一种泵驱动两相流体热传输系统技术方案

一种泵驱动两相流体热传输系统，其具有由液体泵、供液干路、至少一个蒸发支路、液体汇总管、气体汇总管、气液混合器、回汽干路、冷凝器组、储液器及回液干路所组成的流体回路。其特征在于，各个所述蒸发支路包括：供液支路、回液支路、蒸发器及气体支路；所述蒸发器可为单个蒸发器或组合式蒸发器，单个蒸发器及组合式蒸发器内均具有由液体通道、毛细芯和气体通道所组成的流体通道，且所述毛细芯将所述液体通道和所述气体通道相互隔离。本发明专利技术能够在小温差下长距离传输较大冷量，且工质在蒸发器中汽化后，气态工质和液态工质相分离，并分别通过相互独立的管路进行传输，因而能够自动在热源间按需分配冷量，系统简单，运行可靠，换热效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传热设备
，具体涉及一种泵驱动两相流体热传输系统。
技术介绍
随着互联网数据中心IT设备的功率密度和发热密度的持续增加，传统的冷却方式在冷量分配、散热效率以及噪音等方面出现了一系列难以克服的问题。近几年分布式冷却系统即直接对发热设备进行冷却而无需对整个设备间进行冷却的系统得到了开发和应用。除数据中心的散热需求外，通讯基站散热系统的节能需求也很迫切。我国移动通信网络的规模已居世界首位且仍在迅速扩大。目前该行业年耗能超过300亿千瓦时，其中基站能耗占到69％以上，而基站能耗中的43％以上由基站散热所用的空调消耗，因此，基站节能至关重要。基站节能中比较先进的即是高效分布式冷却系统。目前开发应用的分布式冷却系统基本为多联机空调、单相冷却系统、分离式重力热管系统、液泵驱动多重回路热管系统等。但这些冷却系统都存在一项或多项技术缺陷。多联机空调系统，如专利号：CN101487640A中公开的一种移动通讯基站设备分布式冷却系统，其具有多个蒸发器分别对设备进行散热，每一蒸发器都需要一套阀门实施节流和控制流量，系统复杂，可靠性不足，且风道管路尺寸大，耗材并占用空间；单相冷却系统如水冷散热系统利用工质显热传热，传热效率非常低；分离式重力热管系统，换热效率高，但是，其仅依靠重力驱动工质循环和控制工质在不同蒸发支路间的分配，因此存在驱动力不足、冷热源位置受限、多个热源之间冷量分配不合理、蒸发器不能承受高热流密度等问题；液泵驱动多重回路热管系统，如专利号：CN102607120A中公开的一种复叠机械制冷的液泵驱动热管装置及运行方法，该装置驱动力足、载冷量大、冷热源位置不受限，但是没有解决多个热源之间冷量的分配问题。不仅通讯行业的散热需求迫切，目前我国舰艇上大功率电子设备多采用水冷散热系统，该冷却方式载冷量小，限制了设备的发射功率和持续工作时间，且随着主战装备性能的提高，问题愈专利技术显。所以，该行业也迫切需求一种冷却能力更强的电子设备散热系统。综上所述，在通信领域、船舶军工领域都存在着对大功率、高效、可靠、环境适应力强的分布式冷却系统的迫切需求。
技术实现思路
为了解决上述散热需求与现有技术之间的矛盾，本专利技术提出了一种泵驱动两相流体热传输系统。该系统不仅能够在较小温差下实现大冷量的长距离传输，而且，在不需要任何阀门调节下，即可在不同热源间按需分配冷量。所以，具有系统简单，运行可靠，高效传热，安装方便等优点。本专利技术采用如下技术方案：一种泵驱动两相流体热传输系统，其具有由液体泵、供液干路、至少一个蒸发支路、液体汇总管、气体汇总管、气液混合器、回汽干路、冷凝器组、储液器以及回液干路所组成的流体回路，其特征在于，各个所述蒸发支路包括：供液支路、回液支路、蒸发器以及气体支路；所述蒸发器可以为单个蒸发器或者组合式蒸发器；所述单个蒸发器包括：一条由液体通道、毛细芯和气体通道组成的流体通道以及壳体；所述毛细芯将该单个蒸发器的所述液体通道和所述气体通道相互隔离；所述液体通道设有工质流通的入口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述供液支路相连通；所述液体通道设有工质流通的出口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述回液支路相连通；所述单个蒸发器的所述气体通道设有工质出口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述