CN111829214A - 电子设备及电子设备直冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子设备直冷系统，包括由制冷管路顺序连通的压缩机系统、冷凝器系统，和对元器件接触冷却的直冷板系统，压缩机系统的出口端设置连通直冷板系统一端的旁通管路，旁通管路上设有对通入直冷板系统的冷量进行调节的流量调节装置。压缩机系统提供制冷管路内循环动力，由冷凝器系统对制冷管路内流体进一步冷却后送入直冷板系统，同时设置旁通管路直接连接压缩机系统的出口至直冷板系统的前端，与冷凝器系统流出的流体混合，流量调节装置调节旁通管路内流体冷量，在发热负载为低载荷时，稳定温度，避免系统频繁启停，对直冷系统的冷却方式进行了优化。本发明还提供了一种电子设备。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，更具体地说，涉及一种电子设备及电子设备直冷系统。
背景技术
在电子设备中，设备的元器件功率大、发热密度大，现有的电子设备采用水为载体作为冷却系统单相循环液的方案，电子设备除主动制冷系统，还需要增设一个液路循环系统，相对比较复杂，难以实现轻量化需求。电子设备如果不是连续使用的场景下，发热负载会间断，由于负载变化散热系统容易造成频繁启停现象。
因此，如何优化电气元件的冷却结构，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电子设备直冷系统，以优化电气元件的冷却结构；本发明还提供了一种电子设备。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电子设备直冷系统，包括由制冷管路顺序连通的压缩机系统、冷凝器系统，和对元器件接触冷却的直冷板系统，
所述压缩机系统的出口端设置连通所述直冷板系统一端的旁通管路，所述旁通管路上设有对通入所述直冷板系统的冷量进行调节的流量调节装置。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，所述流量调节装置为设于所述旁通管路上并对其流量控制的旁通阀。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，所述冷凝器系统的出口端设置对其出口流量进行调节的节流阀。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，所述旁通管路靠近所述节流阀的出口位置布置。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，所述制冷管路内填充有气相和液相转换的两相态流体。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，所述直冷板系统内置有吸收所述制冷管路内冷量的相变蓄冷材料。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，所述直冷板系统包括冷板主体，和贴附于所述冷板一侧的换热器；
所述换热器的进口管和所述出口管连通于所述制冷管路。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，所述换热器为吹胀板换热器、平行流换热器或直埋管换热器。
优选地，在上述电子设备直冷系统中，还包括底板、所述底板中部伸出有将其支撑端分隔为第一区和第二区的隔板，
所述直冷板系统布置于所述第一区，所述压缩机系统和所述冷凝器系统布置于所述第二区。
一种电子设备，其内设置有发生器元器件和对其冷却的冷却系统，所述冷却系统如上任意一项所述的电子设备直冷系统。
本发明提供的电子设备直冷系统，包括由制冷管路顺序连通的压缩机系统、冷凝器系统，和对元器件接触冷却的直冷板系统，压缩机系统的出口端设置连通直冷板系统一端的旁通管路，旁通管路上设有对通入直冷板系统的冷量进行调节的流量调节装置。压缩机系统提供制冷管路内循环动力，由冷凝器系统对制冷管路内流体进一步冷却后送入直冷板系统，同时设置旁通管路直接连接压缩机系统的出口至直冷板系统，与冷凝器系统流出的流体混合，流量调节装置调节旁通管路内流体冷量，在发热负载为低载荷时，稳定温度，避免系统频繁启停，对直冷系统的冷却方式进行了优化。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的电子设备直冷系统的原理图；
