力的作用下进入所述蒸发端换热单元20。所述冷凝端换热单元10的蒸汽输入端与所述蒸发端换热单元20的蒸汽输出端连通，形成蒸汽上升回路；所述冷凝端换热单元10的冷凝液体输出端与所述蒸发端换热单元20的冷凝液体输入端连通，形成液体下降回路。所述待散热设备80设置在所述蒸发端换热单元20的吸热端。本实施例中所述的散热装置可采用上述实施例一、实施例二或实施例三提供的所述散热装置，具体的结构可参见上述各实施例中所描述的内容，此处不再赘述。

本实施例中所述的散热装置的工作原理如下：蒸发端换热单元吸收待散热设备工作时产生的热量，将液体工质蒸发为气体工质，冷凝端换热单元吸收气体工质的热量，通过风扇或自然散热将热量散发到空气中，将气体工质冷凝为液体工质。冷凝端换热单元在重力场中高于蒸发端换热单元，在重力作用下，冷凝后的液体工质又流回至蒸发端换热单元，不断循环，实现对待散热设备的散热。

本实施例通过将所述冷凝端换热单元沿重力方向设置在所述蒸发端换热单元的上方，利用冷凝端换热单元和蒸发端换热单元在重力场中的高度差，冷凝液体向重力场的低处走，蒸发气体向重力场的高处走，来完成放热冷凝，吸热蒸发的循环回路。本实施例去除了现有技术散热装置中的泵，进而减免了对泵的检修和维护。另外，本实施例中散热装置中还设置了拆卸维护单元。该拆卸维护单元可在带压状态下完成插拔，将冷凝端换热单元和蒸发端换热单元的蒸汽上升回路和/或液体下降回路连通或分离，便于工作人员分别对冷凝端换热单元或蒸发端换热单元进行检修和维护。

如图6所示，本发明实施例五提供的散热系统的结构示意图，本实施例五基于上述实施例四，还包括：柜体90。所述待散热设备80与所述散热装置的蒸发端换热单元20设置在所述柜体90内，所述散热装置的冷凝端换热单元10设置在所述柜体90外。

本实施例将冷凝端换热单元与蒸发端换热单元通过柜体进行空间隔离，可减小散热设备散发的热量影响冷凝端换热单元凝结气体的效果，进而提高散热系统的散热效果。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种散热装置，其特征在于，包括：冷凝端换热单元和蒸发端换热单元；其中，

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述冷凝端换热单元的蒸汽输入端通过第一连通管与所述蒸发端换热单元的蒸汽输出端连通；

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述冷凝端换热单元的冷凝液体输出端通过第二连通管与所述蒸发端换热单元的冷凝液体输入端连通；

4.根据权利要求2或3所述的散热装置，其特征在于，所述拆卸维护单元为快速接头，或者，所述拆卸维护单元为两个真空球阀和洛克环构成的组合件。

5.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述第二连通管上设有不凝结气体释放口。

6.根据权利要求1～5中任一所述的散热装置，其特征在于，所述冷凝端换热单元的沿所述重力方向上的顶端设有第一放气阀。

7.根据权利要求1～6中任一所述的散热装置，其特征在于，还包括：脱气罐，所述脱气罐设置在所述液体下降回路上。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述脱气罐的沿所述重力方向的顶部设有第二放气阀。

9.根据权利要求1～8中任一所述的散热装置，其特征在于，所述冷凝端换热单元的沿所述重力方向的顶部设有压力表。

10.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述蒸发端换热单元为散热冷板或蒸发器，所述冷凝端换热单元为管翅式冷凝器或板翘式冷凝器。

11.一种散热系统，其特征在于，包括：待散热设备和所述散热装置，其中，所述散热装置采用上述权利要求1～10中任一所述的散热装置，所述待散热设备设置在所述散热装置的蒸发端换热单元的吸热端。

12.根据权利要求11所述的散热系统，其特征在于，还包括：柜体，所述待散热设备与所述散热装置的蒸发端换热单元设置在所述柜体内，所述散热装置的冷凝端换热单元设置在所述柜体外。