(57)【要約】本発明は、発熱装置用の放射空調システムを提供する。該放射空調システムは、接続管により接続して循環可能な冷媒回路が形成された圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び少なくとも１つの放射板蒸発器を含み、各放射板蒸発器は、冷媒管及び該冷媒管と熱交換する放射板を含む。該放射空調は、少なくとも１つの伝熱板をさらに含み、伝熱板は、発熱装置と放射伝熱し、吸収した熱を放射板に伝達する。本発明は、放射板と発熱装置との間の伝熱効果を改善でき、密集して配置されている複数の発熱装置に対する降温処理に特に適している。【選択図】    図４
2019503465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続管により接続して循環可能な冷媒回路が形成された圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び少なくとも１つの放射板蒸発器を含む発熱装置用の放射空調システムであって、
各前記放射板蒸発器は、冷媒管及び前記冷媒管と熱交換する放射板を含み、
前記放射空調は、少なくとも１つの伝熱板をさらに含み、前記伝熱板は、前記発熱装置と放射伝熱し、吸収した熱を前記放射板に伝達する発熱装置用の放射空調システム。
【請求項２】
前記伝熱板と前記放射板とが互いに分離しており、前記伝熱板は、前記放射板に対して傾斜して設けられている請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項３】
前記伝熱板は、前記発熱装置の主要な放熱面と放射伝熱するように設けられている請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項４】
複数の発熱装置に降温処理を行うことに用いられ、
前記伝熱板の数は複数であり、前記複数の発熱装置及び前記複数の伝熱板はアレイ状に分布し、前記複数の発熱装置及び前記複数の伝熱板は、少なくとも１つのアレイ方向に順次交互に配置されている請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのアレイ方向において、任意の2つの隣接する発熱装置は、両者の間に設けられた伝熱板によって隔離される請求項４に記載の放射空調システム。
【請求項６】
前記放射板蒸発器は、前記冷媒管と前記放射板とを隔離するための断熱網状ラックをさらに含む請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項７】
前記膨張弁は、電子膨張弁であり、前記放射板に温度センサが設けられており、制御装置は、前記温度センサが検出した温度及び設定温度に基づいて前記電子膨張弁の開度を制御又は調節する請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項８】
前記放射板の伝熱面及び前記伝熱板の伝熱面のいずれにもブラックコーティングが被覆されている請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項９】
前記放射板蒸発器は、前記冷媒管に接続されるが、前記放射板と分離する内放射ウイング板をさらに含む請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項１０】
前記放射板蒸発器は、保温材料層をさらに含み、前記保温材料層と前記放射板は、共同で密封された収容空間を画定し、前記冷媒管及び前記内放射ウイング板は、前記収容空間内に設けられている請求項9に記載の放射空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、サーバー、基地局等の様々な発熱装置、特に密集して配置されている複数の発熱装置に降温処理を行うための発熱装置用の放射空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
中国特許出願CN200810029359.6には放射熱交換天井を有する空調が開示されている。この空調は、ヒートポンプシステム及び水循環システムを含み、水循環システムは、ポンプ、空気熱交換装置、水熱交換装置、及び複数の放射熱交換天井を有する水循環回路を含み、空気熱交換装置により外部空気と熱交換し、水熱交換装置によりヒートポンプシステムと熱交換し、放射熱交換天井は、金属天井、水循環回路に接続された熱交換コイル、及び熱交換コイル上に被覆された保温材料層を含み、熱交換コイルは、金属天井の上方に設けられ、金属天井に近いが金属天井に接触しない。
【０００３】
