[发明专利]一种新型主被动结合式热力冷却设备

说明书

本发明结合压缩机主动制冷和热管被动冷却的方式，并采用一体式的布局，组成一种新型主被动结合式热力循环设备。该设备包括内循环风扇、隔离板、主动蒸发器、压缩机、排水管、热管蒸发段、热管、节流元件、主动冷凝器、热管冷凝段、外循环风扇和壳体。当大气温度高于目标设备的设定控制温度时，此时设备和通常的空调系统一样工作，当大气温度低于目标设备的设定控制温度时，压缩机主动制冷冷却系统不工作，依靠被动冷却系统中的热管配合内、外循环风扇将目标设备处的热量泵送到大气中，这样可以减少压缩机的启动次数和连续运行时间，减少主动制冷却系统的故障率和节省大量电能。

技术领域

本发明涉及一种新型主被动结合式热循环设备，具体为一种结合主动和被动两种热转移方式的冷却设备，包括热管被动式冷却方式和压缩机制冷主动冷却方式。

背景技术

热管是传热技术中的一项高科技成果,热管传热技术有极高的导热率(是良导热金属如银的100至1000倍)和热效率,其反应灵敏、工作范围广、结构简单、工作可靠、成本低廉,已逐步推广于机械工程,电子电力,医疗及家用电器等各个领域，尤其在工业换热和节能等方面获得了广泛应用,并在冶金、化工、电子、建材、动力等行业有很多成功的实例。在电子行业,近年来热管技术己在电器设备散热、电子器件冷却、半导体元件以及大规模集成电路板的散热方面取得了很多应用成果。电子技术的发展又对热管技术提出了许多更高的要求,微型热管、小型热管、回路热管、毛细泵回路热针、振荡热管等新型、高效、紧凑热管散热器一也迅速被开发。在建材行业,80年代国内己有许多单位应用热管技术回收陶瓷、水泥生产中排放的余热取得良好的节能效果。90年代高温热管技术的工业开发获得成功,这些都为今后的推广应用和开展新的开发研究打下了很好的基石。

伴随着我国信息化产业及数字化建设的快速发展,数据中心的建设速度大大加快,其数量迅速增加,越来越成为能耗大户。为了响应国家节能减排发展绿色经济的号召,数据中心的节能减排越来越受到重视。数据中心内各类数据存储、交换和处理设备具有发热量大,且发热量持续稳定的特点,一般通信机房空调热负荷达到300瓦/平方。为了维持数据中心内设备正常运行所需要的温湿度环境,数据中心空调系统必须全年全时的为数据中心提供所需的冷量。因此,数据中心空调系统的能耗在数据中心总能耗中占有相当一部分比例。据统计,数据中心空调系统消耗的电能可以占到数据中心总耗电量的40%至60%。目前,我国电信业每年耗电量为200多亿度,其中基站空调年耗电量就高达70亿度。因此,数据中心空调系统的节能是数据中心节能减排的关键点。在冬季及过渡季节，如果能合理使用自然冷源为机房降温，则原空调系统压缩机的运行时间将会缩短，节约大量的电能。如直接釆用新风系统,不能保证机房内空气的洁净度及湿度,无法杜绝室外的灰尘、水分等进入数据中心。伴随着我国电力以及铁路电气化、智能化的快速发展，对控制系统的稳定性、可靠性提出了很高的要求，同时随着节能环保措施的深入，电力系统、铁路系统的节能减排指标要求越来越高，电力电气设备、铁路电气设备的稳定运行要求和节能减排要求越来越高。电气化一个最重要的设备之一是户外电气控制柜，由于在户外太阳下暴晒，由于至于户外有绝缘防水防虫等要求，因此电气控制柜往往被设计成与外部空气隔绝，其冷却主要依靠机柜空调。由于电气控制柜处于阳光下，即使室外空气温度较低，由于太阳辐射和内部元器件发热，机柜内温度迅速升高，此时智能通过机柜空调给机柜降温，因此空调长期处于工作状态，故障率高，能耗高。

本发明针对上述数据中心和电气控制柜的工作特征，提出一个结合热管散热和压缩机制冷散热的新型热力冷却设备，最大化利用外部自然冷源,实现数据中心和电气控制柜的高效节能冷却。

发明内容