CN112702889A - 负压相变散热装置及高热流密度电子芯片模拟散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负压相变散热装置及高热流密度电子芯片模拟散热系统，利用沸腾耦合薄膜蒸发，使用水工质在负压环境下产生相变，进而实现芯片高效散热，以解决目前芯片冷板存在的供液通道和气体脱离通道混杂、传热能力低下的问题，本发明在蒸发防水透气薄膜一侧产生负压环境，增加薄膜两侧的压力差，一方面避免了传统沸腾换热气体脱离和液体补给的相互干扰，另一方面增强了液体的蒸发动力和速率，利用薄膜蒸发机理显著提升冷板工作效率，可实现热流密度超过1kW/cm²的散热需求。

Description

负压相变散热装置及高热流密度电子芯片模拟散热系统

技术领域

本发明涉及微纳米传热学中微小空间的薄膜相变传热领域，特别涉及一种负压相变散热装置及高热流密度电子芯片模拟散热系统。

背景技术

随着当今电子产品的不断升级发展，单位面积上的晶体管数量成倍增长，器件与设备的功耗越来越高，对新型芯片冷却装置散热能力提出了更高的要求。传统的铝基或铜基冷板单纯依靠热传导和空气对流散热，其散热能力有限、局部热点突出，极大地影响高功率芯片的工作性能。沸腾换热依靠液体汽化吸收的相变潜热，结合气泡的成长与脱离迅速将热表面的能量带离，传热效率更高、传热能力显著增强。薄膜沸腾蒸发有助于液体与加热面更充分的接触，减少气泡的最大成长直径。此外液体蒸发量与液面上承受大气压的大小有关，负压可以使同一液体沸点降低、蒸汽流动速度加快，是促进蒸发换热的高效手段，有潜力解决热通量超过1000W/cm²的散热问题。同时，聚四氟乙烯薄膜具有良好的隔水透气性能，薄液层蒸发出的气体可以及时穿过薄膜进入负压区，从根本上实现了汽体脱离通道和液体供应通道的绝对分离。目前狭小空间热管理设备主要包括毛细泵环、环路热管、脉动热管等，换热能力十分有限，而百微米级的薄膜蒸发与核态沸腾转变机制仍待进一步探索，技术热点集中在扩展高效传递热流区域和控制局部热点防止芯片干烧等领域。因此，基于沸腾耦合薄膜蒸发高效换热原理，从抑制沸腾气泡融合和强化相变后气液分离的角度出发，开发一款新型负压相变蒸发芯片冷板结构，对于设计适用于常重力/微重力条件下超高热流密度的流体相变冷板意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负压相变散热装置及高热流密度电子芯片模拟散热系统，以克服现有技术存在的缺陷，本发明在蒸发薄膜一侧产生负压环境，增加薄膜两侧的压力差，一方面避免了传统沸腾换热气体脱离和液体补给的相互影响，另一方面加速了液体的蒸发动力和速率，显著提升冷板工作效率，可实现热流密度超过1kW/cm²的散热需求。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种负压相变散热装置，所述负压相变散热装置包括顶盖、中间壳体以及流道板，所述顶盖连接在中间壳体顶部，流道板连接在中间壳体的底部，顶盖与中间壳体内部形成负压蒸汽腔；

所述流道板中设置有流道，流道板上还设有与流道连通的冷却工质进液口和冷却工质排出口，流道板的中央位置设置有与流道连通的方孔，方孔中设置有表面刻蚀有微结构的模拟热源，且微结构浸没于流道中；

所述流道板上部设置有与流道连通的凹槽，中间壳体下部设置有与凹槽配合的凸台，凸台内部设置有用于连通流道和负压蒸汽腔的蒸汽通道，所述流道与凸台底部之间形成夹缝，夹缝中从下至上设置有致密铜网、防水透气膜和硅胶垫；

所述中间壳体的侧壁上设置有用于连接真空泵的真空泵接口以及用于安装热电偶的第一热电偶孔，所述顶盖的内侧连接有冷却盘管，所述冷却盘管的盘管进液口和盘管出液口贯穿在顶盖上。

进一步地，所述模拟热源包括热源本体，热源本体上部设置过渡平台，过渡平台的中心位置设置模拟热源凸台，模拟热源凸台上刻蚀有微结构，所述微结构包括若干呈规则阵列排布的微柱。

