CN104457006A - 发热功率器件冷却系统 - Google Patents

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刘华
张治平
周宇
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Abstract

本发明提供一种发热功率器件冷却系统，包括第一压缩机、第一冷凝器、主节流装置及蒸发器，各部件通过制冷管路连接形成制冷主回路，第一冷凝器的第三接口连接节流组件后与蒸发器的第三接口连接，节流组件与蒸发器第三接口之间的管路设置在发热功率器件附近，其特征在于：还包括制冷辅回路，第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路与所述制冷辅路并联连接，制冷辅路上设有第二压缩机及第二冷凝器。本发明提及的冷却系统，可以在主制冷回路工作或不工作时，均能够对发热功率器件进行冷却，不影响光伏发电组件的正常使用。

Description

发热功率器件冷却系统
技术领域
本发明涉及一种制冷冷却系统，特别涉及一种发热功率器件冷却系统。 
背景技术
当前，对于带有光伏发电系统的制冷机组，变频器的逆变、整流模块和电抗器等重要元器件通常引用制冷系统本身的冷媒冷却或者采用风冷。图1为常用的引用制冷系统冷媒对发热功率器件冷却的循环示意图。机组运行过程中，来自冷凝器的高压液态冷媒一部分经制冷主路流入蒸发器进行换热，另一部分进入制冷辅路，经节流后分别用于冷却变频器的逆变、整流模块和电抗器，吸热蒸发之后的冷媒流入蒸发器，与制冷系统的循环主路合并。这样在机组正常运行时可以保证光伏变频器的正常冷却，而一旦机组关闭而光伏发电系统正常运行时（如向其他家用电器供电），就无法对光伏发电系统进行冷却，造成元器件发热过高而导致烧坏，因此一旦机组关闭，光伏发电系统也不能正常工作。 
此外，风冷技术虽然可以不受制冷机组开停机的约束，即如果仅通过风扇对变频器进行散热，但也存在下述问题： 
1.因为冷却负荷需求量大，造成风机体积大，导致变频器整体体积偏大； 
2.大风量造成风机噪声偏大； 
3.积尘问题对电器元器件的可靠性产生影响。 
4.冷却风机调节性差，能耗高，不节能。 
5.风机排风导致机组安装环境温度升高，需要对机房增加相应空调系统。 
发明内容
为克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种发热功率器件冷却系统，系统中设置有制冷辅回路，当制冷机组的制冷主回路停机时，可以通过制冷辅回路对光伏发电系统的发热元件进行冷却，因此当制冷机组停止运行时，光伏发电系统仍然可以继续工作，给其他电器进行供电。 
本发明是通过以下技术方案实现的： 
发热功率器件冷却系统，包括第一压缩机、第一冷凝器、主节流装置及蒸发器，各部件通过制冷管路连接形成制冷主回路，第一冷凝器的第三接口连接节流组件后与蒸发器的第三接口连接，节流组件与蒸发器第三接口之间的管路设置在发热功率器件附近，还包括制冷辅回路，第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路与所述制冷辅回路并联连接，制冷辅回路上设有第二压缩机及第二冷凝器。 
优选地，还包括单向阀，所述单向阀第一端与第一冷凝器第四接口连接，单向阀第二端与节流组件靠近第二冷凝器的一端连接。 
优选地，节流组件为第一节流支路、第二节流支路和第三节流支路并联而成，三条节流支路分别设置有第一节流装置、第二节流装置和第三节流装置，所述发热功率器件包括逆变模块、整流模块及电抗模块，所述第一节流支路、第二节流支路和第三节流支路分别设置在逆变模块、整流模块及电抗模块附近。 
优选地，所述第一节流装置、第二节流装置为可调节电子膨胀阀。 
优选地，所述第三节流装置为为固定孔板或毛细管。 
优选地，所述发热功率器件包括逆变模块、整流模块及电抗模块。 
优选地，所述节流组件为可调节电子膨胀阀。 
本发明提及的发热功率器件冷却系统，在现有冷却系统的基础上增加制冷辅路，第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路与该辅路并联连接，辅路上设置有第二压缩机及第二冷凝器。 
采用上述结构后，本发明的空调系统具有以下优点： 
1、光伏变频器省去风冷系统，变频器的体积小，噪声低。 
2、利用制冷机组自身的冷媒完成制冷循环，变频器为密闭环境，内部洁净，运行寿命长。 
3、不受制冷系统主机开停机的影响，有效解决光伏变频器在制冷机组停机阶段的冷却问题。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为现有技术发热功率器件冷却系统的连接示意图； 
图2为本发明的发热功率器件冷却系统的连接示意图。 
具体实施方式
如图2所示，本发明提供了一种发热功率器件冷却系统，包括第一压缩机1、第一冷凝器2、主节流装置3及蒸发器4，各部件通过制冷管路连接形成制冷主回路，第一冷凝器2的第三接口连接节流组件后与蒸发器4的第三接口连接，节流组件与蒸发器4第三接口之间的管路设置在发热功率器件附近，还包括制冷辅回路，第一冷凝器2的第三接口和节流组件之间的管路与所述制冷辅回路并联连接，制冷辅回路上设有第二压缩机5及第二冷凝器6。 
当主机停机，开启第二压缩机时，为了防止制冷辅路被旁通短路，在第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路上还设置有单向阀7。 
在本实施例中，发热功率器件包括逆变模块11、整流模块12及电抗模块13，因此节流组件为第一节流支路、第二节流支路和第三节流支路并联而成，三条节流支路分别设置有第一节流装置8、第二节流装置9和第三节流装置10，每条节流支路中节流装置与蒸发器4之间的管路设置在发热器件附近，即第一节流装置8与蒸发器4之间的管路设置在逆变模块11附近，第二节流装置9与蒸发器4之间的管路设置在整流模块12附近，第三节流装置10与蒸发器4之间的管路设置在电抗模块13附近。 
本实施例中，所述第一节流装置8、第二节流装置9为可调节电子膨胀阀，所述第三节流装置10为固定孔板或毛细管。 
当然，节流组件与蒸发器第三接口之间的管路也可以依次穿过逆变模块11、整流模块12及电抗模块13，从而达到分别对三个模块降温的目的。这样的话，所述节流组件为可调节电子膨胀阀。 
当主制冷系统运行时，第一压缩机1开启，第二压缩机5关闭。来自第一冷凝器2的高压液态冷媒一部分经制冷主路流入蒸发器4进行换热，另一部分从第一冷凝器2第三接口流出，进入第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路，经节流后分别用于冷却变频器的逆变模块11、整流模块12和电抗模块13，吸热蒸发之后的冷媒从蒸发器4第三接口流入蒸发器，与制冷系统的循环主路合并，达到对发热功率器件的冷却。 
当主制冷系统停止时，第一压缩机1关闭，第二压缩机5开启。由制冷辅回路的第二压缩机压缩冷媒气体，经过系统增设的第二冷凝器6冷凝后，变为高压冷媒液体，分别经过第一节流装置8、第二节流装置9及第三节流装置10节流后 用于对逆变模块11、整流模块12、电抗模块13的冷却，最终回到蒸发器。因蒸发器4与第一冷凝器2连通，第一冷凝器2与第二压缩机5连通，因此对发热功率器件冷却吸热蒸发的冷媒最终流回第二压缩机5，从而完成冷却循环。 
此时，为了防止制冷辅回路被旁通短路，在第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路上还设置有单向阀。 
以上对本发明所提供的空调系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。例如将第一节流装置与第二节流装置并联后再与第三节流装置串联等，都应落入本发明权利要求的保护范围内。 

