CN103940271B - 一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统 - Google Patents
一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，主要由蒸发式冷凝器、蒸发器、蒸发器风机、导气管、导液管和电路控制部分；所述蒸发式冷凝器和蒸发器是全铝微通道换热器，所述蒸发器位于蒸发式冷凝器的下部；所述蒸发器的介质出口通过一根导气管连接于蒸发式冷凝器的介质入口；所述蒸发式冷凝器的介质出口通过一根导液管连接于蒸发器的介质入口；本发明通过蒸发式冷凝器的设计和其在热管换热系统上面的使用，扩大了热管换热系统的使用范围，提高其换热效率以及其在四季中的使用时间；并且该产品结构简单，制造成本较低，换热效果好，是一种适合于各种电子设备热机房使用的理想散热器，有利于大力推广和应用。
Description
技术领域
本发明属于冷热能量输运技术领域，涉及一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统。
背景技术
目前由于电子计算机与数据处理机房内设备密度大、发热量大，计算机系统对环境的温、湿度及含尘浓度等都有一定要求，因此，应设空调系统。为了保证相应的温、湿度条件，蒸气压缩式机房专用空调得到了普遍应用，即使在冬季寒冷地区，发热量大的机房也需要采用蒸气压缩式机房专用空调得到了普遍应用，即使在冬季寒冷地区，发热量大的机房也需要采用蒸气压缩式机房专用空调制冷运行来承担散热负荷。然而，对于我国北方地区来说，冬季及春秋过渡季节大部分时间内的气温低于20度，即使在这种情况下，现有的空调系统还得启动高耗能的压缩机特别是那些发热量集中对清洁度要求高的的工作场合对环境来控制温度，这种仍旧采用蒸气压缩式机房专用空调系统进行降温来冷却的方案是不节能的，从而导致电能的无谓浪费，营运成本居高不下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，为解决现有空调系统中存在的能耗大问题，而提供一种节能减排的带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，能在室外温度合适的条件下运行自然冷源来调节室内温度，能够安全、可靠、稳定、节能的自动运行制冷循环系统。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，包括蒸发式冷凝器（1）、蒸发器（9）、导气管、导液管和电路控制部分；其特征在于，所述蒸发式冷凝器（1）由换热器（2）、风机（3）、喷淋水装置（4）、水泵（5）、集水槽（6）、管路（7）和浮球阀（8）组成；所述换热器（2）为全铝无散热片的微通道换热器，包括集气管（21）、集液管（22）、位于集气管（21）和集液管（22）之间的中间扁管（23）、介质入口（24）以及介质出口（25）五个部分；所述换热器（2）的中间扁管（23）的侧面宽度比正面宽度要宽，且每相邻两个中间扁管（23）的侧面之间都设有一个喷淋水装置（4）；所述喷淋水装置（4）位于换热器（2）的集气管（21）的下部；所述喷淋水装置（4）分别向两侧所述中间扁管（23）的侧面喷水，使喷淋的水顺着中间扁管（23）的侧面从所述中间扁管（23）顶部流向底部；所述风机（3）带动外部空气进入换热器中间扁管的喷水侧通道，这样空气和水同时与换热器中间扁管内的制冷剂进行热交换；所述集水槽（6）位于所述换热器（2）的下部；所述水泵（5）连接于集水槽（6）和喷淋水装置（4）之间，将集水槽（6）内部的水通过管路（7）输送给喷淋水装置（4）；所述集水槽（6）内设有浮球阀（8）；所述浮球阀（8）控制所述集水槽（6）内的水位；所述蒸发器（2）是全铝微通道换热器，其位于蒸发式冷凝器（1）的下部，且蒸发器（2）的最高点和蒸发式冷凝器（1）的最低点之间一定要有一个落差；所述蒸发器的介质出口（91）通过一根导气管连接于蒸发式冷凝器的介质入口（24）；所述蒸发式冷凝器的介质出口（25）通过一根导液管连接于蒸发器的介质入口（92）。
