專利名稱：通信數據機房用熱管式換熱系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱管換熱技術領域，具體地說是一種用于通信行業數據機房的熱管式換熱系統。
背景技術：
在通信行業的數據機房中心中，存在能耗過高的情況，具有極大的節能減排空間。 通信設備工作釋放出大量顯熱，使得機房內環境溫度逐漸上升，影響設備的正常工作，嚴重時會導致數據網絡的故障，對工業生產、生活等造成不可估量的損失。為了保證機房中心設備的穩定可靠運行，使數據機房內環境溫度需維持在26°C 30°C范圍內，現有技術中通常在數據機房中安裝了精密空調設備，來滿足設備運行所需的溫度和濕度要求。但空調設備的能耗較高，占機房中心整個耗電量的30%以上。由于機房內設備分布密集，熱對流不充分，同樣會導致空調降溫不明顯。并且，當機房內通信設備與空調設備同時運行時，會導致電力負荷過重，存在發生火災等安全隱患。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種用于通信行業數據機房的熱管式換熱系統，既能解決機房內有效換熱的問題，還能降低能耗，并能進一步消除因機房內環境溫度過高帶來的設備運行安全隱患，且緩解了空調設備能耗過高帶來的用電壓力。為了實現上述發明目的，本實用新型公開一種通信數據機房用熱管式換熱系統， 包括殼體，用以形成一熱交換區域；放置于殼體內部的熱管換熱器，該熱管換熱器由復數個熱管和復數個散熱片組成，該熱管與散熱片垂直；一控制單元，根據室內室外溫度差是否小于閾值以控制該熱管式換熱系統開啟；還包括一隔板，該隔板將該殼體分為受熱區域和冷卻區域，該熱管換熱器被該隔板分為受熱段與冷卻段。更進一步地，該受熱區域和該冷卻區域均包括至少一個風機和一個通風口。該風機為變頻調速風機，該風機和通風口均固定于殼體上。該受熱段位于該隔板下方，該冷卻段位于該隔板上方。該熱管式換熱系統還包括一支架，用于與地面或墻壁保持固定。本實用新型同現有技術相比，采用熱管式換熱系統，且控制該系統與現有空調聯動運行，充分發揮熱管換熱系統高能效比的優勢，解決機房內換熱與高能耗的問題，有效消除了因機房內環境溫度過高帶來的設備運行安全隱患，且緩解了空調設備能耗過高帶來的用電壓力，且本實用新型結構簡單、便于安裝，能夠廣泛應用于現有高能耗的通信機房節能改造和新建節能型通信機房的換熱。
關于本實用新型的優點與精神可以通過以下的實用新型詳述及所附圖式得到進一步的了解。[0008]圖1是本實用新型所涉及的熱管式換熱系統的結構示意圖；圖2是熱管式換熱系統的使用狀態結構示意圖；圖3是本實用新型所涉及的熱管式換熱系統的流程圖。主要圖示說明1-熱管式換熱系統11-控制系統12-散熱片13-熱管14-箱體15-風機16-風機接ロ17-外部風道18-中部安裝板19-中間隔板20-安裝支架21-受熱段3-機房設備31-UPS設備頂部出風41-熱風出風集氣管42-冷風進風集氣管401-低溫熱風402-低溫冷風51-熱風進風集氣管52-熱風出風集氣管501-高溫熱風502-高溫冷風7-空調。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施例。參見圖1，本實用新型所公開的熱管式換熱系統1包括設備箱箱體14、控制系統 11、箱內中部安裝板18、熱管換熱器、通風風機15、風機接ロ 16、系統安裝支架20及外部通 風管道。熱管換熱器主要由陣列式排布的熱管3穿過設有中間隔板19的層疊式散熱片12 組成。箱體14側壁上設有開ロ法蘭，用于安裝風機接ロ 16和外部通風管路17。箱體14底 部設有安裝孔，用于將機箱固定在安裝支架20上。