CN110779228A - 一种压缩驱动型两相间接冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩驱动型两相间接冷却系统，其特征在于包括通过管道首尾依次相连的冷板蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器和热力膨胀阀，所述冷板蒸发器与发热器件接触并对发热器件进行冷却，冷凝器和热力膨胀阀之间的管道上设有电磁阀，冷凝器和电磁阀之间的管道上设有相连通的储液器及干燥过滤器。借由上述技术方案，本发明相比于常规单相冷板式液冷系统，制冷剂在冷板内发生相变，换热系数高，热流密度大，均温性好，且介质不导电，安全性高；相比于泵驱两相间接冷却系统，本发明中制冷剂能够实现比高压侧的空气或液体温度低的蒸发温度。

Description

一种压缩驱动型两相间接冷却系统

技术领域

本发明属于冷却系统技术领域，特别涉及一种压缩驱动型两相间接冷却系统。

背景技术

间接冷却系统又称为冷板式液冷系统，目前主要的形式有常规单相冷板式液冷系统、泵驱两相间接冷却系统。常规单相冷板式液冷系统以防冻液、去离子水等为冷却介质，冷板与发热负载接触，冷却介质在冷板内吸收发热负载产生的热量，经循环泵升压后进入换热器进行冷却，换热器实现热交换的外界介质可为液体和空气，冷却后的介质经水质处理、参数监测等部件后再次进入冷板，如此循环。

泵驱两相间接冷却系统则是以氟化液、常规制冷剂等为冷却介质，液态冷却介质在冷板内发生部分相变，吸收发热负载产生的热量，随后进入冷凝器冷凝为液态，其中冷凝器处于液体和空气中实现冷却介质的冷凝作用，冷却后的介质经水质处理、参数监测部件后再次进入冷板，如此循环。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压缩驱动型两相间接冷却系统，具备换热系数高，热流密度大，均温性好，且介质不导电，安全性高。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种压缩驱动型两相间接冷却系统，包括通过管道首尾依次相连的冷板蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器和热力膨胀阀，所述冷板蒸发器与发热器件接触并对发热器件进行冷却。

本发明的目的还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的压缩驱动型两相间接冷却系统，其中冷凝器和热力膨胀阀之间的管道上设有电磁阀。

前述的压缩驱动型两相间接冷却系统，其中冷凝器和电磁阀之间的管道上设有相连通的储液器及干燥过滤器。

前述的压缩驱动型两相间接冷却系统，其中冷凝器的出口管道上设有用于监测冷凝压力的压力传感器。

前述的压缩驱动型两相间接冷却系统，其中压缩机的入口管道处设有低压开关、出口管道处设有高压开关。

借由上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具备以下有益效果：

(1)相比于常规单相冷板式液冷系统，本发明中制冷剂在冷板内发生相变，换热系数高，热流密度大，均温性好，且介质不导电，安全性高；同时，制冷剂直接通过冷板蒸发器吸收发热负载产生的热量，减小了制冷剂到防冻液再到发热负载的环节过程热阻。

(2)相比于泵驱两相间接冷却系统，本发明压缩驱动型两相间接冷却系统中制冷剂能够实现比冷凝器所在高压侧所处的空气或液体温度更低的蒸发温度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明一种压缩驱动型两相间接冷却系统，以常规制冷剂为冷却介质，其包括通过管道首尾依次相连的冷板蒸发器1、气液分离器2、压缩机3、冷凝器4和热力膨胀阀5，冷板蒸发器1与发热器件6接触并对发热器件6进行冷却。

作为优选，冷凝器4和热力膨胀阀5之间的管道上设有电磁阀7；该电磁阀7在整个冷却系统关机时需关闭以阻止高压液体进入低压侧，因为电磁阀7处于冷凝器与热力膨胀阀之间的管道上(即处于高压侧)，此处管道内为高压液态制冷剂，电磁阀可防止在关机状态下高压液态制冷剂流至低压侧，从而进一步避免开机时液体进入压缩机内对冷却系统造成危害。

