CN111328241A - 散热系统及电子设备 - Google Patents

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周杰
叶文
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Abstract

本发明公开了一种散热系统及电子设备,其中,散热系统包括呈环形依次连接的压缩机、蒸发散热系统、节流装置及冷凝散热系统,还包括设置在冷凝器冷凝散热系统与节流装置之间管路上的冷凝器后端开关阀及设置在冷凝器冷凝散热系统与压缩机之间管路上的冷凝器前端开关阀,冷凝散热系统包括冷凝器,冷凝器内部设有蒸汽通道及与蒸汽通道间隔设置的冷凝管道;冷凝散热系统还包括隔热罩及用于将蒸汽通道上下密封间隔为外置腔体和内置腔体的隔板,冷凝管道的顶端位于外置腔体内,冷凝管道的底端位于内置腔体内,隔热罩上设有风门,隔热罩罩设在冷凝器的内置腔体外侧,本申请提供的散热系统的能耗降低。

Description

散热系统及电子设备
技术领域
本发明涉及电子器件散热技术领域,特别涉及一种散热系统。本发明还涉及一种包括上述散热系统的电子设备。
背景技术
在内部安装有电子器件的腔体内,例如安装有储能集装箱、通讯机柜、基站及其它高等级防护的电子器件空间,为了保证电器件安全运行,安装电子器件的腔体通常为密封腔体。
如图1所示,由于电子器件安装在密封腔体内,电子器件02工作时散发的热量会聚集在集装箱01内,为了保证电子器件02稳定运动,通常设置散热系统对电子器件散热,传统的散热系统包括设置在电子器件02安装集装箱01内的空调室内机04及安装在集装箱01外侧的空调室外机03,通过制冷循环将室内的热量散到室外,以达到设备的使用环境温度要求。
通常通过空调机组将室内的热量散到环境中去,电子器件02运行的同时空调机组就会运行,无论环境温度高低,制冷系统的压缩机都在运行,消耗了大量的电能,导致散热系统的能耗较高。
因此,如何降低散热系统的能耗,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种散热系统,该散热系统的能耗降低。本发明的另一目的是提供一种包括上述散热系统的电子设备。
为实现上述目的,本发明提供一种散热系统,包括呈环形依次连接的压缩机、蒸发散热系统、节流装置及冷凝散热系统,所述冷凝散热系统包括冷凝器,所述冷凝器内部设有蒸汽通道及与所述蒸汽通道间隔设置的冷凝管道,其特征在于,还包括设置在所述冷凝散热系统与所述节流装置之间管路上的冷凝器后端开关阀及设置在所述冷凝散热系统与所述压缩机之间管路上的冷凝器前端开关阀;;
所述冷凝散热系统还包括隔热罩及用于将所述蒸汽通道上下密封间隔为外置腔体和内置腔体的隔板,所述冷凝管道的顶端位于所述外置腔体内,冷凝管道的底端位于所述内置腔体内,所述隔热罩上设有风门,所述隔热罩罩设在所述冷凝器的所述内置腔体外侧。
优选地,所述冷凝散热系统还包括室内散热风机及室外冷凝风机,所述室内散热风机位于所述隔热罩内,且用于向所述内置腔体内送风,所述室外冷凝风机设置于室外,用于向所述外置腔体送风。
优选地,所述风门包括对向设置在所述隔热罩相对两侧的进口风门和出口风门。
优选地,所述冷凝器后端开关阀和所述冷凝器前端开关阀均为电控阀。
优选地,所述冷凝散热系统还包括监测室内温度的室内环境温度传感器及用于监测室外温度的室外环境温度传感器。
优选地,所述冷凝散热系统还包括用于控制所述冷凝器后端开关阀和所述冷凝器前端开关阀开闭的阀体控制器,所述阀体控制器控制进口风门和出口风门开闭;
所述冷凝散热系统还包括用于控制所述冷凝器后端开关阀和所述冷凝器前端开关阀开闭的阀体控制器,所述阀体控制器控制所述压缩机和所述蒸发散热系统工作及控制进口风门和出口风门开闭;