箱體14寬度300mnTl500mm，外箱高度 500mnT2500mm，外箱厚度 30(Tl500mm。控制系統11安裝于箱體內部，其輸入信號接外部熱電偶探測點以判斷是否滿足 運行的條件，輸出信號接冷、熱側風機以控制風機15的啟停。當外部冷源充足吋，系統可替 代空調投入運行，節省大量電能，當外部冷源不充足吋，系統處于間歇工作或待機狀態，由 空調提供冷量給機房，保證機房內設備穩定、可靠運行的環境溫度；控制系統11檢測風機功率、風壓的變化，以判斷風阻改變情況，從而給出系統維 護的信息或故障報警信息。控制系統11支持風機15的智能調速，根據溫差的不同，選擇室 內、外溫差自動調節風機轉速，以使系統在最佳節能エ況下運行。控制系統11支持運行記 錄及數據就地存儲，包括啟停時間，運行持續時間，室內實時溫度，室外實時溫度；同時遵循 通信協議，可實現將運行數據按規定格式上傳至數據中心。箱內中部安裝板18上設有開ロ法蘭，用于固定熱管換熱器的中間隔板19;箱內中 部安裝板18通過焊接與箱體14連接。熱管換熱器主要由陣列式排布的熱管13穿過設有中間隔板19的層疊式散熱片12 組成。位于中間隔板下端的為熱管換熱器的受熱段21設于箱內中部安裝板18以下，位于 中間隔板19上端的為熱管換熱器的冷卻段(即位于圖1中散熱片12的位置)設于箱內中部安裝板18以上。中間隔板19采用螺栓固定于箱內中部安裝板18上。中間隔板19厚度為 10 25mm，其上設有熱管安裝孔，熱管安裝孔為一臺階式T型通孔，熱管安裝孔的軸線與中間隔板表面夾角為90°。熱管13穿過熱管安裝孔與中間隔板19采用過盈配合，并采用焊錫將熱管13與中間隔板9焊接連接。熱管換熱器的受熱段21采用強制對流方式進行熱交換，冷卻段12采用自然對流或強制對流方式進行熱交換。熱管換熱器的工作過程如下當熱流體流經受熱段時，通過對流傳熱，將熱量通過散熱片傳給熱管受熱段管壁，然后傳給管內封裝的工質；工質受熱汽化，汽化吸收汽化潛熱，然后流向熱管冷卻段，在冷卻段向管壁放熱后冷凝，通過熱管內壁的毛細結構回流至受熱段，開始下一個循環；冷卻段管壁將熱量導出到其上套裝的散熱片上，散熱片再將熱量通過對流和輻射綜合作用，傳給橫掠過其表面的冷流體。通過這種方式，完成熱量由熱流體到冷流體的傳遞。而熱管在整個換熱過程中是扮演一個熱的超導體的角色，將熱量從熱流體傳至冷流體。風機15具有變頻調速功能，可根據控制輸入信號來改變運行模式，實現定速或變速運行。風機通過風機接口 16固定在箱體14上，風機15與箱體4之間通過連接螺絲固定， 需要維護時可方便拆卸。安裝支架20由鋼/鐵制成，其上設有固定機箱14的安裝孔。安裝支架可固定于機房地面或懸掛于機房墻壁上。該熱管式換熱系統的使用狀態結構示意圖如圖2中所示。熱管式換熱系統的主體安裝于機房的一側，可以根據機房內設備的數量的多少配置相應的熱管式換熱系統。位于機房內設備3上方的是通風管路51、52。機房內設備發熱后散失到機房空間內，房內環境溫度上升，機房整個環境空間作為熱源，由熱風管道收集熱風501后送至熱管換熱機組的受段，機房外環境作為冷源，由風機經由冷風管道42送至熱管換熱機組的冷卻段，受熱段和冷卻段通過中間隔板隔斷，熱風在下部、冷風在上部同時流經在熱管換熱器時，即完成熱量由熱風傳至冷風的過程。圖2中的箭頭代表了空氣流動的方向，由此完成了吸熱、散熱、熱交換等一系列過程。在熱管換熱器處，冷、熱風方向可能為同向(順流)、逆向(逆流)，或者是垂直，由風機的安裝位置確定。本實用新型中熱管式換熱系統1既可以安裝于機房地面，也可懸掛安裝與機房墻壁。