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一种岛礁防护型液冷源机组及其散热方法

阅读：259发布：2023-03-10

专利汇可以提供一种岛礁防护型液冷源机组及其散热方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种岛礁防护型液冷源机组及其散热方法，系统包括内循环供液系统：水泵、温度传感器、负载系统、控制箱；中循环压缩制冷系统：压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置；外循环散热系统：水泵、散热装置、排气阀、膨胀罐；内循环供液系统与中循环压缩制冷系统通过蒸发器进行间接换热，中循环压缩制冷系统与外循环散热系统通过冷凝器间接换热，外循环散热系统通过散热装置散热。本发明通过设置外循环散热系统将常规压缩制冷型液冷源设计成制冷主机与散热装置隔离式。对于散热装置，仅需简易更换即可完成维修，解决了传统压缩制冷型液冷源尤其风冷式整机室外防护等级低、散热装置维修需要焊接制冷管路、灌充氟利昂的难点，可用于恶劣环境下。，下面是一种岛礁防护型液冷源机组及其散热方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种岛礁防护型液冷源机组，其特征在于：包括内循环供液系统(1)、中循环压缩制冷系统(2)及外循环散热系统(3)；其中内循环供液系统(1)包括第二水泵(13)、水箱(14)、温度传感器(16)、负载(15)以及控制箱(4)；中循环压缩制冷系统(2)包括压缩机(10)、蒸发器(11)、冷凝器(9)以及节流装置(12)；外循环散热系统(3)包括第一水泵(7)、散热装置(5)、排气阀(6)以及膨胀罐(8)；所述内循环供液系统(1)与中循环压缩制冷系统(2)通过蒸发器(11)进行间接换热，外循环散热系统(3)通过冷凝器(9)将常规风冷压缩制冷型液冷源分为主机与散热装置隔离式，内循环供液系统(1)、中循环压缩制冷系统(2)、外循环散热系统(3)中的供液循环装置整体放置于室内或密闭机柜内部，外部保留散热装置(5)，散热装置(5)的更换不影响内循环压缩制冷系统(2)。
2.根据权利要求1所述的一种岛礁防护型液冷源机组，其特征在于：所述外循环散热系统(3)为闭式或半闭式供液循环系统，可采用空气热沉或水热沉。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种岛礁防护型液冷源机组，其特征在于：所述机组具备中循环压缩制冷系统(2)，可满足负载(15)供液温度自适应调整。
4.一种岛礁防护型液冷源机组散热方法，其特征在于：
步骤1：内循环供液系统(1)提供稳定的液体循环，将负载(15)热量置换至内循环冷却液中；
步骤2：中循环压缩制冷系统(2)提供制冷，将内循环供液系统(1)中冷却液的热量通过蒸发器(11)置换到中循环压缩制冷系统(2)的制冷工质中；
步骤3：中循环压缩制冷系统(2)通过冷凝器(9)将制冷工质中热量交换置外循环散热系统(3)的冷却液中；
步骤4：外循环散热系统(3)通过自身的供液循环，将热量从外循环散热系统的冷却液转至室外散热装置中；
步骤5：室外散热装置(5)通过风机将热量散至空气或水热沉中；
步骤6：控制箱(4)根据温度传感器(16)的反馈控制压缩机(10)和散热装置(5)的启停，控制供液温度。

说明书全文

一种岛礁防护型液冷源机组及其散热方法

技术领域

[0001] 本发明涉及制冷设备技术领域。

背景技术

[0002] 随着元器件热流密度不断增大，空间集成度增加，传统的以空气为工质的冷却系统冷却方式已无法满足现代电子设备的热控制要求；相对于传统的采用直接或间接的空气冷却技术还是比较新型的热电制冷、磁制冷、涡流管制冷等冷却方式，液体冷却技术具有高换热系数、高效率、良好的流动性、稳定的工作能力及噪音低等优点，这使得液冷技术成为电子冷却系统的首选。

