一种采用超导热管散热的集装箱的制作方法

文档序号:15600960发布日期:2018-10-02 20:15阅读:348来源:国知局

本实用新型涉及散热技术领域,尤其涉及一种采用超导热管散热的集装箱。



背景技术:

随着电子设备封装形式及性能的不断提升,电子设备正不断向复合化和集成化的方向发展,现代电子设备正日益成为由高密度组装、微组装所形成的集成系统,集装箱已成为电子设备发展的一种趋势。集装箱长期在高温环境下运行,为了保证其在恶劣环境下的正常工作,需对集装箱采取密闭设计,而集装箱工作时,输出功率仅为输入功率的一部分,很大部分的损失功率以热能的形式耗散出去,从而造成元器件的结点温度急剧升高,当超过器件的安全结温时就会导致元件失效。

集装箱式数据中心因其具备的“模块化”基因,在IDC机房建设领域应用非常广,在国内外均有众多成功应用案例,对国内IDC运营服务商扩张机房资源,增加营运能力,快速扩大市场份额,具有革命性的创新意义。与此同时,集装箱数据中心的节能成为了一个重要议题。传统的集装箱数据中心主要靠电空调来实现集装箱内的降温。而空调的使用则不可避免的增加了能耗,同时,在集装箱内部产生冷凝液态水,会破坏内部的电子元器件甚至造成设备失效的严重后果。

本领域的技术人员致力于研制一种集装箱室内室外完全隔离,室外的灰尘和水分不会进入集装箱内部,改善集装箱的散热环境,增加集装箱的寿命,换热效率高,可以有效地实现集装箱的自然冷却,解决了传统数据中心集装箱的散热困难问题,使数据中心行更加节能,运行更加稳定,增加了产品的市场竞争力,降低了能耗、成本低,安装简单、便捷、能够从户外集装箱的外部操作安装、节省空间、适用于高集成化的户外集装箱、便于集装箱在使用过程中的快速转移和装配的采用超导热管散热的集装箱。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用超导热管散热的集装箱,该采用超导热管散热的集装箱使集装箱内部完全密封,室外的灰尘和水分不会进入集装箱内部,改善集装箱的散热环境,增加集装箱的寿命,换热效率高,可以有效地实现集装箱的自然冷却,解决了传统数据中心集装箱的散热困难问题,使数据中心行更加节能,运行更加稳定,增加了产品的市场竞争力,降低了能耗、成本低,安装简单、便捷、能够从户外集装箱的外部操作安装、节省空间、适用于高集成化的户外集装箱、便于集装箱在使用过程中的快速转移和装配。

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种采用超导热管散热的集装箱,包括内循环结构、设置于集装箱上的超导热回路热管构件、外循环结构和温度控制结构,所述超导热回路热管构件与所述内循环结构及所述外循环结构连接;所述内循环结构包括设置于所述集装箱内部的换热风机以及蒸发器;所述外循环结构包括设置于集装箱外部的冷凝风机以及冷凝器;所述温度控制结构包括设置于集装箱内部的温度探头以及与所述温度探头连接的用于检测集装箱内的温度来对换热风机和冷凝风机进行反馈调节并在不同温度点控制对应的风机启动与转速的控制器;所述超导热回路热管构件与所述蒸发器及冷凝器连接。

优选地,所述蒸发器的出口与进口均连接一个气液分离器,所述冷凝器的出口通过一个膨胀阀连接所述气液分离器,所处冷凝器的进口通过一个压缩机连接所述气液分离器。

优选地,所述超导热回路热管构件包括超导热环路热管,所述超导热环路热管包括热管蒸发段及热管冷凝段,所述的热管蒸发段和热管冷凝段外部均套有金属翅片构件。

优选地,所述换热风机的出风口正对热管蒸发段的金属翅片构件,所述冷凝风机的出风口正对热管冷凝段的金属翅片构件。

优选地,所述蒸发器中设置有盘管式排管。

优选地,所述蒸发器为带有毛细结构排管的铝平板蒸发器,所述冷凝器为铝型材冷凝器。

优选地,所述蒸发器与所述冷凝器之间还设置有热力膨胀阀。

采用上述结构之后,一种采用超导热管散热的集装箱,包括内循环结构、设置于集装箱上的超导热回路热管构件、外循环结构和温度控制结构,超导热回路热管构件与所述内循环结构及所述外循环结构连接;所述内循环结构包括设置于集装箱内部的换热风机以及蒸发器;所述外循环结构包括设置于集装箱外部的冷凝风机以及冷凝器;所述温度控制结构包括设置于集装箱内部的温度探头以及与所述温度探头连接的用于检测集装箱内的温度来对换热风机和冷凝风机进行反馈调节并在不同温度点控制对应的风机启动与转速的控制器;超导热回路热管构件与蒸发器及冷凝器连接。蒸发器的出口与进口均连接一个气液分离器,冷凝器的出口通过一个膨胀阀连接所述气液分离器,所处冷凝器的进口通过一个压缩机连接所述气液分离器。该采用超导热管散热的集装箱使集装箱内部完全密封,室外的灰尘和水分不会进入集装箱内部,改善集装箱的散热环境,增加集装箱的寿命,换热效率高,可以有效地实现集装箱的自然冷却,解决了传统数据中心集装箱的散热困难问题,使数据中心行更加节能,运行更加稳定,增加了产品的市场竞争力,降低了能耗、成本低,安装简单、便捷、能够从户外集装箱的外部操作安装、节省空间、适用于高集成化的户外集装箱、便于集装箱在使用过程中的快速转移和装配。

附图说明

图1本实用新型一种采用超导热管散热的集装箱的结构件图;