进一步地，所述模拟热源凸台的长L1和宽W1均为10mm，模拟热源凸台的周围设置有长L2和宽W2均为20mm的密封槽道，所述过渡平台的长L3和宽W3均为30mm；所述微柱的长A1和宽B1均为0.3-0.5mm，高C1为0.8-1.5mm，相邻的微柱之间间距均为0.3-0.5mm。

进一步地，所述热源本体内部对称设置有若干个用于安装加热棒的加热棒孔，所述模拟热源上设置有若干等间距的用于安装热电偶的第二热电偶孔；

所述加热棒孔为四个，且加热棒孔的深度为40mm，直径为6mm，所述第二热电偶孔设置五个，且相邻的热电偶孔之间轴向间距为3mm。

进一步地，所述热源本体外侧设置有双层保温套，所述保温套材质采用特氟龙保温材料。

进一步地，所述凸台底部加工有长D2为70mm，宽H1为50mm、深为30mm的放置槽，所述放置槽用于安装致密铜网和防水透气膜，所述防水透气膜与放置槽之间设置硅胶垫；

所述流道的深度H3为2mm，流道两端的进出口宽度H2均为4mm，流道中央位置尺寸与方孔宽度一致，均为10mm；所述流道的两端宽度为H2，在放置槽的范围内，流道由宽度H2渐扩至长度D1为20mm的稳定段后渐缩回宽度H2，所述稳定段的宽度为10mm。

进一步地，所述中间壳体内侧底部设置有排液槽，中间壳体的侧壁下部设置有与排液槽连通的排液口。

进一步地，所述顶盖上设置有用于连接真空表的真空表接口，顶盖的内侧设置有用于安装密封的硅胶密封槽，中间壳体的下部周向上和流道板的周向上均设置有若干固定螺丝孔，中间壳体与流道板通过与固定螺丝孔配合的固定螺丝固定。

一种高热流密度的电子芯片模拟散热系统，包括用于储存冷却工质的储液罐，所述储液罐的出口端依次通过注射泵、第三阀门及第一流量计连接至冷却工质进液口，冷却工质排出口依次通过第六阀门和第二流量计连接至管壁式换热器的管程入口，管壁式换热器的管程出口通过第七阀门连接至储液罐的进口端；

还包括冷水机，冷水机的进口连接至管壁式换热器的壳程出口，冷水机的出口通过隔膜泵连接至管壁式换热器的壳程入口，且隔膜泵的出口端通过管线连接至盘管进液口，盘管出液口通过第五阀门连接至冷水机的进口；

所述真空泵接口通过第四阀门连接至真空泵；

所述模拟热源通过直流电源供电加热；

所述储液罐上还设置有补液口和排液口，补液口上设置有第一阀门，排液口上设置有第二阀门。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1、本发明基于沸腾耦合薄膜蒸发高效相变换热原理，从抑制沸腾气泡融合和强化相变后气液分离的角度出发，通过控制换热微结构高度与间隔，促进沸腾产生的气泡在百微米级时快速脱离并破裂，从而通过防水透气薄膜实现气液分离，防止在高热流密度下加热壁面上气泡相互融合，形成气膜阻碍补液速率，过早地达到临界热流密度。一方面可避免单纯薄膜蒸发面临补液难的问题，另一方面又避免了沸腾在高热流密度时由于气泡剧烈合并导致的传热过早恶化问题。

2、本发明使用真空泵提供负压环境，一方面可以促进蒸发产生的高温气体及时脱离加热表面，另一方面可以降低流体工质沸点，增大壁面的相对过热度。同时可以通过调节真空隔膜阀开度，进而调节腔内真空度的方式对液膜厚度进行负反馈调节，便于控制整个散热装置蒸发速率。

3、本发明使用定制模拟热源来模拟芯片散热。模拟热源上表面刻蚀微米级的方柱微结构，在相同体积下扩大了流体与壁面的接触面积，扩展了气化核心点的数量及分布。同时，利用液体表面张力形成的柱间弯月面形状变化可以有效调节不同热流密度下的散热能力。

