(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210897530.5 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 郑州大学 地址 450001 河南省郑州市 市辖区高新 技 术开发区科 学大道100号郑州大 学 (72)发明人 王潘乐　赵金辉　鲁家旭　郭奇亮　 王钟康　 (74)专利代理 机构 郑州亦鼎知识产权代理事务 所(普通合伙) 41188 专利代理师 张夏谦 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管 装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于水蒸发潜热的新型 热管装置， 包括真空集热箱、 与真空集热箱连接 的水环式真空泵、 设置在真空集热箱上端出口前 的蛇形挡水板、 蛇形挡水板下方的波纹回热管以 及贯穿真空集热箱底部的热管， 热管蒸发端均置 于所述真空集热箱外部， 所述真空集热箱底部装 有水。 本发 明通过真空集热箱给热管冷凝端创造 了低压环 境， 避免了热管导热能力受外界环境的 影响， 同时采用水为制冷剂， 节能、 环保、 无污染 且结构紧凑， 占地面积小， 波纹回热管与蛇形挡 水板的使用不仅能够回收热量， 还 大大减少了蒸 发出去的水分， 确保制冷剂能够长期循环使用， 从而为数据中心等长期散热高需求环境提供了 一条更为节能、 环保、 高效、 实用、 便捷的解决途 径。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115038319 A 2022.09.09 CN 115038319 A 1.一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 包括真空集热箱 （5） ， 真空集热箱 （5） 上端通过管道连接有水环式真空泵 （2） ， 所述真空集热箱 （5） 上端出口前设 有蛇形挡水板 （3） ， 所述蛇形挡水板下方设有波纹回热管 （4） ， 所述真空集热箱下端设有多 个热管 （6） ， 各所述热管 （6） 内均装有导热液， 各所述热管 （6） 蒸发端均置于所述真空集热箱 （5） 外部， 所述真空集热箱 （5） 底部装有水。 2.根据权利1所述的一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 所述 真空集热箱 （5） 上端安装有压力表 （1） 。 3.根据权利1所述的一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 各所 述热管 （6） 冷凝端处于真空集热箱 （5） 内部水面以下。 4.根据权利1所述的一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 各所 述热管 （6） 与真空集热箱 （5） 之间采用橡胶 密封塞 （7） 进行密封 。 5.根据权利1所述的一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 所述 蛇形挡水板 （3） 采用7折， 夹角为120 °。 6.根据权利1所述的一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 所述 波纹回热 管 （4） 采用正 三角形排列方式， 排列角为6 0°。 7.根据权利1所述的一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 所述 波纹回热 管 （4） 距真空集热箱 （5） 内部水面距离为真空集热箱 （5） 高度的1/ 5。 8.根据权利1所述的一种基于水蒸发潜热的数据中心新型热管装置， 其特征在于： 所述 热管 （6） 蒸发端侧面垂向固定设有一台风机 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115038319 A 2一种基于水蒸发潜热的数据 中心新型热管 装置 技术领域 [0001]本发明涉及数据中心热管散热技术领域， 具体涉及一种基于水蒸发潜热的数据中 心新型热管装置。 背景技术 [0002]以信息技术产业为代表的第三次工业革命的兴起与发展， 推动了数据中心的广泛 建设。 数据中心是一类特殊建筑， 用来集中放置和管理各类IT设备 （如服务器、 高性能计算 机、 工作站等） 及其配套设施 （电源、 照明、 空调等） ， 以实现对 大量数据的存储、 通信、 网络服 务等功能， 为不同需求的用户提供实时高效的信息处理服务。 数据中心单位面积发热密度 高， 全年连续运行， 全球信息技术相关 的碳排放量达到15.4亿吨， 占全球总 碳排放量5%， 已 经成为温室气体排放的重大来源之一。 数据中心能耗主要集中在服务器IT设备和空调系统 上， 其中空调系统用电占数据中心总用电量的47%左右， 是数据中心耗能最大的辅助设备。 如此高的能耗不仅加大了运营成本， 同时导致了能源使用效率PUE不理想。 截至2019年， 我 国大型、 超 大型数据中心的平均PUE水平在1.5左右。 其中热管技术由于其低成本、 低能耗等 特点， 已成为实现数据中心空调系统的重要技 术形式之一。 [0003]热管是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程 （即利用液体的蒸发潜热和 凝结潜热） ， 使 热量快速传导。 一般热管由管壳、 吸液芯和端盖组成。 热管内部是被抽成负压 状态， 充入适当的液体， 这种液体沸点低， 容易挥发。 管壁有吸液芯， 其由毛细多孔材料构 成。 热管一端为蒸发端， 另外一端为冷凝端， 当热管一端受热时， 毛细管中的液体迅速汽化， 蒸气在热扩散的动力下流向另外一端， 并在冷端冷凝释放出热量， 液体再沿多孔材料靠毛 细作用流回蒸发端， 如此循环 不止。 这种循环是快速进 行的， 热量可以被源源不断地传导开 来。 热管冷却技术在数据中心的应用具体是采用 “自然冷源 ”， 或“自然冷源+强制制冷 ”的方 式， 通过小温差驱动热管系统内部循环工质的气液形成自适应的动态相 变循环， 把信息机 房内IT设备的热量带到室外， 实现室内外无动力、 自适应平衡的冷量传输 。 [0004]但是目前的数据中心热管技术还存在以下问题， 第一， 当数据 中心外界环境温度 较高时， 热管冷凝端内的气态导热工质由于外界温度过高而无法放热冷凝液化， 使得导热 工质在热管内部无法继续相变完成循环， 从而导致热管在外界高温环境高温下无法实现导 热的功能。 第二， 热管的布置不够紧凑， 占地面积大， 影响数据中心的密封性。 第三， 热管的 使用并不能大幅度降低数据中心的空调的使用， 数据中心的散热运行费用较高。 第四， 热管 的使用并不能大幅度降低数据中心的空调的使用， 氟利昂的排放仍然较高， 加剧了温室效 应。 发明内容 [0005]为了克服现有技术的不足， 本发明的目的在于提供一种基于水蒸发潜热的数据中 心新型热管装置， 以解决现有技 术中的问题。 [0006]为了达到上述目的， 本发明所采用的技术方案如下： 一种基于水蒸发潜热的数据说　明　书 1/3 页 3 CN 115038319 A 3