CN107986363A

CN107986363A - 耦合海水淡化的电子设备散热系统及方法

Info

Publication number: CN107986363A
Application number: CN201810035307.3A
Authority: CN
Inventors: 岳晨; 戴亚东; 王鹏恩; 黄飞; 周涛; 王春华; 马爱云; 陈俊
Original assignee: JIANGSU YONGSHENG AIR CONDITIONER CO Ltd
Current assignee: JIANGSU YONGSHENG AIR CONDITIONER CO Ltd
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2018-05-04

Abstract

一种耦合海水淡化的电子设备散热系统及方法，属于节能领域。该系统包括电子设备散热子系统和双效海水淡化子系统两部分。其中电子设备散热子系统包括电子设备（1）、散热器（3）、风机（5）、第一循环泵（6）、压缩机（7）、第一冷凝器（8）、节流阀（9）；双效海水淡化子系统包括第一球阀（12）、第一蒸发器(13)、第二蒸发器（16）、第二球阀（17）第二冷凝器(20)、第二循环泵（22）、第三球阀（23）、淡水箱（24）。该系统利用第一冷凝器（8）将电子设备散热子系统和双效海水淡化子系统进行耦合，通过对电子设备散热的收回利用，同时副产淡水，实现节能的目的。

Description

耦合海水淡化的电子设备散热系统及方法

技术领域

本发明涉及一种耦合海水淡化的电子设备散热系统及方法，属于节能领域。

技术背景

海岛雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，而整个雷达产品性能发挥的关键在于天线阵面内电子设备的散热，尤其是相控阵天线，其天线阵面内的电子设备不仅发热量和热流密度大，而且天线阵面还需要做方位或者俯仰运动。因此，要求这些部件的散热系统在满足系统散热要求的前提下，散热系统的体积要小，重量要轻，尽量减小散热系统占整个系统的体积和重量的比例，以利于雷达系统的机动性和可靠性。

目前比较常见的海岛雷达散热方式主要包括风冷和水冷（冷却剂），这也是目前两项比较成熟的散热技术，在许多雷达产品中都已大量采用。

对于季节气温变化较大的地区也有采用交替水冷和风冷的散热系统。在气温较高的季节，采用制冷循环对雷达冷却剂进行冷却；在气温较低的季节，采用风机利用自然风对雷达进行冷却。

雷达散热方面的研究主要集中在如何通过水冷或者风冷，优化雷达电子设备热设计，或者增加电子设备散热器散热效果的方面。对雷达电子设备的散热回收的报到还未见。如果能够对海岛雷达散热用于海水淡化，不仅能够满足雷达电子设备的散热需要，而且生产的淡水可以满足海岛淡水需求。

发明内容

本发明的目在于提出了一种同时能够满足电子设备散热需要和海水淡化需求的耦合海水淡化的电子设备散热系统及方法。

一种耦合海水淡化的电子设备散热系统，其特征在于：该系统包括电子设备散热子系统和双效海水淡化子系统两部分;其中电子设备散热子系统包括电子设备、散热器、风机、第一循环泵、压缩机、第一冷凝器、节流阀；其中散热器包括空气进口、空气出口、冷却剂进口、冷却剂出口、制冷剂进口和制冷剂出口；第一冷凝器包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口、冷侧出口；电子设备的出口与散热器的冷却剂进口相连，散热器冷却剂出口通过第一循环泵与电子设备进口相连；散热器制冷剂出口通过压缩机与第一冷凝器热侧进口相连，第一冷凝器的热侧出口通过节流阀与散热器的制冷剂进口相连；双效海水淡化子系统包括第一球阀、第一蒸发器、第二蒸发器、第二球阀、第二冷凝器、第二循环泵、第三球阀、淡水箱；其中第一蒸发器包括自然海水进口、一次蒸汽出口、浓海水出口；第二蒸发器包括热侧进口、热侧出口、浓海水进口、浓海水出口、二次蒸汽出口；第二冷凝器包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口、冷侧出口；自然海水与通过第一球阀与第一冷凝器的冷侧进口相连；第一冷凝器的冷侧出口与第一蒸发器的自然海水进口相连，第一蒸发器的一次蒸汽出口与第二蒸发器的热侧进口相连，第一蒸发器的浓海水出口与第二蒸发器的浓海水进口相连；风机与散热器的空气进口相连,散热器的空气出口连通环境;第二蒸发器的浓海水出口通过第二球阀然后直接通入大海；第二蒸发器的二次蒸汽出口和热侧出口都与第二冷凝器热侧进口相连，第二冷凝器热侧出口通过第二循环泵和第三球阀与淡水箱相连；环境海水与第二冷凝器的冷侧进口相连；第二冷凝器的冷侧出口连通外界。

