CN108007001A - 一种车载移动式恒温液冷源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载移动式恒温液冷源装置,包括制冷单元、水冷单元、环境温度传感器和电气控制单元,所述制冷单元、水冷单元、环境温度传感器、电气控制单元集成在框架内,其中制冷单元、水冷单元和环境温度传感器均与电气控制单元电连接,制冷单元通过换热器和板式蒸发器与水冷单元连接。本发明能够精确控制流量和冷却液温度,提高了装置集成度,降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及冷却技术,具体涉及一种车载移动式恒温液冷源装置。
背景技术
常规车载电子设备在运行时都存在发热大的问题,如不及时将热量带走将影响其工作性能,常用方式是使用风扇自然冷却的方式冷却电子设备,该方式送风压力小,冷却时间长,制冷量有限,仅能满足一般发热量的电子器件,对发热量大的电子设备冷却效果不佳,进而影响其正常工作。对于发热量大的车载电子设备,现所用冷却方式常采用制冷机柜和水冷机柜分柜式设计,存在如下问题:
1)占用空间大,集成度不高,出现故障检修不易;
2)由于采用普通控制方式,未采用热气旁通和制冷剂流量调控技术,对冷却液供液流量、供液温度无法做到精确控制,输出冷媒水温度波动较大,被冷却对象忽冷忽热现象严重;
3)由于采用压缩机制冷,当环境温度低于0℃时,只能通过压缩机工作来带走电子设备的热量,维持电子设备工作温度,无法有效利用环境风的自然冷却,冷却系统的能耗无法降低,对压缩机的使用寿命存在一定不利因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载移动式恒温液冷源装置,能够精确控制流量和冷却液温度,提高了装置集成度,降低了能耗。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种车载移动式恒温液冷源装置,包括制冷单元、水冷单元、环境温度传感器和电气控制单元,所述制冷单元、水冷单元、环境温度传感器、电气控制单元集成在框架内,其中制冷单元、水冷单元和环境温度传感器均与电气控制单元电连接,制冷单元通过换热器和板式蒸发器与水冷单元连接。
本发明与现有技术相比,其显著优点是:1)本发明将制冷单元、水冷单元和电气控制单元集成在框架内后,将其安装于车载方舱内,提高了车载液冷源的集成度;2)本发明制冷单元根据环境温度采用自然风冷却和压缩机冷却两种工作模式,可有效降低能耗和压缩机故障率;3)本发明制冷单元采用热气旁通和制冷剂流量调控技术,可精确控制冷媒水温度,能够提供被冷却对象稳定的冷却环境,保证被冷却对象的稳定运行;4)本发明制冷和水冷模块与框架均采用定位销、滚轮、锁紧块和锁紧螺钉的可拆卸连接形式,易于检修和拆装,框架底部和背部与车载方舱采用减震器连接,提高了运输可靠性;5)本发明水冷单元回路设置流量传感器和温度传感器,保证用冷设备冷媒水流量和温度能够得到精确控制,设置压力传感器,保证水冷单元回路压力在安全范围;6)本发明水冷单元设置过滤器,保证了系统冷媒水洁净度;7)本发明水箱上设置手动加液口和自动加液泵,提高了冷媒水需要补充时加液的便利性,水箱底部设置放液球阀,用于对水冷单元进行清洗除污。
附图说明
图1为本发明的控制原理结构示意图。
图2为本发明的局部结构示意图。
图3为本发明的框架定位销结构示意图。
图4为本发明的两单元模块拆卸位置示意图。
图5为本发明的两单元模块锁紧结构示意图。
图6为本发明的主要器件布局示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,进一步说明本发明方案。
一种车载移动式恒温液冷源装置,包括制冷单元1、水冷单元2、环境温度传感器31和电气控制单元4,所述制冷单元1、水冷单元2、环境温度传感器31、电气控制单元4集成在框架3内,其中制冷单元1、水冷单元2和环境温度传感器31均与电气控制单元4电连接,制冷单元1通过换热器7和板式蒸发器29与水冷单元2连接。
