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?、高溫?zé)峁艿取０凑展軞づc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?？勺儗?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。對于小型熱管，其最小截面直徑為1mm數(shù)量級。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)用分離式熱管換熱熱管排風(fēng)熱回收系統(tǒng)熱管除擔(dān)濕熱回惡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自然冷渣源重力金熱管方淚案（Fre嶺eC煮ool汗ing豆Gr殘avi策ty餡Cyc材le疲Hea鄰tP月ipe）自然冷折源動(dòng)力遲熱管方錘案（Fr宅ee詳C拐oo構(gòu)li薯ng擇P翁um靠p習(xí)Cy戒cl柔e室He聯(lián)at布P抄ip首e）冷凍水寫型重力鋤熱管方賓案（Ch命il臟le菠d趙Wa近te籃r家Gr訴av符it撇y其Cy姿cl矛e劣He看at擁P附ip沫e）冷凍懂水型邊動(dòng)力她熱管瞞方案(Ch回ill遺ed毛Wat冷er達(dá)Pum劃pC走ycl歷eH恒eat前Pi鵝pe)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2xCo樸oli捏ng熱管背鐮板產(chǎn)品為冷量浴范圍森：5-1繩5kW貞/機(jī)柜風(fēng)量范的圍：100廚0-4悄200床m3/巷h回風(fēng)溫忌度：24禁-3趨7℃送風(fēng)溫反度：22-扁24℃高效償換熱犧器采用耳全鋁撓式平何行流月微通根道換律熱器持，具蕩有以瞞下特坦點(diǎn)：采用修扁管去、微哥通道攪，載天冷劑活和空接氣接商觸面歷積更囑大，臟換熱廚器效柄率更綠高風(fēng)阻趙小，儉減少押風(fēng)機(jī)露功率空間萌緊湊包、重篩量輕DC軸流風(fēng)百扇風(fēng)機(jī)傘貼近像冷源暫、送降風(fēng)距固離短珍，功連耗低購；24狼VD裝C供電貫，安速全、播高效摘、節(jié)撞能；采用軸優(yōu)流風(fēng)扇友，氣流剃無需換飾向，流袖動(dòng)損失噸少；著名國候外品牌膊風(fēng)機(jī)，偏安全可歇靠更長的冶自然冷誰源利用志時(shí)間貼近裳熱源琴，熱恒風(fēng)不鳥經(jīng)混鍋合而亭直接嘩進(jìn)入撒熱管絨換熱讓器，盼進(jìn)風(fēng)洪溫度持高，興載冷江劑溫閘度可悅相應(yīng)垃提高暗；如果采立用冷凍逮水作為父冷源，卸即冷凍摟水溫度惕可以提晉升，冷建凍水主育機(jī)效率光提高，翠自然冷廁源利用涂時(shí)間加貌長；如果洪采用胸氣-氣式的宅直接自看然冷源好型熱管冠，可在成更高的借室外溫當(dāng)度下就肥可以達(dá)祝到冷量嬌需求，眨也就是俊自然冷宣源利用澤時(shí)間得慎到了延杏長；靈活的當(dāng)濕度控央制集成的圣控制系對統(tǒng)，可申控制載低冷劑的昏溫度，耀保證熱金管背板量不產(chǎn)生俊凝結(jié)水嬸；當(dāng)需要滔除濕時(shí)嘴，可通師過控制章系統(tǒng)控演制背板候進(jìn)入除姑濕模式省，除去遞機(jī)柜中仔多余的腎水分，缸并通過雹排水系唐統(tǒng)排至抱外部。產(chǎn)品汗質(zhì)量拴控制設(shè)計(jì)層彼面質(zhì)量鞏控制關(guān)鍵批零部肆件質(zhì)喜量控什制生產(chǎn)過柿程質(zhì)量枯控制運(yùn)輸塵過程江質(zhì)量僑控制設(shè)計(jì)因呀素結(jié)合或具體石應(yīng)用預(yù)，進(jìn)末行產(chǎn)辮品設(shè)宮計(jì)節(jié)能與鹽維護(hù)的累綜合考幼慮：嵌堪入機(jī)柜捆式與旋冊轉(zhuǎn)開啟竄式抗振、拿可彎曲更的氟利迷昂軟管良選用；快速濁維護(hù)夕接口望；高效、扇超輕的撒微通道怎換熱器濁設(shè)計(jì)；冰箱式籌的密封腿設(shè)計(jì)；快速折插拔售式風(fēng)稍機(jī)設(shè)銅計(jì)。關(guān)鍵到零部撈件質(zhì)斧量控重制風(fēng)機(jī)選用崗進(jìn)口伴品牌語風(fēng)機(jī)安全曠電壓啊設(shè)計(jì)防護(hù)罩薄設(shè)計(jì)，子保護(hù)人墊體安全依據(jù)霞實(shí)際懶負(fù)荷敬、風(fēng)注量需晉求，我自適碼應(yīng)調(diào)象節(jié)風(fēng)旨量氟利拖昂軟管氟利粥昂耐林腐蝕豪性試完驗(yàn)抗彎曲秘試驗(yàn)抗擠壓敲試驗(yàn)關(guān)鍵零被部件質(zhì)蠻量控制-微通照道腐烤蝕性銹對比近測試We棒ld銀in說gsl趣otbet近wee牲nfl面attub領(lǐng)ean魂dma崗ni種fo帳ldnoap愈pa麥re冠ntch設(shè)an降ge扁管和押集液管校間的焊互縫無明耍顯變化Li給tt脹lewh構(gòu)it篩ese專mi寨-t咐ra麥ns進(jìn)pa坦re繁ntcol得loi覽dinwel妨din哄gslo雅tbet狠wee乞nfl傳attub識ean授dfi杠n扁管迫和翅夜片焊排縫間莊少量側(cè)白色洗半透矩明膠悶狀物Finhe丟av董il兆yero灣ded翅片嚴(yán)忙重腐蝕Bl包ac恐kru多stinTub姿e銅管異上黑賊銹Per倦for品man賠ceLif塘e-t衡imeinser往vic貸eAl字lo寇yCo吼mb詳in最at春io桑n–Ex詞te刑nd緊edli桂fe兼ti穴me合金-延長壽府命TheMCH辮Xisbu立il百ttola久st微通道摟換熱器自結(jié)構(gòu)一搬體化TheMi簡cr騰oCh靜an怠ne事lTu麻be群,th巷efi微n,hea巴der驅(qū),ba湊ff卵le擁s/道en都dca旦psan進(jìn)din倍le訴t/坐ou終tl描etisba匯la徐nc岡edsoth含edif史fer畏enc到esinele黨ctr揚(yáng)ica矩lpot國ent障ialke漿ptatami宅ni運(yùn)mu簡m.微通道烏扁管，碧翅片，促集流管潑，隔板爭和端蓋來材料相當(dāng)互配合比，保證訴最小的電寬勢差惹。Th晚eMC竊HXhasbet幕terco驗(yàn)rr探os您io洋nres選ist間anc稅e.微通道獸換熱器晴有較好茫的耐腐問蝕性Mi尖cr態(tài)oCha舅nne亦l(xiāng)Hea抗tExc桐han估ger甚sDes柔ign委edt