所述的耦合海水淡化的电子设备散热系统的方法，其特征在于包括以下过程：

（一）冬季工况运行过程：在电子设备散热子系统中：冷却剂从电子设备热侧出口流出，通过散热器的冷却剂进口进入散热器放出热量，其温度降低，然后经过第一循环泵进入电子设备，进行下一轮冷却循环；自然空气经过风机的循环作用，从散热器的空气进口进入散热器，吸收了冷却剂侧的热量后从散热器的空气出口排入环境；双效海水淡化子系统中的设备在冬季工况停止运行；

（二）夏季工况运行过程：关闭风机；在电子设备散热子系统中：冷却剂从电子设备热侧出口流出，经过散热器冷却剂进口进入散热器，放出热量后从散热器冷却剂出口流出，然后经过第一循环泵增压后送入电子设备，进行下一轮冷却循环；制冷剂由散热器制冷剂进口进入散热器，吸收热量，从散热器制冷剂出口流出，然后经过压缩机加压后，从第一冷凝器热侧进口进入第一冷凝器，放出热量，从第一冷凝器热侧出口流出，通过节流阀降温减压后，从散热器制冷剂进口进入散热器；在双效海水淡化子系统中：自然海水通过第一球阀和第一冷凝器冷侧进口进入第一冷凝器，吸收热量，从第一冷凝器冷侧出口流出，然后从第一蒸发器自然海水进口进入第一蒸发器，吸收热量，变成一次蒸汽，后经过第二蒸发器热侧进口进入第二蒸发器，放出热量；在第一蒸发器底部得到的第一浓海水由第一蒸发器浓海水出口流出，然后和第二蒸发器中的海水混合，吸收热量，蒸发成二次蒸汽，同时在第二蒸发器底部得到第二浓海水，第二浓海水通过第二球阀直接排向大海；与此同时，一次蒸汽由第二蒸发器热侧出口流出，二次蒸汽与所流出的一次蒸汽经过第二冷凝器热侧进口进入第二冷凝器，放出热量后冷凝成淡水，通过第二循环泵和第三球阀进入淡水箱。

该系统采用了双效海水淡化子系统对电子设备进行了散热，同时对散热进行有效回收并生产了淡水，是一种节能高效的制冷联产水的系统方案。

附图说明

图1耦合海水淡化的电子设备散热系统;

图中标号名称：1、电子设备，2、冷却剂，3、散热器，4、空气，5、风机，6、第一循环泵，7、压缩机，8、第一冷凝器，9、节流阀，10、制冷剂，11、自然海水，12、第一球阀，13、第一蒸发器，14、一次蒸汽，15、二次蒸汽，16、第二蒸发器，17、第二球阀，18、第一浓海水，19、第二浓海水，20、第二冷凝器，21、淡水，22、第二循环泵，23、第三球阀，24、淡水箱，25、环境海水；

具体实施方法

下面参照附图1说明该耦合海水淡化的电子设备散热系统的实施运行过程：

该系统包括电子设备散热子系统和双效海水淡化子系统两部分。按照季节不同主要包括两种运行工况：

（一）冬季工况下：

在电子设备散热子系统中：电子设备1散热量较低，其运行过程为，先打开风机5，空气4在风机5的作用下进入散热器，吸收热量，这样能在冷却剂2通过散热器3之前对散热器3进行降温，防止冷却剂2不能及时的冷却；然后打开第一循环泵6，冷却剂2在第一循环泵6的作用下从电子设备1热侧出口流出，通过散热器3的冷却剂进口进入散热器3，放出热量，冷却后的冷却剂2又通过电子设备1的冷侧进口进入电子设备1；

在系统停止运行的时候，先关闭风机5，这时冷却剂2仍在流动，然后在散热器3的温度不足以冷凝冷却剂2时，关闭第一循环泵6，结束循环；

（二）夏季工况下：

在夏季电子设备1散热较大，具体实施为：先关闭风机5，关闭第一球阀12、第二球阀17、第三球阀23；然后对双效海水淡化系统进行真空操作，然后通入环境海水25，以便流入的蒸汽能及时冷却成淡水21；然后打开第一球阀12，自然海水11在压力的作用下进入第一冷凝器8，紧接着按照顺序打开压缩机7，第一循环泵6，第二球阀12，第三球阀23，这时系统开始运行；冷却剂2在第一循环泵的作用下进入散热器，制冷剂10通过散热器3吸收冷却剂2输送的电子设备1的热量，然后经过压缩机7加压后进入第一冷凝器8，自然海水11通过第一冷凝器8吸收制冷剂10传输的热量，接着进入第一蒸发器13产生一次蒸汽14，一次蒸汽14又通过第二蒸发器16对海水加热，产生二次蒸汽15，最后一次蒸汽14和二次蒸汽15一起通过第二冷凝器20冷凝成淡水21；

在系统停止运行时，先关闭压缩机7，第一冷凝器8，制冷剂10循环停止；对于电子设备散热子系统，当散热器3的温度不足以冷凝冷却剂2时，关闭第一循环泵4；对于双效海水淡化子系统，关闭第一球阀12，停止通入自然海水11，为了让蒸汽最大化冷却，最后停止通入环境海水25，在淡水不在产生时，关闭第二球阀17和第三球阀23。

