數(shù)據(jù)中心熱管背板冷卻方案介紹

機(jī)柜熱管背板冷卻方案介紹目錄背景及熱管工作原理1佳力圖熱管方案31產(chǎn)品介紹4熱管在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用2目錄背景及熱管工作原理1佳力圖熱管方案31產(chǎn)品介紹4熱管在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用2背景熱管原理最早由美國工程師在1942年提出。20世紀(jì)60年代初，開始研究和試制，最早被用于航天器與核反應(yīng)堆。20世紀(jì)70年代，熱管初次作為熱能回收裝置應(yīng)用于暖通行業(yè)。80年代以后，熱管換熱器的研制工作迅速開展?；剞D(zhuǎn)型、分離型等新的結(jié)構(gòu)型式相繼出現(xiàn)，并日趨大型化。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別是考慮到現(xiàn)代能源形勢(shì)的需要，熱管技術(shù)正越來越廣泛地滲入到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，如：在航空航天、核動(dòng)力、太陽能、電子科技、冶金、建材、化工等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。熱管工作原理熱管特性a.超強(qiáng)的導(dǎo)熱能力b.優(yōu)良的等溫特性c.熱流密度可變性

d.熱流方向（傳熱方向）的可逆性e.熱二極管與熱開關(guān)性能

f.恒溫特性

g.環(huán)境的適應(yīng)性2012.04熱管的分類由于熱管的用途、種類和型式較多，再加上熱管在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和工作液體等方面各有不同之處，故而對(duì)熱管的分類也很多，常用的分類方法有以下幾種。按照工作液體回流動(dòng)力區(qū)分有芯熱管、兩相閉式熱虹吸管(又稱重力熱管)、重力輔助熱管、旋轉(zhuǎn)熱管、電流體動(dòng)力熱管、磁流體動(dòng)力熱管、滲透熱管等等。按照熱管管內(nèi)工作溫度區(qū)分有低溫?zé)峁?、常溫?zé)峁?、中溫?zé)峁堋⒏邷責(zé)峁艿?。按照管殼與工作液體的組合區(qū)分有銅-水熱管、碳鋼-水熱管、鋁-丙酮熱管、不銹鋼-鈉熱管等。按照結(jié)構(gòu)形式區(qū)分有普通熱管、分離式熱管、毛細(xì)泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等。按照熱管的功用劃分有傳輸熱量的熱管、熱二極管、熱開關(guān)、熱控制用熱管、仿真熱管、制冷熱管等。兩相閉式熱虹吸管

兩相閉式熱虹吸管簡稱熱虹吸管，又稱為重力熱管。其結(jié)構(gòu)和原理如右圖所示。與普通熱管原理一樣，但不同的是熱管內(nèi)沒有吸液芯，冷凝液的回流主要是靠自身的重力作用，因此，熱虹吸管的作用有一定的方向性：冷凝段位置必須高于蒸發(fā)段。其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、而且傳熱性能優(yōu)良、工作可靠，因此他在地面上的各類傳熱設(shè)備中都可以作為高效傳熱元件，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。兩相閉式熱虹吸管