气体支路相连通；所述组合式蒸发器包括：供液管、出液管、出气管、两条及两条以上由液体通道、毛细芯和气体通道所组成的流体通道以及壳体；所述毛细芯将所述液体通道和所述气体通道相互隔离；所述供液管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述供液支路相连通；所述出液管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述回液支路相连通；所述出气管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述气体支路相连通。所述液体泵为容积式泵。所述流体工质为烷烃、烯烃及其卤代物或者氨、甲醇、乙醇、乙二醇中的任意一种。同一流体回路中的多个所述蒸发支路之间可以采用串联、并联及串并混合联中的任意一种形式进行连接。同一流体回路中的多个所述蒸发支路之间的管路为同程布置。所述冷凝器组由一个或多个冷凝器并联组成。所述单个蒸发器的外形结构可为管式结构或板式结构。所述单个蒸发器以及所述组合式蒸发器中的所述毛细芯均为多孔烧结结构，其孔径可为单一孔径形式或多种孔径复合形式中的任意一种，最大有效毛细孔径≤2微米，其材质为低导热率固体材料，可为不锈钢、镍、聚四氟乙烯以及陶瓷中的任意一种。所述单个蒸发器以及所述组合式蒸发器的壳体均为高导热率固体材料，优选铝材。所述组合式蒸发器的所述供液管、所述出液管以及所述出气管在所述组合式蒸发器的所述壳体内的部分为在所述壳体内加工槽道而成。所述组合式蒸发器的所述流体通道的外围结构为在所述组合式蒸发器的所述壳体内加工槽道而成。所述组合式蒸发器的所述流体通道可为圆管槽道或矩形管槽道。同一所述组合式蒸发器中的多个所述流体通道同程布置。所述单个蒸发器以及所述组合式蒸发器对热源的冷却方式均可为直接接触导热式或对流冷却式，采用对流冷却式时，所述单个蒸发器以及所述组合式蒸发器的所述壳体的外侧均设翅片。所述冷凝器组的冷源可以为风冷、水冷以及机械制冷形式中的任意一种或几种的组合。多个所述流体回路可以共用一个冷凝器组。本专利技术的有益效果(1)本专利技术一种泵驱动两相流体热传输系统，在单个蒸发器及组合式蒸发器内均设置毛细芯，该毛细芯将单个蒸发器及组合式蒸发器中的气体通道和液体通道相互隔离，并各自连接相互独立的管路分别传输气态工质和液态工质。工质吸收热源热量在蒸发器气体通道侧的毛细芯表面发生汽化，并同时形成毛细力。该毛细力可以提供液体渗透毛细芯和气态工质沿管路流动的驱动力，并且随上述两项阻力的大小，自动变化适应。热负荷越大的蒸发器，渗透和汽化的工质越多，所形成的毛细力也越大。因此，该系统可自动实现冷量按需分配，而无需任何调节阀，系统更简单，更可靠，维护少，寿命长。(2)本专利技术一种泵驱动两相流体热传输系统，使用液体泵驱动工质进行循环，相比以重力或毛细力为主要驱动力的流体回路，具有更强的驱动力。因此，具有抗重力工作、传热距离远、传热量大的优势，并且缩小了管路直径，并且消除了传统地面应用的回路热管中蒸发器与冷凝器的相对高度限制，安装维护更方便。(3)本专利技术一种泵驱动两相流体热传输系统，利用工质相变潜热大，传热系数高的优点，在冷热源之间的高效换热，相比单相冷却系统换热效率高。附图说明图1为本专利技术中单个蒸发器实施例的纵剖面图；图2为本专利技术中单个蒸发器实施例的横剖面图；图3为本专利技术中组合式蒸发器实施例的结构示意图；图4为图3的A-A剖面图；图5为图3的B-B剖面图；图6为图3的C-C剖面图；图7为本专利技术实施例一所述的一种泵驱动两相流体热传输系统示意图；图8为本专利技术实施例二所述的一种泵驱动两相流体热传输系统示意图；图9为本专利技术实施例三所述的一种泵驱动两相流体热传输系统示意图。以上图中：100-单个蒸发器，101-蒸发器100的液体通道，102-蒸发器100的毛细芯，103-蒸发器100的气体通道，104-蒸发器100的壳体。