本发明专利技术提供了一种射流雾化冷却装置及方法。装置包括壳体、送风机构、换热管道、射流雾化机构和供液机构。基于风冷通道设置换热管束以及射流雾化喷嘴，向换热管束内送入被冷工质的时候，即利用送风机构进行风冷降温，又利用利用射流雾化喷嘴喷淋冷却液，兼顾了风冷、喷淋冷却两种方式。采用射流雾化喷淋，能减小和改善液粒尺寸，提高液粒蒸发率。并且换热管束与射流雾化喷嘴对应设置多组，能有效解决冷却液喷淋不均的问题，使得换热管壁面液膜分布更均匀。因此，本发明专利技术中的射流雾化冷却装置通过改善冷却液喷淋方式和管道布置，显著提高了冷却液利用效率和散热能力，使运行更经济，结构更紧凑。更紧凑。更紧凑。
【技术实现步骤摘要】
一种射流雾化冷却装置及方法
[0001]本专利技术属于散热设备
，具体涉及一种射流雾化冷却装置及方法。
技术介绍
[0002]近年来，现代科学技术的飞速发展促使了一些具有高热流密度特征空间场景的大量涌现，如数据机房、通信基站、地下热力舱/化学反应室等，在传热散热方面，这些场景具有如下相似特征：
[0003](1)所存在的与热力/电子/化学反应相关的设备/器件/装置趋于紧凑化、精密化、小型化，工作过程集中产生的热量无法及时转移，导致系统温度过高，会带来诸多问题，如电子元器件失效、热力设备材料老化甚至损坏、化学反应温度无法控制等，因此，解决场景的散热问题是维持这些系统持续稳定正常运行的必要前提；
[0004](2)此类场景多为狭小密闭空间，散热介质供给有限，系统散热难度大、效果差、散热需求难以满足。针对存在于这些场景空间的相关热力设备、电子元器件、反应装置，实现空间的有效散热，保证它们的使用寿命和高效性能，至关重要。
[0005]传统的散热装置包括风冷散热和液冷散热2种。其中，风冷散热装置因价格低廉、设备简单最为常见，但其存在散热能力低、冷却效率差、能耗大，散热不均匀等缺点；相比风冷，液冷散热装置效率高，且节能降噪，但也存在价格昂贵、操作复杂等缺点。针对上述受限的散热空间场景，因通风能力或者冷源条件有限，单一的传统散热装置存在明显的局限性，无法满足散热需求。
[0006]新型散热装置中性能最好、最具有代表性的为蒸发式冷却散热装置。其原理是利用冷却液的气化吸收大量气化潜热进行散热，相比于风冷和水冷具有散热强度大，设备紧凑的优点，能满足空间、冷源受限场所的散热需求。蒸发式冷却散热装置中，冷却液喷淋方式和管道布置是影响冷却液利用效率和散热效果的两个最关键因素，但目前现有结构存在冷却液利用效率低、换热强度较弱的问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种射流雾化冷却装置，能减小和改善液粒尺寸，提高液粒蒸发率，同时，能有效解决冷却液喷淋不均的问题，提高冷却液利用效率，增强设备换热能力。
[0008]本专利技术还提供了一种应用上述射流雾化冷却装置的射流雾化冷却方法。
[0009]根据本专利技术第一方面实施例的射流雾化冷却装置，包括：壳体、送风机构、换热管道、射流雾化机构和供液机构，所述壳体设有风冷通道；所述送风机构用于向所述风冷通道送风；所述换热管道沿所述风冷通道的长度方向设置有多组换热管束，所述换热管束用于通入被冷工质；所述射流雾化机构在每组所述换热管束的迎风面设置一组射流雾化喷嘴，用于向所述换热管束输送冷却液；所述供液机构位于所述风冷通道的外侧并连接所述射流雾化机构，用于向所述射流雾化机构供给冷却液。
[0010]根据本专利技术实施例的射流雾化冷却装置，至少具有以下有益效果：
