CN104819528A - 用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分离式热管节能降温系统，包括机房，还包括格架间、降温设备、引气管，格架间内部设置格架且格架间底部设置透气孔；降温设备由从下到上顺次连接的蒸发段、隔热传输段及冷凝段组成，蒸发段包括内部设蛇形热管的封闭桶体，封闭桶体的中部和下部设置有进风口和出风口，蛇形热管的两个端口均伸出封闭桶体并与隔热传输段的隔热热管连接，隔热热管上部热管冷凝器，蛇形热管、隔热热管及热管冷凝器形成封闭的管道回路，管道回路内填充低沸点液体；引气管一端设置于格架间顶部并与格架间连通，引气管的另一端连通进风口，出风口连通机房内部。本发明换热效率高，设备运行的稳定性极好，无噪音，无污染，降温稳定，效果好，维修成本低。

Description

用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统

技术领域

本发明涉及一种节能降温系统，更具体的说是涉及一种用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统。

背景技术

在现有技术中，热管一般用于从设备中排出热量，在自然对流冷却条件下，热管散热器比实体散热器的散热性能可提高十倍以上，热管自冷散热系统无需风扇、没有噪音、免维修、安全可靠，对环境无任何污染，热管风冷甚至自冷可以取代水冷系统，节约水资源和相关的辅助设备投资。此外，热管散热还能将发热件集中，甚至密封，而将散热部分移到外部或远处，能防尘、防潮、防爆，提高电器设备的安全可靠性和应用范围。 具有良好导热性的材料有铝、柴铜、和银等，但它们导热系数最多只能达到 102W/m·℃的数量级，而热管的导热系数可达105 W/m·℃的数量级，高于一般金属材料导热系数3个数量级，导热效率是一般金属材料的数百倍乃至上千倍。它可将大量热量通过很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。热管工作时利用了好几种物理学原理：

（1）在真空状态下，液体的沸点降低；

（2）同种物质的汽化潜热比液态显热高得多；

（3）液体汽化以后体积膨胀质量变轻会自动上升移动；

（4）汽体变化为液态时会释放出大量的热量，受重力影响它会自动向下流动；

（5）多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。

数据与通信机房基站中，由于程控交换机、计算机、服务器等设备的运行，会不断的消耗电能而产生大量的热量能，这些热量能使设备的温度迅速升高。传统上给设备降温的方法是开启空调机器给整个机房降温，空调降温耗电往往会占到总耗电的50%以上，一般要求空调机昼夜不停运转，特别是一类中心机房，全年空调都需要始终保持开机制冷状态，这既消耗了大量电能，也加快了空调机器设备老化情况。在数据与通信机房基站，目前降温节能系统比较多的是采用安装管道利用热压效应或是安装液体蒸发式新风冷气机系统来达到降温目的，但是在很多机房或是基站，因为种种原因无法架设比较高比较长的烟道风道，还有很多机房或是基站，根本找不到水源或是供水困难导致无法使用液体蒸发式新风冷气机系统，使节能减排目标没法完成。

发明内容

为克服传统的降温系统的缺陷，本发明提供了一种能耗少、换热效率高及降温效果好的用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，包括机房，该系统还包括设置于机房内部的格架间、设置于机房顶部的降温设备、连通格架间与降温设备的引气管，所述格架间内部设置有格架且格架间底部设置有透气孔；所述降温设备由从下到上顺次连接的蒸发段、隔热传输段及冷凝段组成，所述蒸发段包括内部设有蛇形热管的封闭桶体，封闭桶体的中部和下部分别设置有进风口和出风口，所述蛇形热管的两个端口均伸出封闭桶体并与隔热传输段的隔热热管连接，所述隔热热管上部连接冷凝段的热管冷凝器，所述蛇形热管、隔热热管及热管冷凝器形成封闭的管道回路，管道回路内填充有低沸点液体；所述引气管一端设置于格架间顶部并与格架间连通，所述引气管的另一端连通进风口，所述出风口连通机房内部。本方案中的机房也可以是通信基站、通信塔等需要散热的空间；格架用于放置通信设备。

