CN204345958U - 一种新型插箱式液冷源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型插箱式液冷源，该液冷源包括制冷系统和载冷系统，所述制冷系统和载冷系统均集成在插箱内，所述插箱选用6U～8U插箱；所述制冷系统包括依次循环连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和换热器以及设置在冷凝器一侧的冷凝风机；所述载冷系统包括水箱和微型水泵，所述水箱的出液口通过微型水泵与换热器的进液口连接，所述换热器的出液口通过供液口与热负载的进液口连接，所述热负载的出液口通过回液口与水箱的进液口连接。本实用新型按照标准插箱尺寸设计，体积小，重量轻，可以方便安装在电子机柜内，移动使用便利，采用蒸汽压缩式制冷，供液温度可调范围大，解决了机柜内高热流密度电子器件的散热问题。

Description

一种新型插箱式液冷源

技术领域

本实用新型涉及液冷设备技术领域，具体是一种新型插箱式液冷源。

背景技术

随着时代的发展和科技的进步，电子元器件的集成化程度越来越高，集成组件的热流密度显著地增加，当设备的功耗达到一定程度时，传统的风冷方式已经无法解决。如果电子元器件功耗产生的热量不能顺利排除，热量累积势必会造成电子元器件烧毁。

液体介质比空气具有更好的导热性能，采用冷却液作为工作介质的散热方式比风冷方式具有更优异的散热性能，液冷系统可以解决高热流密度设备的散热问题。由于电子设备体积越来越小，相应的散热装置在散热能力和体积等方面要求也更加严格，对于一些特殊的应用场合，液冷装置的尺寸和重量有严格的要求，常规液冷源体积比较大，而微型液冷源没有制冷系统，供液温度高于环境温度，无法满足这些要求。

目前电子机柜使用的液冷源存在的问题主要有：（1）具有制冷系统的微型液冷源体积很大，不能安装在机柜内部或者安装在机柜内部却大量占用了机柜内有限的使用空间，且重量较大移动使用不方便；（2）不带制冷系统的微型液冷源体积小、重量轻，但是无法提供低于环境温度的供液温度，限制了高热流密度电子器件的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型插箱式液冷源，按照标准插箱的尺寸设计，采用蒸汽压缩式制冷，可方便安装在电子机柜内，移动使用方便。

本实用新型的技术方案为：

一种新型插箱式液冷源，该液冷源包括制冷系统和载冷系统，所述制冷系统和载冷系统均集成在插箱内，所述插箱选用6U～8U插箱；所述制冷系统包括依次循环连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和换热器以及设置在冷凝器一侧的冷凝风机；所述载冷系统包括水箱和微型水泵，所述水箱的出液口通过微型水泵与换热器的进液口连接，所述换热器的出液口通过供液口与热负载的进液口连接，所述热负载的出液口通过回液口与水箱的进液口连接。

所述的新型插箱式液冷源，该液冷源还包括控制系统，所述控制系统也集成在插箱内，主要由控制面板、单片机、流量变送器、压力变送器和温度传感器组成；所述控制面板与单片机交互式信号连接，所述单片机的信号输出端与压缩机和冷凝风机的信号输入端连接，所述流量变送器、压力变送器和温度传感器的信号输出端与单片机的信号输入端连接；所述流量变送器设置在回液口与水箱的进液口之间的连接管路上，所述压力变送器和温度传感器设置在供液口与换热器的出液口之间的连接管路上。

所述的新型插箱式液冷源，所述制冷系统还包括紫铜干燥过滤器和充注阀，所述紫铜干燥过滤器设置在冷凝器与膨胀阀之间的连接管路上，所述充注阀为两个，其中一个设置在压缩机与冷凝器之间的连接管路上，另一个设置在换热器与压缩机之间的连接管路上。

所述的新型插箱式液冷源，所述载冷系统还包括Y型过滤器和旁通水阀，所述Y型过滤器设置在水箱与微型水泵之间的连接管路上，所述旁通水阀设置在供液口与水箱的排液口之间的连接管路上。