所述散热系统控制器设置有冷凝散热工作模式和制冷循环工作模式,所述制冷循环工作模式为:所述进口风门、所述出口风门、室内散热风机均关闭,所述室外冷凝风机、所述冷凝器后端开关阀和所述冷凝器前端开关阀均打开,所述压缩机和所述蒸发散热系统开机;所述冷凝散热工作模式为:所述冷凝器后端开关阀和所述冷凝器前端开关阀均关闭,所述压缩机和所述蒸发散热系统停机,所述进口风门、所述出口风门、室内散热风机和室外冷凝风机均打开;
所述阀体控制器接收所述室内环境温度传感器的温度值To及所述室外环境温度传感器的温度值Ta,所述阀体控制器设置有室内预设温度值Ts及模式启动温度阈值a;
当Ta≥To+a≥Ts或Ta≥Ts+a≥To,所述阀体控制器控制进入所述制冷循环工作模式;
当To≥Ts+a≥Ta+a,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式。
优选地,当Ts≥Ta+a≥To,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式。
优选地,当Ts≥To+a≥Ta,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式。
优选地,当To≥Ta+a≥Ts,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式;
当Ts<To<Ta+a,所述阀体控制器控制进入所述制冷循环工作模式。
一种电子设备,包括集装箱、设置在所述集装箱内的电子器件及安装在所述集装箱上的散热系统,所述散热系统为上述任一项所述的散热系统。
在上述技术方案中,本发明提供的散热系统,包括呈环形依次连接的压缩机、蒸发散热系统、节流装置及冷凝散热系统,还包括设置在冷凝散热系统与节流装置之间管路上的冷凝器后端开关阀及设置在冷凝散热系统与压缩机之间管路上的冷凝器前端开关阀,冷凝散热系统包括冷凝器,冷凝器内部设有蒸汽通道及与蒸汽通道间隔设置的冷凝管道;冷凝散热系统还包括隔热罩及用于将蒸汽通道上下密封间隔为外置腔体和内置腔体的隔板,冷凝管道的顶端位于外置腔体内,冷凝管道的底端位于内置腔体内,隔热罩上设有风门,隔热罩罩设在冷凝器的内置腔体外侧。当电子器件温度偏低,且高于室外温度时,冷凝器后端开关阀和冷凝器前端开关阀关闭,将风门打开,室内的热空气进入内置腔体内,与冷凝管道内冷凝介质热交换,然后实现室内空气冷却,冷凝管道内的冷凝介质受热上升与外置腔体内的室外空气热交换实现冷却。当电子器件温度腔体内温度较高,且室外温度较高时,通过关闭风门,打开冷凝器后端开关阀和冷凝器前端开关阀,通过压缩机、蒸发散热系统、节流装置及冷凝散热系统同时工作进行散热。
通过上述描述可知,在本申请提供的散热系统中,由于散热系统中压缩机31工作能耗较大,通过在室内腔体环境温度较低时,仅通过冷凝散热系统对电子器件散热,避免散热系统工作时,压缩机需要一直运行的情况,因此,本申请提供的散热系统的能耗降低。
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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为传统的电子设备的安装图的结构示意图;
图2为本发明实施例所提供的散热系统处于制冷循环工作模式的结构示意图;
图3为本发明实施例所提供的散热系统处于冷凝散热工作模式的结构示意图;
图4为本发明实施例所提供的冷凝散热系统处于冷凝散热工作模式时的结构示意图。
其中图1-4中:01-集装箱、02-电子设备、03-空调室外机、04-空调室内机;
