一种封闭式自循环传热装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种封闭式自循环传热装置及其应用，所述传热装置的工作流体选自HFO

【技术实现步骤摘要】
一种封闭式自循环传热装置及其应用


[0001]本专利技术涉及一种散热装置，特别涉及一种采用选自HFO
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1234ze(Z)、HFO
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1336mzz(Z)、HFO
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1336mzz(E)、HFO
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1224yd(Z)、HFO
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1233zd(E)或HFO
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1233zd(Z)中的一种或至少两种的混合物作为工作流体的封闭式自循环传热装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着互联网产业的快速发展，户外基站和数据中心的数量急剧增长。目前我国正在大规模建设以宏基站为主的5G基站，主要包括铁塔、BBU(基带处理单元)、AAU(有源天线单元)、光纤、基站柜机、电源、蓄电池、空调、监控设备等。越加密集的基站意味着更高的能耗，5G基站功耗是4G基站的2.5～4倍，主要由AAU和BBU执行信号转换、处理和传输过程中产生，基站功耗的上升带来发热量增加，如果不能及时将热量传导到环境并予以散热，会导致基站内部工作温度升高。一旦超过额定温度，将严重影响通讯的稳定性，加速元器件老化，更甚者造成设备故障和瘫痪，甚至因局部高热引起火灾等安全事故。
[0003]一般地，采用房间空调器对整体机房进行传热散热降温的方式，由于其能耗高、噪音大、换热效率低，已经无法满足较原先增大数倍功耗的5G设备的散热降温需求，已被逐渐淘汰。
[0004]近年来出现的热管传热散热方式，正在逐步应用于通讯基站、数据中心等电子设备的散热，但目前热管散热设备的工质为R245fa，其全球变暖潜能值(GWP)为1050，即将面临削减。
[0005]因此，急需开发一种采用低GWP值环保型工作流体，且能满足基站、数据中心等高发热量的电子设备的散热需求的传热装置。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种换热效率高、散热均温性好的封闭式自循环传热装置。
[0007]本专利技术涉及工作流体的物理性质如下：
[0008]1)HFO
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1234ze(Z)，分子式为CHF＝CHCF3，分子量为114.04，标准沸点为9.728℃，临界温度为150.12℃，临界压力为3.5036MPa；
[0009]2)HFO
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1336mzz(Z)，分子式CF3CH＝CHCF3，分子量为164.06，标准沸点为33.453℃，临界温度为171.35℃，临界压力为2.903MPa；
[0010]3)HFO
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1336mzz(E)，分子式CF3CH＝CHCF3，分子量为164.06，标准沸点为7.43℃，临界温度为130.22℃，临界压力为2.7664MPa；
[0011]4)HFO
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1224yd(Z)，分子式CF3CF＝CHCl，分子量为148.49，标准沸点为14.617℃，临界温度为155.54℃，临界压力为3.337MPa；
[0012]5)HFO
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1233zd(E)，分子式CF3CH＝CHCl，分子量为130.5，标准沸点为18.263℃，临界温度为166.45℃，临界压力为3.6237MPa；
[0013]6)HFO
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1233zd(Z)，分子式CF3CH＝CHCl，分子量为130.5，标准沸点为39℃，临界温度为NA，临界压力为NA。
[0014]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0015]一种封闭式自循环传热装置，所述传热装置的工作流体选自HFO
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1234ze(Z)、HFO
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1336mzz(Z)、HFO
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1336mzz(E)、HFO
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1224yd(Z)、HFO
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1233zd(E)或HFO
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1233zd(Z)中的一种或至少两种的混合物。
[0016]所述工作流体可以是单工质。优选地，所述工作流体为HFO
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1234ze(Z)、HFO
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1336mzz(E)或HFO
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1233zd(E)。更为优选地，所述工作流体为HFO
