一種重力熱管式水冷機組蓄冷系統的制作方法
【專利說明】一種重力熱管式水冷機組蓄冷系統
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于空調機組的制冷技術領域，尤其涉及利用自然冷源的數據中心機房制冷蓄冷系統。
【背景技術】
[0003]數據中心對制冷設備的持續制冷能力要求很高，當外部電源斷電后，UPS可以用于IT設備供電，但通常不足以給同樣耗電巨大的空調設備進行供電，僅能給風機、水栗等功耗較小的設備供電。因此當數據中心出現斷電后，機房空調設備的輸送冷源溫度會在2，3分鐘內快速上升至40°C左右，無法為機房提供足夠的冷源，容易造成機房電子設備的宕機或損壞。目前機房空調的斷電繼電都是采用大型水系統蓄冷罐，體積龐大、占據空間大，給保溫工作帶來麻煩，造成系統節能效率低下。
【發明內容】
[0004]發明目的:針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種重力熱管式水冷機組蓄冷系統，體積較小，利用重力熱管的高效傳熱性能將外環境的自然冷源存儲在相變冷媒中，有效利用了冷媒的潛熱。
[0005]技術方案:為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為:一種重力熱管式冷水機組蓄冷系統，所述冷水機組設有供冷水的冷水管道，包括蓄冷換熱器和置于外環境的冷凝熱管陣列，所述蓄冷換熱器包括蓄有冷媒的密閉水箱和設在密閉水箱內部的蒸發熱管陣列，所述密閉水箱設有進口和出口，且進口和出口通過管道與冷水機組的冷水管道并聯連接，并通過設在管道上的閥門控制蓄冷換熱器的并入；所述密閉水箱內的蒸發熱管陣列作為熱管的蒸發段，且頂部的蒸汽出口通過蒸發管與外環境的冷凝熱管陣列連通；所述冷凝熱管陣列作為熱管的冷凝段，且底部通過回液管再與蒸發熱管陣列連接形成循環，所述冷凝熱管陣列還配有噴淋水洗和冷風機進行冷卻，且冷凝熱管陣列相對蒸發熱管陣列更高從而形成重力差；所述蒸發熱管陣列和冷凝熱管陣列均由多列螺旋熱管豎直排列組成，每列螺旋熱管由兩根螺旋狀熱管纏繞而成，且螺旋熱管的內壁設有吸液芯層。
[0006]進一步改進，所述密閉水箱還連接有冷媒緩沖容器，從而能防止冷媒結冰膨脹溢出。
[0007]進一步改進，所述密閉水箱外壁設有盤管層，盤管層的外圍設有保溫層。當水箱內冷媒結冰過度時，可以在盤管層中盤管中流通機房熱風或其他熱源進行換熱；當水箱內冷媒還需進一步蓄冷時，盤管層可作為隔熱層與保溫層共同起到保溫隔熱的作用。
[0008]進一步改進，所述蒸發熱管陣列的上端的1/2?2/3部位的外壁光滑，剩余部位的外壁設有環形翅片。由于本發明中熱管采用兩股纏繞的螺旋熱管并浸入冷媒中吸熱使工質蒸發，且管長在Im左右，該過程中蒸發吸熱段在管上部，因此熱管外壁首先從中上部開始結冰，僅在下段設置環形翅片有利于下段的結冰速度趕上中上部位，從而達到均勻結冰。另夕卜，更重要的是使中上段的兩股熱管之間保持更大間距，利于傳熱。
[0009]進一步改進，所述蒸發熱管陣列和冷凝熱管陣列中的各熱管的間距為8?30cm，優選15cm。
[0010]進一步改進，所述冷媒是水、乙二醇水溶液、30%?45%的氯化鈣水溶液、或者是含20%?40%十水合硫酸鈉和15%?25%三水合醋酸鈉的水溶液，或者是含20%?40%十水合硫酸鈉和15%?30%氯化鈣的水溶液。
[0011]進一步改進，所述螺旋熱管采用銅質管，且內壁上的吸液芯層為多孔泡沫銅層，具有微孔毛細管作用高效的將工質冷凝液吸附收集回流再次蒸發吸熱，且燒結成本低。
[0012]進一步改進，所述密閉水箱與冷水機組的冷水管道的連接處設有三通閥，從而可以控制蓄冷系統是否接入冷水機組，也可同時接入。
[0013]有益效果:與現有技術相比，本發明具有以下優點:通過蓄冷系統，在斷電的時候僅開啟風機、水栗的輔助設備，也能夠持續為數據機房提供冷量，蓄冷系統只要能夠提供10-15分鐘的冷量，從而有足夠時間啟動數據機房的備用電源；可以開啟蓄冷和壓縮制冷混合運行的模式在短期內提供更大的冷量，從而應對機房負荷突變。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明所述蓄冷系統的結構示意圖；
圖2為本發明所述蓄冷系統的原理示意圖；
圖3為本發明所述螺旋熱管的結構示意圖。
[0015]其中，冷水機組1、蓄冷換熱器2、冷凝熱管陣列3、密閉水箱4、蒸發熱管陣列5、冷水管道6、冷媒緩沖罐7、閥門8、螺旋熱管9、風機10。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0017]如圖1所示，本發明的重力熱管式冷水機組蓄冷系統，主要包括:蓄冷換熱器和置于外環境的冷凝熱管陣列，所述蓄冷換熱器包括蓄有冷媒的密閉水箱和設在密閉水箱內部的蒸發熱管陣列，所述密閉水箱的進口和出口通過管道與冷水機組的冷水管道并聯連接，并通過設在管道上的閥門控制蓄冷換熱器的并入，同時水箱還連接有冷媒緩沖罐對冷媒結冰膨脹進行緩沖。所述密閉水箱內的蒸發熱管陣列作為熱管的蒸發段，且頂部的蒸汽出口通過蒸發管與外環境的冷凝熱管陣列連通；所述冷凝熱管陣列作為熱管的冷凝段，且底部通過回液管再與蒸發熱管陣列連接形成循環，所述冷凝熱管陣列還配有噴淋水洗和冷風機進行冷卻，且冷凝熱管陣列相對蒸發熱管陣列更高從而形成重力差；所述蒸發熱管陣列和冷凝熱管陣列均由多列螺旋熱管豎直排列組成，每列螺旋熱管