[实用新型]一种密闭空间高能效比环境级换热器

说明书

本实用新型提供了一种密闭空间高能效比环境级换热器，包括蒸发器、汽管路、冷凝器、液管路、储液器、传热工质、风扇组件；其中蒸发器固设于待散热的机柜内，冷凝器设置于机柜空间外；装置总体构成了两相流体回路，所述传热工质设于两相流体回路内；所述冷凝器还包括上顶框、下底框、若干块竖直阵列布置的翅片板；所述翅片板上设有若干条竖直阵列布置的微通道；所述蒸发器、冷凝器的后侧均设有风扇组件。本实用新型的密闭空间高能效比环境级换热器，其有效换热面积大、底层传热技术传热能力强，因此换热器换热能力强，具有高能效比。

技术领域

本实用新型属于散热装置技术领域，具体涉及一种密闭空间高能效比环境级换热器。

背景技术

通信基站、储能电站、电力机柜、控制机柜等电器成套设备因为安全、防尘、防潮、控温等要求需要安装在保温的密闭空间中，而密闭空间与外界热隔离，需要采用有效的热控措施以保证内部设备的安全可靠运行。通常通过空调制冷的方式抵消内部产生的热量以维持合适的内部环境温度水平，但使用空调的热控成本较高，其耗电量大约占到总体耗电量的50％左右，为了降低热控成本，需要高效引入环境自然冷源用于密闭空间热控。

目前密闭空间热控引入自然冷源主要有几种模式。(1)改善围护结构：不足以满足密闭环境的热控要求；(2)采用变频技术等提高机房空调效率：COP提升空间有限；(3)制冷/热管双循环空调：换热器匹配不佳，系统综合能效不高；(4)新风系统：引入环境冷量的同时也引入了湿气和粉尘，不满足密闭空间的洁净度与湿度要求；(5)环境级换热器：不引入湿气和粉尘，只引入环境冷量，且冷量引入量大，是密闭空间热控最佳的自然冷源引入模式。

环境级换热器换热能力用能效比COP＝Q/W表征，定义为换热量与运行功率之比，主要取决于底层传热技术的传热能力以及有效换热面积。

传统环境级换热器为间壁式换热器、载冷剂换热器或热管式换热器。其中间壁式换热器为空气强制对流换热，换热系数较小，且换热面积不大；载冷剂换热器换热面积较大，但泵驱动流体回路传热能力有限，且需要额外的泵功率；热管式换热器换热面积较大，但重力热管传热能力较小。因此传统环境级换热器换热能力有限，能效比不高。本实用新型提供一种密闭空间高能效比环境级换热器，以改善传统环境级换热器能效比低的问题。

为便于本申请的工作原理理解，在此详细叙述一种基于温差驱动自循环两相流体回路的高效被动传热技术。高效被动传热技术指具有高传热能力、不需要外部动力(即具有高可靠性)的传热技术。

以相变潜热进行的换热比单相对流系统以显热方式传递的热量大几个数量级，同时不需要外部动力，通常基于相变换热构建高效被动传热技术。

高效被动传热技术具有广泛的工程应用场景。

在热利用场景中，涉及冷量高效利用领域，如半导体制冷器导冷、斯特林制冷机导冷、LNG冷量传输、解冻板等；以及热量高效利用领域，如太阳能高效利用、地源/水源/空气源低品位热能利用、工业余热利用、温差发电、类IH电饭锅内胆等。

在热控制场景中，涉及电子器件散热领域，如5G设备、LED、激光、相控阵雷达T/R组件、CPU(家用电脑/服务器/手机)、IGBT(变频器/光伏逆变器/特高压直流输电)、半导体制冷器、动力电池、质子交换膜燃料电池等；以及密闭空间换热领域，如基站、数据中心、电力机柜、舰艇发动机舱等。

1、系统原理

强化相变换热的根本思路是增加单位时间的相变换热量，即增大相变速率与相变潜热的乘积。

一方面，相变的全周期涵盖气泡成核、气泡成长、气泡脱离、气泡聚合上升整个过程；另一方面，相变速率与相变潜热在物性层面是紧密相关的参数，因此两者乘积的提高需要基于相变全周期的气泡成核与动力学特性综合分析。

2、强化相变速率

2.1气泡成核理论