[0003] 液冷技术是指主要冷却介质为液体的冷却技术，它的原理是利用液体与发热元件直接接触传热或间接接触换热，从而在流动或者蒸发过程中带走热量继而降低发热元器件温度。选用的冷却液体一般具有高换热系数、良好的流动性及稳定的工作能力，这使得液冷技术成为电子冷却系统的首选。

[0004] 液冷源作为液冷技术的核心，它采用液体循环冷却的方法，用于电子设备的冷却，从原理上来说，它可以提供一定温度、压力、流量的冷却液，对负载设备进行降温冷却，为集成组件的连续工作创造一个良好、稳定的工作环境。液冷源常用来解决大功率仪器热流密度较高对散热要求较高的设备，设计合理、可靠的液冷源是液冷技术的关键。

[0005] 目前液冷源在各类电子设备系统中，尤其整机系统中大量应用。但其在恶劣环境下可靠性低，维修复杂，普适性差等缺点，导致传统液冷源系统无法适应复杂恶劣环境，已影响严重液冷源的推广。如在岛礁、沿海地区室外液冷源盐雾腐蚀严重，外部散热装置容易出现破损、漏氟、失效；在远外场、车载等情况下，无法提供水热沉；且在远外场维修时压缩制冷系统焊接难度大，专业维修人员缺失等情况。

发明内容

[0006] 本发明针对目前岛礁等恶劣环境下液冷源的腐蚀、维修难等问题，通过设置外循环散热系统将常规压缩制冷型液冷源设计为制冷主机与散热装置隔离式，可将内循环供液系统、中循环压缩制冷系统、外循环中的供液装置整体放置于室内或密闭机柜内部，外部仅保留散热装置，可有效提高冷源系统主体设备的防护等级和降低维修难度，对于室外散热装置，仅需简易跟换安装件(如风机、散热器)即可完成维修，解决了传统压缩制冷型液冷源整机室外防护等级低、散热装置需要焊接维修、维修需要灌充氟利昂的难点。

[0007] 为达到上述效果，本发明提供一种岛礁防护型液冷源机组及其散热方法。如图(1)所示，岛礁防护型液冷源机组包括内循环供液系统1、中循环压缩制冷系统2、外循环散热系统3。其中内循环供液系统1包括第二水泵13、水箱14、温度传感器16、负载15、控制箱4；中循环压缩制冷系统2包含压缩机10、蒸发器11、冷凝器9、节流装置12；外循环散热系统3包含第一水泵7、散热装置5、排气阀6、膨胀罐8。其特征在于：所述内循环供液系统1与中循环压缩制冷系统2通过蒸发器11进行间接换热，外循环散热系统3通过冷凝器9将常规风冷压缩制冷型液冷源分为主机与散热装置隔离式，内循环供液系统1、中循环压缩制冷系统2、外循环散热系统3中的供液循环装置整体放置于室内或密闭机柜内部，外部保留散热装置5，散热装置5的更换不影响内循环压缩制冷系统2。