所述制冷单元1包括换热器7、轴流风机8、储液罐9、氟干燥过滤器10、压缩机12和板式蒸发器29,形成采用压缩机12配合板式蒸发器29和单独采用换热器7两条制冷线路,其中板式蒸发器29通过压缩机12接入风冷冷凝器21,压缩机12通过储液罐9和氟干燥过滤器10接入板式蒸发器29,所述压缩机12入口设置高压表17和高压控制器18,出口设置温度传感器16、低压表19、低压控制器20、第一截止阀22、卸载电磁阀23,压缩机12通过低压表19、低压控制器20和温度传感器16连接风冷冷凝器21入口,通过第一截止阀22、卸载电磁阀23连接板式蒸发器29入口,所述储液罐9出口设置有氟加液截止阀11,所述氟干燥过滤器10出口设置第二截止阀24和喷液电磁阀25和热力膨胀阀26,储液罐9通过第二截止阀24和喷液电磁阀25连接板式蒸发器29出口,通过热力膨胀阀26连接板式蒸发器29入口,所述换热器7、板式蒸发器29与水冷单元2输出端之间分别风冷水电磁阀27和制冷水电磁阀28。
所述换热器7和风冷冷凝器21集成在一起,共用一个轴流风机8。
所述水冷单元2包括用冷设备14、水箱41、过滤器40和水泵39,其中制冷单元1输出端通过用冷设备14连接水箱41入口,水箱41出口通过过滤器40和水泵39连接制冷单元1输入端,所述用冷设备14入口设置液球阀13、温度传感器32、供水流量传感器33和压力传感器34,出口设置回液球阀15和水流量传感器35,所述水箱41顶部设置排气阀42、液位开关43和手动加液口44,底部设置放液球阀46,内壁设置加热器49,外壁设置旁通阀36、液位计45、加液球阀47和加液泵48,水箱41通过旁通阀36连接制冷单元1输入端,所述水泵39出口设置止回阀37和水泵出口压力表38。
所述框架3中间设置框架横梁51,将框架3分为上下两个部分,框架3上部的一侧安装制冷单元1,框架3上部的另一侧安装电气控制单元4,框架3下部安装水冷单元2。
所述框架3底部和背面设置减震器。
所述制冷单元1和水冷单元2分别放置在两个独立的框架模块上,框架模块的底部设置框架模块横梁50,框架模块横梁50一端设置定位销54,另一端设置锁紧块62,底部设置滚轮安装轴55和滚轮52,滚轮52通过螺母53安装在安装轴55内,框架模块经滚轮52推至框架3安装位置后,定位销54插入框架横梁51的定位销孔,锁紧块62和框架3框架横梁51通过锁紧螺钉63紧固在一起。
所述制冷单元1和水冷单元2通过卡箍进行连接。
本发明能够精确控制流量和冷却液温度,提高了装置集成度,降低了能耗。
实施例1
如图所示,一种车载移动式恒温液冷源装置,包括制冷单元1、水冷单元2、框架3和电气控制单元4,制冷单元1、水冷单元2和电气控制单元4设置在框架3内,框架3放置在车载方舱内,在框架3底部和背部设置减震器。
制冷单元1包括两种制冷路线来保证水冷单元1输出恒温冷媒水,分别为通过压缩机12配合板式蒸发器29制冷输出冷媒水的路线和直接通过常规换热器7采用环境风冷却输出冷媒水的路线。制冷单元1中压缩机12和板式蒸发器29的路线由制冷水电磁阀28控制;换热器7的冷却路线在由风冷水电磁阀27控制。制冷单元1的常规换热器7和风冷冷凝器21集成在一起,根据环境温度不同来选择使用,共用轴流轴流风机8,根据环境温度降低能耗,减小设备占地面积。第一截止阀22和卸载电磁阀23串联后分别连接压缩机12出口和板式蒸发器29入口。第二截止阀24和喷液电磁阀25串联后分别连接氟干燥过滤器10出口和板式蒸发器29出口。压缩机7进出口分别设置高压表17、高压控制器18、低压表19、低压控制器20,在风冷冷凝器21出口设置有温度控制器16。储液罐9和氟干燥过滤器10,在储液罐9出口设置有氟加液截止阀11。
水冷单元2在冷媒水进入用冷设备14时,分别经过所述温度传感器32、供水流量传感器33、压力传感器34,从用冷设备14回来的冷媒水经过回液球阀15和回水流量传感器35去往水箱41。水冷单元2中水箱41顶部设置排气阀42、液位开关43、手动加液口44,左侧面底部设置液位计45,右侧面底部设置加液球阀47和加液泵48,底部设置放液球阀46。所述球阀36一端接在水泵39出口、一端接水箱41左侧面,对进入制冷单元1的流量起调节作用。所述水冷单元2上设置过滤器40,保证系统冷媒水的洁净度。所述环境温度传感器31与电气控制单元30电联接,系统根据环境温度数值选择不同工作模式。
