CN203704417U - 一种电子仪器冷却用液冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子仪器冷却用液冷装置，包括与电子仪器内部的发热元器件贴合安装的冷却板，冷却板上布置温度传感器和冷媒接口，冷却板通过冷媒接口与高环温冷却回路、低环温冷却回路的管路相连。本实用新型在检测到环境温度较高时，通过高环温冷却回路中的相变冷媒对待冷却电子仪器进行液冷，换热效率高；在检测到环境温度较低时，通过低环温冷却回路对待冷却电子仪器进行冷却，且此时压缩机不工作，仅利用冷空气进行冷却，所以在低环境温度时，有效降低能耗。本实用新型解决了高热流密度电子仪器在高环境温度和低环境温度工作的适应性，降低了在低环境温度时的功率消耗，有效节省能源，同时避免二次热交换，效率得到提升，并简化了构造设计。

Description

一种电子仪器冷却用液冷装置

技术领域

本实用新型涉及电子仪器工作环境控制技术领域，尤其是一种电子仪器冷却用液冷装置。

背景技术

传统设计的电子仪器冷却器一般为水冷方式，设计原理为压缩制冷和水侧二次换热，效率偏低。随着电子仪器集成化程度越来越高，电子仪器的发热量呈现几何级增长，急需设计一种换热效率高，有效减小能耗、节省能源的冷却装置。      

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可在高温和低温环境下实现冷媒一次换热、换热效率高、有效节省能源的电子仪器冷却用液冷装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种电子仪器冷却用液冷装置，包括与电子仪器内部的发热元器件贴合安装的冷却板，冷却板上布置温湿度传感器和冷媒接口，冷却板通过冷媒接口与高环温冷却回路、低环温冷却回路的管路相连。

所述冷却板上布置的温湿度传感器的输出端与电气控制电路的中央控制器CPU的输入端相连，中央控制器CPU的输出端分别与高环温冷却回路、低环温冷却回路的输入端相连。

所述高环温冷却回路由第三电磁阀、压缩机、第一单向阀、冷凝器、风机、第四电磁阀、膨胀阀和第二单向阀组成，其中，第三电磁阀、压缩机、第一单向阀、冷凝器、第四电磁阀、膨胀阀、第二单向阀通过管路依次呈顺时针方向布置，风机与冷凝器相对布置，冷却板的冷媒接口通过管路分别与第三电磁阀和第二单向阀相连；中央控制器CPU的输出端分别与第三电磁阀、压缩机、冷凝器、风机、第四电磁阀的控制端相连。

所述低环温冷却回路由第三单向阀、冷凝器、风机、第二电磁阀、储液罐、循环泵和第一电磁阀组成，其中，第三单向阀、冷凝器、第二电磁阀、储液罐、循环泵、第一电磁阀通过管路依次呈逆时针方向布置，风机与冷凝器相对布置，冷却板的冷媒接口通过管路分别与第一电磁阀和第三单向阀相连；中央控制器CPU的输出端分别与冷凝器、风机、第二电磁阀、循环泵、第一电磁阀的控制端相连。

所述储液罐内存储的液体为相变冷媒。

由上述技术方案可知，本实用新型在检测到环境温度较高时，通过高环温冷却回路中的相变冷媒对待冷却电子仪器进行液冷，换热效率高；在检测到环境温度较低时，通过低环温冷却回路对待冷却电子仪器进行冷却，且此时压缩机不工作，仅利用冷空气进行冷却，所以在低环境温度时，有效降低能耗。本实用新型解决了高热流密度电子仪器在高环境温度和低环境温度工作的适应性，降低了在低环境温度时的功率消耗，有效节省能源，同时避免二次热交换，效率得到提升，并简化了构造设计。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

具体实施方式

一种电子仪器冷却用液冷装置，包括与待冷却电子仪器2内部的发热元器件贴合安装的冷却板1，冷却板1上布置温湿度传感器16和冷媒接口，冷却板1通过冷媒接口与高环温冷却回路、低环温冷却回路的管路相连。所述冷却板1上布置的温湿度传感器16的输出端与电气控制电路的中央控制器CPU的输入端相连，中央控制器CPU的输出端分别与高环温冷却回路、低环温冷却回路的输入端相连，如图1所示。温湿度传感器16用于采集环境温度和湿度，通过采集温度来判断采用哪种冷却模式，若温度较高，则采用高环温冷却回路进行液冷，若温度较低，则采用低环温冷却回路进行冷空气冷却；通过采集湿度输入中央控制器CPU，中央控制器CPU判断冷却板1附近的空气是否接近露点温度，如果接近空气的露点温度，则在中央控制器CPU的控制中加载高于露点温度的安全输出温度来控制压缩机8的启停，以达到防止冷却板1表面凝露的可能性，从而保护电路板。

如图1所示，所述高环温冷却回路由第三电磁阀7、压缩机8、第一单向阀9、冷凝器10、风机11、第四电磁阀14、膨胀阀13和第二单向阀12组成，其中，第三电磁阀7、压缩机8、第一单向阀9、冷凝器10、第四电磁阀14、膨胀阀13、第二单向阀12通过管路依次呈顺时针方向布置，风机11与冷凝器10相对布置，冷却板1的冷媒接口通过管路分别与第三电磁阀7和第二单向阀12相连；中央控制器CPU的输出端分别与第三电磁阀7、压缩机8、冷凝器10、风机11、第四电磁阀14的控制端相连。冷凝器10和风机11可以作为一体安装，也可以分开独立安装。

