CN214949986U - 水冷系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水冷系统，包括外循环冷却水组件、蓄水箱组件、循环冷却驱动组件以及水冷控制器。外循环冷却水组件与蓄水箱组件连接，蓄水箱组件与循环冷却驱动组件连接，外循环冷却水组件与待冷却设备连接，水冷控制器作为中央调控中心，与外循环冷却水组件、蓄水箱组件、循环冷却驱动组件均连接。通过温度动态调控维持待冷却设备的温度稳定，通过第一换向阀实现循环水回路的切换，减少在某个部件出现故障时对设备所造成的损坏，提供稳定的供水系统。

Description

水冷系统

技术领域

本申请涉及水冷技术领域，特别是涉及一种水冷系统。

背景技术

与水冷相比，风冷降温效果有限，因此将循环水冷运用在各类需要散热的设备上具有广泛运用前景。传统技术中，为满足需要散热的设备的快速冷却，维持设备温度在生产需要范围内，多数企业均采用循环水冷方式以维持设备温度。然而，在某个部件出现故障时，目前的循环水冷方式会造成设备产生一定程度上的损坏。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种在某个部件出现故障时能够减少设备损坏的水冷系统。

一种水冷系统，所述水冷系统包括：外循环冷却水组件、蓄水箱组件、内循环冷却驱动组件以及水冷控制器；

所述外循环冷却水组件包括开度执行阀，所述开度执行阀与所述水冷控制器连接；

所述蓄水箱组件包括温度传感器和与所述开度执行阀连接的蓄水箱，所述温度传感器与所述水冷控制器连接，所述水冷控制器接收所述温度传感器输出的温度信号，所述水冷控制器发送所述温度信号对应的角度信号至所述开度执行阀；

所述循环冷却驱动组件包括与所述蓄水箱连接的压力表、与所述蓄水箱连接的水泵单元、设置在待冷却设备上的水路管道以及与所述水路管道连接的第一换向阀；

所述压力表以及所述水泵单元分别与所述水冷控制器连接，所述水冷控制器接收所述压力表输出的水压信号，所述水冷控制器发送所述水压信号对应的水路切换信号至所述水泵单元，所述水泵单元与所述水路管道连接；

所述水路管道通过所述第一换向阀与所述外循环冷却水组件连接。

在其中一个实施例中，所述外循环冷却水组件还包括连接外围公共处水设施的第二换向阀、热交换器和外围铜闸阀；

所述外围铜闸阀与所述热交换器连接，所述热交换器通过所述第一换向阀与所述水路管道连接；

所述第二换向阀、所述开度执行阀、所述热交换器以及所述蓄水箱依次连接。

在其中一个实施例中，所述蓄水箱组件还包括：补水组件和水箱液位传感器，所述水箱液位传感器与所述水冷控制器连接；

所述水箱液位传感器发送水箱液位信号至所述水冷控制器，所述水冷控制器发送与所述水箱液位信号对应的补水开启信号至所述补水组件。

在其中一个实施例中，所述水泵单元包括第一水泵和第二水泵；所述循环冷却驱动组件还包括第三换向阀和第一铜闸阀；

所述第一水泵、所述第二水泵分别通过所述第三换向阀与所述水路管道连接；

所述压力表通过所述第一铜闸阀与所述第三换向阀连接。

在其中一个实施例中，所述循环冷却驱动组件还包括第二铜闸阀；所述压力表通过所述第二铜闸阀与所述蓄水箱连接。

在其中一个实施例中，所循环冷却驱动组件还包括第一止回阀和第二止回阀；

所述第一水泵通过所述第一止回阀与所述第一铜闸阀连接；

所述第二水泵通过所述第二止回阀与所述第一铜闸阀连接。

在其中一个实施例中，所述第一水泵采用常闭电路设计，所述第一水泵默认处于开启状态，所述第二水泵与所述水冷控制器连接，所述第二水泵默认处于关闭状态。

在其中一个实施例中，所述温度传感器采用热电偶。

在其中一个实施例中，所述水冷控制器包括温度放大器，所述温度放大器通过所述热电偶与所述开度执行阀连接。

在其中一个实施例中，所述水冷控制器包括控制单元和与所述控制单元连接的执行单元；所述执行单元与所述开度执行阀连接。

上述水冷系统，包括：外循环冷却水组件、蓄水箱组件、内循环冷却驱动组件以及水冷控制器。其中，外循环冷却水组件包括开度执行阀，开度执行阀与水冷控制器连接；蓄水箱组件包括温度传感器和与开度执行阀连接的蓄水箱，温度传感器与水冷控制器连接，水冷控制器接收温度传感器输出的温度信号，水冷控制器发送温度信号对应的角度信号至开度执行阀；循环冷却驱动组件包括与蓄水箱连接的压力表、与蓄水箱连接的水泵单元、设置在待冷却设备上的水路管道以及与水路管道连接的第一换向阀；压力表以及水泵单元分别与水冷控制器连接，水冷控制器接收压力表输出的水压信号，水冷控制器发送水压信号对应的水路切换信号至水泵单元，水泵单元与水路管道连接；水路管道通过第一换向阀与外循环冷却水组件连接。通过温度动态调控维持待冷却设备的温度稳定，通过第一换向阀实现循环水回路的切换，减少在某个部件出现故障时对设备所造成的损坏，提供稳定的供水系统。

