用于發熱設備的輻射式空調系統技術方案

本發明專利技術提供了一種用于發熱設備的輻射式空調系統，其包括經由連接管連接而形成可循環的冷媒回路的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和至少一個輻射板蒸發器；每一輻射板蒸發器均包括冷媒管和與冷媒管進行換熱的輻射板；其中，該輻射式空調進一步包括至少一個傳熱板，其用于與發熱設備進行輻射傳熱，并將所吸收的熱量傳輸至輻射板。本發明專利技術能夠改進輻射板和發熱設備之間的傳熱效果，尤其適合于對多個密集分布的發熱設備進行降溫處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及本專利技術提供了一種板式蒸發器降溫的輻射式空調系統，主要用于電子發熱設備的降溫。其可以用于對例如服務器、基站等的各種發熱設備進行降溫處理，尤其是適合于對多個密集分布的發熱設備進行降溫處理。
技術介紹
中國專利CN200810029359.6公開了一種具有輻射換熱天花板的空調，包括熱泵系統和水循環系統，其中，水循環系統包括含有泵、空氣換熱裝置、水換熱裝置和多塊輻射換熱天花板的水循環回路，通過空氣換熱裝置與外界空氣換熱，通過水換熱裝置與熱泵系統換熱；輻射換熱天花板包括金屬天花板、接入水循環回路中的換熱盤管以及覆蓋在換熱盤管上方的保溫材料層；換熱盤管設置于金屬天花板上方，貼近金屬天花板但不接觸金屬天花板。中國專利技術專利CN201010158876.0公開了一種具有分離式輻射板蒸發器的基站專用空調機，其包括室外機、設在機房內的輻射板蒸發器以及冷凝水排除裝置，其中，室外機包括壓縮機、冷凝器和膨脹閥，輻射板蒸發器通過連接管與壓縮機、冷凝器和膨脹閥形成可循環的閉路連接；輻射板蒸發器由若干板式蒸發器組成，板式蒸發器包括冷媒管、輻射板、內輻射翅板和絕熱材料，冷媒管與內輻射翅板連接，冷媒管和內輻射翅板設在輻射板和絕熱材料之間，若干板式蒸發器的冷媒管通過連接管相互連通。在上述技術方案中，基站設備所產生的熱量通過輻射方式直接傳遞給輻射板，輻射板將熱量傳遞給內輻射翅板，內輻射翅板將熱量傳遞給冷媒管里的液態冷媒，使得冷媒蒸發吸熱并氣化回到壓縮機，完成制冷循環。該技術方案的缺點在于，基站設備和輻射板之間輻射傳熱的面積較為有限，導致二者之間的輻射傳熱效果較差，基站設備仍然會向周圍空氣散發大量熱量，由于空氣對流傳熱的效果差、速度慢，空調機需要較多的能耗才能使得基站設備的溫度達到要求。當機房內設置多個基站設備，尤其是當多個基站設備密集分布時，基站設備之間在其與輻射板的輻射傳熱路徑上相互阻擋，導致這種缺點尤其明顯。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種能夠改進輻射板和發熱設備之間傳熱效果的用于發熱設備的輻射式空調系統，尤其適合于對多個密集分布的發熱設備進行降溫處理。為了實現上述專利技術目的，本專利技術提供了一種用于發熱設備的輻射式空調系統，包括經由連接管連接而形成可循環的冷媒回路的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和至少一個板蒸發器；每一板蒸發器均包括冷媒管和包覆該冷媒管的傳熱芯板。該輻射式空調進一步包括至少一個金屬傳熱板，該金屬傳熱板安裝在兩個發熱設備之間的機架上。金屬傳熱板與發熱設備進行輻射傳熱，并將所吸收的熱量傳輸至板式蒸發器。上述技術方案中，在板式蒸發器直接面對發熱設備的情況下，板式蒸發器在與發熱設備直接換熱的同時，進一步經由金屬傳熱板與發熱設備間接換熱；即使在板式蒸發器與發熱設備之間難以直接換熱，例如由于機柜的阻擋或多個發熱設備密集或層疊分布，使得發熱設備不能與輻射板直接進行輻射傳熱的情況下，發熱設備仍然可以通過金屬傳熱板來實現與板式蒸發器的傳熱。由此可見，本專利技術通過設置金屬傳熱板而在輻射板和發熱設備之間增加傳熱路徑，使得板式蒸發器和發熱設備之間具有更佳的傳熱效果，尤其適合于對多個密集或層疊分布的發熱設備進行降溫處理。本專利技術中，對壓縮機的選擇可以不作限制，但優選采用變頻壓縮機，適應發熱設備負荷的變化，并降低電能消耗。另外，冷凝器可以采用風冷或水冷等各種冷卻方式；優選地，采用人工制冷的水冷方式，這樣的好處是既可以實現快速冷卻，又可以采用冷凝器熱回收裝置回收熱水，以對所回收的熱水進行利用。本專利技術中，輻射板的傳熱表面和傳熱板的傳熱表面既可以形成為平面，也可以形成為凹凸起伏狀或其他形式的非平整面(例如波紋面)。可選擇地，金屬傳熱板與輻射板之間相互連接，使得二者之間能夠通過熱傳導和輻射傳熱的方式進行快速傳熱。根據本專利技術的一種優選實施方式，金屬傳熱板與輻射板相互分離，且金屬傳熱板相對于板式蒸發器傾斜設置。