[实用新型]一种芯片与光伏板的射流式冷却系统

说明书

本实用新型公开了一种芯片与光伏板的射流式冷却系统，所述热源体装置上适配安装有蒸发器装置，所述蒸发器装置两端分别通过管道与真空罐、射流泵和喷射循环装置连通，所述真空罐的另一端与射流泵连通，所述射流泵的输出端与外部换热器连接，所述外部换热器的输出端与喷射循环装置连通。本实用新型通过不同的工作情况需求对系统的配置进行选择以适应满足各种温度范围内的热源体装置的闭环冷却，所需设备简单，能耗更小，工作效率更高，整个系统结构简单、稳定性强，经济效益好。

技术领域

本实用新型是涉及芯片与光伏板制冷技术领域，具体地说是涉及一种芯片与光伏板的射流式冷却系统。

背景技术

随着数字经济发展，大力建设数据库机房，实行东数西算战略其目的就是为了减轻芯片冷却之能耗，在中国产业快速升级之际，是离不开数字经济的助力，而数字经济发展又离不开数据库机房，运算数据库机房耗能巨大，近年来，随着计算机和互联网的广泛应用，数据中心的能耗占全社会的总能耗的比例越来越大，据统计，数据中心的能耗成本占到了总成本的50％左右，包括电力、机房占地、带宽等各方面。数据中心能耗巨大，主要集中在服务器设备和制冷设备方面，其中制冷系统能耗占整个机房运行能耗的30％～50％。而运用云计算技术通过虚拟化、实时迁移电源管理技术，可以极大降低主设备的数量和运行时间，进而极大降低主设备的能耗，提供能效，真正实现节能减排。冷却设备是最大的能耗来源，通常要消耗掉数据中心总能耗的33％，随后的才是不间断电源占比18％。空调和配电设备的能耗比例分别为9％和5％。当期采用紧耦合冷却在数据中心里面虽然还是“主流”，但是更新的方法在满足能源效率的需求方面往往做得更好，并获取更多关注。数据库中心传统冷却方式主要有：风冷直接蒸发式空调机组、水冷型直接蒸发式空调机组、冷冻水型空调系统、双冷源空调系统。近来出现了浸没式冷却：将服务器整个浸泡在矿物油里，以便使用最少的能耗获得极高的冷却效率。但是技术人员需要对内外布满了油的服务器进行处理时，显然，这种冷却方式并不能适合所有应用场景。

另外，我国大力发展新能源大战略，光伏新能源产业得到迅速发展，光伏能低成本、高效率、无污染的特点，在可再生能源应用中发挥着主导作用。然而，在最近一段时间内，光伏电池的电效率不能得到显著改善。主要原因是由于半导体材料的光子跃迁后光子能量过剩，多余的能量被转化为废热，从而导致光伏组件的温度升高，降低了能量转换效率。在太阳能光伏电池的实际应用过程中发现太阳能电池的发电效率会随着电池表面温度的升高而降低。研究表明：电池温度每升高1℃，相对光电转换效率下降0.5％。因此，太阳能电池冷却对提高其发电效率是具有十分重要的意义。且不同的冷却方式对降低太阳能电池温度、提高光伏发电效率也是不同的。近年来国内外相关研究成果也看到了，对比分析三种传统的自然循环冷却、强制循环冷却和太阳能光伏新型冷却系统的冷却及发电效率基础上，通过模拟仿真实验得到：自然循环冷却的经济性很强；强制循环冷却适用于实验与研究；新型太阳能光伏光热冷却效果最好、特别是与建筑相结合后有着常规技术不可比拟的优势，但成本较高；装有风机的强制对流电池板的散热效果明显好于自然对流的电池板，前者的电效率明显高于后者，强制对流电池板平均绝对电效率比自然对流的电池板高0.675％；装有风机的强制对流电池板绝对平均净电效率比自然对流的电池板高0.565％。新型冷却技术主要有热管冷却技术、微通道冷却技术、液体射流冲击冷却技术等3种，这三种冷却方式都能提高发电效率。

现有研究表明指出：在20倍聚光率时，光伏发电系统不使用冷却手段时的温度高达84℃，电池效率降低达50％，而采用一种铜制扁平热管时，可以使电池的温度不超过46℃，而在该温度下，电池的效率只会降低10％。经测量，在有冷却系统的情况下，背面温度在43℃～55℃之间，而太阳能板正面温度一般要比背面温度高10℃左右，而太阳能板正面温度在无冷却是可达到70℃，所以在增加冷却装置时有助于太阳能电池板在适宜的温度范围内工作，对提高光伏电池的效率是有很重要的影响。