作为本发明的第一个优化方案，该系统还包括进风间，进风间内部设有鼓风机，鼓风机通过进风管与机房底部连通。

作为本发明的第二个优化方案，该系统还包括用于热管冷凝器降温的冷凝器降温装置。本方案中的冷凝器降温装置可以采用水冷、风冷或化学等降温设备。

作为第二个优化方案的进一步优化，所述冷凝器降温装置包括通过管道顺次连通的冷却水水箱、泵及喷头，所述喷头位于热管冷凝器顶部。为提高热管冷凝器效率，冷凝器降温装置通过冷却水水箱和泵及喷头供水，并通过喷头出水对热管冷凝器降温，从而保证热管冷凝器的正常换热；本方案中的冷凝器降温装置主要采用水冷的方式降温，不仅成本低，且使用方便，降温效果好。

作为上述优化方案的进一步优化，所述冷凝器降温装置还设有与冷却水水箱连通的集水盘，集水盘位于热管冷凝器底部且集水盘高度高于冷却水水箱高度。集水盘将喷头喷出的水收集并重新回收到冷却水水箱再次冷却使用，减少了水资源的浪费，同时降低了用水成本。

作为本发明的第三个优化方案，所述格架间设置有多个，多个所述格架间均分别通过独立的引气管与降温设备连通。格架间均分别通过独立的引气管与降温设备连通可以是热量快速的送出，提高散热效率。

与现有技术相比而言，本发明具有以下的有益效果：

本发明利用相变制冷的热管技术完成数据通信机房与基站的降温功能，由热管在室内吸收热量后自发向外散热，换热效率高，设备运行的稳定性极好，无噪音，无污染，适用场合范围广；整个系统无需使用大功率设备辅助降温，能耗少，同时由于热管具有类似于二极管一样的单向传输特性，只能从机房向外传输热量，使用它不存在热量反向传输问题，相比现有降温方式而言极大的节约了能耗，且没有噪声，降温稳定，效果好，维修成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明结构示意图，图中，带箭头实线表示热空气流向，带箭头虚线表示冷空气流向；

图中的标号分别表示为：1、机房；2、格架间；3、引气管；4、格架；5、通信设备；6、蒸发段；7、隔热传输段；8、冷凝段；9、封闭桶体；10、蛇形热管；11、进风口；12、出风口；13、隔热热管；14、热管冷凝器；15、进风间；16、进风管；17、鼓风机；18、冷凝器降温装置；19、喷头；20、冷却水水箱；21、泵；22、集水盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示的用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，包括机房1，该系统还包括设置于机房1内部的格架间2、设置于机房1顶部的降温设备、连通格架间2与降温设备的引气管3，所述格架间2内部设置有格架4且格架间2底部设置有透气孔；所述降温设备由从下到上顺次连接的蒸发段6、隔热传输段7及冷凝段8组成，所述蒸发段6包括内部设有蛇形热管10的封闭桶体9，封闭桶体9的中部和下部分别设置有进风口11和出风口12，所述蛇形热管10的两个端口均伸出封闭桶体9并与隔热传输段7的隔热热管13连接，所述隔热热管13上部连接冷凝段8的热管冷凝器14，所述蛇形热管10、隔热热管13及热管冷凝器14形成封闭的管道回路，管道回路内填充有低沸点液体；所述引气管3一端设置于格架间2顶部并与格架间2连通，所述引气管3的另一端连通进风口11，所述出风口12连通机房1内部。