以上所述的一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，还包括一个储液罐（11），所述储液罐（11）连接于蒸发式冷凝器的介质出口（25）与所述蒸发器的介质入口（92）之间。
以上所述电路控制部分控制蒸发式冷凝的风机（3）、蒸发器的风机（10）以及水泵的开启与关闭。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过新型蒸发式冷凝器的设计，在同等工况条件和换热效果的情况下，只要求大约是相同规格的风冷式冷凝器的50%的迎风面积，换热器内需冷凝降温的工质充注量减少45% 以上，设备的整体重量减少30% 。因为蒸发式冷凝器可以提供比普通空冷式冷凝器更大的过冷度，在高温工况时，可以使热管运行范围扩大，提高热管的性能。蒸发式冷凝器能使微通道热管换热系统的运行范围变大、效果更好。蒸发式冷凝器的冷凝温度比空冷式冷凝器低8 ～ 11 度，这样就可以在夏天炎热的时候更好的发挥热管换热系统的效果。
附图说明
图1本发明的蒸发式冷凝器的结构示意图。
图2为带有蒸发式冷凝器的热管换热系统的结构示意图。
图3为此带有蒸发式冷凝器的热管换热系统去掉储液罐的结构示意图。
图中：（1）蒸发式冷凝器；（2）换热器；（21）集气管；（22）集液管；（23）中间扁管；（24）介质入口；（25）介质出口；（3）风机；（4）喷淋水装置；（5）水泵；（6）集水槽；（7）管路；（8）浮球阀；（9）蒸发器；（91）蒸发器的介质出口；（92）蒸发器的介质入口；（10）蒸发器的风机；（11）储液罐。
具体实施方式
如图1所示本发明的蒸发式冷凝器的结构示意图，本发明的蒸发式冷凝器实施过程如下：制冷剂蒸汽从换热器的介质入口（24）经集气管（21）流入换热器的中间扁管（23），并与喷淋水装置（4）中喷淋出来的冷水进行热交换，放热冷凝后的制冷剂汇集于换热器的集液管（22），后经换热器的介质出口（25）排出。集水槽（6）中的循环水由水泵（5）通过管道（7）送至换热器集气管（21）底部的喷淋水装置（4）形成喷淋，喷淋出来的冷水由于重力以及表面张力作用于换热器的中间扁管（23）的侧表面形成均匀的水膜，水膜一方面吸收制冷剂蒸汽冷凝放出的热量，一方面又与风机从外部吸入换热器的空气进行蒸发换热，蒸发的水分随空气排入大气，未蒸发掉的水分落入集水槽（6）进行下一次循环。下面结合附图2和3对本发明作进一步的描述。
实施例
1
如图2所示一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，包括蒸发式冷凝器（1）、蒸发器（9）、储液罐（11）、导气管、导液管和电路控制部分；所述蒸发式冷凝器（1）是全铝无散热片的微通道换热器；所述蒸发器（2）是全铝微通道换热器，其位于蒸发式冷凝器（1）的下部，且蒸发器（2）的最高点和蒸发式冷凝器（1）的最低点之间一定要有一个落差；所述蒸发器的介质出口（91）通过一根导气管连接于蒸发式冷凝器的介质入口（24）；所述蒸发式冷凝器的介质出口（25）通过一根导液管连接于蒸发器的介质入口（92）。
本发明的热管换热系统工作时，蒸发器（9）与高温热源接触，液态工作介质在蒸发器（9）内受高温热源的加热而蒸发为气体，并吸收热量，蒸发形成的气态制冷工质通过蒸发器的介质出口（91）排出，然后从换热器的介质入口（24）经集气管（21）流入换热器的中间扁管（23），并与喷淋水装置（4）中喷淋出来的冷水进行热交换，放热冷凝后的制冷剂由于重力作用汇集于换热器的集液管（22），后经换热器的介质出口（25）排出，然后进入储液灌（11），气液制冷中间介质根据各自物理性质在储液罐（11）内分离，液态制冷工质通过蒸发器介质入口（92）进入到蒸发器（9）中进行下一次循环。
