专利名称：一种分离式热管系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及暖通空调能源技术，特别涉及一种通讯机房专用的分离式热 管系统。
背景技术：
随着计算机和通讯技术的发展，通讯网络规模不断扩大，需要的功率也
越来越大，因而，计算机或通讯设备机房内部发热量也相应增大，可达200~ 1000W/m2，从而使得通讯机房内空调系统负荷非常高，导致空调系统能耗 大。因此如何在满足设备使用要求的情况下，有效地降低计算机或通讯设备 机房空调系统能耗是空调行业面临的 一 个重要问题。
现有技术中，降低通讯机房空调系统能耗的途径主要有优化送回风方 式、利用自然冷源方式、优化控制技术等，但均存在着诸如维护成本高、节 能效果不明显、存在安全性隐患等缺点。举例来说，利用自然冷源方式降低 通讯机房空调系统能耗，也就是将温度较低的室外空气作为冷源，温度较高 的通讯机房内空气作为热源，利用温度较低的室外空气为通讯机房降温，其 中，可以采用板式热交换器或直接引入室外冷空气两种方式来降低通讯机房 空调系统能耗，前者的优点是通讯机房内热空气通过板式热交换器与室外冷 空气进行热交换，不会影响通讯机房内空气的洁净度和湿度，缺点是初期投 资相对较高，板式热交换器结构较为复杂，能耗较高，运行维护中需要定期 清理热交换器，如果不定期清洗，将降低热交换器效率，甚至引起安全隐患， 而维护清洗的工作难度较大；后者的优点是制冷效率高，初期投资低，能耗 较低，缺点是引入室外冷空气后，较难控制通讯机房内的空气洁净度和湿度， 容易导致安全隐患，后期运行维护成本和工作量较大。由上述可见，在现有技术中，通讯机房空调系统还不能在降低维护成本、 减少安全隐患的基础上实现低能耗。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种分离式热管系统，能够有效降低维护成本、 以及安全隐患，并实现低能耗。
本发明提供的一种分离式热管系统，应用于通讯机房中，包括蒸发器、
气体总管、冷凝器、液体总管、风机，其中，
所述蒸发器设置在所述冷凝器下方，所述蒸发器内充注循环工质； 通过所述气体总管连接所述冷凝器和所述蒸发器上端； 通过所述液体总管连接所述冷凝器底端和所述蒸发器，并构成密闭管路； 所述风机启动，驱动所述通讯机房内热空气流过所述蒸发器使所述蒸发器
内循环工质受热蒸发为气体，经所述气体总管流动到所述冷凝器，所述冷凝器
内气体在所述通讯机房外冷空气流过所述冷凝器时冷凝成为液体，所述液体通
过所述液体总管流回到所述蒸发器。
较佳地，所述气体总管还包括气体阀门，用于调节流经所述气体总管气体压力。
较佳地，所述液体总管还包括液体阀门，用于调节流经所述液体总管液体 压力。
较佳地，所述蒸发器设置在所述通讯机房内，所述冷凝器设置在所述通讯 才几房内顶部或通讯机房外部。
较佳地，所述风机与所述蒸发器为同一实体。
较佳地，所述冷凝器包含至少两个单元式冷凝器，所述单元式冷凝器并联 在所述气体总管与所述液体总管之间。
较佳地，所述系统进一步包括第二风机，所述第二风机位于所述冷凝器 附近或与所述冷凝器为同一实体，用于驱动所述通讯机房外冷空气流经所述 冷凝器。由上述技术方案可见，本发明提供的一种分离式热管系统，将蒸发器设 置在冷凝器下方并在蒸发器内充注循环工质，通过气体总管连接蒸发器上端 和冷凝器，通过液体总管连接冷凝器底端和蒸发器，并构成密闭管路；当风 机启动，驱动通讯机房内热空气流过蒸发器使蒸发器内循环工质受热蒸发为 气体，经气体总管流动到冷凝器，冷凝器内气体在通讯机房外冷空气流过冷 凝器时冷凝成为液体，通过液体总管流回到蒸发器。本发明提供的一种分离
式热管系统各部件组成简单，维护成本低；热管系统中，只需要为风机提供 动力，能耗低；而且，避免了直接引入室外污染空气引起的安全隐患，并实 现了以较高的效率将热量从通讯机房内向通讯机房外的转移。
图1为本发明通讯机房专用的自然对流分离式热管系统第一结构示意图； 图2为本发明通讯机房专用的自然对流分离式热管系统第二结构示意图； 图3为本发明通讯机房专用的强制对流分离式热管系统第一结构示意图； 图4为本发明通讯机房专用的强制对流分离式热管系统第二结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举 实施例，对本发明进行进一 步详细i兌明。
