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一种余热系统储液器及其余热回收系统技术方案

技术编号:39057819 阅读:13 留言:0更新日期:2023-10-12 19:50
本发明专利技术提供了一种余热系统储液器,储液器包括大储液罐与小储液罐,小储液罐的顶部与大储液罐的顶部通过顶部管路连通,小储液罐的底部与大储液罐的底部通过底部管路连通,所述顶部管路和底部管路分别设置电磁阀。本发明专利技术设计了新式结构储液器,其创新采用分离式结构。大储液负责存储工质,其对于MPTL回路内的流体液面波动具有缓冲作用;小储液罐负责控制压强,相对于传统的单个储液装置,分离式储液装置的控制部分由大变小,提高了系统传感灵敏度和控制的精确度。小储液罐内添加了换热螺旋管,相比于传统的储液装置通过PTC制冷片制冷的方式,螺旋管被动冷却法可以降低制冷电能能耗,并还能对进入下一循环的流体进行预热。并还能对进入下一循环的流体进行预热。并还能对进入下一循环的流体进行预热。

【技术实现步骤摘要】
一种余热系统储液器及其余热回收系统


[0001]本专利技术涉及一种热管技术,尤其涉及一种余热回收的环路热管,属于F28d15/02的热管领域。

技术介绍

[0002]热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)专利技术的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
[0003]热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业,自从被引入散热器制造行业,使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式,采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果,开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备,其中包括核电领域、计算机领域,例如核电的余热利用等。
[0004]环路热管是指一种回路闭合环型热管。一般由蒸发器、冷凝器、储液器以及蒸气和液体管线构成。其工作原理为:对蒸发器施加热载荷,流体在蒸发器毛细芯外表面蒸发,产生的蒸气从蒸气槽道流出进入蒸气管线,继而进入冷凝器冷凝成液体并过冷,回流液体经液体管线进入液体干道对蒸发器毛细芯进行补给,如此循环,而流体的循环由蒸发器毛细芯所产生的毛细压力驱动,无需外加动力。由于冷凝段和蒸发段分开,环路式热管广泛应用于能量的综合应用以及余热的回收。
[0005]随着服务器散热需求的不断增加,国内数据中心最为常见的风冷散热方案难以达到标准,而液冷散热方案成本极高。针对上述缺陷,本专利技术对目前的环路热管进行了改进,提出了一种新式的余热回收型泵驱两相环路热管,其以机械泵驱动两相流体回路技术和余热回收技术为基础,满足服务器高热流密度散热需求,并能够对废热进行回收利用,具有散热量大、PUE值低、灵活度高、可余热回收等优点。
[0006]本专利技术同时开发了一种新式结构储液器,其创新采用分离式结构。相对于传统的单个储液装置,分离式储液装置的控制部分由大变小,提高了系统传感灵敏度和控制的精确度。

技术实现思路

[0007]本专利技术同时开发了一种新式结构储液器,其创新采用分离式结构。相对于传统的单个储液装置,分离式储液装置的控制部分由大变小,提高了系统传感灵敏度和控制的精确度。
[0008]为了实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:
[0009]一种余热系统储液器,储液器包括大储液罐与小储液罐,小储液罐的顶部与大储液罐的顶部通过顶部管路连通,小储液罐的底部与大储液罐的底部通过底部管路连通,所
述顶部管路和底部管路分别设置电磁阀。
[0010]作为优选,为了控制小储液罐内的温度,在小储液罐内部安装加热棒和螺线管来分别实现升温和降温。
[0011]作为优选,大储液器内除液体流体以外的空间充斥着气相工质,为了实现汽液分离,防止储液器内气相工质进入主回路造成机械泵的汽蚀,在大储液罐出口处安装烧结多孔隔板,其上的毛细孔在流通液体流体的同时能有效阻隔气相工质,防止气相工质进入主回路。
[0012]作为优选,系统开始工作之前,下端电磁阀开启上端电磁阀关闭;系统开始工作后,上端电磁阀开启以保证两储液罐内部压强相等,下端电磁阀关闭,将两罐中的液相分隔开,防止两储液罐之间的液体交换造成大储液罐内相界面波动。
[0013]作为优选,在小储液罐上安装温度传感器和压力传感器4

