[發(fā)明專利]冷凝器熱沉

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880000914.0
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101548141A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設計）人: P·廷代爾;S·P·雷德肖
• 申請（專利權）人: 4能量有限公司
• 主分類號: F25B39/04
• 分類號: F25B39/04;F28D1/02
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 蔡民軍;胡 強

技術領域

本發(fā)明涉及對擴散-吸收循環(huán)致冷系統(tǒng)性能的改進，特別是與用來容納溫度敏感的電氣和電子設備的溫控罩殼一起使用的致冷系統(tǒng)。

背景技術

電氣和電子設備的很多的零件當其暴露在大幅度變化的溫度、濕度或其它周圍條件下時增加了失效、故障的易感性，或者通常加快老化和縮短使用壽命。當這些設備的零件必須長期留在相對不受保護從而不能免受大氣狀況影響的環(huán)境下時，該問題對于這些零件的影響特別明顯。

一個例子是控制設備的零件，特別是它的備用或備份的電池電源供應裝置。這樣的控制設備可見于配電、電信、運輸和安全系統(tǒng)，并且通常位于被隔離開的并且暴露的戶外或室內(nèi)的位置。這樣的設備安裝在用于保護其免受雨水或其它降水的罩殼中通常將會加大溫度變化的幅度，因為陽光照在罩殼上將會加熱罩殼的容納物使其溫度遠高于其它的狀況。另外，在一些應用中，位于敏感性設備附近的散發(fā)出熱量的設備可能會增加熱應力。因此，需要為溫度最敏感的零件提供冷卻或空氣調(diào)節(jié)的設備。

特別是，已經(jīng)注意到在該領域中大量用于配電控制系統(tǒng)和電信系統(tǒng)的電池備用電源供應裝置由于溫度和/或濕度變化所引起的老化造成其使用壽命遠短于預期。在現(xiàn)有技術中的解決方案提供了用于敏感性設備的溫控罩殼，其范圍包括了從簡單的通風罩殼直到完整的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這些解決方案及系統(tǒng)包括了各種技術，例如熱電裝置、強制對流、熱管、相變材料以及蒸氣壓縮循環(huán)。

這樣的溫控罩殼待解決的問題是怎樣使它們有盡可能高的熱效率，而與此同時開發(fā)出來的裝置不具有運動元件，消除因機械磨損和磨耗所造成的這些元件失效而引起的例行的且昂貴的維修的需要。可以被移除的元件包括各機械部件例如風扇、泵和壓縮機，和消耗品例如過濾器。

作為那些所述的一種替代，可以適合與電子和電氣設備一起運用的致冷循環(huán)或冷卻機理是擴散吸收循環(huán)。該循環(huán)完全避免了使用機械能，取而代之的是它直接依靠熱能作為能源。它們還使用環(huán)境友好的流體，并且它們可靠、安靜且造價相對便宜以及不具有運動部件。但它們具有相對低的性能系數(shù)(‘COP’)，這需要改進以使電子和電氣裝置例如工業(yè)備用電源電池可以有效地被冷卻。

現(xiàn)存擴散-吸收循環(huán)致冷系統(tǒng)性能差的一個主要原因是從冷凝器上的熱沉散熱片到外部的周圍環(huán)境之間很差的熱傳遞。在通常的熱沉散熱片的幾何形狀中，與傳熱率主要受最靠近散熱片底部的區(qū)域相比，遠離散熱片底部的區(qū)域在總傳熱率中起的作用較小。在典型的擴散吸收循環(huán)系統(tǒng)中，冷凝器的散熱片布置使得熱量離開冷凝器的熱傳遞不是最優(yōu)的，意味著該循環(huán)在高溫低效率下進行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供更有效的擴散-吸收致冷系統(tǒng)，該致冷系統(tǒng)與用于電氣和電子元件例如工業(yè)備用電源電池的溫控罩殼一起使用。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種擴散-吸收致冷系統(tǒng)，其包括穿過熱沉并被該熱沉圍繞的冷凝管，所述熱沉包括限定出圍繞冷凝管的內(nèi)腔的密封罩殼，該內(nèi)腔用于容納熱傳遞液體，當該熱沉定向用于該致冷系統(tǒng)的使用時，該熱沉的橫截面橫過冷凝管并向上端逐漸變細到最小厚度。

使用根據(jù)本發(fā)明的改進的擴散吸收致冷循環(huán)系統(tǒng)與現(xiàn)有解決方案相比成本更低且效率更高并可用于更大的環(huán)境溫度范圍。因為當涓流充電時這些電池可以很容易地與小罩殼中僅散發(fā)少量熱量的其它設備零件進行熱隔離，這樣工業(yè)電池的溫度可以更有效地被冷卻。當改造成如本文所描述的系統(tǒng)時，冷卻性能將會加強并且改進了COP。

使用呈本發(fā)明的液體填充的密封罩殼形式的熱沉導致了擴散吸收循環(huán)系統(tǒng)在性能上的多種改進，包括通過使熱量從冷凝管散逸進入所述罩殼中的熱傳遞液體來改進熱性能。所述熱傳遞液體優(yōu)選是水和乙二醇的混合液，這是由于它的高熱容。

本發(fā)明的低成本方面通過對標準的擴散吸收系統(tǒng)的改進獲得，該改進是通過增加“纏繞”地圍繞冷凝管的密封罩殼來實現(xiàn)。

該密封的罩殼可以由一件或有限數(shù)目的材料件形成，這改進了罩殼制造的簡單性以及圍繞已有冷凝管進行安裝的簡便性。

增加設備的維護費用的運動部件例如散熱片再也不需要了。相反，可以不需要強制對流就能更有效地實現(xiàn)熱量從冷凝管的散逸。可以有地增添風扇到該系統(tǒng)以進一步加強冷卻性能，但這是以增加復雜性為代價。