图2本实用新型一种采用超导热管散热的集装箱的蒸发器和冷凝器的结构图;

图3本实用新型一种采用超导热管散热的集装箱的超导热回路热管构件的结构截面图;

图4本实用新型一种采用超导热管散热的集装箱的温度控制的电气原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

请参阅图1及图2,图1本实用新型一种采用超导热管散热的集装箱的结构件图;图2本实用新型一种采用超导热管散热的集装箱的蒸发器和冷凝器的结构图。

实施例1

在本实施例中,一种采用超导热管散热的集装箱,包括内循环结构、设置于集装箱上的超导热回路热管构件3、外循环结构和温度控制结构,超导热回路热管构件3与所述内循环结构及所述外循环结构连接;所述内循环结构包括设置于集装箱内部的换热风机1以及蒸发器2;所述外循环结构包括设置于集装箱外部的冷凝风机5以及冷凝器4;所述温度控制结构包括设置于集装箱内部的温度探头以及与所述温度探头连接的用于检测集装箱内的温度来对换热风机和冷凝风机进行反馈调节并在不同温度点控制对应的风机启动与转速的控制器;超导热回路热管构件3与蒸发器2及冷凝器4连接。

蒸发器2的出口与进口均连接一个气液分离器,冷凝器4的出口通过一个膨胀阀连接所述气液分离器,所处冷凝器的进口通过一个压缩机连接所述气液分离器。

在本实施例中,超导热回路热管构件3包括超导热环路热管,所述超导热环路热管包括热管蒸发段及热管冷凝段,所述热管蒸发段和热管冷凝段外部均套有金属翅片构件。

在本实施例中,所述换热风机的出风口正对热管蒸发段的金属翅片构件,所述冷凝风机的出风口正对热管冷凝段的金属翅片构件。

在本实施例中,所述蒸发器中设置有盘管式排管。

在本实施例中,所述蒸发器与所述冷凝器之间还设置有热力膨胀阀。

超导热环路热管利用内部工质的连续相变来完成热量的持续转移,自身不发生热量,具有很高的导热性及良好的等温性。在超导热环路热管3内,工质受热后蒸发或沸腾,吸收外部热源热量,产生汽化潜热,由液体变为蒸汽,同时管内压力增大,蒸汽在压力的作用下,上升到超导热环路热管3的冷凝器4,在冷凝风机5的作用下,热蒸汽遇到冷壁面及外部冷源,凝结成液体,同时放出汽化潜热,并通过管壁传给外部冷源空气。液态工质在管内壁毛细作用下回流到蒸发器2内,在换热风机1的作用下,吸收内部空气循环带来集装箱箱体内部电子元器件的热量再次相变,如此反复循环,可实现对外部的热量传递与交换。

在本实施例中,换热风机1设置个数和集装箱箱内热负荷有关,设置在蒸发器2的正对面;换热风机1有助于提高热管的换热效率,换热风机5依靠其中的通风机强迫空气通过蒸发器3和冷凝器4进行热交换,达到降低箱内温度的目的,所述冷凝风机5设置个数和机箱内热负荷以及室外的环境温度有关,设置在冷凝器的正对面。

如图3所示,在本实施例中,优选的所述蒸发器为带有毛细结构排管的铝平板蒸发器,优选的所述冷凝器为铝型材冷凝器,带有毛细结构排管的铝平板蒸发器2表面吸收发热源热量,工质液体产生气化,气化后热蒸汽通过蒸汽室、排气管线汇聚到铝型材冷凝器4顶部的蒸汽腔内,通过蒸汽腔体平衡内部压力,将热蒸汽均匀分配到每个铝型材的微通道中,从而使铝型材每个微通道热量排放一致,达到铝背板均温效果,热蒸汽在铝型材微通道中换热后冷凝成液体,液体在重力作用下沿微通道内波纹壁面流到铝型材冷凝器底部的储液腔体汇聚,储液腔体内工质液体通过回液管线被蒸发器毛细结构吸附到储液室,从而形成完整的回路热管系统。通过回路热管系统将密封的内部腔体的发热源带到环境中,实现单点高密度发热器件的散热功能。

采用上述结构之后,一种采用超导热管散热的集装箱,包括内循环结构、设置于集装箱上的超导热回路热管构件3、外循环结构和温度控制结构,超导热回路热管构件3与所述内循环结构及所述外循环结构连接;所述内循环结构包括设置于集装箱内部的换热风机1以及蒸发器2;所述外循环结构包括设置于集装箱外部的冷凝风机5以及冷凝器4;所述温度控制结构包括设置于集装箱内部的温度探头以及与所述温度探头连接的用于检测集装箱内的温度来对换热风机和冷凝风机进行反馈调节并在不同温度点控制对应的风机启动与转速的控制器;超导热回路热管构件3与蒸发器2及冷凝器4连接。蒸发器2的出口与进口均连接一个气液分离器,冷凝器4的出口通过一个膨胀阀连接所述气液分离器,所处冷凝器的进口通过一个压缩机连接所述气液分离器。该采用超导热管散热的集装箱使集装箱内部完全密封,室外的灰尘和水分不会进入集装箱内部,改善集装箱的散热环境,增加集装箱的寿命,换热效率高,可以有效地实现集装箱的自然冷却,解决了传统数据中心集装箱的散热困难问题,使数据中心行更加节能,运行更加稳定,增加了产品的市场竞争力,降低了能耗、成本低,安装简单、便捷、能够从户外集装箱的外部操作安装、节省空间、适用于高集成化的户外集装箱、便于集装箱在使用过程中的快速转移和装配。

应当理解的是,以上仅为本实用新型的优选实施例,不能因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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