用于辐射冷却的系统和方法技术方案

一种冷却系统，包括一个或多个用于影响环境中的冷却负载的冷却面板。冷却系统还包括联接到一个或多个冷却面板的热交换器。每个冷却面板包括薄膜、面板主体、入口端口、出口端口和流体路径。薄膜的辐射特性使其能够达到低于环境温度的温度。热交换器包括联接到一个或多个冷却面板的端口。冷却系统的流速、流动路径、流体温度、部件温度、冷却速度、部件操作或其他方面受到控制。例如，控制系统控制或监测泵、压缩机、风扇、阀、传感器、致动器或其组合。该冷却系统可应用于数据中心，为服务器提供直接冷却、替代冷凝器或为蒸汽压缩系统添加过冷却。替代冷凝器或为蒸汽压缩系统添加过冷却。替代冷凝器或为蒸汽压缩系统添加过冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于辐射冷却的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年1月10日提交的美国临时专利申请No.62/959,856的权益，其公开内容在此通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]多种系统需要冷却，例如包括空调系统(例如住宅和商业)、车辆、工业过程、压缩机、数据中心和制冷系统(例如商场、啤酒厂、卡车运输系统)。冷却的能源需求会带来成本，更有效的冷却技术通常提供能力节省。

技术实现思路

[0004]在一些实施例中，本公开涉及一种冷却系统。该冷却系统包括用于影响环境中的冷却负载的多个冷却元件(例如冷却面板)和热交换器。在一些实施例中，每个冷却面板包括薄膜、端口和流体路径。在一些实施例中，每个冷却面板包括一个或多个具有各自的辐射特性的面板(例如以多层堆叠方式布置的子面板)。该薄膜具有第一组辐射特性，其允许该薄膜达到低于与环境相关联的第二温度的第一温度。这些端口包括至少一个入口端口和至少一个出口端口。例如，在一些实施例中，每个入口端口和出口端口都布置在面板主体中。所述流体路径布置在入口端口和出口端口之间。所述热交换器包括第一端口和第二端口，并且联接到多个冷却面板的流体路径。流体以第一温度进入热交换器的第一端口，并且流体以高于第一温度的第二温度离开第二端口。在一些实施例中，例如，冷却负载包括从位于建筑物中的数据中心产生的热量，其中冷却面板布置在建筑物的屋顶上。在一些实施例中，多个冷却面板排列成阵列。
[0005]在一些实施例中，所述冷却系统包括被配置为控制至少一个操作参数的控制系统。所述操作参数可以包括每条流体路径中的流体流速、进入至少一个入口端口的流体的温度和离开至少一个出口端口的流体的温度中的一项或多项。
[0006]在一些实施例中，所述冷却系统包括被配置为改变多个冷却面板中的每一个的角度的机构。在一些实施例中，所述冷却系统包括联接到该机构的致动器，其中所述控制系统还被配置为致动致动器以改变多个冷却面板中的每一个的角度。
[0007]在一些实施例中，所述冷却系统包括多个控制阀，这些控制阀通过相应的入口端口或相应的出口端口连接到每条流体路径。该控制系统被配置为控制多个控制阀中的每个控制阀以控制多个冷却面板的流体路径之间的流体流动。在一些实施例中，例如，该控制系统被配置为控制多个控制阀中的每个控制阀以使多个冷却面板的流体路径串行。在一些实施例中，例如，该控制系统被配置为控制多个控制阀中的每个控制阀以使多个冷却面板的流体路径并行。在一些实施例中，该控制阀用于确保通过每排面板的均匀流动分布。在一些实施例中，所述阀用于在用流体填充系统时隔离每一排，以确保没有气泡留在面板和相关管道中。
[0008]在一些实施例中，所述冷却系统包括用于泵送流体通过多个冷却面板的每条流体
路径的泵，并且该控制系统被配置为控制泵。在一些实施例中，使用热虹吸管来使流体循环通过一个或多个冷却面板。
[0009]在一些实施例中，所述控制系统被配置为从一个或多个传感器接收一个或多个传感器信号。所述一个或多个传感器信号指示以下组中的至少一项，该组包括每条流体路径中的流体的流速、进入至少一个入口端口的流体的温度、离开至少一个出口端口的流体的温度、部件温度、第二温度、流体的压力指示以及流体的压力差。
