CN108633221A - 大功率电子设备用多工况液冷源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷领域,提供了一种大功率电子设备用多工况液冷源,本技术方案根据不同的环境温度提供了三种制冷方式对冷却介质冷却；当冷却介质温度的大于环境温度时，开启风冷冷凝器，对冷水箱内的介质冷却，满足冷却负载的需求。当冷却介质温度小于环境温度，且差距不太大时开启第一制冷回路，以第一制冷回路对冷水箱内的冷却介质制冷，以满足机箱的制冷需求。当冷却介质温度远小于环境温度时，同时开启第一、第二制冷回路，利用第一制冷回路的冷凝器对第二制冷回路的冷凝器内的制冷剂二次冷却，二次冷却后的制冷剂在于冷水箱内的冷却介质换热，使冷却介质的温度达到负载所需温度。该技术方案可以满足不同环境温度和负载下的所有的冷却需求，应该范围广。

Description

大功率电子设备用多工况液冷源

技术领域

本发明涉及制冷领域，具体涉及一种用于大功率电子设备的多工况液冷源。

背景技术

大型电子设备的机箱内通常会产生大量的热量，需要对机箱内冷却以保持一定的环境温度。现有技术中通常以冷却水管通入循环冷却介质的方式进行冷却。冷却介质由制冷装置制冷好通入机箱。在环境温度和机箱负载不同的情况下，对制冷量的需求也不相同，一般通过冷却介质的温度和冷却介质两的方式进行调节。在环境温度过低，冷却介质温度偏低时，需要混入加热后的冷却介质进行混合以提高冷却介质的流动性；当环境温度过高，冷却介质的温度不足时，需要对冷却介质二次冷凝，以降低温度。一般通过加大水箱容积及加大电加热功率措施能满足供液温度跨度较大工况，此种方法不足之处在于：过大水箱容积使冷却装置外形尺寸及重量增加，加大电加热功率使冷却装置耗电功率增大。

发明内容

本发明的目的在提供一种适用于环境温度跨度较大的大功率电子设备用大功率多工况液冷源。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案为：

大功率电子设备用多工况液冷源，包括制冷系统、热水箱和冷水箱，冷水箱由制冷泵循环进入制冷系统换热，热水箱内安装有电加热，热水箱和冷水箱的输出端经电动三通混流阀混流后由供冷泵输送至电子设备的换热系统中，换热系统中的冷却介质循环回热水箱，所述制冷系统包括两级制冷回路和风冷冷凝器，各级制冷回路均包括依次串接的压缩机、油液分离器、冷凝器、干燥过滤器、氟电磁阀、热力膨胀阀、板式换热器和气液分离器；第二制冷回路的板式换热器并联连接于第一制冷回路，两换热器间由电磁阀切换；第二制冷回路的板式换热器与压缩机之间串接有第二板式换热器；冷水箱经制冷泵和电磁阀的控制下与第一制冷回路的板式换热器、第二制冷回路的二级板式换热器或风冷冷凝器择一循环换热。

进一步地，所述第一制冷回路的制冷剂为R22，第二制冷回路的制冷剂为R4040a。

进一步地，冷水箱内设置有液位开关和温度传感器。

再进一步地，热水箱和冷水箱内的冷却介质为乙二醇溶液。

采取以上技术方案后，本发明的有益效果为：本技术方案根据不同的环境温度提供了三种制冷方式对冷却介质冷却；当冷却介质温度的大于环境温度时，开启风冷冷凝器，对冷水箱内的介质冷却，满足冷却负载的需求。当冷却介质温度小于环境温度，且差距不太大时开启第一制冷回路，以第一制冷回路对冷水箱内的冷却介质制冷，以满足机箱的制冷需求。当冷却介质温度远小于环境温度时，同时开启第一、第二制冷回路，利用第一制冷回路的冷凝器对第二制冷回路的冷凝器内的制冷剂二次冷却，二次冷却后的制冷剂在于冷水箱内的冷却介质换热，使冷却介质的温度达到负载所需温度。该技术方案可以满足不同环境温度和负载下的所有的冷却需求，应该范围广。