[0008] 所述外循环散热系统3为闭式或半闭式供液循环系统，可采用空气热沉或水热沉。

[0009] 所述机组具备中循环压缩制冷系统2，可满足负载15供液温度自适应调整。

[0010] 本发明提出的岛礁防护型液冷源机组散热方法包括如下步骤：

[0011] 步骤1：内循环供液系统1提供稳定的液体循环，将负载15热量置换至内循环冷却液中；

[0012] 步骤2：中循环压缩制冷系统2提供制冷，将内循环供液系统1中冷却液的热量通过蒸发器11置换到中循环压缩制冷系统2的制冷工质中；

[0013] 步骤3：中循环压缩制冷系统2通过冷凝器9将制冷工质中热量交换置外循环散热系统3的冷却液中；

[0014] 步骤4：外循环散热系统3通过自身的供液循环，将热量从外循环散热系统的冷却液转至室外散热装置中；

[0015] 步骤5：室外散热装置5通过风机或换热器将热量散至空气或水热沉中；

[0016] 步骤6：控制箱4根据温度传感器16的反馈控制压缩机10和散热装置5的启停，控制供液温度。

[0017] 外循环采用闭式或半闭式供液循环系统，可缩小系统体积，减小设备重量，提高设备可靠性，提高系统防护等级，同时解决多次空气换热带来的冷凝温度高的问题。

[0018] 本发明的有益之处：

[0019] 1)液冷源主体部分可放置于室内或密闭机柜内，仅保留散热装置在室外，整机防护等级高；

[0020] 2)压缩制冷系统中高压制冷系统完全独立，管路长度有效缩短，且在室内或密闭机柜内，不易损伤，具有高可靠性；

[0021] 3)外循环采用闭式供液系统，隔绝与空气交互，提高了耐腐蚀能力，供液流量和换热量的稳定性高；

[0022] 4)外循环采用供液循环系统换热，消除了多次空气间接换热中的冷凝温度高的温度的问题；

[0023] 5)外循散热系统散热器具备可拆装性，无需专业人士即可完成，操作简单，维护方便；

[0024] 6)同时通过配管连接的冷却距离，可有效地消除强制空气所造成的噪声和振动问题。附图说明

[0025] 图1是本发明结构示意图。其中：1-内循环供液系统，2-中循环压缩制冷系统，3-外循环散热系统，4-控制箱，5-散热装置，6-排气阀，7-第一水泵，8-膨胀罐，9-冷凝器，10-压缩机，11-蒸发器，12-节流装置，13-第二水泵，14-水箱，15-负载，16-温度传感器；

[0026] 图2是本发明岛礁防护型液冷源机组具体结构示意图。其中：1-内循环供液系统，2-中循环压缩制冷系统，3-外循环散热系统，17-风机，18-风冷散热器，6-排气阀，7-第一水泵，8-膨胀罐，9-冷凝器，10-压缩机，19-气液分离器，11-蒸发器，13-第二水泵，14-水箱，
15-负载，20-旁通阀，21-流量传感器，22-第一压力传感器，16-温度传感器，12-节流装置，
23-电磁阀，24-第二压力传感器，25-第二温度传感器，4-控制箱。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

[0028] 本发明提出的岛礁防护型液冷源机组结构示意图如图2所示。整机包含内循环供液系统、中循环压缩制冷系统、外循环散热系统三部分。外循环供液系统采用闭式供液系统，采用空气热沉，室外部分仅有风机17和风冷散热器18，排气阀6至控制箱4等器件全部放置室内或密闭机柜内部。外循环供液系统采用防冻冷却液，中循环制冷系统采用134a制冷剂，内循环供液系统采用防冻冷却液；风冷散热器18进出液口采用螺纹或法兰接口与室内机连接，可快速拆装、可满足外机维修不需要焊接和氟利昂冲注、同时可在无水热沉条件下使用。

[0029] 中循环压缩制冷系统添加制冷附件(电磁阀12、气液分离器8)，使制冷系统具备且具备相应的稳定性和故检能力。同样，内循环供液系统通过添加辅助装置(旁通阀20、流量传感器21、第一压力传感器22、温度传感器16)，外循环散热系统添加辅助装置(第二温度传感器25、第二压力传感器24)确保系统的安全性和自适应控制性，可满足系统自适应温控和故障检测能力。

[0030] 本发明提出的岛礁防护型液冷源机组散热方法包括如下步骤：

[0031] 步骤1：内循环供液系统1提供稳定的液体循环，将负载15热量置换至内循环冷却液中；

[0032] 步骤2：中循环压缩制冷系统2提供制冷，将内循环供液系统1中冷却液的热量通过蒸发器11置换到中循环压缩制冷系统2的制冷工质中；

[0033] 步骤3：中循环压缩制冷系统2通过冷凝器9将制冷工质中热量交换置外循环散热系统3的冷却液中；

[0034] 步骤4：外循环散热系统3通过自身的供液循环，将热量从外循环散热系统的冷却液转至风冷散热器18中；

[0035] 步骤5：风冷散热器18通过风机17将热量散至空气热沉中；

[0036] 步骤6：控制箱4根据温度传感器16和第二温度传感器25的反馈控制压缩机10或风机17的启停，控制供液温度。

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