本发明工作原理如下:制冷单元1工作时,当环境温度传感器31的值高于设定值时,止回阀37流出的冷媒水经过制冷水电磁阀28直接进入板式蒸发器29,与制冷剂进行热交换后流向供液球阀13。当环境温度传感器31的值低于设定值时,止回阀37流出的冷媒水经过风冷水电磁阀27直接进入常规换热器7,经轴流风机8直接冷却后回到供液球阀13。所述冷媒水经过制冷水电磁阀28时,压缩机12开启,制冷剂进入风冷冷凝器21,经过储液罐9、氟干燥过滤器10、氟膨胀阀26后进入板式蒸发器29,与冷媒水进行热量交换后回到压缩机12。当板式蒸发器29中冷媒水所需制冷量较小时,第一截止阀22和卸载电磁阀23回路开启工作,减小压缩机12出口进入风冷冷凝器21的制冷剂流量,确保经板式蒸发器29后的冷媒水温度保持恒定。当经卸载电磁阀23旁通后制冷剂制冷量依然过大时,喷液电磁阀25开启,进一步减少进入板式蒸发器29的制冷剂流量,以降低换热量,来确保水冷单元输出的冷媒水温度保持恒定。
水冷单元2工作时,来自用冷设备14的冷媒水经过回水流量传感器35后进入水箱41,水箱41上设置自动排气阀42、液位开关43和液位计45,自动排气阀排出系统运行时的气体以减小对回路的冲击,液位开关能够精确测量水箱内液位,液位计使得水箱内液位能直观目测,在水箱41顶部还设置有手动加液口44、右侧设置加液泵48和加液球阀47、底部设置水箱放液球阀46,手动加液口和加液泵为水冷回路的加液提供了便利性,放液球阀用于对水冷单元回路进行定期清洗排污,保证系统的洁净度。水箱出连接过滤器40,用于滤除系统运行时的杂质,保证去往用冷设备的冷媒水品质,经过过滤后的冷媒水经过水泵39输送到制冷单元1。在水泵39两侧并联旁通球阀36以满足用冷设备流量可调的要求。在水泵39出口设置止回阀37,防止冷媒水倒流。经过制冷单元冷却后的冷媒水,经温度传感器32、供水流量传感器33、压力传感器34送往用冷设备,在用冷设备两侧分别设置供液球阀13和球阀15,确保水冷单元与用冷设备断开时,冷媒水泄漏为最少。
实施例2
实施例2在实施例1的基础上,在框架3中间设置框架横梁51,将框架3分为上下两个部分,框架3上部的一侧安装制冷单元1,框架3上部的另一侧安装电气控制单元4,框架3下部安装水冷单元2。在安装过程中,先将制冷单元1和水冷单元2分别放置在两个独立框架模块上,两框架模块底部设置框架模块横梁50,框架模块横梁50一端设置定位销54,另一端设置锁紧块62,底部设置滚轮安装轴55和滚轮52,滚轮52通过螺母53安装在安装轴55内,两框架模块分别经滚轮52推至框架3合适位置,待定位销54放置到框架横梁51的定位销孔后,上锁紧块62和框架3通过锁紧螺钉63紧固在一起。再将制冷单元1和水冷单元2通过卡箍一58、卡箍二59、卡箍三60、卡箍四61分别连接,即完成液冷源安装。该种分离式结构设计降低了液冷源与车载方舱的安装难度,对后续故障检修也提供了较大便利性。
实施例3
实施例3在实施例1和2的基础上,在框架3底部和背面设置减震器,液冷源框架3通过减震器5与车载方舱6连接。
Claims (8)
1.一种车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,包括制冷单元(1)、水冷单元(2)、环境温度传感器(31)和电气控制单元(4),所述制冷单元(1)、水冷单元(2)、环境温度传感器(31)、电气控制单元(4)集成在框架(3)内,其中制冷单元(1)、水冷单元(2)和环境温度传感器(31)均与电气控制单元(4)电连接,制冷单元(1)通过换热器(7)和板式蒸发器(29)与水冷单元(2)连接。