4、本发明气体通道中间夹层为致密铜网、防水透气膜和硅胶片三层设计，致密铜网一方面可以保护防水透气膜不被高压差破坏，另一方面可进一步打碎气泡使其更迅速通过防水透气膜，平衡防水透气膜上的温度防止其出现局部热点。防水透气膜利用相间表面张力不同，防止液体进入负压蒸气腔内与蒸气混杂。

附图说明

图1是本发明的散热系统结构示意图；

图2是本发明负压相变散热装置的三维图；

图3是本发明负压相变散热装置的爆炸图；

图4是本发明负压相变散热装置的正面视图；

图5是本发明负压相变散热装置的正剖面视图，即图4的A-A剖视图；

图6是本发明负压相变散热装置的侧剖面视图；

图7是本发明负压相变散热装置蒸发两相流区结构示意图；

图8是本发明负压相变散热装置在下盖板的俯视图；

图9是本发明模拟热源结构示意图；其中(a)为柱状微结构放大图，(b)为三维图，(c)为俯视图，(d)为底视图。

其中，1、储液罐；2、注射泵；3、第一流量计；4、负压相变散热装置；5、直流电源；6、真空泵；7、冷水机；8、管壁式换热器；9、第二流量计；10、真空表；11、隔膜泵；12、第一阀门；13、第二阀门；14、第三阀门；15、第四阀门；16、第五阀门；17、第六阀门；18、第七阀门；19、顶盖；20、硅胶密封槽；21、中间壳体；22、固定螺丝孔；23、流道板；24、冷却工质进液口；25、保温套；26、模拟热源；27、冷却工质排出口；28、蒸气通道；29、真空泵接口；30、冷却盘管；31、盘管进液口；32、真空表接口；33、盘管出液口；34、排液口；35、流道；36、夹缝；37、排液槽；38、第一热电偶孔；39、硅胶垫；40、防水透气膜；41、致密铜网；42、微结构；43、模拟热源凸台；44、第二热电偶孔。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细描述：

本发明是一种利用沸腾耦合薄膜蒸发，使用水工质在负压环境下产生相变，进而实现芯片高效散热的冷板结构，本发明在蒸发薄膜一侧产生负压环境，增加薄膜两侧的压力差，一方面避免了传统沸腾换热气体脱离和液体补给的相互影响，另一方面加速了液体的蒸发动力和速率，显著提升冷板工作效率，可实现热流密度超过1kW/cm²的散热需求，出于可操作性考虑，本发明将实际正常工作的芯片用模拟热源发热替代。

具体地，一种芯片冷却负压相变散热装置：包括顶盖19、中间壳体21、流道板23、模拟热源26、防水透气膜40、致密铜网41、冷却盘管30等。

其中，液体在流道板23内的流道35中流动，与模拟热源26的微结构42接触换热，流道35上加工有长为D2(70mm)、宽为H1(50mm)，深30mm的放置槽，用来放置致密铜网41和防水透气膜40。流道35深H3为2mm，两端进出口宽H2为4mm，流道35中间尺寸与方孔宽一致，两者均为10mm，即流道宽度在两端保持H2，在放置槽的范围内，由H2经渐扩至中间长为D1(20mm)的稳定段后渐缩回H2，流道总长为D1(180mm)。相变后蒸气先后经致密铜网41、防水透气膜40运动到负压蒸气腔中，未发生相变的流体从冷却工质排出口27流出。

在模拟热源26上部，加工百微米级的微结构42，有效地扩增了单位体积下流固壁面的换热面积，增强了热流密度传输能力，另一方面通过简化模拟热源结构、外设双层保温套25等措施减少高温热源的热量损耗。微结构区长宽L1、W1均为10mm，外设长宽L2、W2各为20mm密封槽道，俯视最大尺寸L3、W3为30mm。微柱长A1，宽B1皆为0.3-0.5mm，高C1为0.8-1.5mm，相邻微柱间间距A2皆为0.3-0.5mm。

冷却盘管30主要负责将受热相变蒸气及时冷凝成液体，将模拟热源26产生的部分热量带离散热装置。

冷却工质进液口24与注射泵2相连，注射泵2做功驱动液体进入散热装置内；冷却工质排出口27与管壁式换热器8管程相连，将高温工质及时冷却。流道35中央设方孔，便于表面刻蚀有微结构42的模拟热源26固定其中，方孔四周有防渗漏设计和隔热设计，以确保整个流体通路能正常工作。模拟热源26外嵌套有双层保温套25(特氟龙保温材料)，热导率低的特氟龙会最大程度减少热量损失。负压相变散热装置4的中间壳体21和流道板23通过螺栓紧固连接。