[0011]采用上述结构设置的射流雾化冷却装置，基于风冷通道设置换热管束以及射流雾化喷嘴，向换热管束内送入被冷工质的时候，即利用送风机构进行风冷降温，又利用利用射流雾化喷嘴喷淋冷却液，兼顾了风冷、喷淋冷却两种方式。采用射流雾化喷淋，能减小和改善液粒尺寸，提高液粒蒸发率。并且换热管束与射流雾化喷嘴对应设置多组，能有效解决冷却液喷淋不均的问题，使得换热管壁面液膜分布更均匀。因此，本专利技术中的射流雾化冷却装置通过改善冷却液喷淋方式和管道布置，显著提高了冷却液利用效率和散热能力，使运行更经济，结构更紧凑。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，每组所述射流雾化喷嘴与相对的所述换热管束之间保持有扩散间距。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述射流雾化喷嘴设有冷却液进口、连接所述冷却液进口的混合腔、连接所述混合腔的内腔以及连接所述内腔的喷嘴出口，所述混合腔的尺寸小于所述冷却液进口和所述内腔，并且所述混合腔的侧壁设有导通外部的空气进口。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述射流雾化喷嘴包括：喷嘴轴套，所述喷嘴轴套的内壁设有内径依次减小的第一周壁、第二周壁和第三周壁，并依次形成有第一台阶和第二台阶，所述第一周壁上设有第一孔道；喷嘴头座，所述喷嘴头座插接在所述喷嘴轴套内并位于所述第一孔道靠近所述第三周壁的一端，所述喷嘴头座的外周侧设有与所述第一台阶或所述第二台阶适配的第一定位台阶，所述喷嘴头座远离所述第三周壁的一端内凹设置有锥形的第一腔室，所述第一腔室远离所述第三周壁的一端设有第三台阶，所述第一腔室靠近所述第三周壁的一端设有外扩形的第二孔道；喷嘴芯部，所述喷嘴芯部插接在所述喷嘴头座内，所述喷嘴芯部的外周侧设有与所述喷嘴轴套定位的法兰结构以及与所述第三台阶适配的第二定位台阶，从而在所述法兰结构与所述第二定位台阶之间的区域与所述第一周壁之间形成第二腔室，所述喷嘴芯部沿靠近所述第三周壁的方向依次设置有第三腔室、第四腔室和第五腔室，所述第四腔室的截面尺寸小于所述第三腔室和所述第五腔室，所述第四腔室的侧壁设有连通所述第二腔室的第三孔道，并且所述第三腔室的截面尺寸小于所述第一腔室；所述射流雾化喷嘴通过所述第三腔室形成所述冷却液进口，通过所述第四腔室形成所述混合腔，通过所述第五腔室和所述第一腔室形成所述内腔，通过所述第二孔道形成所述喷嘴出口，通过所述第一孔道、所述第二腔室和所述第三孔道形成所述空气进口。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述供液机构包括：冷却液储罐；多个供给支路，所述供给支路分别连接一组所述射流雾化喷嘴，所述供给支路设有流量计、泵体、压力表和节流阀，所述流量计用于测量所述供给支路的初始冷却液流量，所述压力表用于测量所述节流阀输出端的冷却液压力。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述射流雾化冷却装置还包括冷却液回收机构，所述冷却液回收机构在所述风冷通道的出风端设置有脱水器以及回流管，所述脱水器用于捕获空气中的液粒，并通过所述回流管送入所述冷却液储罐。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述冷却液回收机构还设置有多个导流支路，所述导流支路沿所述风冷通道的长度方向分布，以使得每一组所述换热管束的背风面以及每一组所述射流雾化喷嘴的背风面均连接有一所述导流支路，所述导流支路连接所述冷却储罐，用以回收所述风冷通道内未蒸发的冷却液。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述换热管道在所述壳体上方设有上联箱、在所述壳体下方设有下联箱，所述上联箱的输入端设有第一温度检测组件，所述下联箱的输出端设有第二温度检测组件，所述换热管束连接于所述上联箱和所述下联箱之间。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述送风机构包括设于所述风冷通道一端的引风机和设于所述风冷通道另一端的排风机，每组所述换热管束沿所述风冷通道的长度方向和宽度方向布设有多排工质管。