2.根据权利要求1所述的车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,所述制冷单元(1)包括换热器(7)、轴流风机(8)、储液罐(9)、氟干燥过滤器(10)、压缩机(12)和板式蒸发器(29),形成采用压缩机(12)配合板式蒸发器(29)和单独采用换热器(7)两条制冷线路,其中板式蒸发器(29)通过压缩机(12)接入风冷冷凝器(21),压缩机(12)通过储液罐(9)和氟干燥过滤器(10)接入板式蒸发器(29),所述压缩机(12)入口设置高压表(17)和高压控制器(18),出口设置温度传感器(16)、低压表(19)、低压控制器(20)、第一截止阀(22)、卸载电磁阀(23),压缩机(12)通过低压表(19)、低压控制器(20)和温度传感器(16)连接风冷冷凝器(21)入口,通过第一截止阀(22)、卸载电磁阀(23)连接板式蒸发器(29)入口,所述储液罐(9)出口设置有氟加液截止阀(11),所述氟干燥过滤器(10)出口设置第二截止阀(24)和喷液电磁阀(25)和热力膨胀阀(26),储液罐(9)通过第二截止阀(24)和喷液电磁阀(25)连接板式蒸发器(29)出口,通过热力膨胀阀(26)连接板式蒸发器(29)入口,所述换热器(7)、板式蒸发器(29)与水冷单元(2)输出端之间分别风冷水电磁阀(27)和制冷水电磁阀(28)。
3.根据权利要求2所述的车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,所述换热器(7)和风冷冷凝器(21)集成在一起,共用一个轴流风机(8)。
4.根据权利要求1所述的车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,所述水冷单元(2)包括用冷设备(14)、水箱(41)、过滤器(40)和水泵(39),其中制冷单元(1)输出端通过用冷设备(14)连接水箱(41)入口,水箱(41)出口通过过滤器(40)和水泵(39)连接制冷单元(1)输入端,所述用冷设备(14)入口设置液球阀(13)、温度传感器(32)、供水流量传感器(33)和压力传感器(34),出口设置回液球阀(15)和水流量传感器(35),所述水箱(41)顶部设置排气阀(42)、液位开关(43)和手动加液口(44),底部设置放液球阀(46),内壁设置加热器(49),外壁设置旁通阀(36)、液位计(45)、加液球阀(47)和加液泵(48),水箱(41)通过旁通阀(36)连接制冷单元(1)输入端,所述水泵(39)出口设置止回阀(37)和水泵出口压力表(38)。
5.根据权利要求1所述的车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,所述框架(3)中间设置框架横梁(51),将框架(3)分为上下两个部分,框架(3)上部的一侧安装制冷单元(1),框架(3)上部的另一侧安装电气控制单元(4),框架(3)下部安装水冷单元(2)。
6.根据权利要求1所述的车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,所述框架(3)底部和背面设置减震器。
7.根据权利要求1所述的车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,所述制冷单元(1)和水冷单元(2)分别放置在两个独立的框架模块上,框架模块的底部设置框架模块横梁(50),框架模块横梁(50)一端设置定位销(54),另一端设置锁紧块(62),底部设置滚轮安装轴(55)和滚轮(52),滚轮(52)通过螺母(53)安装在安装轴(55)内,框架模块经滚轮(52)推至框架(3)安装位置后,定位销(54)插入框架横梁(51)的定位销孔,锁紧块(62)和框架(3)框架横梁(51)通过锁紧螺钉(63)紧固在一起。
8.根据权利要求1所述的车载移动式恒温液冷源装置,其特征在于,所述制冷单元(1)和水冷单元(2)通过卡箍进行连接。
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