附图说明

图1为本技术方案的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详述：

大功率电子设备用多工况液冷源，包括制冷系统、热水箱1和冷水箱2，冷水箱2的冷却介质由制冷泵3循环送入制冷系统冷却至一定温度后返回冷水箱2，冷水箱2内的冷却介质由供冷泵4输送至电子设备的换热系统5中，换热系统5中的冷却介质循环回热水箱1。在冷却介质温度过低时，热水箱1和冷水箱2的冷却介质经电动三通混流阀6混流后送入电子设备的换热系统，以保证冷却介质的温度合理及流动性。热水箱1内安装有电加热7，以保证热水箱的温度。电子设备的换热系统5中的冷却介质循环回热水箱1，对负载的热量回收。

制冷系统包括两级制冷回路和单独的风冷冷凝器8。第一制冷回路的制冷剂为R22，第二制冷回路的制冷剂为R4040a。第一级制冷回路均包括依次串接的第一压缩机9、第一冷凝器10和第一板式换热器11；第二级制冷回路均包括依次串接的第二压缩机12、第二冷凝器13、第二板式换热器14和第三板式换热器15；第一、第二级制冷回路上均串接有油液分离器16、干燥过滤器17、氟电磁阀18、热力膨胀阀19、和气液分离器20等必要元件。

冷水箱2内的冷却介质通过制冷泵3送入第一板式换热器11或者第三板式换热器15或者风冷冷凝器中8进行换热冷却，冷水箱2中的冷却介质经制冷泵3抽出后分三条支路分别进入第一板式换热器11，第三板式换热器15以及风冷冷凝器8，换热后再由支路回到冷水箱，各条支路上分别设置电磁阀控制，便于选择换热方式。

第二板式换热器14与第一板式换热器11并列设置，将第二板式换热器14的冷却介质通道并联入第一制冷回路，第一制冷回路工作时，可通过电磁阀切换制冷剂通过第二板式换热器或者通过第一板式换热器；

根据不同的环境温度提供了三种制冷方式对冷却介质冷却；当冷却介质温度的大于环境温度时，开启风冷冷凝器8，直接对冷水箱内的介质冷却，满足冷却负载的需求，无需启动压缩机制冷。当冷却介质温度小于环境温度，且差距不太大时开启第一制冷回路，以第一制冷回路的第一板式换热器11对冷水箱内的冷却介质制冷，以满足电子设备的制冷需求。当冷却介质温度远小于环境温度时，同时开启第一、第二制冷回路，将第一制冷回路的冷凝器冷凝后的制冷剂送入第二板式换热器14，第二制冷回路上的制冷剂在第二板式换热器14中与第一制冷回路中的制冷剂换热后再进入第三板式换热器15，在第三板式换热器15中与冷水箱内的冷却介质换热，使冷却介质的温度达到负载所需温度。

利用电控箱，采取常规的PLC控制该系统的制冷方式的切换，在冷水箱2和热水箱1内均设置有液位开关和温度传感器，在系统的外侧设置温度传感器，根据冷水箱中冷却介质的温度和环境温度的比较切换制冷方式。热水箱和冷水箱内的冷却介质为水或者乙二醇溶液等换热效果好的介质。

Claims (4)

1.大功率电子设备用多工况液冷源，包括制冷系统、热水箱和冷水箱，冷水箱内的冷却介质由制冷泵循环进入制冷系统换热，热水箱内安装有电加热，热水箱和冷水箱的输出端经电动三通混流阀混流后由供冷泵输送至电子设备的换热系统中，换热系统中的冷却介质循环回热水箱，其特征在于，所述制冷系统包括两级制冷回路和风冷冷凝器，各级制冷回路均包括依次串接的压缩机、油液分离器、冷凝器、干燥过滤器、氟电磁阀、热力膨胀阀、板式换热器和气液分离器；第二制冷回路的板式换热器并联连接于第一制冷回路，两换热器间由电磁阀切换；第二制冷回路的板式换热器与压缩机之间串接有第二板式换热器；冷水箱经制冷泵和电磁阀的控制下与第一制冷回路的板式换热器、第二制冷回路的二级板式换热器或风冷冷凝器择一循环换热。

2.根据权利要求1所述的大功率电子设备用多工况液冷源，其特征在于，所述第一制冷回路的制冷剂为R22，第二制冷回路的制冷剂为R4040a。

3.根据权利要求1所述的大功率电子设备用多工况液冷源，其特征在于，冷水箱内设置有液位开关和温度传感器。

4.根据权利要求1所述的大功率电子设备用多工况液冷源，其特征在于，所述热水箱和冷水箱内的冷却介质为乙二醇溶液。