[0020]根据本专利技术第二方面实施例的射流雾化冷却方法，采用上述任一种结构的射流雾化冷却装置对工质进行冷却，包括：启动所述送风机构，利用所述风冷通道两端的引风机、排风机控制风压和风量；通过所述换热管道的所述换热管束将被冷工质送入所述风冷通道，并启动所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种射流雾化冷却装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体设有风冷通道；送风机构，所述送风机构用于向所述风冷通道送风；换热管道，所述换热管道沿所述风冷通道的长度方向设置有多组换热管束，所述换热管束用于通入被冷工质；射流雾化机构，所述射流雾化机构在每组所述换热管束的迎风面设置一组射流雾化喷嘴，用于向所述换热管束输送冷却液；供液机构，所述供液机构位于所述风冷通道的外侧并连接所述射流雾化机构，用于向所述射流雾化机构供给冷却液。2.根据权利要求1所述的射流雾化冷却装置，其特征在于，每组所述射流雾化喷嘴与相对的所述换热管束之间保持有扩散间距。3.根据权利要求1所述的射流雾化冷却装置，其特征在于，所述射流雾化喷嘴设有冷却液进口、连接所述冷却液进口的混合腔、连接所述混合腔的内腔以及连接所述内腔的喷嘴出口，所述混合腔的尺寸小于所述冷却液进口和所述内腔，并且所述混合腔的侧壁设有导通外部的空气进口。4.根据权利要求3所述的射流雾化冷却装置，其特征在于，所述射流雾化喷嘴包括：喷嘴轴套，所述喷嘴轴套的内壁设有内径依次减小的第一周壁、第二周壁和第三周壁，并依次形成有第一台阶和第二台阶，所述第一周壁上设有第一孔道；喷嘴头座，所述喷嘴头座插接在所述喷嘴轴套内并位于所述第一孔道靠近所述第三周壁的一端，所述喷嘴头座的外周侧设有与所述第一台阶或所述第二台阶适配的第一定位台阶，所述喷嘴头座远离所述第三周壁的一端内凹设置有锥形的第一腔室，所述第一腔室远离所述第三周壁的一端设有第三台阶，所述第一腔室靠近所述第三周壁的一端设有外扩形的第二孔道；喷嘴芯部，所述喷嘴芯部插接在所述喷嘴头座内，所述喷嘴芯部的外周侧设有与所述喷嘴轴套定位的法兰结构以及与所述第三台阶适配的第二定位台阶，从而在所述法兰结构与所述第二定位台阶之间的区域与所述第一周壁之间形成第二腔室，所述喷嘴芯部沿靠近所述第三周壁的方向依次设置有第三腔室、第四腔室和第五腔室，所述第四腔室的截面尺寸小于所述第三腔室和所述第五腔室，所述第四腔室的侧壁设有连通所述第二腔室的第三孔道，并且所述第三腔室的截面尺寸小于所述第一腔室；所述射流雾化喷嘴通过所述第三腔室形成所述冷却液进口，通过所述第四腔室形成所述混合腔，通过所述第五腔室和所述第一腔室形成所述内腔，通过所述第二孔道形成所述喷嘴出口，通过所述第一孔道、所述第二腔室和所述第三孔道形成所述空气进口。5.根据权利要求1所述的射流雾化冷却装置，其特征在于，所述供液机构包括：冷却液储罐；多个供给支路，所述供给支路分别连接一组所述射流雾化喷嘴，所述供给支路设有流量计、泵体...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾志勇，李云峰，尚同乐，詹昊，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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