本实施例中，冷凝器4和电磁阀7之间的管道上设有相连接的储液器8及干燥过滤器9，该储液器8进口与冷凝器4出口相连，储液器8出口经过干燥过滤器9与热力膨胀阀进口相连，储液器用于储存冷凝器出口流出的冷却介质，干燥过滤器能够对冷却介质进行过滤，从而避免污物进入冷板蒸发器1中；热力膨胀阀5的感温包51设在冷板蒸发器的出口处，用于准确感应压缩机3的吸气温度。

本实施例中，冷凝器4的出口管道上设有用于监测冷凝压力的压力传感器10，冷凝器还包括冷凝风机41，通过冷凝风机变频PID调节控制冷凝压力；而冷板蒸发器的温度控制可以通过压缩机变频(或热力膨胀阀)PID调节冷板表面温度来实现。压缩机3的入口管道上设有低压开关31、出口管道处设有高压开关32，主要对压缩机起保护作用，当压缩机的吸气压力过低或出气压力过高时对应开关动作，压缩机停止运行以防止造成系统损坏。此外，在气液分离器与冷板蒸发器之间的管路上以及冷凝器和储液器之间的管路上均设置有针阀11，该针阀11起到补充制冷剂或者对冷却系统抽真空等作用。

本发明工作原理如下所述：

压缩机3进口吸入低压气态制冷剂，低压气态制冷剂在压缩机3内被压缩，温度升高，形成高温高压气态制冷剂进入循环管路的高压侧；压缩机3出口排出的高温高压气态制冷剂经过冷凝器4后变为高温高压液态制冷剂，但该液态制冷剂的温度低于压缩机出口排出的高温高压气态制冷剂。而后，高温高压液态制冷剂经过储液器8、干燥过滤器9、电磁阀7后，进入热力膨胀阀5进行节流并喷入冷板蒸发器1(低压侧)中，压力降低，变成低温低压的两相制冷剂(即气态+液态)，低温低压两相制冷剂在冷板蒸发器1内吸收发热器件6的热量后蒸发，变成低温低压的气态制冷剂，此过程中发热器件被冷却，然后气态制冷剂从冷板蒸发器1出口流出并进入气液分离器2中；该气液分离器2的作用是在冷板蒸发器中的两相制冷剂蒸发不完全的情况下可以回收其中的液态制冷剂，从而保证进入压缩机的冷却介质为气态，以此保护压缩机正常运行。最后从气液分离器2中流出低压气态制冷剂进入压缩机3进行压缩再次变成高温高压的气态制冷剂，如此循环实现对发热器件的循环冷却。值得说明的是，在上述冷却工作过程中，通过热力膨胀阀等节流装置降低制冷剂的蒸发压力，降低饱和温度，可实现低温蒸发的技术效果。低温低压气态制冷剂经压缩机升压后，提高了饱和温度，将系统内热量传递给高于蒸发温度的冷凝器所在的高压侧。冷板蒸发器采用微小通道冷板，制冷剂直接在冷板蒸发器内蒸发，适应制冷剂相变的高效换热，而上述干燥过滤器对制冷剂的过滤作用也适应微小通道结构的冷板长时间正常运行而不堵塞。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种压缩驱动型两相间接冷却系统，其特征在于包括通过管道首尾依次相连的冷板蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器和热力膨胀阀，所述冷板蒸发器与发热器件接触并对发热器件进行冷却。

2.根据权利要求1所述的一种压缩驱动型两相间接冷却系统，其特征在于：所述冷凝器和热力膨胀阀之间的管道上设有电磁阀。

3.根据权利要求2所述的一种压缩驱动型两相间接冷却系统，其特征在于：所述冷凝器和电磁阀之间的管道上设有相连通的储液器及干燥过滤器。

4.根据权利要求1所述的一种压缩驱动型两相间接冷却系统，其特征在于：所述冷凝器的出口管道上设有用于监测冷凝压力的压力传感器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种压缩驱动型两相间接冷却系统，其特征在于：所述压缩机的入口管道处设有低压开关、出口管道处设有高压开关。