4以实时反馈罐内温度和压强,以便调节加热棒的加热效率和螺线管的冷却效率。
[0014]作为优选,为了实时检测储液罐内液位的变化,分别在大储液罐和小储液罐的下部安装了液位计。一种余热回收环路热管系统,包括预热器、蒸发器、冷凝器、储液器、泵和回热器,预热器、蒸发器、回热器、冷凝器、储液器通过管路依次连接,储液器通过管路连接回热器,储液器和回热器之间的管路上设置泵,回热器通过管路与预热器连接。
[0015]作为优选,其特征在于所述蒸发器包括盖板和底板,底板设置在底板中部的蒸发器储液槽,储液槽两侧设置微槽道,在微槽道上部导流板,储液槽一侧与蒸发器入口连接,在入口相对的另一侧设置出口,出口连接流出通道,所述流出通道包括设置在微槽道上部的外侧并且与微槽道联通的第一部分,第二部分设置在与第一部分垂直的微槽道上侧,并且与出口连通。
[0016]作为优选,所述第一部分是倾斜结构,从外侧向内侧逐渐向下倾斜。第二部分是斜坡V型槽,从外侧向内侧逐渐向下倾斜,最低点设置在出口位置。
[0017]作为优选,储液器包括大储液罐和小储液罐,小储液罐的顶部与大储液罐的顶部通过顶部管路连通,小储液罐的底部与大储液罐的底部通过底部管路连通,所述顶部管路和底部管路分别设置电磁阀。小储液罐内的加热片和螺线管结构。大储液罐出口处安装烧结多孔隔板。
[0018]在小储液罐上安装温度传感器和压力传感器以实时反馈罐内温度和压强,以便调节加热片的加热效率和螺线管的冷却效率。此外,为了实时检测储液罐内液位的变化,分别在大储液罐和小储液罐的下部安装了液位计。
[0019]作为优选,冷凝器包括喷淋箱体(左)和储水箱体(右)。两个箱体顶部各有一个入口,底部各有一个出口。喷淋时,气态热流体从顶部管口注入喷淋头,扩散至箱体内,与热管进行换热后变为液态,由底部管口流出,进入下一次泵驱两相的循环。储水箱体内冷水从顶部管口注入,热水由底部管口放出。喷淋箱体内热管以一定角度斜插入储水箱体,相应地喷淋头的喷淋方向亦倾斜一定角度,从而保证喷淋时热管大端充分接触喷淋下来的热流体,达到高效率换热的目的,同时也保证了热管中的冷却液在小端放热液化后能够在重力作用下回流至大端进行下一次循环。此外,喷淋箱体内热管排布采用叉排的方式以增大热管大端与喷淋下来的热流体的接触面积。
[0020]与现有技术相比较,本专利技术具有如下的优点:
[0021]1)本专利技术设计了新式结构储液器,其创新采用分离式结构。大储液负责存储工质,其对于MPTL回路内的流体液面波动具有缓冲作用;小储液罐负责控制压强,相对于传统的单个储液装置,分离式储液装置的控制部分由大变小,提高了系统传感灵敏度和控制的精确度。小储液罐内添加了换热螺旋管,相比于传统的储液装置通过PTC制冷片制冷的方式,螺旋管被动冷却法可以降低制冷电能能耗,并还能对进入下一循环的流体进行预热。
[0022]2)本专利技术提出了一种新式的余热回收型泵驱两相环路热管,其以机械泵驱动两相流体回路技术和相变传热技术为基础,满足高热流密度散热需求,并对废热进行回收利用,具有散热量大、PUE值低、广泛适用、绿色减排等优点。
[0023]3)本专利技术的过冷流体在进入蒸发器之前先经过回热器和预热器进行预热,使其达到饱和状态。因为相变潜热的吸热量远远大于非潜热的热交换,因此本申请将过冷流体加热到气化潜热的临界温度,使其进入蒸发器后立刻潜热吸热,实现蒸发器的快速吸热,提高了快速的吸热效率。
[0024]4)本专利技术设计了新式结构蒸发器,其内部的歧管排布结构和微型通道设计,本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种余热系统储液器,储液器包括大储液罐与小储液罐,小储液罐的顶部与大储液罐的顶部通过顶部管路连通,小储液罐的底部与大储液罐的底部通过底部管路连通,所述顶部管路和底部管路分别设置电磁阀。2.如权利要求1所述的储液器,其特征在于,为了控制小储液罐内的温度,在小储液罐内部安装加热棒和螺线管来分别实现升温和降温。3.如权利要求1所述的储液器,其特征在于,大储液器内除液体流体以外的空间充斥着气相工质,为了实现汽液分离,防止储液器内气相工质进入主回路造成机械泵的汽蚀,在大储液罐出口处安装多孔隔板,其上的毛细孔在流通液体流体的同时能有效阻隔气相工质,防止气相工质进入主回路。4.如权利要求1所述的储液器,其特征在于,系统开始工作之前,下端电磁阀开启上端电磁阀关闭;系统开始工作后,上端电磁阀开启以保证两储液罐内...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭春生杨珺博刘淼李华杰候蕊马军薛丽红李蒸韩卓晟逯晓康杨沛东刘百川于永升姜鲲周晓雨周志龙黑吉芳李宝瑞李可年显勃张元坤李文涵
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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