[发明专利]换热单元及包含该换热单元的换热器和换热系统

说明书

本申请提供一种换热单元及包含该换热单元的换热器和换热系统，该换热单元包括：微通道扁管和翅片，其中，微通道扁管包括至少两排微通道：用于制冷剂流通的第一排微通道和用于填充相变抑制工质的第二排微通道，第二排微通道位于第一排微通道和翅片之间。本申请可降低换热单元的总热阻，进而可较大幅度地降低包含该换热单元的换热器总热阻，提高换热器的换热效率。

技术领域

本申请涉及换热器技术，尤其涉及一种换热单元及包含该换热单元的换热器和换热系统。

背景技术

随着大数据时代的到来，数据处理量不断攀升，且用于数据处理的数据中心的耗电量也逐年增加。因此，对如何降低整个数据中心的能源使用率(Power UsageEffectiveness，PUE)成为行业内研究的热门课题。其中，作为数据中心必不可少的制冷设备，机房空调的高能效和微型化对数据中心PUE的降低起到举足轻重的作用。

机房空调的核心部件是换热器。在相同换热温差下，换热器的总热阻越小，热量越大，因此，提升换热器换热效率的关键在于减小总热阻。其中，换热器的总热阻由空气侧热阻、接触热阻和制冷剂侧热阻串联组成。

目前业界常用的提高换热器换热效率的方法是采用微通道换热器代替管翅式换热器，以减小其中的制冷剂侧热阻和接触热阻。但相比管翅式换热器，微通道换热器仅可减小约16％的总热阻，总热阻降低幅度有限。

发明内容

本申请提供一种换热单元及包含该换热单元的换热器和换热系统，以较大幅度地降低换热器总热阻，提高换热器的换热效率。

第一方面，本申请提供一种换热单元，包括：微通道扁管和翅片。其中，微通道扁管包括至少两排微通道：用于制冷剂流通的第一排微通道和用于填充相变抑制工质的第二排微通道，第二排微通道位于第一排微通道和翅片之间。

通过在第一排微通道和翅片之间设置第二排微通道，其中，第一排微通道用于制冷剂流通，第二排微通道用于填充相变抑制工质，利用相变抑制工质的相变抑制均温特性有效地降低了过热段翅片的温度，从而降低了换热单元的空气侧热阻；另外，结合微通道换热技术还可降低换热单元的制冷剂侧热阻，综上，使用该换热单元可较大幅度地降低换热器总热阻，提高换热器的换热效率。

一种可能的实施方式中，上述微通道扁管还可以包括另一用于填充相变抑制工质的第三排微通道。其中，第二排微通道和第三排微通道分别设置在第一排微通道的两侧。通过在第一排微通道的两侧分别设置第二排微通道和第三排微通道，这两排微通道均用于填充相变抑制工质，可更有效地降低过热段翅片的温度，进一步降低空气侧热阻。

一种可能的实施方式中，用于填充相变抑制工质的微通道高于或低于第一排微通道，以使用于填充相变抑制工质的微通道与用于制冷剂流通的第一排微通道在高度上相互错开。也就是说，当微通道扁管包括两排微通道时，第二排微通道高于或低于第一排微通道；或者，当微通道扁管包括三排微通道时，第二排微通道和第三排微通道均高于第一排微通道，或者，第二排微通道和第三排微通道均低于第一排微通道。

一种可能的实施方式中，微通道扁管中各微通道的横截面形状为以下形状中的任一个或多个：矩形、六边形、圆形、三角形及其各自的相关变异形状。

一种可能的实施方式中，微通道扁管中各微通道的横截面形状相同或不同。也即，微通道扁管中各微通道可以是对称或非对称的。

一种可能的实施方式中，微通道扁管与翅片通过钎焊固定，从而可降低换热单元的接触热阻，进而降低包含该换热单元的换热器的接触热阻。

一种可能的实施方式中，换热单元的材质为铝。

一种可能的实施方式中，微通道扁管中各微通道的当量直径为d，且d＜1mm。