熱管換熱器在機組箱體內部垂直放置，中間隔板上所開熱管安裝孔軸線與箱體中部安裝板表面垂直，熱管軸線沿重力方向，有利于發揮重力熱管傳熱優勢。圖3是本實用新型所涉及的熱管式換熱系統的流程圖本發明中的熱管式換熱系統主要用于通信行業數據機房內部整體空間與外界環境的換熱。如圖3中所示，熱管式換熱系統的工作過程如下S11系統啟動；S12設置機房環境溫度為T0，系統節能臨界啟動溫差Δ Tcr ；S13由熱電偶采集到的機房內溫度Tl和機房外環境溫度Τ2，從而確定熱管式換熱機組與現有空調機組的聯動運行模式，包括熱管機組單獨運行，熱管機組與空調機組共同運行和空調機組單獨運行。當滿足步驟S14:T1彡TO (說明機房內溫度過高需降溫)，和步驟S15 :T1-T2彡Δ Tcr (說明達到節能臨界啟動溫差，若運行則節能)時，則進入步驟S17 風機啟動運行，熱管式換熱機組工作。當步驟S14的判斷結果為Tl ^ TO(說明機房內溫度過高需降溫)，且當步驟S15的判斷結果為Τ1-Τ2 <Δ Tcr (說明未達到熱管機組臨界啟動溫差，若運行則屬不節能運行)時，則進入步驟S16熱管換熱機組停運，空調機組維持運行；當步驟S14判斷結果為Tl < TO (說明機房內溫度不需降溫)熱管式換熱機組停運。該換熱系統可根據室內外的溫度控制換熱機組的停止或開啟。該氣-氣熱管換熱系統與機房原有空調進行聯動，可部分甚至全部替代空調。當室外冷源充足時該氣-氣熱管換熱系統可高效運行，由于其能效比同比遠大于空調，在提供相同冷量的基礎上可大幅減小耗電量。當室外冷源不充足時，該氣-氣熱管換熱系統可間歇工作，達到其節能臨界條件時則啟動，否則停機，從而在保證機房內環境溫度滿足26°C 30°C要求時，最大限度節省電能。本說明書中該的只是本實用新型的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型的限制。凡本領域技術人員依本實用新型的構思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本實用新型的范圍之內。
權利要求1.一種通信數據機房用熱管式換熱系統，包括殼體，用以形成一熱交換區域；放置于殼體內部的熱管換熱器，所述熱管換熱器由復數個熱管和復數個散熱片組成， 所述熱管與散熱片垂直；一控制單元，根據室內室外溫度差是否小于閾值以控制所述熱管式換熱系統開啟；其特征在于，還包括一隔板，所述隔板將所述殼體分為受熱區域和冷卻區域，所述熱管換熱器被所述隔板分為受熱段與冷卻段。
2.如權利要求1所述的熱管式換熱系統，其特征在于，所述受熱區域和所述冷卻區域均包括至少一個風機和一個通風口。
3.如權利要求2所述的熱管式換熱系統，其特征在于，所述風機為變頻調速風機，所述風機和通風口均固定于殼體上。
4.如權利要求1所述的熱管式換熱系統，其特征在于，所述受熱段位于所述隔板下方， 所述冷卻段位于所述隔板上方。
5.如權利要求2所述的熱管式換熱系統，其特征在于，所述熱管式換熱系統還包括一支架，用于與地面或墻壁保持固定。
專利摘要本實用新型公開一種通信數據機房用熱管式換熱系統，包括殼體，用以形成一熱交換區域；放置于殼體內部的熱管換熱器，該熱管換熱器由復數個熱管和復數個散熱片組成，該熱管與散熱片垂直；一控制單元，根據室內室外溫度差是否小于閾值以控制該熱管式換熱系統開啟；還包括一隔板，該隔板將該殼體分為受熱區域和冷卻區域，該熱管換熱器被該隔板分為受熱段與冷卻段。
文檔編號F28D15/02GK202190492SQ201120272730
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者姚勇, 朱曉瓊 申請人:上海威特力熱管散熱器有限公司