對(duì)于兩相閉式熱虹吸管，所可能發(fā)生的傳熱極限主要是干涸極限、沸騰極限(又稱燒毀極限)和攜帶極限。干涸極限一般發(fā)生在充液量過小時(shí)。為了避免熱管工作時(shí)達(dá)到這些傳熱極限，并強(qiáng)化熱管的換熱，目前行之有效的方法有：在熱虹吸管的蒸發(fā)段內(nèi)同心放置開孔抑泡管抑制該段氣泡的脫離；在冷凝段內(nèi)設(shè)置溢流同心導(dǎo)管降低該段的凝結(jié)熱阻；將熱虹吸管的內(nèi)壁加工成為軸向槽道表面提高熱虹吸管的換熱系數(shù)等。旋轉(zhuǎn)熱管旋轉(zhuǎn)熱管的概念是由Gray于1969年首次提出的，他分析了旋轉(zhuǎn)熱管較普通熱管具有更強(qiáng)的傳熱能力。旋轉(zhuǎn)熱管的顯著特征是熱管自身是旋轉(zhuǎn)件，因而可以用于所有需要冷卻散熱的旋轉(zhuǎn)零部件，如電機(jī)轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸等的冷卻，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。旋轉(zhuǎn)熱管為一密閉的空心軸(管)，此空心軸內(nèi)腔具有一定初始真空度，并充有少量工作液。內(nèi)腔的形狀可以是空心圓柱形、空心內(nèi)錐形成圓柱臺(tái)階形。上圖為一錐形空腔的旋轉(zhuǎn)熱管工作原理簡圖。在高轉(zhuǎn)速下，工作液覆蓋在空腔的內(nèi)壁面上，并形成一層環(huán)狀液膜。旋轉(zhuǎn)熱管的一端由于被加熱，該處液體蒸發(fā)、液膜變薄，所產(chǎn)生的蒸汽流到另一端(冷卻端)。蒸汽在冷卻端放出潛熱而凝結(jié)成液體。在熱管的旋轉(zhuǎn)作用下液體受到一離心力，這一離心力沿錐面的分力使這些冷凝液沿錐面流回到蒸發(fā)段。這樣連續(xù)地循環(huán)就完成了把熱量從加熱段輸送到冷卻段的過程。從傳熱性能來看，旋轉(zhuǎn)熱管沒有吸液芯，因此不存在毛細(xì)極限，并且在熱流回路中間少了由于吸液芯引起的熱阻。旋轉(zhuǎn)熱管內(nèi)部空腔較大，蒸汽流速不高，不易產(chǎn)生聲速極限，因此，其傳熱極限主要為：冷凝極限、攜帶極限和沸騰極限。分離式熱管分離式熱管結(jié)構(gòu)示意圖

分離式熱管的結(jié)構(gòu)如左圖所示，其蒸發(fā)段和冷凝段是分開的，通過蒸汽上升管和液體下降管連通形成一個(gè)自然循環(huán)回路。工作時(shí)，在熱管內(nèi)的工質(zhì)匯集在蒸發(fā)段，蒸發(fā)段受熱后，工質(zhì)蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽上升管到達(dá)冷凝段釋放出潛熱而凝結(jié)成液體，在重力作用下，經(jīng)液體下降管回到蒸發(fā)段，如此循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。分離式熱管的冷凝段必須高于蒸發(fā)段，液體下降管與蒸汽上升管之間會(huì)形成一定的密度差，這個(gè)密度差所能提供的壓頭與冷凝段和蒸發(fā)段的高度差密切相關(guān)，它用以平衡蒸汽流動(dòng)和液體流動(dòng)的壓力損失，維系著系統(tǒng)的正常運(yùn)行而不再需要外加動(dòng)力。分離式熱管既有經(jīng)典熱管的共性——兩相流動(dòng)、相變傳熱、自然循環(huán)等，同時(shí)也具有鮮明的個(gè)性——管內(nèi)汽液兩相同向流動(dòng)。分離式熱管內(nèi)蒸汽與液體同向流動(dòng)，故不存在攜帶極限，限制其傳熱能力的主要極限為燒干極限、聲速極限和冷凝極限。適當(dāng)加大其充液量，加大蒸汽上升管的管徑或增加蒸汽上升管的個(gè)數(shù)等方法可以適當(dāng)消除這些極限的影響。