储液罐1用于储存冷却工质。储液罐1上设置有用于补充冷却工质的入口以及用于排出冷却工质的出口，用于补充冷却工质的入口设置有第一阀门12，用于排出冷却工质的出口设置有第二阀门13。高温冷却工质经过管壁式换热器8的冷却后，经第七阀门18流入储液罐1中，与储液罐1中已有的大量冷却工质掺混。常温冷却工质经受到注射泵2的抽吸作用，经第三阀门14流出储液罐1中，参与到新一轮冷却循环。

注射泵2连接在储液罐1与负压相变散热装置4之间，为冷却流体循环提供动力来源。冷却工质流出储液罐1，受注射泵2升压后，经第三阀门14与第一流量计3流入负压相变散热装置4。可根据负压相变散热装置4蒸发情况灵活调整注射泵2的输出功率，控制管道内冷流体流速。

真空泵6一端连接在负压相变散热装置4的中间壳体21上，另一端连着大气环境，主要起为中间壳体21内部的负压蒸汽腔提供负压环境、调整流道35内液膜厚度的作用。冷却工质受热蒸发，穿过致密铜网41和防水透气膜40后，经蒸汽通道28进入中间壳体21的负压蒸汽腔，在冷却盘管30壁上受冷凝结，将蒸气所携带的潜热释放到冷却盘管30内冷却水中。

测量装置包括安放在各处的流量计、气压表和热电偶等测量元件。在负压相变散热装置4前后各设置一组流量计与热电偶，便于测量通过散热装置的冷却工质流量和温度，计算得到蒸发气体的流量。加热模拟热源26上间隔相同距离设置5个热电偶测量孔，以近似一维导热的方式计算模拟热源26导热的效率与热流的变化。最后在第七阀门18后设置热电偶，测量进入储液罐1的工质温度。在负压相变散热装置4的顶盖19处设真空表接口32插入真空表10来测量负压蒸汽腔的真空度。

此外，直流电源5通过调节输入电流电压，来改变加热棒功率进而改变模拟热源26传导热流大小。管壁式换热器8与冷水机7利用热传导和热对流转移热量，将散热装置产生的热量移出系统。

模拟热源26由特制铜块构成，在模拟热源26上半部顶端设有边长百微米级的微结构42，便于增大发热表面与冷却工质的接触面积，增多发热表面上气化核心点数量。模拟热源26下半部底端设有四个深40mm、直径6mm的加热棒孔，便于将表面涂上导热硅脂的加热棒更紧密的贴合于模拟热源26内部，进而有效的减少接触热阻。模拟热源26上设五个等间距(3mm)的热电偶孔，以便通过热电偶显示的温度值计算热流传导。

本发明一种高热流密度电子芯片模拟散热系统，包括负压相变散热装置4、储液罐1、注射泵2、真空泵6、测量装置、模拟热源26、密封装置以及各级管道及阀门等。负压相变散热装置4工作时所需的负压环境由真空泵6工作来提供。储液罐1内的冷却工质受到注射泵2的抽吸作用，从冷却工质进液口24进入到负压相变散热装置4的流道35，与模拟热源26的微结构42对流换热后，部分气体沸腾蒸发穿越致密铜网41和防水透气膜40进入到中间壳体21的蒸汽流道28中，在冷却盘管30外壁上通过冷凝的方式初步释放汽化潜热，先在中间壳体21内部储存，模拟结束后从排液口34排出，便于计算蒸发工质流量；另一部分未发生相变的流体经过第六阀门17后流入管壁式换热器8，来自冷水机7的低温介质进入管壁式换热器8的壳程，两种具有温度差的流体在管壁式换热器8中传递热量。降温后的冷却流体经第七阀门18流回到储液罐1中，标志着冷却工质一轮工作循环结束，与原来储存在储液罐1中的冷却工质混合后，在注射泵2的驱动下又重现如前所述的过程。通过观察各测量装置的示数，通过调节负压相变散热装置4进出口流量、蒸气流道28的真空度和微结构42的表面结构分布，能够逐步提升流道内流体的蒸发速率和转移加热表面超高热流密度的能力，实现超过1kW/cm²热流密度的散热需求。