中国特許出願CN201010158876.0には、分離式の放射板蒸発器を有する基地局用の空調機が開示されている。この空調機は、室外機、エンジンルーム内に設けられた放射板蒸発器、及び凝縮水排出装置を含み、室外機は、圧縮機、凝縮器及び膨張弁を含み、放射板蒸発器は、接続管を介して圧縮機、凝縮器及び膨張弁と循環可能な閉回路接続を形成し、放射板蒸発器は、いくつかの板式蒸発器からなり、板式蒸発器は、冷媒管、放射板、内放射ウイング板、及び断熱材料を含み、冷媒管は、内放射ウイング板に接続され、冷媒管及び内放射ウイング板は、放射板と断熱材料との間に設けられ、いくつかの板式蒸発器の冷媒管は、接続管により互いに連通する。
【０００４】
上記の従来技術において、基地局装置によって発生した熱は、放射により放射板に直接伝達され、放射板は、熱を内放射ウイング板に伝達し、内放射ウイング板は、熱を冷媒管内の液体冷媒に伝達することにより、冷媒が蒸発吸熱して気体化し圧縮機に戻すことにより、冷凍サイクルを完成する。しかし、このような技術は以下の欠点を有する。基地局装置と放射板との間の放射伝熱の面積が比較的限られているので、放射伝熱の効果が悪く、基地局装置は、依然として周りの空気に多くの熱を発することがある。空気対流伝熱の効果が悪く、速度が遅いため、空調機は、基地局装置の温度に要求を満足させるために、大量のエネルギーを消費する必要がある。エンジンルーム内に複数の基地局装置が設けられている場合、特に、複数の基地局装置が密集して配置されている場合に、基地局装置同士は、放射板との放射伝熱経路上に互いに阻止することにより、上記の欠点がより顕著となる。 
【発明の概要】
【０００５】
従来技術の上記問題を解決するために、本発明は、放射板と発熱装置との間の伝熱効果を改善できる発熱装置用の放射空調システムを提供することを目的とする。この放射空調システムは、密集して配置されている複数の発熱装置に対する降温処理に特に適している。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、発熱装置用の放射空調システムを提供する。該放射空調システムは、接続管により接続して循環可能な冷媒回路が形成された圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び少なくとも１つの放射板蒸発器を含み、各放射板蒸発器は、冷媒管及び該冷媒管と熱交換する放射板を含む。該放射空調は、少なくとも１つの伝熱板をさらに含み、伝熱板は、発熱装置と放射伝熱し、吸収した熱を放射板に伝達する。
【０００７】
上記の技術案において、放射板蒸発器が発熱装置に直接対向する場合に、放射板は、発熱装置と直接熱交換すると同時に、伝熱板により発熱装置と間接熱交換する。放射板蒸発器と発熱装置との直接熱交換が困難である場合、例えば、キャビネットの遮蔽又は複数の発熱装置が密集して又は積層して配置されることにより、発熱装置が放射板と直接放射伝熱できない場合であっても、発熱装置は、伝熱板により放射板との伝熱を実現することができる。従って、本発明は、伝熱板を設けることで放射板と発熱装置との間に伝熱経路を増設することにより、放射板と発熱装置との間の伝熱効果がより良く、密集して又は積層して配置されている複数の発熱装置に対する降温処理に特に適している。
【０００８】
本発明において、圧縮機は、特に限定されないが、消費電力を低減させるために、可変周波数圧縮機を採用することが好ましい。また、凝縮器は、空冷又は水冷等の冷却方式を採用できるが、急速冷却を実現できるとともに、凝縮器熱回収装置により熱水を回収して利用できるため、人工冷凍の水冷方式が好ましい。
【０００９】
本発明において、放射板の伝熱面及び伝熱板の伝熱面は、平面であってもよいが、凹凸状その他の非平坦面（例えば、波状面）であってもよい。
【００１０】
伝熱板と放射板とが互いに接続されることにより、両者は、熱伝導及び放射伝熱の方式により迅速伝熱することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、伝熱板と放射板とが互いに分離しており、伝熱板は、放射板に対して傾斜して設けられている。伝熱板と放射板とが互いに分離することにより、発熱装置に応じて伝熱板及び放射板蒸発器の位置を柔軟に設置することができ、伝熱板及び放射板蒸発器の取付けに便利である。この場合に、伝熱板は、放射板に対して傾斜するように設置されることにより、伝熱板と発熱装置及び放射板との間に良好な放射伝熱効果を有する。
【００１２】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、伝熱板は、発熱装置の主要な放熱面と放射伝熱するように設けられることにより、発熱装置が発生した熱を放射板により良好に伝達することができ、迅速降温が実現される。発熱装置の主要な放熱面とは、各表面のうち、放熱面積又は放熱量が比較的大きな表面をいう。