分離式熱管最大的特點(diǎn)是冷凝段和蒸發(fā)段可以較遠(yuǎn)距離安裝，從而使得冷熱流體完全隔離，避免了相互滲漏的問題，安全性能較經(jīng)典熱管大為提高。可變導(dǎo)熱管可變導(dǎo)熱管熱阻的簡化模型普通熱管的工作溫度是由熱源和熱匯的條件確定的，因此，改變熱負(fù)荷或蒸發(fā)段的溫度就將引起熱管工作溫度的改變。對(duì)于普通熱管來說，其導(dǎo)熱率接近一個(gè)常量。然而在某些應(yīng)用場(chǎng)合，需要冷凝段(或蒸發(fā)段)的溫度隨著熱負(fù)荷的變化而保持不變，因而利用熱管的熱可控性產(chǎn)生了可變導(dǎo)熱管?？勺儗?dǎo)熱管的基本原理如右圖所示，這是簡化了的熱管基本熱阻模型。在這個(gè)模型中，Re表示熱源與熱管內(nèi)蒸汽之間所有熱阻之和，Rc表示熱管因蒸汽流動(dòng)等因素引起的熱阻，Rv表示熱管內(nèi)蒸汽與熱匯之間所有熱阻之和。任意一項(xiàng)熱阻的變化，將導(dǎo)致總熱導(dǎo)的改變，熱管的傳熱率也將發(fā)生變化。

按照變化傳導(dǎo)方法的不同可分為：充氣熱管、過量液相工質(zhì)熱管、液流調(diào)節(jié)熱管和汽流調(diào)節(jié)熱管。微型熱管及小型熱管微型熱管橫截面示意圖隨著集成芯片中電路數(shù)目的增加，其產(chǎn)生熱量的散逸變得越來越困難，除了最高芯片溫度的限制外，對(duì)溫度均勻性也有更高的要求，因而熱力特性是電子產(chǎn)品開發(fā)、研制中非常重要的技術(shù)，且直接影響到最終產(chǎn)品的成本、可靠性和表觀。微型熱管作為一項(xiàng)很有前途的技術(shù)，可用于計(jì)算機(jī)芯片以獲得高的熱量導(dǎo)出率及溫度均勻化。隨著熱管尺寸的減小，微型熱管遇到了蒸汽連續(xù)流動(dòng)極限。此極限限制了微型熱管在低溫狀態(tài)下的工作。如果熱管工作在較高的溫度下，此極限為暫時(shí)的，隨著熱管溫度升高將會(huì)消失。除了蒸汽連續(xù)自流動(dòng)極限外，微型熱管還將遇到常規(guī)熱管的操作極限。如毛細(xì)極限，沸騰極限等幾種常見的傳熱極限。典型的微型熱管有凸面、銳角的截面(例如多邊形)。其典型橫截面形狀如上圖所示。對(duì)于小型熱管，其最小截面直徑為1mm數(shù)量級(jí)。在小型熱管內(nèi)部往往加吸液芯結(jié)構(gòu)，較為常見的是金屬燒結(jié)吸液芯結(jié)構(gòu)、絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)、干道結(jié)構(gòu)、內(nèi)槽道結(jié)構(gòu)等。毛細(xì)泵回路熱管作為高效的傳熱元件已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，然而在地面上，如果熱管的蒸發(fā)段位于冷凝段之上，其傳熱能力就將受到限制，毛細(xì)泵回路(CPL-CapillaryPumpedLoop)可以解決這一問題，其基本工理與普通熱管的基本原理相似，但其可有效地用于小溫差、長距離、無附加動(dòng)力的熱量回收，也可用于航天器的熱管理系統(tǒng)，并可能使大型航天器的熱管理系統(tǒng)出現(xiàn)巨大的變革。各種類型的換熱器對(duì)比總結(jié)

