[发明专利]一种基于相变蓄热和夜间辐射的散热系统

说明书

本发明公开了一种基于相变蓄热和夜间辐射的散热系统，属于节能技术领域，其通过对应发热单元设置吸热单元、储热单元和散热单元，利用各干管的对应设置，对应连通形成第一循环管路和第二循环管路，并且通过优选设置各单元和各循环管路中的换热材料，利用热量在对应相变材料中的存储和传递，从而有效实现发热单元所产生热量的持续带出。本发明基于相变蓄热和夜间辐射的散热系统，其结构简单，设置简便，可有效利用夜间辐射，无需设置额外的冷却设备便能实现机房和数据中心机柜的全天候散热，降低了机房中散热系统的设置成本，避免了高品位能源的额外消耗，系统工作的稳定性高、连续性好，具有较好的应用前景和推广价值。

技术领域

本发明属于节能技术领域，具体涉及一种基于相变蓄热和夜间辐射的散热系统。

背景技术

近年来，随着大数据、云计算等技术的发展，数据中心已经成为了现代社会的重要基础设施，其设置数量和规模越来越大，所需和相应消耗的能源也日愈增多。其中，数据中心冷却系统的能耗往往占数据中心能耗的约20％～50％。此外，数据中心规模增大的同时，数据中心内部的发热密度也在不断上升，无论是机柜内的服务器还是服务器内的产热元件都在往更高集成的方向发展，而这无疑会使得数据中心面临更严重的散热问题。如何有效地实现机柜的高效散热是减少数据中心能耗的关键。

针对数据中心机柜的散热问题，现有的技术主要有两种：一种是利用空调系统送冷风的形式对整个机房进行冷却，即先冷机房再冷机柜，这种冷却方式能耗高且效率较低，对高发热密度的机柜而言冷却效果有限，很难满足机柜的散热需求。与之对应的，另一种技术是将机柜级别的换热装置放置在机柜末端，再将冷却介质通到各个换热装置，通过压缩机装置驱动冷媒进行换热；这一冷却方式的相较对整个房间冷却的形式更节能，但是需要布置更多的冷却设备，也大量占用了机房的空间，扩大了数据中心的设置成本。例如在专利申请文献CN 105188316 A中，公布了一种双系统互备机柜热管背板排热系统，该系统利用以风冷冷凝器或冷却塔为主的冷源单元和机械冷源单元组合，能一定程度上解决数据中心机柜的散热问题，改善数据中心机柜的使用环境。但是，由于上述系统在工作时需要利用高品位能源作为水泵与风机等的动力源，额外增加了能源消耗，无法充分满足节能减排的要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种基于相变蓄热和夜间辐射的散热系统，其中通过利用了相变材料的吸放热原理和夜间天空辐射，在无需利用额外高品位能源的基础上，可有效实现发热单元(例如数据中心机柜)的全天候散热，节约能源，降低设备的功耗和散热成本，满足节能减排的要求。

为实现上述目的，本发明提供一种基于相变蓄热和夜间辐射的散热系统，其包括设置在发热单元上的吸热单元和对应所述吸热单元设置的储热单元，以及设置在室外的散热单元；

所述吸热单元内设置有第一密封腔，该第一密封腔内设置有两端分别伸出所述吸热单元顶部和底部的吸热管，并在所述吸热管外周的第一密封腔内封装有第一相变材料；

所述储热单元内设置有第二密封腔，其内部封装有第二相变材料，且所述第二密封腔内间隔设置有第一换热器和第二换热器；

所述散热单元包括可用于吸收夜间辐射的辐射冷却板，该辐射冷却板内设置有散热管，所述散热管的两端分别伸出所述辐射冷却板；

同时，在所述吸热单元和所述储热单元之间设置第一干管和第二干管，并在所述散热单元与所述储热单元之间设置有第三干管和第四干管；所述吸热管的两端分别连接所述第一干管和所述第二干管的一端，且两干管的另一端分别伸入所述第二密封腔中，并与所述第一换热器的两端连接，形成第一循环管路；所述散热管的两端分别连接所述第三干管和所述第四干管的一端，且第三干管和第四干管的另一端分别伸入所述第二密封腔中，并与所述第二换热器的两端连接，形成第二循环管路；