[实用新型]一种多回路翅片式表冷器

说明书

技术领域

本实用新型涉及热交换装置技术领域，具体涉及一种多回路翅片式表冷器，该表冷器用于高性能集群水冷机柜循环水系统。

背景技术

传统的计算机房采用精密空调构建的下送风通道为设备提供制冷，设备散热排放到机房环境中，再由空调回收。这种热循环方式针对机房整体空间制冷，热负荷巨大，电力消耗巨大。随着新一代超级计算中心的建设，计算机、网络、服务、存储等基础设备进一步集中，大规模的计算和大容量存储设备在速度和处理能力不断提升的同时，也带来了热流密度急剧上升的突出矛盾，这就对数据中心的环境控制方案提出了新的要求，新方案必须解决以机房整体为对象、更有针对性和高效率的热管理模式，以达到节省能源，保障设备运行安全的目的，热封闭的水冷机柜应运而生。通过采用封闭的水冷机柜将热量控制在一个较小范围，并在此范围内设置高效的热交换设备(表冷器)，将设备散热直接带出机房环境。

现有的超级计算机水冷机柜用表冷器翅片排数少，通路面积及热交换面积小，材质导热性差，翅片与管路结合紧密度不够等因素造成表冷器换热效率低，浪费能源，无法满足超级计算机高通量散热要求。

实用新型内容

为了在有限空间内提高表冷器的换热效率，本实用新型提供一种多回路翅片式表冷器，该表冷器通过合理的结构与材质设计，提高了水冷机柜用表冷器的换热效率，节约能源。最大限度地加大了通过表冷器的循环空气的温差，满足超级计算机冷却要求。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种多回路翅片式表冷器，包括长方体壳体以及设于其内的进水主管道、出水主管道、热交换管路和散热翅片；其中：所述进水主管道和出水主管道设于壳体内部相对两侧面的上方，进水主管道和出水主管道上分别开设孔，用于与热交换管路的两端相连接；所述热交换管路为八个双U型铜管，双U型铜管所在平面垂直于壳体上表面；每个双U型铜管的外侧设置散热翅片。

所述表冷器的壳体尺寸由安装空间决定，壳体为薄铁板焊接而成，壳体起到固定内部零件并形成气体通路的作用。

所述进水主管道、出水主管道和八个双U型铜管构成循环水流路。每相邻两个双U型铜管为一组，每组双U型铜管外侧套装一排散热翅片，双U型铜管紧密贴合散热翅片，散热翅片间隙形成空气流通流道；八个双U型铜管外侧共套装四排相互串联的散热翅片，每排散热翅片中有两个管路。

所述散热翅片为铜制片状散热翅片；所述进水主管道和出水主管道为不锈钢管。

本实用新型设计原理如下：

1、空气的热量传递过程：

热空气从表冷器一端流入，从散热翅片间隙流过，空气与翅片间发生热交换。较高温度的热空气将热量传给较冷的翅片。翅片分为四组，因此空气流经四组串联的翅片，温度逐渐降低。

2、翅片管路热量传递过程：

翅片接受空气的热量后温度升高，将热量传递给与其连接的双U型管。U型管再将热量传递给其内流动的循环水。

3、循环水的热量传递过程。

冷水从进水主管道流入，流经U型铜管，将铜管的热量带走，水温升高，从出水主管道流出。流出的热水在室外制冷设备中降温后再流回进水主管道。

因此通过空气循环，水循环及空气-翅片、翅片-管路、管路-水间的热量传递，将热空气的热量传递给循环水，到达制冷目的。

本实用新型具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型通过使用铜制散热翅片和U型管，提高热传递效率。

2、本实用新型通过U型管增加散热翅片与管路的接触面积，提高热传递效率。

3、本实用新型通过多排散热翅片，提高空气-翅片接触面积、时间，提高热传递效率。

4、本实用新型表冷器可在有限空间内实现25KW以上的制冷量，在高性能集群水冷机柜中已高效工作3年，保证了服务器的稳定运行。

5、本实用新型热传递效率提高后，在保证冷却后的空气温度的同时，可以提高冷却水进水温度，从而节约制冷能耗。实际应用于高性能集群水冷机柜中，从使用旧形式表冷器的7摄氏度进水，提高到使用新形式表冷器的15摄氏度进水，显著降低了制冷机的能耗，按目前负荷计算，至少节能20％。

6、由于冷水温度的提高，防止了冷水管及表冷器中冷凝水的出现，避免了冷凝水被吸入计算机的可能性，最大限度地保证了计算机的安全。

附图说明

图1为本实用新型表冷器的结构示意图(主视图)。

图2为本实用新型表冷器的结构示意图(俯视图)。