Claims

1.一种耦合海水淡化的电子设备散热系统，其特征在于：

该系统包括电子设备散热子系统和双效海水淡化子系统两部分;

其中电子设备散热子系统包括电子设备（1）、散热器（3）、风机（5）、第一循环泵（6）、压缩机（7）、第一冷凝器（8）、节流阀（9）；其中散热器（3）包括空气进口、空气出口、冷却剂进口、冷却剂出口、制冷剂进口和制冷剂出口；第一冷凝器（8）包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口、冷侧出口；电子设备（1）的出口与散热器（3）的冷却剂进口相连，散热器（3）冷却剂出口通过第一循环泵（6）与电子设备（1）进口相连；散热器（3）制冷剂出口通过压缩机（7）与第一冷凝器(8)热侧进口相连，第一冷凝器（8）的热侧出口通过节流阀（9）与散热器（3）的制冷剂进口相连；

双效海水淡化子系统包括第一球阀（12）、第一蒸发器(13)、第二蒸发器（16）、第二球阀（17）、第二冷凝器(20)、第二循环泵（22）、第三球阀（23）、淡水箱（24）；其中第一蒸发器（13）包括自然海水进口、一次蒸汽出口、浓海水出口；第二蒸发器（16）包括热侧进口、热侧出口、浓海水进口、浓海水出口、二次蒸汽出口；第二冷凝器（20）包括热侧进口、热侧出口、冷侧进口、冷侧出口；自然海水（11）与通过第一球阀（12）与第一冷凝器（8）的冷侧进口相连；第一冷凝器（8）的冷侧出口与第一蒸发器（13）的自然海水进口相连，第一蒸发器（13）的一次蒸汽出口与第二蒸发器（16）的热侧进口相连，第一蒸发器（13）的浓海水出口与第二蒸发器（16）的浓海水进口相连；风机（5）与散热器（3）的空气进口相连,散热器（3）的空气出口连通环境;

第二蒸发器（16）的浓海水出口通过第二球阀（17）然后直接通入大海；第二蒸发器（16）的二次蒸汽出口和热侧出口都与第二冷凝器（20）热侧进口相连，第二冷凝器（20）热侧出口通过第二循环泵（22）和第三球阀（23）与淡水箱（24）相连；环境海水（25）与第二冷凝器（20）的冷侧进口相连；第二冷凝器（20）的冷侧出口连通外界。

2.根据权利要求1所述的耦合海水淡化的电子设备散热系统的方法，其特征在于包括以下过程：

（一）冬季工况运行过程：

在电子设备散热子系统中：冷却剂（2）从电子设备（1）热侧出口流出，通过散热器（3）的冷却剂进口进入散热器（3）放出热量，其温度降低，然后经过第一循环泵（6）进入电子设备（1），进行下一轮冷却循环；

自然空气（4）经过风机（5）的循环作用，从散热器（3）的空气进口进入散热器（3），吸收了冷却剂侧的热量后从散热器（3）的空气出口排入环境；

双效海水淡化子系统中的设备在冬季工况停止运行；

（二）夏季工况运行过程：

关闭风机（5）；

在电子设备散热子系统中：冷却剂（2)从电子设备（1）热侧出口流出，经过散热器（3）冷却剂进口进入散热器（3），放出热量后从散热器（3）冷却剂出口流出，然后经过第一循环泵（6）增压后送入电子设备（1），进行下一轮冷却循环；

制冷剂（10)由散热器（3）制冷剂进口进入散热器（3），吸收热量，从散热器（3）制冷剂出口流出，然后经过压缩机(7)加压后，从第一冷凝器（8）热侧进口进入第一冷凝器（8），放出热量，从第一冷凝器（8）热侧出口流出，通过节流阀（9）降温减压后，从散热器（3）制冷剂进口进入散热器（3）；

在双效海水淡化子系统中：自然海水（11）通过第一球阀（12）和第一冷凝器(8)冷侧进口进入第一冷凝器（8），吸收热量，从第一冷凝器（8）冷侧出口流出，然后从第一蒸发器（13）自然海水进口进入第一蒸发器（13），吸收热量，变成一次蒸汽（14），后经过第二蒸发器（16）热侧进口进入第二蒸发器（12），放出热量；

在第一蒸发器（13）底部得到的第一浓海水（18）由第一蒸发器（13）浓海水出口流出，然后和第二蒸发器（16）中的海水混合，吸收热量，蒸发成二次蒸汽（15），同时在第二蒸发器（16）底部得到第二浓海水（19），第二浓海水（19）通过第二球阀（17）直接排向大海；

与此同时，一次蒸汽（14）由第二蒸发器（16）热侧出口流出，二次蒸汽（15）与所流出的一次蒸汽（14）经过第二冷凝器（20）热侧进口进入第二冷凝器（20），放出热量后冷凝成淡水，通过第二循环泵和第三球阀进入淡水箱。