1-集装箱、2-电子设备、31-压缩机、321-蒸发散热风机、322-蒸发器、33-节流装置、341-冷凝器后端开关阀、342-冷凝器前端开关阀、35-风门、361-室内散热风机、362-室外冷凝风机、363-冷凝器、364-内部回液通道、365-蒸汽通道、371-室外环境温度传感器、372-室内环境温度传感器。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种散热系统,该散热系统的能耗降低。本发明的另一目的是提供一种包括上述散热系统的电子设备。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2至图4,在一种具体实施方式中,本发明具体实施例提供的散热系统包括呈环形依次连接的压缩机31、蒸发散热系统、节流装置33及冷凝散热系统,具体的,蒸发散热系统32包括蒸发散热风机321及蒸发器322。
冷凝散热系统包括冷凝器363,还包括设置在冷凝散热系统与节流装置33之间管路上的冷凝器后端开关阀341及设置在冷凝散热系统与压缩机31之间管路上的冷凝器前端开关阀342,冷凝器363内部设有蒸汽通道365及与蒸汽通道365间隔设置的冷凝管道,其中蒸汽通道与冷凝管道隔离设置,由于冷凝管道为直管,冷凝管道上下设置,冷凝管道内设有冷凝介质,且多个冷凝管道呈矩阵排布;冷凝散热系统还包括隔热罩及用于将蒸汽通道365上下密封间隔为外置腔体和内置腔体的隔板,冷凝管道的顶端位于外置腔体内,冷凝管道的底端位于内置腔体内,隔热罩上设有风门35,具体的,优选风门35为隔热风门,隔热罩罩设在冷凝器363的内置腔体外侧。
具体的,散热系统可以安装在墙体上,蒸发器322、节流装置33和冷凝器后端开关阀341安装在室内,冷凝器363的外置腔体位于室外,内置腔体位于室内,压缩机31及冷凝器前端开关阀342位于室外,具体室外为电子器件所在腔体外侧。
当电子器件温度偏低,且高于室外温度时,冷凝器后端开关阀341和冷凝器前端开关阀342关闭,将风门35打开,室内的热空气进入内置腔体内,与冷凝管道内冷凝介质热交换,然后实现室内空气冷却,冷凝管道内的冷凝介质受热上升与外置腔体内的室外空气热交换实现冷却。当电子器件温度腔体内温度较高,且室外温度较高时,通过关闭风门35,打开冷凝器后端开关阀341和冷凝器前端开关阀342,通过压缩机31、蒸发散热系统、节流装置33及冷凝散热系统同时工作进行散热,其中冷凝散热系统位于室外部分设有风机。
通过上述描述可知,在本申请提供的散热系统中,由于散热系统中压缩机31工作能耗较大,通过在室内腔体环境温度较低时,仅通过冷凝散热系统对电子器件散热,避免散热系统工作时,压缩机31需要一直运行的情况,因此,本申请提供的散热系统的能耗降低。
优选的,冷凝散热系统还包括室内散热风机361及室外冷凝风机362,室内散热风机361位于隔热罩内,且用于向内置腔体内送风,室外冷凝风机362设置于室外,用于向外置腔体送风,提高散热效率。
在室内较高的环境温度下,如图2,散热系统开启制冷循环工作模式:冷凝器前端电磁阀342与冷凝器后端电磁阀341处于打开状态,室内散热风机361处于关闭状态,压缩机31、蒸发散热风机321、室外冷凝风机362处于打开状态,风门35处于关闭状态,形成一个常规的制冷循环。制冷剂由压缩机31从蒸发器322吸入,送到冷凝器363中冷凝,经过节流装置33膨胀做功,低温的制冷剂在蒸发器322中吸收室内的热量,再被压缩机31吸入。通过室内环境温度传感器372判断制冷循环的工作启停,达到内部电子器件2的散热温度要求。
在室内较低的环境温度下,如图3,散热系统开启冷凝散热工作模式:冷凝器前端电磁阀342与冷凝器后端电磁阀341处于关闭状态,室内散热风机361和室外冷凝风机362处于打开状态,压缩机31、蒸发散热系统处于关闭状态。风门35处于打开状态,即仅仅只有冷凝散热系统的室外冷凝风机362和室内散热风机361在工作时打开,大大节省了电能。