【００１３】
本発明において、伝熱板は、発熱装置と分離して主として放射伝熱により発熱装置と熱交換することができる。或いは、伝熱板は、発熱装置と一部接触して熱伝導及び放射伝熱の両方により発熱装置と熱交換してもよい。
【００１４】
本発明の放射空調は、複数の発熱装置に降温処理を行うことができる。この場合に、伝熱板の数は、複数である。複数の発熱装置及び複数の伝熱板は、アレイ状に分布し、複数の発熱装置及び複数の伝熱板は、少なくとも１つのアレイ方向に順次交互に配置されている。複数の伝熱板は、同じ又は異なる形状、構造及び/又はサイズを有することができる。各伝熱板は、一体式であってもよいか、互いに接続又は分離している複数の伝熱ドーターボードを組み合わせてなる。例えば，発熱装置管に設けられた伝熱板は、より良い伝熱効果を実現するために、互いに夾角が形成された２つの伝熱ドーターボードを含んでもよく、V字型構造に形成されてもよい。
【００１５】
上記の技術案において、複数の発熱装置及び複数の伝熱板が少なくとも１つのアレイ方向に順次交互に配置されているため、放射板が伝熱板により全ての発熱装置と同時に熱交換することを保証でき、それによって、全ての発熱装置に迅速且つ無差別に降温処理を行うことができる。また、このような構成は、空調が占める空間を減少させ、構造を簡単化することもできる。
【００１６】
本発明の具体的な実施形態によれば、上記少なくとも１つのアレイ方向において、任意の2つの隣接する発熱装置は、両者の間に設けられた伝熱板により隔離されることにより、両者の間で放射伝熱することができない。このようにして、隣接する発熱装置同士の熱干渉を回避又は減少するだけでなく、伝熱板と発熱装置との間の放射伝熱面積を増大することができ、放射伝熱効果をさらに向上させることができる。
【００１７】
本発明において、冷媒管は放射板に接触するように設けられても良いが、そうすると放射板の局所温度が露点温度よりも低くなり、放射板出に結露現象が発生する場合がある。そのため、冷媒管は放射板と分離するように設けられることが好ましい。
【００１８】
本発明の一実施形態として、上記放射板蒸発器は、冷媒管と放射板を隔離するための断熱網状ラックをさらに含むことにより、結露現象を防止又は減少する。網状ラックをする利点は、輸送又は使用の過程において冷媒管及び/又は放射板が変形したとしても、冷媒管が放射板に接触しないことを保証できることにもある。
【００１９】
本発明において、膨張弁は、熱力膨張弁又は電子膨張弁であっても良いが、電子膨張弁であることが好ましい。電子膨張弁は、エネルギー消費を削減するだけではなく、制御装置により膨張弁の開度及び冷媒の流量を正確かつ広範囲に制御することができる。相応して、放射板に温度センサが設けられており、制御装置は、この温度センサが検出した温度及び設定温度に基づいて電子膨張弁の開度を制御又は調節する。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、放射伝熱效率を向上させるために、放射板の伝熱面及び伝熱板の伝熱面のいずれにもブラックコーティングが被覆されている。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、上記放射板蒸発器は、冷媒管に接続されるが放射板と分離する内放射ウイング板をさらに含む。内放射ウイング板は、放射板と放射伝熱し、吸収した熱を冷媒管に迅速に伝達することができ、それによって、放射板と冷媒管との間の伝熱効率を向上させる。
【００２２】
好ましくは、上記放射板蒸発器は、保温材料層をさらに含む。該保温材料層と放射板は、共同で密封された収容空間を画定し、冷媒管及び内放射ウイング板は、収容空間内に設けられている。このようにして、冷媒管は、基本的に放射板のみと直接又は間接熱交換することができ、それによって、両者の間の熱交換效率が向上し、空調に対する制御が容易になる。
【００２３】
本発明の目的、技術的解決法および利点をより明確に説明するために、以下、図面及び実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図1は、本発明の放射空調の実施例の原理図である。
【図２】図2は、本発明の放射空調の実施例における放射板蒸発器の構造模式図である。
【図３】図3は、本発明の放射空調の実施例の管路接続の模式図である。
【図４】図4は、本発明の放射空調の実施例の取付構造の模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
