專利名稱：一種用于封閉空間冷卻的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明涉及一種對(duì)安裝于封閉空間內(nèi)的設(shè)備如通訊設(shè)備的進(jìn)行冷卻方法和裝置。
背景描述人們知道，自然對(duì)流原理可用于冷卻垂直表面，方法是，加熱一種冷介質(zhì)使其密度變低而上升，下面的高密度冷介質(zhì)驅(qū)走已被加熱的介質(zhì)，人們也知道采用所謂的位移空氣流原理配給空氣。這種類型的流動(dòng)是類似于自然對(duì)流的原理，即冷空氣比熱空氣重，因此，它將處于盡可能低的最下層。當(dāng)冷空氣緊貼地面釋放出來時(shí)，冷空氣將沉到地面上，并驅(qū)走具有較高溫度的空氣。通常人們認(rèn)為，冷空氣沿地面流出。在這方面有一個(gè)條件，即空氣的流速要足夠低，才不至于形成渦流。渦流會(huì)使冷空氣與周圍空氣混合，結(jié)果使空氣流不再成為位移空氣流。
發(fā)明概述為了以節(jié)能方式冷卻封閉空間中架柜內(nèi)的通訊設(shè)備，而且操作上高度可靠，無需維護(hù)，并且?guī)缀鯚o可動(dòng)部件，已開發(fā)了一種對(duì)封閉空間架柜中通訊設(shè)備進(jìn)行冷卻的方法和裝置。早先提到的兩個(gè)原理已經(jīng)考慮進(jìn)去，而且應(yīng)用于設(shè)備房間內(nèi)，在該設(shè)備房間內(nèi)所安裝的設(shè)備有必要進(jìn)行冷卻。當(dāng)冷卻和加熱空氣時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)由空氣傳輸?shù)臒崃炕旧嫌蓛蓚€(gè)參數(shù)確定，即-單位時(shí)間內(nèi)冷卻(或加熱)空氣的量，和
-空氣溫度的降低(上升)。
若單位時(shí)間內(nèi)傳送的熱能相同，則這兩個(gè)參數(shù)成反比，即單位時(shí)間內(nèi)冷卻的空氣量大，相應(yīng)于空氣溫度的差異小；而較高的溫度差則要求單位時(shí)間內(nèi)冷卻的空氣量小。位移空氣配給(冷空氣配給)和空氣加熱以及冷卻發(fā)熱物體時(shí)所產(chǎn)生的自然對(duì)流，在此均稱為位移冷卻(displacement cooling)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1展示了一個(gè)空間，其中安裝了本發(fā)明的冷卻裝置和冷卻設(shè)備。
圖2a表示一個(gè)架柜前面的供給空氣的流動(dòng)形式。
圖2b表示供給空氣通過架柜時(shí)的情形，如所見到的從其一側(cè)流過。
圖3表示架柜前面和上面熱空氣和冷空氣的分層現(xiàn)象。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式圖1示意了置于封閉空間或房間3中的冷卻裝置1和需要冷卻的設(shè)備2。假定房間為封閉的。冷卻設(shè)備1從房頂處吸入熱空氣，將其冷卻，然后在靠近地板處以低速度將冷卻后的空氣排出?？諝獬隹?的前表面很大，以便獲得低的空氣流速。在房間內(nèi)變熱的回程空氣由吸力吸入裝置吸道5內(nèi)，吸道5的位置盡可能靠近房頂。吸入的空氣在冷卻設(shè)備中冷卻后再經(jīng)由出口4回到房間，出口4盡可能靠近地板。供給的冷空氣以低速擴(kuò)散，如，空氣擴(kuò)散進(jìn)入置有需要冷卻的發(fā)熱部件的架柜附近。冷的供給空氣出現(xiàn)于架柜前，并從地板向上一直擴(kuò)散到緊靠架柜最高點(diǎn)的位置。
空氣在被加熱時(shí)要經(jīng)過不同的路徑，這些路徑取決于架柜的結(jié)構(gòu)和放置于其中的設(shè)備。但有一個(gè)共同的特性，即供給的冷空氣是被吸入架柜內(nèi)部的，并冷卻其中的發(fā)熱部件，同時(shí)熱空氣由架柜的頂部排出，排出的熱氣比架柜前面供給的冷空氣要熱得多，重量也輕，因此盡量上升到供給氣和房頂之間，見圖3。排出的熱氣也以低速移動(dòng)，它的速度極低，不會(huì)產(chǎn)生渦流。熱空氣被慢慢地吸回到冷卻設(shè)備中去。
圖2a展示了架柜前面和進(jìn)入架柜流動(dòng)的空氣。通常，架柜的前面板上打有孔，以使空氣可以進(jìn)入架柜。有些空氣在第一個(gè)架柜外到達(dá)相鄰的架柜，以此類推。圖2b展示了空氣穿過架柜的多孔前面板6，進(jìn)入并穿過架柜內(nèi)放置的發(fā)熱部件7，然后向上穿過架柜。圖2b還說明，當(dāng)發(fā)熱部件放置于柜架8上時(shí)空氣穿過架柜所循的路徑。盡管沒有必要，但安裝這些柜架可以引導(dǎo)加熱后的空氣向架柜后側(cè)的通道裝置流動(dòng)。假設(shè)排出的廢氣可以上升并在架柜上側(cè)排出，這一原理就有效。架柜的多孔前面板也不是絕對(duì)必要的，但必須使供給氣有可能進(jìn)入架柜的下部，以便與發(fā)熱部件接觸。為了吸入冷空氣，在架柜內(nèi)也可以裝上風(fēng)扇。總之，對(duì)架柜的構(gòu)造有三個(gè)要求—供給的空氣應(yīng)能通過架柜的前板或底部進(jìn)入架柜。