图2为本发明提供的电子设备直冷系统的布置结构示意图；
图3为本发明提供的电子设备直冷系统中直冷板系统的第一布置结构示意图；
图4为本发明提供的电子设备直冷系统中直冷板系统的第二布置结构示意图；
图5为本发明提供的电子设备直冷系统中直冷板系统的第三布置结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种电子设备直冷系统，优化了电气元件的冷却结构；本发明还提供了一种电子设备。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，图1为本发明提供的电子设备直冷系统的原理图；图2为本发明提供的电子设备直冷系统的布置结构示意图。
本实施例提供了一种电子设备直冷系统，包括由制冷管路1顺序连通的压缩机系统2、冷凝器系统3，和对元器件接触冷却的直冷板系统4，压缩机系统2的出口端设置连通直冷板系统4一端的旁通管路2，旁通管路2上设有对通入直冷板系统4的冷量进行调节的流量调节装置。压缩机系统2提供制冷管路1内循环动力，由冷凝器系统3对制冷管路1内流体进一步冷却后送入直冷板系统4，同时设置旁通管路5直接连接压缩机系统2的出口至直冷板系统4的前端，与冷凝器系统3流出的流体混合，流量调节装置调节旁通管路内流体冷量，在发热负载为低载荷时，稳定温度，避免系统频繁启停，对直冷系统的冷却方式进行了优化。
在本案一具体实施例中，旁通管路5上设置有对其流量控制的旁通阀6。旁通管路5内流体流量由旁通阀6控制，调节由压缩机系统2直接排出的流体，与经冷凝器系统3冷却的流体的混合温度，将直冷板系统4内通入流量稳定在预定温度，满足电子设备在低载荷下工作时的冷却需求，此时设备无需停机，保持稳定的工作状态，在电子设备切换至不同载荷时，仅需调节旁通阀6的开度即可满足冷却需求，直冷系统流入压缩机系统2内流量维持压缩机系统2的工作温度，避免了系统频繁启停，保证系统工作状态的稳定性。
流量调节装置为设于旁通管路5上的旁通阀6，通过旁通阀6控制流体温度的方式，可控制直冷板系统4的温度高于空气露点温度，有效降低直冷板凝露的风险。
在本案一具体实施例中，冷凝器系统3的出口端设置对其出口流量进行调节的节流阀7。冷凝器系统3的出口端设置节流阀7，调节进入直冷板系统4中流体流量，
具体地，旁通管路5靠近节流阀7的出口位置布置。
通过设置旁通管路5，对直冷系统通入直冷板系统4的冷量起到热气旁通的作用，在电子元器件的热负荷处于低载荷的情况下，直冷系统的冷量输出远远大于热负荷时，压缩机系统2排出的温度较高的流体，直接通过旁通阀6，优选为电磁阀，旁通到直冷板系统4的进口位置，与原本进入到直冷板系统4进口的冷流体混合，中和成中间温度，相当于直冷系统的制冷量衰减，减少至与热负荷相当的制冷效果，从而避免直冷系统将直冷板系统4的温度瞬间拉低的情况，从而起到减少直冷系统的频繁停机和频繁开机的情况，同时通过旁通控制功能，避免直冷板系统4的温度拉低到空气露点温度的可能，有效地降低直冷板系统4凝露的风险。
在本案一具体实施例中，制冷管路1内填充有气相和液相转换的两相态流体。两相态流体具有气相和液相两种相态，由压缩机系统2制冷后的流体经冷凝器系统3的冷凝风扇将热量带出外部环境，呈液态流出，经节流阀6节流后通入直冷板系统4，吸收来自电子元器件的热量，流体内部沸腾蒸发为气相，然后回到压缩机系统2侧。两相态流体具有更高的换热效率，提高对电子元器件的散热效果。
在本案一具体实施例中，直冷板系统4内置有吸收制冷管路内冷量的相变蓄冷材料。
直冷板系统4包括冷板主体41，和贴附于冷板一侧的换热器；换热器的进口管和出口管连通于制冷管路。
直冷板系统4由冷板主体41贴附于电子元器件，吸收其发出热量，冷板主体的一侧贴附换热器，换热器的进口管和出口管与制冷管路连通，冷板主体41内设置蓄冷材料。蓄冷材料优选采用相变材料制备。
直冷板系统4作为直冷系统的接入末端，当冷板主体41中相变蓄冷材料为液态时，直冷系统处于制冷状态下，冷板主体41的相变蓄冷材料将系统的除给热负载冷却外过剩的冷量吸收、存储起来，相变蓄冷材料本身冷却后凝固为固态，直至直冷系统关闭。