实施例
2
如图3所示的带有蒸发式冷凝器的热管换热系统去掉储液罐的结构示意图，除了少了一个储液罐，其它部件的运行与图2的循环工作模式相同。
Claims (3)
1.一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，包括蒸发式冷凝器（1）、蒸发器（9）、导气管、导液管和电路控制部分；其特征在于，所述蒸发式冷凝器（1）由换热器（2）、风机（3）、喷淋水装置（4）、水泵（5）、集水槽（6）、管路（7）和浮球阀（8）组成；所述换热器（2）为全铝无散热片的微通道换热器，包括集气管（21）、集液管（22）、位于集气管（21）和集液管（22）之间的中间扁管（23）、介质入口（24）以及介质出口（25）五个部分；所述换热器（2）的中间扁管（23）的侧面宽度比正面宽度要宽，且每相邻两个中间扁管（23）的侧面之间都设有一个喷淋水装置（4）；所述喷淋水装置（4）位于换热器（2）的集气管（21）的下部；所述喷淋水装置（4）分别向两侧所述中间扁管（23）的侧面喷水，使喷淋的水顺着中间扁管（23）的侧面从所述中间扁管（23）顶部流向底部；所述风机（3）带动外部空气进入换热器中间扁管的喷水侧通道，这样空气和水同时与换热器中间扁管内的制冷剂进行热交换；所述集水槽（6）位于所述换热器（2）的下部；所述水泵（5）连接于集水槽（6）和喷淋水装置（4）之间，将集水槽（6）内部的水通过管路（7）输送给喷淋水装置（4）；所述集水槽（6）内设有浮球阀（8）；所述浮球阀（8）控制所述集水槽（6）内的水位；
蒸发式冷凝器（1）换热工作过程如下：制冷剂蒸汽从换热器的介质入口（24）经集气管（21）流入换热器的中间扁管（23），并与喷淋水装置（4）中喷淋出来的冷水进行热交换，放热冷凝后的制冷剂汇集于换热器的集液管（22），后经换热器的介质出口（25）排出，集水槽（6）中的循环水由水泵（5）通过管路（7）送至换热器集气管（21）底部的喷淋水装置（4）形成喷淋，喷淋出来的冷水由于重力以及表面张力作用于换热器的中间扁管（23）的侧表面形成均匀的水膜，水膜一方面吸收制冷剂蒸汽冷凝放出的热量，一方面又与风机从外部吸入换热器的空气进行蒸发换热，蒸发的水分随空气排入大气，未蒸发掉的水分落入集水槽（6）进行下一次循环；
所述蒸发器（9）是全铝微通道换热器，其位于蒸发式冷凝器（1）的下部，且蒸发器（9）的最高点和蒸发式冷凝器（1）的最低点之间一定要有一个落差；所述蒸发器的介质出口（91）通过一根导气管连接于蒸发式冷凝器的介质入口（24）；所述蒸发式冷凝器的介质出口（25）通过一根导液管连接于蒸发器的介质入口（92）；这样蒸发式冷凝器（1）、导气管、蒸发器（9）、导液管通过相互连接组成一个热管换热系统；
该热管换热系统工作时：蒸发器（9）与高温热源接触，液态工作介质在蒸发器（9）内受高温热源的加热而蒸发为气体，并吸收热量，蒸发形成的气态制冷工质通过蒸发器的介质出口（91）排出，经导气管进入蒸发式冷凝器（1），气态制冷工质在蒸发式冷凝器（1）里面放热冷却为液态制冷工质，液态制冷工质通过导液管进入到蒸发器（9）中进行下一次循环。
2.根据权利要求1所述的一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，其特征在于，还包括一个储液罐（11），所述储液罐（11）连接于蒸发式冷凝器的介质出口（25）与所述蒸发器的介质入口（92）之间。
3.根据权利要求1所述的一种带有蒸发式冷凝器的热管换热系统，其特征在于，所述电路控制部分控制蒸发式冷凝的风机（3）、蒸发器的风机（10）以及水泵的开启与关闭。
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