本发明实施例中，通讯机房内的蒸发器充注循环工质，通过气体总管连 接至机房外的冷凝器，冷凝器通过液体总管连接至蒸发器，蒸发器、气体总 管、冷凝器、液体总管组成密闭的循环系统，该循环系统与装置在机房内的 风机构成机房专用的分离式热管系统，机房内风机启动，驱动机房内热空气 流过蒸发器，蒸发器中的循环工质在热空气作用下被加热蒸发为气体，流经 气体总管进入冷凝器，并在室外冷空气作用下，气体在冷凝器内冷凝为液体， 然后通过液体总管回到蒸发器，完成一个制冷循环。下面描述中，将通讯机 房筒称为机房。
5图1为本发明通讯机房专用的自然对流分离式热管系统第一结构示意 图，请参见图1,该分离式热管系统包括第一阀门1、冷凝器2、气体总管3、
蒸发器4、风机5、液体总管7、以及第二阀门8，其中，
蒸发器4和风机5设置在机房6内，蒸发器4上端与气体总管3连接， 底端与液体总管7相连接，气体总管3通过第一阀门l与冷凝器2上端相连 接，冷凝器2底端通过第二阀门8与液体总管7相连接。
蒸发器4、气体总管3、第一阀门1、冷凝器2、第二阀门8、以及液体 总管7依次构成密闭循环回路，在蒸发器4中充注制冷剂作为循环工作介质 (简称循环工质)，制冷剂可以是水、乙醇、丙酮、氟利昂等其中任意一种 或任意组合。气体总管也可以根据实际需要，连接冷凝器底端。
实际应用中，风机5与蒸发器4可以分别是单独的实体，将风机5放置 于蒸发器4附近，例如，正前面或根据实际需要放置，风机5与蒸发器4也 可以作为一体，即带风机的蒸发器，风机5启动后，驱动机房6内热空气流 动，并驱动机房6内热空气流过蒸发器4使蒸发器4内循环工质受热蒸发。
冷凝器2安装位置比蒸发器4高，实际用中，可以将冷凝器2安装在机 房6内顶部，也可以安装在机房6的外部，具体安装位置可以根据实际需要 确定，在此不再赘述。
本发明中，自然对流是指室外(通讯机房外)冷空气自然形成的对流， 即冷凝器的冷凝是通过室外冷空气自然形成的对流方式流过冷凝器，使冷凝 器内气体冷凝为液体。
第一阀门1,用于调节流经气体总管3中气体的压力，控制气体总管3 中气体流量，从而调节换热温差。
第二阀门8，用于调节流经液体总管7中液体的压力。
实际应用中，也可以在气体总管3处不设第一阀门1;在液体总管7处 不设第二阀门8。
下面对图1所示的自然对流分离式热管系统的工作原理进行描述。 机房6内的蒸发器4为系统的热端，机房6外的冷凝器2为系统的冷端，蒸发器4内充注循环工质，启动风机5，使才儿房6内热空气流动，并驱动才几
房6内热空气流过蒸发器4，蒸发器4内循环工质受热蒸发为气体并带走机 房内热量使机房温度降低，气体在气体总管3内流动并经第一阀门1进行压 力调节后流动到冷凝器2，冷凝器2周围为室外冷空气，在室外冷空气形成 的自然对流方式下，冷凝器2中的气体在冷凝器2内冷凝为液体将热量释放 到室外，液体然后通过液体总管7中的第二阀门8进行压力调节后流回到蒸 发器4,完成一个制冷循环并维持动态平衡。
实际应用中，冷凝器2可以是如图1所示的多个单元式冷凝器，例如， 两个或两个以上单元式冷凝器，各单元式冷凝器同程布置，即并联在气体总 管3与液体总管7之间；冷凝器2也可以是如图2所示的整体式冷凝器。
图2为本发明通讯机房专用的自然对流分离式热管系统第二结构示意 图，参见图2，与图l不同的是，图2中的冷凝器2为整体式冷凝器而非图 l中的单元式冷凝器，其它结构相类似，在此不再赘述。
在图1和图2中，还可以通过增加冷凝器2和蒸发器4的换热面积来减 少换热温差，例如，可以通过肋化的方式来增加冷凝器2和/或蒸发器4换 热面积；或通过选取合适的蒸发器、冷凝器、选择循环工质以及循环工质的 合适充注量以及调节管道压力等来减少换热温差，使热管内各部分循环工质 温度基本相同，机房内外空气温差不高于设定的数值，如不高于5。C,保证 了机房内温度低于设备要求环境温度的上限。
上述实施例中，在蒸发器4处配置风机5，实际应用中，还可以在冷凝 器2处配置风机5，与图1中蒸发器4处配置风机5相类似，风机5与冷凝 器2可以分别是单独的实体，风机5位于冷凝器2的附近，例如，位于冷凝 器2的正前面或顶面；风机5与冷凝器2也可以作为一体，即带风机的冷凝 器，用于加快循环工质在气体总管3和液体总管7内的循环速度，更加有效 地降低机房6内的温度。