所述的新型插箱式液冷源，所述压缩机选用卧式压缩机，所述冷凝器选用微通道平行流冷凝器，所述膨胀阀选用F型热力膨胀阀，所述换热器选用板式换热器。

所述的新型插箱式液冷源，所述供液口和回液口选用快速接头。

所述的新型插箱式液冷源，所述水箱选用塑料水箱，所述塑料水箱的顶部开设有注液口，所述注液口上设置有与其螺纹配合的顶盖，所述顶盖上开设有排气孔；所述插箱的顶部开设有与所述顶盖相对应的通孔。

所述的新型插箱式液冷源，所述压缩机设置在插箱底部内侧，所述冷凝器设置在插箱后部内侧，所述冷凝风机设置在插箱顶部内侧，所述换热器设置在插箱内右侧，所述供液口和回液口设置在插箱后部外侧。

所述的新型插箱式液冷源，所述控制面板设置在插箱前部外侧，所述插箱前部外侧还设有电源开关，所述电源开关选用空气开关。

所述的新型插箱式液冷源，所述旁通水阀和水箱的排液口设置在插箱后部外侧。

由上述技术方案可知，本实用新型的插箱式液冷源按照标准插箱尺寸设计，体积小，可以方便安装在电子机柜内且占用机柜空间小；采用蒸汽压缩式制冷，供液温度可调范围大；水箱采用塑料材质，整机重量轻，容易移动；采用快速接头连接，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图；

图2是本实用新型的局部结构示意图（插箱顶部内侧）；

图3是本实用新型的局部结构示意图（插箱前部外侧）；

图4是图2的Ⅰ-Ⅰ剖视图；

图5是图3的Ⅱ-Ⅱ剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。

如图1～图5所示，一种新型插箱式液冷源，包括制冷系统、载冷系统和控制系统，外形尺寸按照6U～8U标准插箱的尺寸进行设计，所有零部件都集成在插箱内。

制冷系统包括依次循环连接的卧式压缩机1、微通道平行流冷凝器2、紫铜干燥过滤器4、F型热力膨胀阀5和板式换热器6以及设置在微通道平行流冷凝器2一侧的冷凝风机3，卧式压缩机1与微通道平行流冷凝器2和板式换热器6之间的连接管路上分别设有一个充注阀7。

载冷系统包括塑料水箱10、Y型过滤器9、微型水泵8和旁通水阀14，塑料水箱10的出液口依次通过Y型过滤器9和微型水泵8与板式换热器6的进液口连接，板式换热器6的出液口通过供液口15与热负载17连接，热负载17通过回液口16与塑料水箱10的进液口连接，旁通水阀14设置在供液口15与塑料水箱10的排液口21之间的连接管路上。塑料水箱10的顶部开设有注液口，注液口上设置有与其螺纹配合的顶盖18，顶盖上开设有排气孔，插箱的顶部开设有与顶盖18相对应的通孔，以便打开顶盖18。

控制系统包括控制面板19、单片机23、流量变送器11、压力变送器12和温度传感器13，控制面板19与单片机23交互式信号连接，单片机23的信号输出端与卧式压缩机1和冷凝风机3的信号输入端连接，控制卧式压缩机1和冷凝风机3的启停，流量变送器11、压力变送器12和温度传感器13 的信号输出端与单片机23的信号输入端连接，流量变送器11设置在回液口16与塑料水箱10的进液口之间的连接管路上，压力变送器12和温度传感器13设置在供液口15与板式换热器6的出液口之间的连接管路上。

插箱由框架和面板组成，液冷源的所有部件安装在框架内。制冷系统采用后进风顶排风的冷凝散热方式，微通道平行流冷凝器2设置在插箱后部内侧，冷凝风机3设置在插箱顶部内侧，冷凝风从插箱后部进入，与微通道平行流冷凝器2进行热交换后，由冷凝风机3从插箱顶部排出。卧式压缩机1设置在插箱底部内侧，板式换热器6设置在插箱内右侧。供液口15、回液口16、塑料水箱10的排液口21均设置在插箱后部外侧，并且均采用快速接头方式接口。旁通水阀14也设置在插箱后部外侧，便于手动调节。插箱后部外侧还设有电源接口22和通信接口。控制面板19设置在插箱前部外侧，可显示供液温度、供液压力、供液流量和环境温度，可通过控制面板19对供液温度进行设置。插箱前部外侧还设有电源开关，电源开关选用空气开关。