200-组合式蒸发器，201-蒸发器200的液体通道，202-蒸发器200的毛细芯，203-蒸发器200的气体通道，204-蒸发器200的壳体；20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵驱动两相流体热传输系统，其具有由液体泵、供液干路、至少一个蒸发支路、液体汇总管、气体汇总管、气液混合器、回汽干路、冷凝器组、储液器以及回液干路所组成的流体回路，其特征在于，各个所述蒸发支路包括：供液支路、回液支路、蒸发器以及气体支路；所述蒸发器可以为单个蒸发器或者组合式蒸发器；所述单个蒸发器包括：一条由液体通道、毛细芯和气体通道组成的流体通道以及壳体；所述毛细芯将该单个蒸发器的所述液体通道和所述气体通道相互隔离；所述液体通道设有工质流通的入口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述供液支路相连通；所述液体通道设有工质流通的出口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述回液支路相连通；所述单个蒸发器的所述气体通道设有工质出口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述气体支路相连通；所述组合式蒸发器包括：供液管、出液管、出气管、两条及两条以上由液体通道、毛细芯和气体通道所组成的流体通道以及壳体；所述毛细芯将所述液体通道和所述气体通道相互隔离；所述供液管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述供液支路相连通；所述出液管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述回液支路相连通；所述出气管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述气体支路相连通。...

【技术特征摘要】
1.一种泵驱动两相流体热传输系统，其具有由液体泵、供液干路、至少一个蒸发支路、液体汇总管、气体汇总管、气液混合器、回汽干路、冷凝器组、储液器以及回液干路所组成的流体回路，其特征在于，各个所述蒸发支路包括：供液支路、回液支路、蒸发器以及气体支路；所述蒸发器可以为单个蒸发器或者组合式蒸发器；所述单个蒸发器包括：一条由液体通道、毛细芯和气体通道组成的流体通道以及壳体；所述毛细芯将该单个蒸发器的所述液体通道和所述气体通道相互隔离；所述液体通道设有工质流通的入口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述供液支路相连通；所述液体通道设有工质流通的出口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述回液支路相连通；所述单个蒸发器的所述气体通道设有工质出口，并与该单个蒸发器所在蒸发支路的所述气体支路相连通；所述组合式蒸发器包括：供液管、出液管、出气管、两条及两条以上由液体通道、毛细芯和气体通道所组成的流体通道以及壳体；所述毛细芯将所述液体通道和所述气体通道相互隔离；所述供液管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述供液支路相连通；所述出液管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述回液支路相连通；所述出气管与该组合式蒸发器所在蒸发支路的所述气体支路相连通。2.根据权利要求1所述的一种泵驱动两相流体热传输系统，其特征在于：其中，所述液体泵为容积式泵。3.根据权利要求1所述的一种泵驱动两相流体热传输系统，其特征在于：其中，所述流体工质为烷烃、烯烃及其卤代物或者氨、甲醇、乙醇、乙二醇中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种泵驱动两相流体热传输系统，其特征在于：其中，同一流体回路中的多个所述蒸发支路之间可以采用串联、并联及串并混合联中的任意一种形式进行连接。5.根据权利要求1所述的一种泵驱动两相流体热传输系统，其特征在于：其中，同一流体回路中的多个所述蒸发支路之间的管路同程布置。6.根据权利要求1所述的一种泵驱动两相流体热传输系统，其特征在于：其中，所述冷凝器组由...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵秀红，
申请(专利权)人：上海巽科节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31