參數(shù)熱管類型是否有吸液芯液體回流動(dòng)力傳熱極限常用場(chǎng)合兩相閉式熱管無重力干涸極限、沸騰極限、攜帶極限常用于熱源在冷源下方的情況旋轉(zhuǎn)熱管無離心力冷凝極限、攜帶極限、沸騰極限所有需要冷卻散熱的旋轉(zhuǎn)零部件分離式熱管無重力燒干極限、聲速極限、冷凝極限需要嚴(yán)格避免冷熱流體相互滲漏的場(chǎng)合可變導(dǎo)熱管有些有毛細(xì)力或其他燒干極限、攜帶極限、冷凝極限需要冷凝段(或蒸發(fā)段)的溫度不隨熱負(fù)荷變化而變的場(chǎng)合微型熱管及小型熱管有毛細(xì)力毛細(xì)極限、沸騰極限電子產(chǎn)品等毛細(xì)泵回路有毛細(xì)力毛細(xì)極限等航空領(lǐng)域，電子元器件等熱管應(yīng)用熱管在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用2012.0415目錄背景及熱管工作原理1佳力圖熱管方案31產(chǎn)品介紹4熱管在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用2整體式熱管換熱器圖整體式熱管-氣-氣換熱器圖整體式熱管氣-液式換熱器熱管在直流系統(tǒng)中的應(yīng)用分離三式熱三管換三熱熱管三排風(fēng)三熱回三收系三統(tǒng)熱管三除濕三熱回三收目錄背景及熱管工作原理1佳力圖熱管方案31產(chǎn)品介紹4熱管在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用2自然三冷源三重力三熱管三方案三（Fr三ee三C三oo三li三ng三G三ra三vi三ty三C三yc三le三H三ea三t三Pi三pe）自然三冷源三動(dòng)力三熱管三方案三（Fr三ee三C三oo三li三ng三P三um三p三Cy三cl三e三He三at三P三ip三e）冷凍三水型三重力三熱管三方案三（Ch三il三le三d三Wa三te三r三Gr三av三it三y三Cy三cl三e三He三at三P三ip三e）冷凍三水型三動(dòng)力三熱管三方案(C三hi三ll三ed三W三at三er三P三um三p三Cy三cl三e三He三at三P三ip三e)目錄背景及熱管工作原理1佳力圖熱管方案31產(chǎn)品介紹4熱管在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用2xC三oo三li三ng熱管三背板產(chǎn)品三冷量三范圍三：5-三15三kW三/機(jī)柜風(fēng)量三范圍三：10三00三-4三20三0m三3/三h回風(fēng)三溫度三：24三-3三7℃送風(fēng)溫三度：22三-2三4℃高效三換熱三器采用三全鋁三式平三行流三微通三道換三熱器三，具三有以三下特三點(diǎn)：采用三扁管三、微三通道三，載三冷劑三和空三氣接三觸面三積更三大，三換熱三器效三率更三高風(fēng)阻三小，三減少三風(fēng)機(jī)三功率空間三緊湊三、重三量輕DC軸流三風(fēng)扇風(fēng)機(jī)三貼近三冷源三、送三風(fēng)距三離短三，功三耗低三；24三VD三C供電三，安三全、三高效三、節(jié)三能；采用三軸流三風(fēng)扇三，氣三流無三需換三向，三流動(dòng)三損失三少；著名三國外三品牌三風(fēng)機(jī)三，安三全可三靠更長三的自三然冷三源利三用時(shí)三間貼近三熱源三，熱三風(fēng)不三經(jīng)混三合而三直接三進(jìn)入三熱管三換熱三器，三進(jìn)風(fēng)三溫度三高，三載冷三劑溫三度可三相應(yīng)三提高三；如果三采用三冷凍三水作三為冷三源，三即冷三凍水三溫度三可以三提升三，冷三凍水三主機(jī)三效率三提高三，自三然冷三源利三用時(shí)三間加三長；如果三采用三氣-氣式三的直三接自三然冷三源型三熱管三，可三在更三高的三室外三溫度三下就三可以三達(dá)到三冷量三需求三，也三就是三自然三冷源三利用三時(shí)間三得到三了延三長；靈活三的濕三度控三制集成三的控三制系三統(tǒng)，三可控三制載三冷劑三的溫三度，三保證三熱管三背板三不產(chǎn)三生凝三結(jié)水三；當(dāng)需三要除三濕時(shí)三，可三通過三控制三系統(tǒng)三控制三背板三進(jìn)入三除濕三模式三，除三去機(jī)三柜中三多余三的水三分，三并通三過排三水系三統(tǒng)排三至外三部。