[0010]在一些实施例中，所述冷却负载是制冷循环、设备的冷却套、空调系统、储热器和冷却剂调节系统中的至少一种。例如，在一些实施例中，该系统使用热交换器冷凝器来实施。在另一个示例中，在一些实施例中，该系统被实施为与冷凝器并排布置的过冷器。
[0011]在一些实施例中，所述冷却系统包括框架或其他定位系统，多个冷却面板安装到该框架或其他定位系统，并且多个冷却面板与太阳成一定角度定向。在一些实施例中，该角度在5度和15度之间，包括端值。在一些实施例中，该角度介于7度和12度之间，包括端值。在一些实施例中，多个冷却面板被定向为远离地球赤道。例如，在一些实施例中，冷却面板为37
‑
41英寸宽和75
‑
79英寸长。在一些实施例中，冷却面板的位置、定向或两者可以使用控制电路和一个或多个联接到定位系统或作为其一部分包括在内的致动器来控制。
[0012]在一些实施例中，多个冷却面板的每条流体路径并行布置，使得多个冷却面板的每个入口端口联接在一起并且多个冷却面板的每个出口端口联接在一起。每个入口端口接收处于入口温度的流体，而每个出口端口输出处于低于入口温度的出口温度的流体。
[0013]在一些实施例中，所述冷却面板包括第一冷却面板、第二冷却面板和一组面板。所述冷却面板的每条流体路径串行布置，使得多个冷却面板的每个入口端口联接到另一个冷却面板的出口。第一冷却面板布置成接收处于入口温度的流体，而第二冷却面板布置成输出处于低于入口温度的出口温度的流体。在一些实施例中，将冷却面板连接到热交换器的一个或多个流体导管是绝缘的。例如，在一些实施例中，仅从冷却面板的出口到热交换器的入口的返回导管(例如管道)是绝缘的。
[0014]在一些实施例中，第一组辐射特性包括反射率，该反射率减少辐照度在薄膜处透射到面板主体的能量量值。
[0015]在一些实施例中，每个冷却面板的流体路径包括在冷却面板的面板主体中的凹部。在一些实施例中，每个冷却面板的流体路径包括固定到冷却面板的面板主体的管子。
[0016]在一些实施例中，本公开涉及一种用于冷却冷却系统(例如上述冷却系统)中的流体的方法。在一些实施例中，所述冷却系统包括具有一个或多个冷却元件的阵列，每个冷却元件具有入口端口、出口端口、联接到入口端口和出口端口的凹部、一个或多个能够将流体冷却到环境温度以下的面板和保护性覆盖物。在一些实施例中，所述冷却系统包括联接到一个或多个冷却元件的每个入口端口和每个出口端口的泵，其被配置为将流体供应到所述阵列。在一些实施例中，所述冷却系统包括被配置为将热量从负载传递到流体的热交换器。在一些实施例中，所述冷却系统包括联接到泵的控制系统。该方法包括监测流体的温度，控制泵以影响流体到一个或多个冷却面板的流速，控制流体到一个或多个冷却元件的流动路径，以及基于泵或流动路径中的至少一者控制流体的温度。
[0017]在一些实施例中，本公开涉及一种非暂时性计算机可读介质，其上编码有指令，当由控制电路执行时，使控制电路控制流体的冷却。该指令使控制电路监测在能够将流体冷
却到环境温度以下的一个或多个面板的凹部中流动的流体的温度。每个冷却元件包括入口端口、出口端口、联接到入口端口和出口端口的凹部以及保护性覆盖物。所述指令使控制电路通过控制一泵来控制流体到一个或多个冷却元件的流速，该泵联接到一个或多个冷却元件的每个入口端口和每个出口端口，并且被配置为将流体供应到所述阵列。所述指令使控制电路控制流体到一个或多个冷却元件的流动路径，其中所述流动路径包括被配置为从负载接收热量的热交换器。所述指令使控制电路控制流体的温度。
附图说明
[0018]参考以下附图详细描述根据一个或多个不同实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冷却系统，包括：阵列，其包括一个或多个冷却元件，其中每个冷却元件包括一个或多个面板，所述面板能够将流体冷却到环境温度以下；泵，其联接到所述一个或多个冷却元件，并配置为将流体供应到阵列；和热交换器，其配置为将热量从负载传递到流体。2.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括控制系统，所述控制系统联接到所述泵并且配置为：控制流体向所述阵列的流动；和控制流体的温度。