CN102052720A - 热管式换热机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热管式换热机组，包括：壳体，其包括通过隔板彼此密闭隔离开的第一部分和第二部分；贯穿过隔板而设置在壳体内的热管；以及连接在热管上的散热翅片。其中，第一部分与室内空气相通而第二部分与室外空气相通，使得热管的处于第一部分内的部分形成为蒸发端，而处于第二部分内的部分形成为冷凝端。该热管式换热机组可使用自然环境的冷量对机房或基站室内降温，并在使用环境冷量的同时完全隔绝了室外空气与室内空气的接触，保证了机房或基站室内湿度和清洁度不受影响。

Description

热管式换热机组

技术领域

本发明涉及一种热管式换热装置。

背景技术

随着信息产业的发展，大量的机房或基站投入建设。在各类信息数据机房和大功率发射接收基站场所中，由于设备发热量高，机房或基站内的空调大多数设置为“强制制冷，25℃”或者“自动，28℃启动”的工作模式，部分基站或机房的空调甚至是全年开启，导致电能浪费现象比较普遍和严重。据统计，机房空调耗电量占各类机房总耗电量的45％，有的甚至高达60％。这与国家的节能减排战略很不相符，高能耗也成为机房或基站发展的障碍。

我国大部分地区室外气温在春、秋、冬季及夏季的部分时间都比较低，有丰富的自然冷源。以北京地区为例，根据气象资料统计，自然环境温度在20℃以下的时间约有5300小时，占全年时间的60％。由于基站或机房室内的洁净度要求很高，不能将室外环境中的冷空气引入室内直接使用，如何使用优厚的自然冷源是解决当前机房或基站耗能高的重要问题。

现有技术中，对于数据机房和通信基站来说所尝试的冷量使用方式主要有两种方式：一种是利用板式换热器进行降温，另一种是直接将室外冷风引入室内进行降温。以上两种方式要么由于室外空气直接进入室内，对室内空气的湿度和洁净度等影响较大。要么，过滤器极易堵塞，传热效率降低，增加维护成本。此外，由于缺少智能控制手段，运行维护成本较高，并且在室内温度较高时不能与原配空调联动。

热管是一种传热元件，用于将大量热量通过很小的截面面积来高效地传输且无需外加动力。热管内部主要通过工作液体的气液相变来传热，热阻小，导热能力高。热管内部的蒸汽处于饱和状态，其从蒸发段流向冷凝段所产的压降很小，温降也很小，因此热管具有良好的等温性。由于具备这些优点，热管在换热装置中得到了广泛的应用。

例如在文献CN101122413A中公开了一种分离式热管机房排热装置。其中，在机房内安装了蒸发器而在机房外安装了冷凝器。蒸发器的上部通过蒸汽管与冷凝器的上部相连通，而冷凝器的底部通过液管与蒸发器的底部相连通。然而在这种设计中，该排热装置采用的是分离式安装的蒸发器和冷凝器，使得输送气体或液体的管道过长，不利于装置的小型化。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种可有效利用环境冷量的热管式换热机组，其能够利用自然冷源来降低室内温度，同时有效隔离室内外空气，保证室内的湿度和洁净度不受室外空气的影响，还能保持紧凑的结构。

根据本发明，提供了一种热管式换热机组，包括：壳体，其包括通过隔板彼此密闭隔离开的第一部分和第二部分；贯穿过隔板而设置在壳体内的热管；以及连接在热管上的散热翅片。其中，第一部分安装为与室内空气相通而第二部分安装为与室外空气相通，使得热管的处于第一部分内的部分形成为蒸发端，而处于第二部分内的部分形成为冷凝端。

在一个实施例中，在第一部分和第二部分中均设置了处于所述热管两侧的导流结构。优选地，导流结构包括沿空气流动方向上的扩口变径部和缩口变径部。

在一个实施例中，第一部分形成了包括室内回风口和室内送风口的室内风通道，所述第二部分形成了包括新风入口和新风出口的新风通道。在室内回风口和新风入口的附近分别设置了室内风循环风机和新风循环风机。

在一个实施例中，在新风入口的附近设置了过滤器和用于监测过滤器两端压力差的压差传感器。

在一个实施例中，在新风出口的附近设置了控制器，用于控制热管式换热机组和空调器的工作。该控制器可在一定温度范围内、例如-20℃到50℃的范围内根据室内温度以及室内外温差来确定循环风机的启停或联动原配置的空调机。该差值优选地为3℃。

在一个实施例中，所述热管的材质为无氧铜；所使用的传热媒质为纯净水。

本发明的热管式换热机组可使用自然环境的冷量对机房或基站室内降温，有助于节能环保。另外，在使用环境冷量的同时完全隔绝了室外空气与室内空气的接触，保证了机房或基站室内湿度和清洁度不受影响。本发明的热管式换热机组还使用了控制器和压差控制器，实现了智能控制，降低了运行维护成本。在温度过高时可以联动原配空调机组，实现快速降温。除此之外，热管和散热翅片的结构模块化，简单紧凑，并且可根据不同的场所任意组合联机工作，极大地方便了用户的使用。

附图说明

在下文中将基于不同的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的热管式换热机组的示意图；

图2是显示了图1所示热管式换热机组中的热管排列的示意性侧视图；

图3是显示了热管排列的示意性俯视图。

在各幅图中，相同的构件由相似的附图标记标示。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明进行详细的说明。

如图所示，根据本发明的热管式换热机组包括壳体1、安装在壳体内的热管2，以及连接在热管2上的散热翅片3。在一个实施例中，热管2采用无氧铜作为基材，内壁设有毛细结构，传热媒质采用高气化潜热的纯净水。在壳体1上可连接原配置空调机(未示出)。