1：サーバー、2：放射板蒸発器、3：伝熱板、4：圧縮機、5：凝縮器、6：膨張弁、7：冷媒液配管、8：冷媒ガス配管、9：温度センサ、10：吹出口、11：吸込口、12：排水溝
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図1は、本発明の放射空調の実施例の原理図である。図2は、本発明の放射空調の実施例における放射板蒸発器の構造模式図である。図3は、本発明の放射空調の実施例の管路接続の模式図である。図1〜3に示すように、この実施例において、放射空調は、並列された複数の放射板蒸発器2、圧縮機4、凝縮器5、及び膨張弁6を含む。放射板蒸発器2、圧縮機4、凝縮器5及び膨張弁6は、接続管により順次接続されて循環可能な冷媒回路を形成する。圧縮機4は、可変周波数圧縮機であり、凝縮器5は、水冷式凝縮器であり、膨張弁6は、電子膨張弁である。
【００２７】
図2に示すように、放射板蒸発器2は、収容空間を限定するアルミニウム放射板21、該収容空間内に設けられた曲折状の冷媒銅管22、及び冷媒銅管22に熱伝導的に接続され、且つアルミニウム放射板21とほぼ平行であるアルミニウム製の内放射ウイング板23を含む。冷媒銅管22及びアルミニウム製の内放射ウイング板23とアルミニウム放射板21とが互いに分離するように、冷媒銅管22とアルミニウム放射板21との間に断熱材で作製された網状ラック24が設けられる。放射伝熱の放射率が1に近くなるように、アルミニウム放射板21の内外表面及び内放射ウイング板23が対向するアルミニウム放射板21の表面のいずれにもブラックマットコーティングが塗布される。放射板蒸発器2は、冷媒銅管22及び内放射ウイング板23を被覆し、且つ該収容空間を密封するための保温材料層25をさらに含む。保温材料層25の対向する2つの表面にそれぞれアルミニウム箔26、27が被覆されている。
【００２８】
放射板21が吸収した熱は、主に放射伝熱の方式により内放射ウイング板23及び冷媒銅管22に伝達される。内放射ウイング板23が吸収した熱は、さらに冷媒銅管22に伝達され、冷媒銅管22を流れた液体冷媒が冷媒銅管23の熱を吸収して冷媒蒸気を形成する。次いで、冷媒蒸気は、圧縮機4に入り、圧縮された高温冷媒蒸気は、凝縮器5に入り、高圧高温の冷媒蒸気は、凝縮を経て液体冷媒となる。液体冷媒は、膨張弁6によりスロットルされ、再度冷媒銅管22に入って吸熱する。このように循環することで、熱の伝達を完了する。
【００２９】
図3に示すように、冷媒液配管7は、並列された複数の放射板蒸発器2に液体冷媒を輸送し、放射板蒸発器2の吸熱により発生した冷媒蒸気は冷媒ガス配管8により出力される。各放射板蒸発器2は、それぞれ１つの膨張弁6に対応し、且つ各放射板蒸発器2の放射板21の上部に放射板温度を検出するための温度センサ9が設けられており、制御装置は、温度センサ9が検出した放射板温度及び設定温度に基づいて各膨張弁6の開度を自動制御又は調節することで、各放射板蒸発器2に出力される冷媒の流量を調節する。各放射板蒸発器2における冷媒の流量の調節は独立して行われるため、各放射板蒸発器2の下部の冷媒は液体、中部は二相沸騰の状態、中上部は飽和蒸気、上部は過熱状態となることで、湿り圧縮の発生を回避する。
【００３０】
図４は、本発明の放射空調の実施例の取付構造の模式図である。図4に示すように、本実施例において、放射板蒸発器2は垂直に設置され、各放射板蒸発器2はそれぞれ複数の伝熱板3を有し、伝熱板3が放射板21に近いが接触せず、放射板21に対して傾斜して設けられている。伝熱板3の対向する２つの表面には、同様にブラックマットコーティングが塗布されることで、その放射伝熱の放射率は1に近い。
【００３１】
エンジンルーム100内に複数のサーバー1が配置されている。サーバー1は、偏平な箱型体であり、最大表面が水平であるように配置されている。複数のサーバー1及び複数の伝熱板3は、アレイ状に分布し、鉛直のアレイ方向に順次交互に配置されることにより、各サーバー1の最大表面は対応する伝熱板3との間に放射伝熱する。伝熱板3は、鉛直のアレイ方向に隣接するサーバー1と完全に重なるように構成されることで、鉛直のアレイ方向において任意の2つの隣接するサーバー1を隔離する。
【００３２】
サーバー1内部で発生した熱は放射等によりそのハウジングに伝達される。サーバーハウジングと伝熱板3との間に温度差があり、サーバーハウジング内の熱は主に放射伝熱により伝熱板3に伝達される。伝熱板3と放射板21との間に同様に温度差があり、伝熱板3内の熱は主に放射伝熱により放射板21に伝達される。放射板蒸発器2内の冷媒流量を制御することにより、放射板21表面、伝熱板3表面、サーバーハウジング表面及びサーバー内部の温度を順次制御することができる。通常、サーバー1の作業状態の変化によって、其発熱量の変化が大きいので、安定した作業状態を保持するために、温度センサ9が検出した放射板の温度に応じて放射板蒸発器2に入る冷媒の流量を自動調整する必要がある。