具体地，储液罐1外壁上设两个入口与两个出口。其中一对为冷却工质补充出入口，用来更新储液罐1内的流体，另一对用于循环，完成工作的热流体在冷却后经第七阀门18流入储液罐1中，在注射泵2的抽吸下又从储液罐1中流向负压相变散热装置4，注射泵2与负压相变散热装置4之间设置有第三阀门14控制管内流量，负压相变散热装置4与真空泵6之间设置有第四阀门15控制腔内真空度，负压相变散热装置4的冷却工质排出口27后设置有第六阀门17，储液罐1的冷却工质入口上连接有第七阀门18，冷水机7提供低温冷却水，管壁式换热器8负责将冷热流体交换热量，负压相变散热装置4流出的高温工质与蒸气冷凝后的高温工质连接至管壁式换热器8管程入口，管壁式换热器8管程出口连接至储液罐1的入口；管壁式换热器8壳程进出口连接至低温冷水机7的进出口，负压相变散热装置4的顶盖19连接有用于测量真空度的高精度真空表10，负压相变散热装置4的流道板23的流道35中心处设置有可安装微结构42的方孔，可保证微结构42下表面与流道35底边平齐，使微结构42完全浸泡在冷却工质中，负压相变散热装置4的流道板23左侧设置有与注射泵2出口端连接的冷却工质进液口24，右侧设置有与管壁式换热器8相连的冷却工质排出口27，进出口之间通过流道35相连。中间壳体21下部中心处设置专供高温蒸汽流动的蒸气通道28，可使蒸气从模拟热源26的微结构42壁面出发，在冷却盘管30壁处遇冷凝结，所述中间壳体21和流道板23通过螺栓、金属垫圈以及螺母连接在一起，顶盖19与中间壳体21之间、中间壳体21与流道板23之间、流道板23与模拟热源26之间设置有用于密封的硅胶垫圈，各处均设置便于安装硅胶垫圈的凹槽。

下面结合附图对本发明实施例做详细描述：

高热流密度电子芯片模拟散热系统开始工作之前，将加工有微结构42的模拟热源26插入负压相变散热装置4的流道板23中央方孔中，安装好热电偶、密封装置后，将保温套25嵌入其中。将模拟热源26与流道板23用胶密封固定好后，安装热电偶并将其与静置在小型升降台上，底部插入4根直径为6mm的电加热棒,加热棒与直流电源5相连接。

随后将致密铜网41、防水透气膜40与硅胶垫39叠在流道正上方两板夹缝36中，将中间壳体21与流道板23螺栓配合，使用密封胶、密封圈、真空硅脂等方式将整个散热装置所有缝隙密封好后，旋紧连接螺栓确保各部件紧密相连。用卡箍将散热装置的真空泵接口29与真空泵6相连，用耐高温透明硅胶管将散热装置所有部件的进出液口相连后，检查各处密封性是否达到要求。

将其余各处的阀门、热电偶、气压表、输送及控温设备按要求连接好后，向储液罐1中添加充足的冷却工质，关闭散热装置两端第三阀门14、第六阀门17后打开真空泵6制造负压环境，当真空表10显示真空度达到规定值时立即关闭第四阀门15，确保管路处在相对合理稳定的真空度区间。紧接着打开其他所有阀门与注射泵2，使冷却工质充盈到整个管路，打开直流电源5即可开始进行模拟实验。

Claims (10)

1.一种负压相变散热装置，其特征在于，所述负压相变散热装置(4)包括顶盖(19)、中间壳体(21)以及流道板(23)，所述顶盖(19)连接在中间壳体(21)顶部，流道板(23)连接在中间壳体(21)的底部，顶盖(19)与中间壳体(21)内部形成负压蒸汽腔；

所述流道板(23)中设置有流道(35)，流道板(23)上还设有与流道(35)连通的冷却工质进液口(24)和冷却工质排出口(27)，流道板(23)的中央位置设置有与流道(35)连通的方孔，方孔中设置有表面刻蚀有微结构(42)的模拟热源(26)，且微结构(42)浸没于流道(35)中；