Claims (7)

1.发热功率器件冷却系统，包括第一压缩机、第一冷凝器、主节流装置及蒸发器，各部件通过制冷管路连接形成制冷主回路，第一冷凝器的第三接口连接节流组件后与蒸发器的第三接口连接，节流组件与蒸发器第三接口之间的管路设置在发热功率器件附近，其特征在于：还包括制冷辅回路，第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路与所述制冷辅回路并联连接，制冷辅回路上设有第二压缩机及第二冷凝器。
2.根据权利要求1所述的发热功率器件冷却系统，其特征在于：第一冷凝器的第三接口和节流组件之间的管路上设置有单向阀。
3.根据权利要求1所述的发热功率器件冷却系统，其特征在于：节流组件为第一节流支路、第二节流支路和第三节流支路并联而成，三条节流支路分别设置有第一节流装置、第二节流装置和第三节流装置，所述发热功率器件包括逆变模块、整流模块及电抗模块，所述第一节流支路、第二节流支路和第三节流支路分别设置在逆变模块、整流模块及电抗模块附近。
4.根据权利要求3所述的发热功率器件冷却系统，其特征在于：所述第一节流装置、第二节流装置为可调节电子膨胀阀。
5.根据权利要求3所述的发热功率器件冷却系统，其特征在于：所述第三节流装置为固定孔板或毛细管。
6.根据权利要求1所述的发热功率器件冷却系统，其特征在于：所述发热功率器件包括逆变模块、整流模块及电抗模块。
7.根据权利要求6所述的发热功率器件冷却系统，其特征在于：所述节流组件为可调节电子膨胀阀。
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