如图4,冷凝系统工作的散热原理是:通过关闭冷凝器前端电磁阀342与冷凝器后端电磁阀341,将制冷系统中的制冷剂封存在冷凝器363中,此时的冷凝器363充当了重力热管的作用,储能集装箱1内部热空气381被室内散热风机361吸入经过冷凝器363的下端将冷凝器363中的液态制冷剂加热成气态,通过冷凝器363内部的蒸汽通道365流向室外,室外的冷空气382被室外冷凝风机362吸入经过冷凝器363的上端,吸收冷凝器363管内的温度较高的制冷剂,再排向大气中。被吸收热量的制冷器被冷凝成液态,再从冷凝器363的内部回液通道364经过重力流回冷凝器363的底端,形成循环。
为了便于气体流动,优选,风门35包括对向设置在隔热罩相对两侧的进口风门和出口风门,其中进口风门和出口风门可以为自动控制开门结构。
考虑到手动控制冷凝器后端开关阀341和冷凝器前端开关阀342启闭,操作繁琐,优选,冷凝器后端开关阀341和冷凝器前端开关阀342均为电控阀,具体的可以均为电磁阀。
进一步,该散热系统还包括监测室内温度的室内环境温度传感器372及用于监测室外温度的室外环境温度传感器371,工作人员可以通过室内环境温度传感器372和室外环境温度传感器371监测室内和室外温度,进而使得便于调节散热系统的工作模式。
更进一步,该散热系统还包括用于控制冷凝器后端开关阀341和冷凝器前端开关阀342开闭的阀体控制器,阀体控制器控制压缩机31和蒸发散热系统工作及控制进口风门和出口风门开闭。
散热系统控制器设置有冷凝散热工作模式和制冷循环工作模式,制冷循环工作模式为:进口风门、出口风门、室内散热风机361均关闭,室外冷凝风机362、冷凝器后端开关阀341和冷凝器前端开关阀342均打开,压缩机31和蒸发散热系统开机,处于工作状态;制冷循环工作模式为:冷凝器后端开关阀341和冷凝器前端开关阀342均关闭,进口风门、出口风门、室内散热风机361和室外冷凝风机362均打开;
阀体控制器接收室内环境温度传感器372的温度值To及室外环境温度传感器371的温度值Ta,阀体控制器设置有室内预设温度值Ts及模式启动温度阈值a,其中,a代表模式启动温度阈值,即冷凝散热工作模式和制冷循环工作模式共有温度阈值,阈值大小需根据实际设备温度设置精度而定。Ts具体可以为设定的一个可调的范围。这个数值不是确定的,用户可以在一定范围内根据需要主动设置。
当Ta≥To+a≥Ts,或Ta≥Ts+a≥To,阀体控制器控制进入制冷循环工作模式。
当To≥Ts+a≥Ta+a,阀体控制器控制进入冷凝散热工作模式。
具体的,当Ts≥Ta+a≥To,阀体控制器控制进入冷凝散热工作模式。
具体的,当Ts≥To+a≥Ta,阀体控制器控制进入冷凝散热工作模式。
为了提高散热系统自动化控制程度,优选,包括步骤:
当To≥Ta+a≥Ts,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式。
当Ts<To<Ta+a,所述阀体控制器控制进入所述制冷循环工作模式。
本申请提供的一种电子设备,包括集装箱1、设置在集装箱1内的电子器件2及安装在集装箱1上的散热系统,具体的,集装箱1优选为储能集装箱,集装箱1的侧壁具有保温层,避免工作时,集装箱1内部冷量向外扩散,电子器件2具体可以为pack,其中散热系统为上述任一种散热系统,其中前文叙述了关于散热系统的结构涉及具体技术效果,本电子设备由于包括上述电子散热系统,所以同样具有上述技术效果,在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种散热系统,包括呈环形依次连接的压缩机(31)、蒸发散热系统、节流装置(33)及冷凝散热系统,所述冷凝散热系统包括冷凝器(363),所述冷凝器(363)内部设有蒸汽通道(365)及与所述蒸汽通道(365)间隔设置的冷凝管道,其特征在于,还包括设置在所述冷凝散热系统与所述节流装置(33)之间管路上的冷凝器后端开关阀(341)及设置在所述冷凝散热系统与所述压缩机(31)之间管路上的冷凝器前端开关阀(342);