本实用新型的工作原理：

用管道将热负载17的进液口和出液口分别与本实用新型的插箱式液冷源的供液口15和回液口16连接，连接电源线，打开空气开关，设置需要的供液温度，按启动键开机，制冷系统内低温低压的制冷剂与载冷系统的冷却液在板式换热器6内进行热交换，将冷却液温度冷却到需要的温度，通过供液口15为热负载17提供冷却液，降低热负载17的温度后，冷却液通过回液口16回到塑料水箱10内，通过旁通水阀14可以实现供液流量的调节。液冷源运行时，若需要最大供液量，则关闭旁通水阀14，若需要较小供液量，则调节旁通水阀14的旋钮，冷却液一部分由供液口15供给热负载17，另一部分通过旁通水阀14回到塑料水箱10内。需要补液时，旋开塑料水箱10上的顶盖18，即可通过注液口将冷却液添加到塑料水箱10内；塑料水箱10内气压升高时，气体可通过顶盖18上的排气孔排出。

本实用新型的插箱式液冷源长度与标准插箱相同，高度尺寸按照6U、7U、8U（1U=44.45mm）设计，采用蒸汽压缩式制冷，供液温度可以设置为-10℃～40℃，选用高效微型制冷部件进行系统集成，系统制冷能力为1500～3000W，供液压力大于等于0.25Mp，供液流量为5～10L/min可调，塑料水箱10容积为3～5L，整体重量小于40kg，可方便安装在电子机柜内，移动使用方便，解决了机柜内高热流密度电子器件的散热问题，可应用于机柜内电子元器件散热和小型激光器散热、医疗器械散热、切割设备散热以及机载液冷系统等场合。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型插箱式液冷源，其特征在于：该液冷源包括制冷系统和载冷系统，所述制冷系统和载冷系统均集成在插箱内，所述插箱选用6U～8U插箱；所述制冷系统包括依次循环连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和换热器以及设置在冷凝器一侧的冷凝风机；所述载冷系统包括水箱和微型水泵，所述水箱的出液口通过微型水泵与换热器的进液口连接，所述换热器的出液口通过供液口与热负载的进液口连接，所述热负载的出液口通过回液口与水箱的进液口连接。

2.根据权利要求1所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：该液冷源还包括控制系统，所述控制系统也集成在插箱内，主要由控制面板、单片机、流量变送器、压力变送器和温度传感器组成；所述控制面板与单片机交互式信号连接，所述单片机的信号输出端与压缩机和冷凝风机的信号输入端连接，所述流量变送器、压力变送器和温度传感器的信号输出端与单片机的信号输入端连接；所述流量变送器设置在回液口与水箱的进液口之间的连接管路上，所述压力变送器和温度传感器设置在供液口与换热器的出液口之间的连接管路上。

3.根据权利要求1所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述制冷系统还包括紫铜干燥过滤器和充注阀，所述紫铜干燥过滤器设置在冷凝器与膨胀阀之间的连接管路上，所述充注阀为两个，其中一个设置在压缩机与冷凝器之间的连接管路上，另一个设置在换热器与压缩机之间的连接管路上。

4.根据权利要求1所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述载冷系统还包括Y型过滤器和旁通水阀，所述Y型过滤器设置在水箱与微型水泵之间的连接管路上，所述旁通水阀设置在供液口与水箱的排液口之间的连接管路上。

5.根据权利要求1所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述压缩机选用卧式压缩机，所述冷凝器选用微通道平行流冷凝器，所述膨胀阀选用F型热力膨胀阀，所述换热器选用板式换热器。

6.根据权利要求1所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述供液口和回液口选用快速接头。

7.根据权利要求1所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述水箱选用塑料水箱，所述塑料水箱的顶部开设有注液口，所述注液口上设置有与其螺纹配合的顶盖，所述顶盖上开设有排气孔；所述插箱的顶部开设有与所述顶盖相对应的通孔。

8.根据权利要求1所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述压缩机设置在插箱底部内侧，所述冷凝器设置在插箱后部内侧，所述冷凝风机设置在插箱顶部内侧，所述换热器设置在插箱内右侧，所述供液口和回液口设置在插箱后部外侧。

9.根据权利要求2所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述控制面板设置在插箱前部外侧，所述插箱前部外侧还设有电源开关，所述电源开关选用空气开关。

10.根据权利要求4所述的新型插箱式液冷源，其特征在于：所述旁通水阀和水箱的排液口设置在插箱后部外侧。