在直冷系统进入下一个制冷循环前，冷板主体41中固态的相变蓄冷材料通过将自身存储的冷量释放出来，给电子元器件等热负载进行冷却，相变蓄冷材料释放完冷量后恢复到液态。
如此循环，冷板主体的相变蓄冷材料可以起到两重作用，一是在电子元器件等热负载低载状态下，避免压缩机系统2输出的冷量大大于热负荷时，延长制冷系统的制冷时间，避免过早关机和频繁开机的情况；二是热负荷瞬间变大的状态下，冷板主体41中的相变蓄冷材料，能释放冷量，避免直冷系统的启动延时和系统输出未瞬间达到最大冷量输出的情况下，作为蓄冷池起到恒温缓冲的作用。
如图3-图5所示，图3为本发明提供的电子设备直冷系统中直冷板系统的第一布置结构示意图；图4为本发明提供的电子设备直冷系统中直冷板系统的第二布置结构示意图；图5为本发明提供的电子设备直冷系统中直冷板系统的第三布置结构示意图。
在本案一具体实施例中，换热器为吹胀板换热器42、平行流换热器43或直埋管换热器44。
直冷板系统4采用吹胀板换热器42和冷板主体41组合的方式，吹胀板换热器42的承压好，其管路流向和流布可以预先做好，不用在冷板上做开槽处理。
直冷板系统4采用平行流换热器43和冷板主体41组合的方式，平行流换热器43的管道内部具有较好的换热效果，有效冷却。
直冷板系统4采用直埋管换热器44和冷板主体41组合的方式，直埋管换热器44的换热部分为管件，制造简单。
通过将直冷板系统的换热器，根据电子元器件的不同工况选择不同的换热器进行换热冷却，满足不同电子元器件的换热要求。
在本案一具体实施例中，还包括底板8、底板8中部伸出有将其支撑端分隔为第一区和第二区的隔板9，直冷板系统4布置于第一区，压缩机系统2和冷凝器系统3布置于所述第二区。通过底板上设置隔板9，将直冷系统的制冷部分和换热部分分隔为不同的工作空间，减少两部分的热交换，保证对电子元器件的换热效果。
基于上述实施例中提供的电子设备直冷系统，本发明还提供了一种电子设备，其内设置有发生器元器件和对其冷却的冷却系统，该冷却系统为上述实施例中提供的电子设备直冷系统。
由于该电子设备采用了上述实施例的电子设备直冷系统，所以该电子设备由电子设备直冷系统带来的有益效果请参考上述实施例。
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)
1.一种电子设备直冷系统，其特征在于，包括由制冷管路顺序连通的压缩机系统、冷凝器系统，和对元器件接触冷却的直冷板系统，
所述压缩机系统的出口端设置连通所述直冷板系统一端的旁通管路，所述旁通管路上设有对通入所述直冷板系统的冷量进行调节的流量调节装置。
2.根据权利要求1所述的电子设备直冷系统，其特征在于，所述流量调节装置为设于所述旁通管路上并对其流量控制的旁通阀。
3.根据权利要求2所述的电子设备直冷系统，其特征在于，所述冷凝器系统的出口端设置对其出口流量进行调节的节流阀。
4.根据权利要求3所述的电子设备直冷系统，其特征在于，所述旁通管路靠近所述节流阀的出口位置布置。
5.根据权利要求1所述的电子设备直冷系统，其特征在于，所述制冷管路内填充有气相和液相转换的两相态流体。
6.根据权利要求1所述的电子设备直冷系统，其特征在于，所述直冷板系统内置有吸收所述制冷管路内冷量的相变蓄冷材料。
7.根据权利要求1所述的电子设备直冷系统，其特征在于，所述直冷板系统包括冷板主体，和贴附于所述冷板一侧的换热器；
所述换热器的进口管和所述出口管连通于所述制冷管路。
8.根据权利要求7所述的电子设备直冷系统，其特征在于，所述换热器为吹胀板换热器、平行流换热器或直埋管换热器。
9.根据权利要求1所述的电子设备直冷系统，其特征在于，还包括底板、所述底板中部伸出有将其支撑端分隔为第一区和第二区的隔板，
所述直冷板系统布置于所述第一区，所述压缩机系统和所述冷凝器系统布置于所述第二区。
10.一种电子设备，其内设置有发生器元器件和对其冷却的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统如权利要求1-9中任意一项所述的电子设备直冷系统。
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