產(chǎn)品三質(zhì)量三控制設(shè)計(jì)三層面三質(zhì)量三控制關(guān)鍵三零部三件質(zhì)三量控三制生產(chǎn)三過程三質(zhì)量三控制運(yùn)輸三過程三質(zhì)量三控制設(shè)計(jì)三因素結(jié)合三具體三應(yīng)用三，進(jìn)三行產(chǎn)三品設(shè)三計(jì)節(jié)能三與維三護(hù)的三綜合三考慮三：嵌三入機(jī)三柜式三與旋三轉(zhuǎn)開三啟式抗振三、可三彎曲三的氟三利昂三軟管三選用三；快速三維護(hù)三接口三；高效三、超三輕的三微通三道換三熱器三設(shè)計(jì)三；冰箱三式的三密封三設(shè)計(jì)三；快速三插拔三式風(fēng)三機(jī)設(shè)三計(jì)。關(guān)鍵三零部三件質(zhì)三量控三制風(fēng)機(jī)選用三進(jìn)口三品牌三風(fēng)機(jī)安全三電壓三設(shè)計(jì)防護(hù)三罩設(shè)三計(jì)，三保護(hù)三人體三安全依據(jù)三實(shí)際三負(fù)荷三、風(fēng)三量需三求，三自適三應(yīng)調(diào)三節(jié)風(fēng)三量氟利三昂軟管氟利三昂耐三腐蝕三性試三驗(yàn)抗彎三曲試三驗(yàn)抗擠三壓試三驗(yàn)關(guān)鍵三零部三件質(zhì)三量控三制-微通三道腐三蝕性三對(duì)比三測(cè)試We三ld三in三gsl三otbe三tw三ee三nfl三attu三bean三dma三ni三fo三ldnoap三pa三re三ntch三an三ge扁管三和集三液管三間的三焊縫三無明三顯變?nèi)疞i三tt三lewh三it三ese三mi三-t三ra三ns三pa三re三ntco三ll三oi三dinwe三ld三in三gsl三otbe三tw三ee三nfl三attu三bean三dfi三n扁管三和翅三片焊三縫間三少量三白色三半透三明膠三狀物Fi三nhe三av三il三yer三od三ed翅片三嚴(yán)重三腐蝕Bl三ac三kru三stinTu三be銅管三上黑三銹Pe三rf三or三ma三nc三eLi三fe三-t三im三einse三rv三ic三eAl三lo三yCo三mb三in三at三io三n–Ex三te三nd三edli三fe三ti三me合金-延長三壽命Th三eMC三HXisbu三il三ttola三st微通三道換三熱器三結(jié)構(gòu)三一體三化Th三eMi三cr三oCh三an三ne三lTu三be三,th三efi三n,he三ad三er三,ba三ff三le三s/三en三dca三psan三din三le三t/三ou三tl三etisba三la三nc三edsoth三edi三ff三er三en三ce三sinel三ec三tr三ic三alpo三te三nt三ia三lke三ptatami三ni三mu三m.微通三道扁三管，三翅片三，集三流管三，隔三板和三端蓋三材料三相互三配合三，保三證最三小的電三勢(shì)差三。Th三eMC三HXha三sbe三tt三erco三rr三os三io三nre三si三st三an三ce三.微通三道換三熱器三有較三好的三耐腐三蝕性Mi三cr三oCh三an三ne三lHe三atEx三ch三an三ge三rsDe三si三gn三edtore三si三stga三lv三an三icco三rr三os