3.根据权利要求2所述的冷却系统，还包括控制阀，其联接到所述控制系统，其中所述控制阀配置为影响流体向所述阵列的流动，并且其中所述控制系统进一步配置为控制所述控制阀。4.根据权利要求2所述的冷却系统，其中所述控制系统配置为基于所述流体的温度来控制所述泵的速度。5.根据权利要求2所述的冷却系统，其中所述一个或多个冷却元件包括多个冷却元件，还包括至少一个控制阀，其联接到所述控制系统，其中所述控制系统还配置为引起所述至少一个控制阀打开或关闭以增加或减少流体流过的冷却元件的数量。6.根据权利要求2所述的冷却系统，还包括定位系统，用于定位所述一个或多个冷却元件，其中：所述定位系统包括一个或多个致动器；所述一个或多个致动器联接到所述控制系统；并且所述控制系统还配置为将控制信号传输到所述致动器以定位所述一个或多个冷却元件。7.根据权利要求6所述的冷却系统，其中所述控制系统还配置为将所述控制信号传输到所述致动器以将每个冷却元件的法线方向定位为远离太阳，以减少每个冷却元件上的辐照度。8.根据权利要求6所述的冷却系统，其中所述控制系统还配置为将所述控制信号传输到所述致动器，以将每个冷却元件的法线方向定位为远离热源，以减少每个冷却元件上的辐照度。9.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括风挡，所述风挡被配置和布置成减少所述一个或多个冷却元件的表面处的对流。10.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括保护性覆盖物。11.根据权利要求1所述的冷却系统，其中每个冷却元件还包括辐射屏，所述辐射屏配置为将热量引导到天空的较冷部分。12.根据权利要求1所述的冷却系统，其中所述一个或多个冷却元件与水平成一定角度以允许水径流。13.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括定位系统，所述定位系统连接到每个冷却元件并且配置为允许定位每个冷却元件。14.根据权利要求1所述的冷却系统，其中每个冷却元件被布置成与太阳成一定角度以
减少每个冷却元件上的辐照度，其中所述角度介于5度与15度之间。15.根据权利要求1所述的冷却系统，其中所述负载包括从位于建筑物中的数据中心产生的热量，并且其中所述阵列布置在所述建筑物的屋顶上。16.根据权利要求1所述的冷却系统，其中每个凹部包括蜿蜒通道，所述蜿蜒通道配置为允许流体从相应的入口端口流到相应的出口端口。17.根据权利要求1所述的冷却系统，其中：所述热交换器包括冷凝热交换器；和所述负载包括蒸发器、压缩机和节流阀。18.根据权利要求1所述的冷却系统，其中：所述热交换器与制冷循环的冷凝器串行设置。19.根据权利要求1所述的冷却系统，其中所述一个或多个冷却元件包括并行联接的多个冷却元件。20.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括储热罐，所述储热罐配置为存储来自所述负载的热能。21.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括储热罐，所述储热罐配置为将能量存储在存储材料中。22.根据权利要求1所述的冷却系统，其中所述一个或多个冷却元件中的每个冷却元件包括：入口端口；出口端口；和凹部，其联接到所述入口端口和所述出口端口，其中所述凹部配置为容纳流体。23.一种用于冷却冷却系统中的流体的方法，该冷却系统包括：阵列，其包括一个或多个冷却元件，其中每个冷却元件包括一个或多个面板，所述面板能够将流体冷却到环境温度以下；泵，其联接到所述一个或多个冷却元件，并配置为将流体供应到所述阵列；热交换器，其配置为将热量从负载传递到流体；和控制系统，其联接到所述泵，该方法包括：监测流体的温度；控制所述泵以影响流体流向所述一个或多个冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：天酷系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：