所述流道板(23)上部设置有与流道(35)连通的凹槽，中间壳体(21)下部设置有与凹槽配合的凸台，凸台内部设置有用于连通流道(35)和负压蒸汽腔的蒸汽通道(28)，所述流道(35)与凸台底部之间形成夹缝(36)，夹缝(36)中从下至上设置有致密铜网(41)、防水透气膜(40)和硅胶垫(39)；

所述中间壳体(21)的侧壁上设置有用于连接真空泵的真空泵接口(29)以及用于安装热电偶的第一热电偶孔(38)，所述顶盖(19)的内侧连接有冷却盘管(30)，所述冷却盘管(30)的盘管进液口(31)和盘管出液口(33)贯穿在顶盖(19)上。

2.根据权利要求1所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述模拟热源(26)包括热源本体，热源本体上部设置过渡平台，过渡平台的中心位置设置模拟热源凸台(43)，模拟热源凸台(43)上刻蚀有微结构(42)，所述微结构(42)包括若干呈规则阵列排布的微柱。

3.根据权利要求2所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述模拟热源凸台(43)的长L1和宽W1均为10mm，模拟热源凸台(43)的周围设置有长L2和宽W2均为20mm的密封槽道，所述过渡平台的长L3和宽W3均为30mm；所述微柱的长A1和宽B1均为0.3-0.5mm，高C1为0.8-1.5mm，相邻的微柱之间间距均为0.3-0.5mm。

4.根据权利要求2所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述热源本体内部对称设置有若干个用于安装加热棒的加热棒孔，所述模拟热源(26)上设置有若干等间距的用于安装热电偶的第二热电偶孔(44)。

5.根据权利要求4所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述加热棒孔为四个，且加热棒孔的深度为40mm，直径为6mm，所述第二热电偶孔设置五个，且相邻的热电偶孔之间轴向间距为3mm。

6.根据权利要求2所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述热源本体外侧设置有双层保温套(25)，所述保温套(25)材质采用特氟龙保温材料。

7.根据权利要求1所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述凸台底部加工有长D2为70mm，宽H1为50mm、深为30mm的放置槽，所述放置槽用于安装致密铜网(41)和防水透气膜(40)，所述防水透气膜(40)与放置槽之间设置硅胶垫(39)；

所述流道(35)的深度H3为2mm，流道(35)两端的进出口宽度H2均为4mm，流道(35)中央位置尺寸与方孔宽度一致，均为10mm；所述流道(35)的两端宽度为H2，在放置槽的范围内，流道(35)由宽度H2渐扩至长度D1为20mm的稳定段后渐缩回宽度H2，所述稳定段的宽度为10mm。

8.根据权利要求1所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述中间壳体(21)内侧底部设置有排液槽(37)，中间壳体(21)的侧壁下部设置有与排液槽(37)连通的排液口(34)。

9.根据权利要求1所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，所述顶盖(19)上设置有用于连接真空表(10)的真空表接口(32)，顶盖(19)的内侧设置有用于安装密封的硅胶密封槽(20)，中间壳体(21)的下部周向上和流道板(23)的周向上均设置有若干固定螺丝孔(22)，中间壳体(21)与流道板(23)通过与固定螺丝孔(22)配合的固定螺丝固定。

10.一种高热流密度的电子芯片模拟散热系统，基于权利要求1-9任一项所述的一种负压相变散热装置，其特征在于，包括用于储存冷却工质的储液罐(1)，所述储液罐(1)的出口端依次通过注射泵(2)、第三阀门(14)及第一流量计(3)连接至冷却工质进液口(24)，冷却工质排出口(27)依次通过第六阀门(17)和第二流量计(9)连接至管壁式换热器(8)的管程入口，管壁式换热器(8)的管程出口通过第七阀门(18)连接至储液罐(1)的进口端；

还包括冷水机(7)，冷水机(7)的进口连接至管壁式换热器(8)的壳程出口，冷水机(7)的出口通过隔膜泵(11)连接至管壁式换热器(8)的壳程入口，且隔膜泵(11)的出口端通过管线连接至盘管进液口(31)，盘管出液口(33)通过第五阀门(16)连接至冷水机(7)的进口；

所述真空泵接口(29)通过第四阀门(15)连接至真空泵(6)；

所述模拟热源(26)通过直流电源(5)供电加热；

所述储液罐(1)上还设置有补液口和排液口，补液口上设置有第一阀门(12)，排液口上设置有第二阀门(13)。

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