【００３３】
図4に示すように、エンジンルーム100の下部に複数の吹出口10が設けられ、上部に複数の吸込口11が設けられ、吹出口10及び吸込口11にそれぞれ電気制御弁（図示せず）が設けられ、電気制御弁は湿度センサ及び自動制御装置の回路に接続されている。放射空調は、除湿機（図示せず）をさらに含み、乾燥風が吹出口10からエンジンルーム100内に送られ、エンジンルーム100内の空気が吸込口11を経て除湿機に戻ることにより、エンジンルーム100内の相対湿度を制御する。湿度が高すぎることにより放射板21に結露が発生することを防止するために、放射板蒸発器2の下部に排水溝12が設けられる 。
【００３４】
以上、実施例により本発明を説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限り、当業者であれば本発明に様々な修飾、変化及び修正を加えることができ、これらは、全て本発明の範囲内に含まれるべきである。
【図１】
2019503465.tif 000003
【図２】
2019503465.tif 000004
【図３】
2019503465.tif 000005
【図４】
2019503465.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月10日(2018.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続管により接続して循環可能な冷媒回路が形成された圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び少なくとも１つの放射板蒸発器を含む発熱装置用の放射空調システムであって、
各前記放射板蒸発器は、冷媒管及び前記冷媒管と熱交換する放射板を含み、
前記放射空調システムは、少なくとも１つの伝熱板をさらに含み、前記伝熱板は、前記発熱装置と放射伝熱し、吸収した熱を前記放射板に伝達し、
前記放射空調システムは、複数の発熱装置に降温処理を行うことに用いられ、
前記伝熱板の数は複数であり、前記複数の発熱装置及び前記複数の伝熱板はアレイ状に分布し、前記複数の発熱装置及び前記複数の伝熱板は、少なくとも１つのアレイ方向に順次交互に配置されることにより、前記放射板と前記発熱装置との間に伝熱経路が増加する発熱装置用の放射空調システム。
【請求項２】
前記伝熱板と前記放射板とが互いに分離しており、前記伝熱板は、前記放射板に対して傾斜して設けられている請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項３】
前記伝熱板は、前記発熱装置の主要な放熱面と放射伝熱するように設けられている請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのアレイ方向において、任意の2つの隣接する発熱装置は、両者の間に設けられた伝熱板によって隔離される請求項1に記載の放射空調システム。
【請求項５】
前記放射板蒸発器は、前記冷媒管と前記放射板とを隔離するための断熱網状ラックをさらに含む請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項６】
前記膨張弁は、電子膨張弁であり、前記放射板に温度センサが設けられており、制御装置は、前記温度センサが検出した温度及び設定温度に基づいて前記電子膨張弁の開度を制御又は調節する請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項７】
前記放射板の伝熱面及び前記伝熱板の伝熱面のいずれにもブラックコーティングが被覆されている請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項８】
前記放射板蒸発器は、前記冷媒管に接続されるが、前記放射板と分離する内放射ウイング板をさらに含む請求項１に記載の放射空調システム。
【請求項９】
前記放射板蒸発器は、保温材料層をさらに含み、前記保温材料層と前記放射板は、共同で密封された収容空間を画定し、前記冷媒管及び前記内放射ウイング板は、前記収容空間内に設けられている請求項8に記載の放射空調システム。
【国際調査報告】
2019503465.tif 000007
2019503465.tif 000008
2019503465.tif 000009
2019503465.tif 000010
2019503465.tif 000011
2019503465.tif 000012