图3为本发明通讯机房专用的强制对流分离式热管系统第一结构示意 图。参见图3，与图1和图2不同的是，当气体总管3内气体流经冷凝器2时，室外冷空气在风机5的强制对流作用下，冷空气流速加大，带走冷凝器 2内气体更多热量使气体冷凝速度加快，提高了冷凝效果。
图4为本发明通讯机房专用的强制对流分离式热管系统第二结构示意 图。参见图4，与图4不同的是，图3中冷凝器2处配置的风机5为送回风 水平流动的方式，即风机5配置在冷凝器2的正前面，而图4中冷凝器2处 配置的风机5为送回风上进四周出或四周进上出的方式。冷凝器2处配置的 风机5位置可以考虑简化工程施工、节省原材料以及结合冷凝器2结构等进 行确定。
由上述实施例可见，风机启动形成热空气流动并流经蒸发器，使蒸发器 内的循环工质受热蒸发为气体，经气体总管流动到冷凝器，在室外冷空气形 成的对流方式下，冷凝器中的气体在从冷凝器上端流动到冷凝器底端的过程 中冷凝为液体，然后通过液体总管流回到蒸发器，完成一个制冷循环。由于 循环工质受热蒸发吸收热量，而气体冷凝为循环工质释放热量，因而，通过 循环工质的气液循环，将机房内吸收的热量释放到室外，从而降j氐了才儿房内 温度，并在较小的温差下、以很高的效率实现了热量从机房内向机房外的转 移；而且，本发明分离式热管系统为密闭系统，避免了直接引入室外污染空 气引起的室内空气湿度难以控制以及由此带来的安全隐患问题；另外，系统 各部件组成简单，维护成本低；此外，本发明分离式热管系统只需要为蒸发 器处的风机、或蒸发器处和冷凝器处的风机提供动力，耗能低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范 围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种分离式热管系统，其特征在于，应用于通讯机房中，该分离式热管系统包括蒸发器、气体总管、冷凝器、液体总管、风机，其中，所述蒸发器设置在所述冷凝器下方，所述蒸发器内充注循环工质；通过所述气体总管连接所述冷凝器和所述蒸发器上端；通过所述液体总管连接所述冷凝器底端和所述蒸发器，并构成密闭管路；所述风机启动，驱动所述通讯机房内热空气流过所述蒸发器使所述蒸发器内循环工质受热蒸发为气体，经所述气体总管流动到所述冷凝器，所述冷凝器内气体在所述通讯机房外冷空气流过所述冷凝器时冷凝成为液体，所述液体通过所述液体总管流回到所述蒸发器。
2、 如权利要求1所述的分离式热管系统，其特征在于，所述气体总管还包 括气体阀门，用于调节流经所述气体总管气体压力。
3、 如权利要求1所述的分离式热管系统，其特征在于，所述液体总管还包 括液体阀门，用于调节流经所述液体总管液体压力。
4、 如权利要求1至3任一项所述的分离式热管系统，其特征在于，所述蒸 发器设置在所述通讯机房内，所述冷凝器设置在所述通讯机房内顶部或通讯机 房外部。
5、 如权利要求1至3任一项所述的分离式热管系统，其特征在于，所述风 机与所述蒸发器为同一实体。
6、 如权利要求1至3任一项所述的分离式热管系统，其特征在于，所述冷 凝器包含至少两个单元式冷凝器，所述单元式冷凝器并联在所述气体总管与所 述液体总管之间。
7、 如权利要求1至3任一项所述的分离式热管系统，其特征在于，所述系 统进一步包括第二风机，所述第二风机位于所述冷凝器附近或与所述冷凝器为 同一实体，用于驱动所述通讯机房外冷空气流经所述冷凝器。
全文摘要
本发明公开了一种分离式热管系统，应用于通讯机房中，包括蒸发器、气体总管、冷凝器、液体总管、风机，蒸发器设置在冷凝器下方，蒸发器内充注循环工质，通过气体总管连接蒸发器和冷凝器上端，通过液体总管连接冷凝器底端和蒸发器，并构成密闭管路；风机启动，驱动通讯机房内热空气流过蒸发器使蒸发器内循环工质受热蒸发为气体，经气体总管流动到冷凝器，冷凝器内气体在通讯机房外冷空气流过冷凝器时冷凝成为液体，通过液体总管流回到蒸发器。应用本发明，系统各部件组成简单，维护成本低；只需要为风机提供动力，能耗低；避免了直接引入室外污染空气引起的安全隐患，并以较高的效率实现了热量从通讯机房内向通讯机房外的转移。
文档编号F28D15/02GK101586926SQ20081011264
公开日2009年11月25日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日
发明者夏建军, 震 李, 亿 江, 勇 赵, 魏庆芃 申请人:清华大学