如图1所示，所述低环温冷却回路由第三单向阀15、冷凝器10、风机11、第二电磁阀6、储液罐5、循环泵4和第一电磁阀3组成，其中，第三单向阀15、冷凝器10、第二电磁阀6、储液罐5、循环泵4、第一电磁阀3通过管路依次呈逆时针方向布置，风机11与冷凝器10相对布置，冷却板1的冷媒接口通过管路分别与第一电磁阀3和第三单向阀15相连；中央控制器CPU的输出端分别与冷凝器10、风机11、第二电磁阀6、循环泵4、第一电磁阀3的控制端相连，所述储液罐5内存储的液体为相变冷媒，本装置内部不得采用第二种冷媒。

以下结合图1对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型可以进行高环境温度和低环境温度的冷却模式切换：在高环境温度时，采用压缩式制冷技术，冷媒在冷却板1吸收热量后，对待冷却电子仪器2发热体进行冷却，在冷凝器10中放热到室外空气；在低环境温度时，切换到循环泵4节能模式，采用循环泵4驱动冷媒，冷媒在冷却板1吸收待冷却电子仪器2发热体的热量后在冷凝器10中放热到室外低温空气。在这两种工作模式下，风机11和循环泵4采用转速可调节设计。

在环境温度较高时，第一电磁阀3、第二电磁阀6关闭，第三电磁阀7、第四电磁阀14开启，压缩机8启动工作，冷媒在管道内部循环进入冷凝器10，通过风机11释放热量给大气环境，高温冷媒经冷凝成液体后通过膨胀阀13节流进入冷却板1，吸收待冷却电子仪器2发热体热量后回到压缩机8再次进行压缩，如此往复循环，风机11依据电气控制要求进行转速调节，以达到温度控制精度要求。

在环境温度较低时，第一电磁阀3、第二电磁阀6开启，第三电磁阀7、第四电磁阀14关闭，循环泵4启动工作，冷媒在管道内部循环进入待冷却电子仪器2，吸收发热体热量后进入冷凝器10，在风机11驱动下与空气热交换释放热量后回到储液罐5，风机11、循环泵4依据电气控制要求进行转速调节以达到温度控制精度要求。由于压缩机8没有工作，所以在低环境温度时，本实用新型有效降低了能耗。

综上所述，本实用新型的核心在于根据环境温度，自动进行高环境温度和低环境温度的冷却模式切换；在高温环境温度下，直接采用冷媒进行液冷，换热效率高；在低温环境温度下，压缩机8不工作，直接采用冷空气进行冷却，有效降低能耗。

Claims (5)

1.一种电子仪器冷却用液冷装置，其特征在于：包括与待冷却电子仪器（2）内部的发热元器件贴合安装的冷却板（1），冷却板（1）上布置温湿度传感器（16）和冷媒接口，冷却板（1）通过冷媒接口与高环温冷却回路、低环温冷却回路的管路相连。

2.根据权利要求1所述的电子仪器冷却用液冷装置，其特征在于：所述冷却板（1）上布置的温湿度传感器（16）的输出端与电气控制电路的中央控制器CPU的输入端相连，中央控制器CPU的输出端分别与高环温冷却回路、低环温冷却回路的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的电子仪器冷却用液冷装置，其特征在于：所述高环温冷却回路由第三电磁阀（7）、压缩机（8）、第一单向阀（9）、冷凝器（10）、风机（11）、第四电磁阀（14）、膨胀阀（13）和第二单向阀（12）组成，其中，第三电磁阀（7）、压缩机（8）、第一单向阀（9）、冷凝器（10）、第四电磁阀（14）、膨胀阀（13）、第二单向阀（12）通过管路依次呈顺时针方向布置，风机（11）与冷凝器（10）相对布置，冷却板（1）的冷媒接口通过管路分别与第三电磁阀（7）和第二单向阀（12）相连；中央控制器CPU的输出端分别与第三电磁阀（7）、压缩机（8）、冷凝器（10）、风机（11）、第四电磁阀（14）的控制端相连。

4.根据权利要求2所述的电子仪器冷却用液冷装置，其特征在于：所述低环温冷却回路由第三单向阀（15）、冷凝器（10）、风机（11）、第二电磁阀（6）、储液罐（5）、循环泵（4）和第一电磁阀（3）组成，其中，第三单向阀（15）、冷凝器（10）、第二电磁阀（6）、储液罐（5）、循环泵（4）、第一电磁阀（3）通过管路依次呈逆时针方向布置，风机（11）与冷凝器（10）相对布置，冷却板（1）的冷媒接口通过管路分别与第一电磁阀（3）和第三单向阀（15）相连；中央控制器CPU的输出端分别与冷凝器（10）、风机（11）、第二电磁阀（6）、循环泵（4）、第一电磁阀（3）的控制端相连。

5.根据权利要求4所述的电子仪器冷却用液冷装置，其特征在于：所述储液罐（5）内存储的液体为相变冷媒。