[發明專利]一種串并聯式環路兩相熱虹吸管

有效

• 申請號: 201910476186.0
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110207519B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 朱琳
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F25B43/00;F28D9/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 許峰

本發明公開了一種串并聯式環路兩相熱虹吸管，可有效改善雙蒸發器內工質流量分布不合理，增加系統的傳熱性能，提高系統的啟動性能。所述串并聯式環路兩相熱虹吸管，包括冷凝器，還包括氣液分離器、第一蒸發器、第二蒸發器、液管、氣管和第一兩相管；冷凝器的第一出口和液管的進口連接；液管的第一出口和第一蒸發器的進口連接，第一蒸發器的出口和氣液分離器的進口連接，氣液分離器的第一出口通過氣管和冷凝器的第一進口連接，氣液分離器的第二出口和第二蒸發器的進口連接；液管的第二出口和第二蒸發器的進口連接；第二蒸發器的出口通過第一兩相管和冷凝器的第一進口連接。

技術領域

本發明屬于熱管技術領域，具體來說，涉及一種串并聯式環路兩相熱虹吸管。

背景技術

隨著信息機房的數量和投資規模的迅速增長，其耗電量也與日俱增，對企業和社會造成了巨大的資源負荷的同時，也制約了信息機房的升級與擴容。傳統的信息機房冷卻采用空調機組來進行散熱。但由于信息機房的熱負荷較大，要求空調機組全年與全天候供冷，使得基于單一的蒸氣壓縮制冷方法的空調電能消耗大，占總耗電量的45%。此外，在北方冬季及過渡季節，室外空氣溫度低于室內空氣溫度時，傳統的蒸氣壓縮制冷方式無法利用此自然冷源對信息機房內空氣進行冷卻，從而造成了自然冷源的浪費。因此，探索利用室外低溫空氣為信息機房提供天然冷源以此降低運行能耗的自然冷卻技術成為各類信息機房節能減排的發展方向之一。

自然冷卻技術的應用方式包括直接或間接的空氣自然冷卻方式、直接或間接的蒸發冷卻方式及利用熱管的自然冷卻方式。環路兩相熱虹吸管作為熱管中的一種，由于其能根據應用背景選取合適的蒸發與冷凝換熱器型式，且安裝更簡易等優點被廣泛應用于信息機房冷卻中。目前應用于信息機房冷卻的環路兩相熱虹管的換熱模式主要有兩種：環路兩相熱虹吸管與信息機房室內外空氣進行換熱以及環路兩相熱虹吸管多個蒸發器與信息機房內電子芯片直接接觸進行換熱。針對前者的相關研究較多且趨于成熟。然而，當環路兩相熱虹吸管與信息機房室內外空氣進行換熱時，為保證最大熱流密度的芯片能正常工作，一般采用大溫差送風從而導致冷卻能耗較大。此外，當采用風冷對電子芯片進行冷卻時，與芯片連接的翅片散熱器底板與芯片的面積相差懸殊，導致了散熱器底板溫度梯度大，換熱效果差等問題。而采用多個蒸發器與電子芯片直接接觸進行換熱能有效的改善以上問題。因此，針對多熱源（多蒸發器）環路兩相熱虹吸管開展研究以提高信息機房冷卻的性能，降低其能耗已成為大勢所趨。

以雙蒸發器為例，并聯式雙蒸發器環路兩相熱虹吸管在非均勻熱流情況下存在高熱流密度的蒸發器內工質流量過少導致其傳熱效果變差，而在低熱流密度蒸發器內工質流量過多又造成了工質的浪費，雙蒸發器內工質分布不合理等問題。此外，在啟動過程中，該系統在非均勻熱流情況下過沖溫度和過沖壓力較高，啟動過程不穩定，啟動性能有所衰減。

發明內容

本發明的目的在于提供一種串并聯式環路兩相熱虹吸管，可有效改善雙蒸發器內工質流量分布不合理，增加系統的傳熱性能，提高系統的啟動性能。

為解決上述技術問題，本發明實施例采用以下技術方案：

一種串并聯式環路兩相熱虹吸管，包括冷凝器，還包括氣液分離器、第一蒸發器、第二蒸發器、液管、氣管和第一兩相管；冷凝器的第一出口和液管的進口連接；液管的第一出口和第一蒸發器的進口連接，第一蒸發器的出口和氣液分離器的進口連接，氣液分離器的第一出口通過氣管和冷凝器的第一進口連接，氣液分離器的第二出口和第二蒸發器的進口連接；液管的第二出口和第二蒸發器的進口連接；第二蒸發器的出口通過第一兩相管和冷凝器的第一進口連接。

作為優選例，所述的串并聯式環路兩相熱虹吸管，還包括第二兩相管，所述氣管的出口和第一兩相管的出口分別和第二兩相管的進口連接，第二兩相管的出口和冷凝器的第一進口連接。

作為優選例，所述第一蒸發器和第二蒸發器工作時，第一蒸發器的熱流密度低于第二蒸發器的熱流密度。

作為優選例，所述冷凝器為板式換熱器，工質在冷凝器中流動，冷卻水在冷凝器中逆向流動對工質進行冷卻。