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1234ze(Z)或HFO
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1336mzz(E)。最为优选地，所述工作流体为HFO
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1234ze(Z)。
[0017]所述工作流体可以是混合工质。优选地，所述混合工质包括HFO
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1234ze(Z)、HFO
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1233zd(E)或HFO
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1336mzz(E)中的至少一种。
[0018]本专利技术传热装置的工作流体环境性能良好，臭氧层消耗潜能值ODP和全球变暖潜能值GWP极低，优选地，GWP值≤2；更为优选地，所述工作流体的ODP为0，GWP值为1。所述ODP值以CFC
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11作为基准值1.0，GWP值以CO2作为基准值1.0(100年)。
[0019]本专利技术传热装置的工作流体稳定性好、安全性高，燃烧等级为1类或2L类。
[0020]本专利技术传热装置的工作流体导热性能好，蒸发潜热大。在0～110℃的温度范围内，所述工作流体的单位容积蒸发焓大于310KJ/m3，气相导热系数大于7.2W/(m
·
K)，液相导热系数大于40W/(m
·
K)。
[0021]本专利技术传热装置内设有流体通道，用于所述工作流体的流通。所述流体通道呈线型、V型、蜂窝状或线型蜂窝结合状排布。
[0022]本专利技术传热装置的工作原理如下：传热装置吸收热源的热量，装置内的工作流体受热汽化，在所述流体通道内从高温端向低温端流动，并在低温端与外界环境换热冷凝，工作流体冷凝后依靠重力和/或高低温端压力差回到高温端完成一次循环。返回高温端的工作流体继续吸收热源的热量，受热汽化后再次循环，如此反复，最终达到降低热源区域温度的目的。
[0023]本专利技术传热装置在
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40～60℃环境温度下工作时，可维持热源区域温度低于90℃。当所述热源持续发热时，所述传热装置持续工作；当所述热源停止发热或热源温度未达到一定工作流体的汽化温度时，所述传热装置停止工作。
[0024]本专利技术传热装置的散热均温性能好，传热装置不同位置的温差＜3℃。所述散热均温性能可通过以下方式测试获得：设置热源温度为90～150℃，所述传热装置靠近所述热源，测量传热装置上不同位置的温度，最高温度与最低温度的温差＜3℃。
[0025]本专利技术传热装置的使用寿命长，抗老化性能好。所述抗老化性能可通过以下方式测试获得：将传热装置置于90～120℃的高温环境下，经80～120小时后冷却至室温，再进行散热均温性测试，测试结果显示传热装置不同位置的温差仍然＜3℃。
[0026]本专利技术还提出上述任一所述封闭式自循环传热装置的应用。具体地，所述传热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封闭式自循环传热装置，其特征在于：所述传热装置的工作流体选自HFO
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1234ze(Z)、HFO
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1336mzz(Z)、HFO
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1336mzz(E)、HFO
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1224yd(Z)、HFO
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1233zd(E)或HFO
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1233zd(Z)中的一种或至少两种的混合物。2.根据权利要求1所述的封闭式自循环传热装置，其特征在于：所述工作流体为混合物时，HFO
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1234ze(Z)、HFO
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1233zd(E)或HFO
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1336mzz(E)为其中一种组分。3.根据权利要求1所述的封闭式自循环传热装置，其特征在于：所述工作流体为HFO
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1234ze(Z)或HFO
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1336mzz(E)。4.根据权利要求1所述的封闭式自循环传热装置，其特征在于：在0～110℃的温度范围内，所述工作流体的单位容积蒸发焓大于310KJ/m3，气相导热系数大于7.2W/(m
·
K)，液相导热系数大于40W/(m
·
K)。5.根据权利要求1
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4任一所述的封闭式自循环传热装置，其特征在于：所述工作流体的GWP值≤2。6.根据权利要求1
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4任一所述的封闭式自循环传热装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭智恺，欧阳洪生，张董鑫，杨刚，张迪，
申请(专利权)人：陕西中蓝化工科技新材料有限公司中化蓝天集团有限公司，
类型：发明
国别省市：