其中，金屬傳熱板與板式蒸發器相互分離的好處在于可以根據發熱設備靈活地設置金屬傳熱板和輻射板蒸發器的位置，便于金屬傳熱板和輻射板蒸發器的安裝。此時，金屬傳熱板設置為相對于輻射板傾斜，使得傳熱板與發熱設備和輻射板之間均具有較好的輻射傳熱效果。板式蒸發器可以做成機架可開啟的門，冷媒連接管可以軟連接便于檢修。根據本專利技術的另一優選實施方式，金屬傳熱板設置為與發熱設備的主要散熱表面進行輻射傳熱，以更好地將發熱設備所產生的熱量傳輸至輻射板，實現快速降溫。其中，發熱設備的主要散熱表面是指其各個表面中散熱面積或者散熱量相對較大的表面。本專利技術中，金屬傳熱板可以與發熱設備相分離，使得二者主要通過輻射傳熱的方式進行換熱。可選擇地，金屬傳熱板也可以局部與發熱設備相接觸，此時二者以熱傳導和輻射傳熱的方式同時進行換熱。本專利技術的輻射式空調可以用于對多個發熱設備進行降溫處理，此時，傳熱板的數量為多個，多個發熱設備和多個金屬傳熱板呈陣列分布，且多個發熱設備和多個金屬傳熱板在至少一個陣列方向上依次交替排列。其中，多個金屬傳熱板可以具有相同或者不同的形狀、結構和/或尺寸；每個金屬傳熱板可以是一體式的，也可以由多個相互連接或分離的傳熱子板組合而成。例如，設置在發熱設備之間的傳熱板可以包括兩個相互之間形成有夾角的傳熱子板，也可以形成為V形結構，從而實現更佳的傳熱效果。上述技術方案中，由于多個發熱設備和多個金屬傳熱板在至少一個陣列方向上依次交替排列，因此可以保證輻射板能夠通過傳熱板與所有發熱設備同時進行換熱，以快速、均衡地對所有發熱設備進行降溫處理。另外，這種設置方式還可以減少空調所占用的空間，并簡化其結構。根據本專利技術的一種具體實施方式，在上述的至少一個陣列方向上，任意兩個相鄰的發熱設備被設置在二者之間的金屬傳熱板所隔離，使得二者之間不能夠進行輻射傳熱。這樣的好處在于不僅可以避免或減少相鄰發熱設備之間產生熱干擾，而且能夠增大傳熱板與發熱設備之間的輻射傳熱面積，進一步提高輻射傳熱效果。本專利技術中，雖然包覆冷媒管的芯板接觸面板，但這可能導致板式蒸發器的面板局部溫度低于露點溫度，使得輻射板出現結露現象。因此，優選地是，冷媒管芯板設置為與輻射板相分隔。作為本專利技術的一種實施方式，上述輻射板蒸發器進一步包括用于將冷媒芯板和輻射面板分隔開的絕熱網狀支架，從而防止或減少結露現象。使用網狀支架的好處還在于，即使在運輸或者使用的過程中，冷媒管和/或輻射板發生變形，也可以保證冷媒管不會接觸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用板式蒸發器降溫的輻射式空調系統，主要用于電子發熱設備的降溫。專利技術包括經由連接管連接的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和至少一個輻射板蒸發器而形成可循環的冷媒回路的系統；每一輻射板蒸發器均包括冷媒供液管和冷媒回氣管，本系統需要有一個處理空氣濕度的專用除濕機和加濕機。

【技術特征摘要】
1.一種使用板式蒸發器降溫的輻射式空調系統，主要用于電子發熱設備的降溫。發明包括經由連接管連接的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和至少一個輻射板蒸發器而形成可循環的冷媒回路的系統；每一輻射板蒸發器均包括冷媒供液管和冷媒回氣管，本系統需要有一個處理空氣濕度的專用除濕機和加濕機。
2.如權利要求1所述的輻射式空調系統，該輻射式空調進一步包括至少一個板式換熱蒸發器，板式蒸發器內部有一片與冷媒銅管固定的換熱板，冷媒換熱板與板式蒸發器面板之間采用網狀絕熱材料隔開，面板和換熱板相對的表面噴涂有增加黑度和加強橫向傳熱的專用涂料。
3.如權利要求1所述的輻射式空調系統，面板吸收了發熱設備的輻射熱，面板溫度升高，黑度很高的內表面利用熱輻射的方式傳遞給同樣黑度很高的換熱板，換熱板上固定的銅管內的冷媒吸熱蒸發，帶走發熱設備傳來的熱負荷。冷媒蒸汽經過回氣管進入壓縮機。壓縮機壓縮冷媒蒸汽，高壓高溫的冷媒蒸汽進入冷凝器冷凝，放出冷凝熱凝結成液態冷媒。
4.如權利要求1所述的輻射式空調系統，液態冷媒進入板式蒸發器前需要膨脹閥節流，安裝在面板內側的溫度傳感器控制膨脹閥的開度，使得板式蒸發器表面溫度可控呈恒溫狀態。進入板式蒸發器的冷媒在管內縱向從下往上呈液態、氣液兩相、氣相飽和與過熱狀態。
5.如權利要求1所述的輻射式空調系統，安裝在面板內側的溫度傳感器控制膨脹閥的開度，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴繼光，
申請(專利權)人：嚴繼光，
類型：發明
國別省市：廣東;44