所述冷凝散热系统还包括隔热罩及用于将所述蒸汽通道(365)上下密封间隔为外置腔体和内置腔体的隔板,所述冷凝管道的顶端位于所述外置腔体内,冷凝管道的底端位于所述内置腔体内,所述隔热罩上设有风门(35),所述隔热罩罩设在所述冷凝器(363)的所述内置腔体外侧。
2.根据权利要求1所述的散热系统,其特征在于,所述冷凝散热系统还包括室内散热风机(361)及室外冷凝风机(362),所述室内散热风机(361)位于所述隔热罩内,且用于向所述内置腔体内送风,所述室外冷凝风机(362)设置于室外,用于向所述外置腔体送风。
3.根据权利要求2所述的散热系统,其特征在于,所述风门(35)包括对向设置在所述隔热罩相对两侧的进口风门和出口风门。
4.根据权利要求2所述的散热系统,其特征在于,所述冷凝器后端开关阀(341)和所述冷凝器前端开关阀(342)均为电控阀。
5.根据权利要求3所述的散热系统,其特征在于,所述冷凝散热系统还包括监测室内温度的室内环境温度传感器(372)及用于监测室外温度的室外环境温度传感器(371)。
6.根据权利要求5所述的散热系统,其特征在于,所述冷凝散热系统还包括用于控制所述冷凝器后端开关阀(341)和所述冷凝器前端开关阀(342)开闭的阀体控制器,所述阀体控制器控制所述压缩机(31)和所述蒸发散热系统工作及控制进口风门和出口风门开闭;
所述散热系统控制器设置有冷凝散热工作模式和制冷循环工作模式,所述制冷循环工作模式为:所述进口风门、所述出口风门、室内散热风机(361)均关闭,所述室外冷凝风机(362)、所述冷凝器后端开关阀(341)和所述冷凝器前端开关阀(342)均打开,所述压缩机(31)和所述蒸发散热系统开机;所述冷凝散热工作模式为:所述冷凝器后端开关阀(341)和所述冷凝器前端开关阀(342)均关闭,所述压缩机(31)和所述蒸发散热系统停机,所述进口风门、所述出口风门、室内散热风机(361)和室外冷凝风机(362)均打开;
所述阀体控制器接收所述室内环境温度传感器(372)的温度值To及所述室外环境温度传感器(371)的温度值Ta,所述阀体控制器设置有室内预设温度值Ts及模式启动温度阈值a;
当Ta≥To+a≥Ts或Ta≥Ts+a≥To,所述阀体控制器控制进入所述制冷循环工作模式;
当To≥Ts+a≥Ta+a,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式。
7.根据权利要求6所述的散热系统,其特征在于,当Ts≥Ta+a≥To,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式。
8.根据权利要求6所述的散热系统,其特征在于,当Ts≥To+a≥Ta,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式。
9.根据权利要求6所述的散热系统,其特征在于,
当To≥Ta+a≥Ts,所述阀体控制器控制进入所述冷凝散热工作模式;
当Ts<To<Ta+a,所述阀体控制器控制进入所述制冷循环工作模式。
10.一种电子设备,包括集装箱(1)、设置在所述集装箱(1)内的电子器件(2)及安装在所述集装箱(1)上的散热系统,其特征在于,所述散热系统为权利要求1-9中任一项所述的散热系统。
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