根据本发明，壳体1包括两个部分，即通过隔板6而彼此密闭地隔开的第一部分15和第二部分16。第一部分15安装在室内，从而在第一部分15的内部形成了室内风通道。第二部分16安装在室外，从而在第二部分16的内部形成了新风通道。

热管2贯穿于隔板6地设置，优选相对于隔板6对称地设置。由于热管2的两端分处于温度彼此不通的室内风通道和新风通道内，并且由于自然冷源的存在使得新风通道的温度低于室内风通道的温度，因此，热管2的处于室内风通道中的部分形成了蒸发端5，而其处于新风通道16中的部分形成了冷凝端4。

壳体1的第一部分15包括空气入口和空气出口，即室内回风口17和室内送风口18。类似地，壳体1的第二部分16也包括空气入口和空气出口，即新风入口19和新风出口20。在室内回风口17和新风入口19的附近分别设置了室内循环风机10和新风循环风机13。这样，在室内循环风机10的作用下，室内风被抽吸到室内回风口17并流经热管2。由于热管效应，室内风所带的热量将经热管2的蒸发端5传递到冷凝端4，从而将热量从室内风通道中传递到新风通道中。在新风循环风机13的作用下，热量从新风通道散发至壳体1之外，即散发到室外。

因此，根据本发明的热管式换热机组能够利用热管来有效地将室内的热量排放到室外。同时，通过隔板6在换热机组内形成了两个独立的部分，分别用于室内风和新风。这样，从外界引入的新风不会与室内风发生混合，从而不会影响室内空气的湿度和洁净度。因此，根据本发明的热管式换热机组一方面能够有效地降低室内空气的温度，另一方面又不会对室内空气的质量造成负面影响。

根据本发明的一个有利实施例，在壳体1的第一部分15中，在室内循环风机10之后设置了导流变径部9，其设置成沿空气流动方向呈敞口形。这种导流结构可以有效地防止气流涡旋的产生，以降低***阻力。这样，流入空气能够更顺利和更充分地接触到热管2的蒸发端5，从而实现充分的换热。同时，在室内送风口18的内侧同样设置了导流变径部9，其设置成沿空气流动方向呈缩口形。类似地，在壳体1的第二部分16中，在热管2的冷凝端4的两侧也设置了类似的导流变径部9。因此，根据本发明的该实施例的换热机组具有更高的换热效率。

容易理解，为了避免室外新风中所含颗粒对新风通道带来不利影响，在新风入口19的附近设置了过滤器11。这样，热管2不会直接暴露在新风下，免除了尘粒侵袭造成换热效率的下降。该过滤器通常可以采用滤网的形式，方便抽出进行清理。

根据本发明的另一个实施例，在新风出口20处安装有控制器14。根据室内恒温需要，该控制器14可在-20℃到50℃范围内根据室内温度情况自动地控制原配置空调机的启停和热管式换热机组的工作状态。表1显示了控制器14对原配置空调机和循环风机的控制情况。在表中，T1表示室内温度，T2表示室外温度，T0表示设定温度(即室内需要保持的温度)。

表1

控制器14实时监测并记录原配置空调机和热管式换热机组的运行状况，时间间隔例如为10分钟。另外，控制器14实时测试室内外温差的测试时间例如也可设定为10分钟。

根据本发明的另一个实施例，在所述过滤器11的附近设置有压差传感器12，用于实时监控过滤器12的两侧压力之差。当差值超过设定值时，发出远程报警，以提醒维护人员清理过滤器11。

在一个实施例中，控制器存储所监测到的数据，并将其在显示器上实时显示出来。所有监测数据还可通过网络进行传送，从而实现远程监控。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种热管式换热机组，包括：

壳体(1)，其包括通过隔板(6)彼此密闭隔离开的第一部分(15)和第二部分(16)；

贯穿过所述隔板(6)而设置在所述壳体(1)内的热管(2)；以及

连接在所述热管(2)上的散热翅片(3)，

其中，所述第一部分(15)与室内空气相通而所述第二部分(16)与室外空气相通，使得所述热管(2)的处于所述第一部分(15)内的部分形成为蒸发端，而处于所述第二部分(16)内的部分形成为冷凝端。

2.根据权利要求1所述的热管式换热机组，其特征在于，在所述第一部分(15)和第二部分(16)中均设置了处于所述热管两侧的导流结构。

3.根据权利要求2所述的热管式换热机组，其特征在于，所述导流结构包括沿空气流动方向上的扩口变径部和缩口变径部。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的热管式换热机组，其特征在于，所述第一部分(15)形成了包括室内回风口(17)和室内送风口(18)的室内风通道，所述第二部分(16)形成了包括新风入口(19)和新风出口(20)的新风通道。

5.根据权利要求4所述的热管式换热机组，其特征在于，在所述室内回风口(17)和新风入口(19)的附近分别设置了室内风循环风机(10)和新风循环风机(13)。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的热管式换热机组，其特征在于，在所述新风入口(19)的附近设置了过滤器和用于监测过滤器两端压力差的压差传感器。

7.根据权利要求4所述的热管式换热机组，其特征在于，在所述新风出口(20)的附近设置了控制器(14)，用于在-20℃到50℃范围内根据室内温度以及室内外温差来控制所述热管式换热机组和空调器的工作。

8.根据权利要求7所述的热管式换热机组，其特征在于，所述室内外温差为3℃。

9.根据权利要求1所述的热管式换热机组，其特征在于，所述热管(2)的材质为无氧铜。

10.根据权利要求1所述的热管式换热机组，其特征在于，所述热管式换热机组使用的传热媒质为纯净水。

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