它还包括进风间15，进风间15内部设有鼓风机17，鼓风机17通过进风管16与机房底部连通。

它还包括用于热管冷凝器14降温的冷凝器降温装置18。

所述冷凝器降温装置18包括通过管道顺次连通的冷却水水箱20、泵21及喷头19，所述喷头19位于热管冷凝器14顶部。

所述冷凝器降温装置18还设有与冷却水水箱20连通的集水盘22，集水盘22位于热管冷凝器14底部且集水盘22高度高于冷却水水箱20高度。

所述格架间2设置有多个，多个所述格架间2均分别通过独立的引气管3与降温设备连通。

本实施例的工作过程如下：

本实施例中的格架4上放置通信设备5，格架间2将机房1内通信设备5产生的热气聚拢，被格架间2聚拢的热气由引气管3引导，从蒸发段6的封闭桶体9的中部被引入装有蛇形热管10的封闭桶体9内，经过蛇形热管10以后的热空气的热量被蛇形热管10吸收后温度降低，降温后的空气又从封闭桶体9的下部出风口12被排出，冷却后的空气再次进入机房1内部，参与气流循环再次对通信设备5进行降温。蛇形热管10内部装有的低沸点的液体在桶内吸收热量后就从液态变化为气态，这种液体变化为气态的状态称之为相变，在液态变为气态的相变发生时能吸收大量的热能，并且体积膨胀质量变轻，会自动的沿管道上升。气体经过隔热传输段7的隔热热管13隔热传输后到达机房1外面的热管冷凝器14的上部后，气体在热管冷凝器14处释放热量以后又从气态变回液态，由于重力的原因，这个液体又从冷凝器的下部返回到蒸发段6的蛇形热管10的下部，如此循环即可持续对机房1内进行降温。

在降温过程中，鼓风机17开启并将进风间15内的清洁空气送进风管16送入机房1，使机房1内空气流畅而保证降温的正常进行；当热管冷凝器14温度较高时，冷凝器降温装置18的喷头19喷水对热管冷凝器14降温，保证热管冷凝器14的散热效率。

本实施例中，系统利用相变制冷的热管技术完成机房1降温，及时带走了机房1产生的大量热量，其实际降温效果与机房传统的精密空调相当，但它整个工作过程不耗能，换热效率高，提高了通信设备5运行的稳定性，无噪音无污染，适应环境范围更宽，相比现有数据通信机房1与基站采用空调机器给整个机房1降温的降温方式，极大的节约了人力和物力，降低了设备能耗和耗损。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，包括机房（1），其特征在于：该系统还包括设置于机房（1）内部的格架间（2）、设置于机房（1）顶部的降温设备、连通格架间（2）与降温设备的引气管（3），所述格架间（2）内部设置有格架（4）且格架间（2）底部设置有透气孔；所述降温设备由从下到上顺次连接的蒸发段（6）、隔热传输段（7）及冷凝段（8）组成，所述蒸发段（6）包括内部设有蛇形热管（10）的封闭桶体（9），封闭桶体（9）的中部和下部分别设置有进风口（11）和出风口（12），所述蛇形热管（10）的两个端口均伸出封闭桶体（9）并与隔热传输段（7）的隔热热管（13）连接，所述隔热热管（13）上部连接冷凝段（8）的热管冷凝器（14），所述蛇形热管（10）、隔热热管（13）及热管冷凝器（14）形成封闭的管道回路，管道回路内填充有低沸点液体；所述引气管（3）一端设置于格架间（2）顶部并与格架间（2）连通，所述引气管（3）的另一端连通进风口（11），所述出风口（12）连通机房（1）内部。

2.根据权利要求1所述的用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，其特征在于：它还包括进风间（15），进风间（15）内部设有鼓风机（17），鼓风机（17）通过进风管（16）与机房底部连通。

3.根据权利要求1所述的用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，其特征在于：它还包括用于热管冷凝器（14）降温的冷凝器降温装置（18）。

4.根据权利要求3所述的用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，其特征在于：所述冷凝器降温装置（18）包括通过管道顺次连通的冷却水水箱（20）、泵（21）及喷头（19），所述喷头（19）位于热管冷凝器（14）顶部。

5.根据权利要求4所述的用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，其特征在于：所述冷凝器降温装置（18）还设有与冷却水水箱（20）连通的集水盘（22），集水盘（22）位于热管冷凝器（14）底部且集水盘（22）高度高于冷却水水箱（20）高度。

6.根据权利要求1所述的用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统，其特征在于：所述格架间（2）设置有多个，多个所述格架间（2）均分别通过独立的引气管（3）与降温设备连通。