—空氣將與置于架柜中的發(fā)熱部件接觸，并因此被加熱。
—使空氣從架柜頂排出沿著供給空氣所循的路徑從冷卻裝置的前面直到架柜內(nèi)支承發(fā)熱部件的柜架之一所在位置(如圖2a和2b中箭頭所示)，發(fā)現(xiàn)沿整個(gè)路徑直到該位置，溫度均保持不變。廢氣從架柜頂排出。冷空氣9和熱廢氣10保持相互分離。供給氣沿地板擴(kuò)散，從地板到達(dá)稍高的架柜前沿某點(diǎn)，而廢氣卻聚集于天花板下。圖3為從一側(cè)看去與某個(gè)架柜有關(guān)的兩個(gè)區(qū)域的狀態(tài)圖示，并且表示出了架柜前和其上熱空氣和冷空氣的分層。
供給空氣從冷卻設(shè)備中遷移擴(kuò)散以及空氣從架柜中以極低的渦旋排出。導(dǎo)致形成兩個(gè)具有不同溫度、向不同方向流動(dòng)的低流速空氣層，冷空氣沿地表從冷卻設(shè)備中排出并進(jìn)入房間或封閉空間內(nèi)所有架柜的周圍，而熱空氣流出架柜沿天花板流回到冷卻設(shè)備中去。這樣，供給空氣擴(kuò)散到房間內(nèi)所有的架柜，并被吸出所有的架柜。另外，假定從冷卻設(shè)備中排出的供給氣其溫度是時(shí)間的常量，那么供給氣在所有架柜前都具有同樣的溫度。這就導(dǎo)致了房間內(nèi)所有的架柜的均勻和補(bǔ)助冷卻。
前面描述的構(gòu)造也提供了一個(gè)高度有效的系統(tǒng)，這是由于此事實(shí)，即裝置中供給氣和廢氣之間較大的溫差加上相對(duì)較高的供給氣溫度以及蒸發(fā)溫度增大了壓縮機(jī)循環(huán)系統(tǒng)的有效性，同時(shí)空氣流的低速度有利于采用相對(duì)較小的節(jié)能扇。
權(quán)利要求
1.一種冷卻置于封閉空間內(nèi)通訊設(shè)備中發(fā)熱部件等的設(shè)備的方法，其特征在于，將一個(gè)冷卻裝置放置于一個(gè)封閉空間內(nèi)，該冷卻裝置的作用是在該封閉空間的底部形成一個(gè)低速的冷空氣位移流，在封閉空間的頂部以低速吸收已變熱的空氣，其中為了冷卻各設(shè)備，從冷卻裝置出來的冷空氣位移流從下面被吸入，與需要冷卻的設(shè)備接觸，經(jīng)設(shè)備加熱過后的空氣從上面排出。
2.一種冷卻置于封閉空間內(nèi)通訊設(shè)備中發(fā)熱部件等設(shè)備的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，將一個(gè)冷卻裝置(1)安裝在所說的封閉空間(3)內(nèi)；使冷卻裝置(1)沿封閉空間(3)的底部以低速提供位移冷空氣流；使冷卻裝置(1)沿封閉空間(3)的頂部以低速吸入已變熱的空氣流；為了冷卻，各裝置(2)要從下面的位移冷空氣流中吸入冷空氣；要從上面把變熱的空氣送入加熱的空氣流中。
3.如權(quán)利要求2的冷卻系統(tǒng)，其特征是，在冷卻裝置(1)的底部有一個(gè)冷空氣出口(4)，在所說裝置的頂部有一個(gè)熱空氣入口(5)。
4.如權(quán)利要求2的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，需要冷卻的發(fā)熱設(shè)備(2)設(shè)有引導(dǎo)熱空氣流的柜架。
全文摘要
為以一種節(jié)能方法使置于封閉空間內(nèi)架柜上的通訊設(shè)備冷卻，而且操作上高度可靠，無需維護(hù)，幾乎無可動(dòng)部件，這開發(fā)了一種方法和裝置，其中結(jié)合采用了位移空氣配給和重力流，對(duì)所說設(shè)備的冷卻。吸入的冷空氣以低速擴(kuò)散，如，它以位移方式流出并進(jìn)入房間，向架柜(2)流去，然后冷空氣貫入架柜，冷卻那里放置的發(fā)熱部件。受熱后的空氣再從架柜上部排出，以低速再循環(huán)，以避免在制冷器入口處形成渦旋。
文檔編號(hào)H05K7/20GK1139510SQ94194629
公開日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1994年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月22日
發(fā)明者L.施塔爾, A.卡斯特龍 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司