附图说明

图1a为一实施例的水冷系统的示意图；

图1b为一实施例的水冷系统的示意图；

图2为一实施例的水冷系统的示意图；

图3为一实施例的水冷系统的示意图；

图4为一实施例的水冷系统的示意图；

图5为一实施例的水冷系统的示意图；

图6为一实施例的水冷系统的示意图；

图7为一实施例的水冷系统的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在传统技术中，多数企业的循环水冷方式相对简单，安全风险较大，通常是通过水泵向带冷却设备灌入内循环冷却水，从而流出的内循环热水在通过热交换器，由外循环水带走热量。此类方式无法对水温进行有效调控，容易产生冷凝水，能耗较大。特别是若水泵等部件一旦发生故障，设备即无法水冷，造成设备不同程度损毁。基于此，本申请提供一种水冷系统，该水冷系统可以包括外循环冷却水组件、蓄水箱组件、循环冷却驱动组件及水冷控制器。外循环冷却水组件可以包括三通换向阀、开度执行阀、热交换器和铜闸阀；蓄水箱组件可以包括补水组件、温度传感器和水箱液位传感器；循环冷却驱动组件可以包括水泵、止回阀、铜闸阀、压力表、三通换向阀、分支水路等；水冷控制器可以用于控制蓄水箱组件完成补水和蓄水箱的水温，并可以控制循环冷却驱动组件实现一级水冷，在一级水冷失效情况下启用二级水冷，若一级、二级水冷均失效，则切换三通换向阀，驱动外循环冷却水组件实现三级水冷作为应急水冷。该水冷系统实现冷却水的循环利用，降低能耗，水温控制解决待冷却设备表面的冷凝水问题，应急水冷的设置提升循环冷却水控制系统的安全性。

在一个实施例中，本申请提供一种水冷系统100，如图1a所示，其包括外循环冷却水组件110、蓄水箱组件120、循环冷却驱动组件130以及水冷控制器140。外循环冷却水组件110与蓄水箱组件120连接，蓄水箱组件120与循环冷却驱动组件130连接，循环冷却驱动组件130与待冷却设备150连接，水冷控制器130作为中央调控中心，与外循环冷却水组件110、蓄水箱组件120、循环冷却驱动组件130均连接。

具体地，如图1b所示，外循环冷却水组件110包括开度执行阀112，开度执行阀112与水冷控制器140连接。蓄水箱组件120包括温度传感器122和与开度执行阀112连接的蓄水箱124，温度传感器122与水冷控制器140连接。水冷控制器140接收温度传感器122输出的温度信号，水冷控制器140发送温度信号对应的角度信号至开度执行阀112。循环冷却驱动组件130包括与蓄水箱124连接的压力表132、与蓄水箱124连接的水泵单元134、设置在待冷却设备150上的水路管道136以及与水路管道136连接的第一换向阀138。压力表132以及水泵单元134分别与水冷控制器140连接。水冷控制器140接收压力表132输出的水压信号。水冷控制器140发送水压信号对应的水路切换信号至水泵单元134。水泵单元134与水路管道136连接。水路管道136通过第一换向阀138与外循环冷却水组件110连接。

进一步地，水冷控制器140包括温度控制器和开度执行阀的阀门控制器。开度执行阀112的开启度由温度传感器122反馈温度信号至温度控制器，温度控制器根据设定温度(28±2℃)与反馈的温度差值，输出模拟信号至开度执行阀的阀门控制器。

示例性地，蓄水箱124内装有内循环冷却水，温度传感器122用于测量内循环冷却水的温度，将测量的温度信号发送至水冷控制器140，水冷控制器140根据接收到的温度信号对开度执行阀112进行控制，调节阀门开启度(0～90°范围内调节)从而控制管路水流量。在水泵单元134从蓄水箱124中抽水时，通过压力表132测量蓄水箱124内的水压，将测量的水压信号发送至水冷控制器140，水冷控制器140根据接收的水压信号判断水泵单元134的工作状态，从而控制水泵单元中的备用水泵是否启用，水泵单元中的水泵控制内循环冷却水进入设置在待冷却设备上的水路管道136，水路管道136的内循环冷却水变热后记为内循环热水，通过第一换向阀138将水路管道136内的内循环热水引入外循环冷却水组件110内的热交换组件实现内外循环水热传导，得到内循环冷却水，且内循环冷水回到蓄水箱124。

本实施例中，通过温度动态调控维持待冷却设备的温度稳定，通过外循环冷却水组件(比如热交换器)实现内循环水的热量传递给外循环水，通过换向阀实现循环水回路的切换，提供稳定的供水系统，减少在某个部件出现故障时对设备所造成的损坏，并可降低能耗。可以理解的是，可以采用水质处理后的去离子水，其特点是，在管路内部不易结垢，不会造成管路堵塞。

在一个实施例中，如图2所示，外循环冷却水组件110还包括连接外围公共处水设施的第二换向阀212、热交换器214和外围铜闸阀216。外围铜闸阀216与热交换器214连接，热交换器214通过第一换向阀138与水路管道136连接；第二换向阀212、开度执行阀112、热交换器214以及蓄水箱124依次连接。

具体地，第二换向阀212通过开度执行阀112与热交换器214连接，热交换器214与外围铜闸阀216连接。开度执行阀212通过热交换器214与蓄水箱124连接。热交换器214通过第一换向阀138与水路管道136连接。在水泵单元出现故障或者停止工作时，通过外循环冷却水组件110启用三级水冷作为应急水冷。外围公共处水设施可以包括外围水箱，外围水箱内盛有外循环冷却水，外循环冷却水通过第二换向阀212进入设置在待冷却设备上的水路管道136，水路管道136的外循环冷却水变热后记为外循环热水，通过第一换向阀138将水路管道136内的外循环热水引入外围公共处水设施的管道中。

进一步地，由于热交换器214通过第一换向阀138与水路管道136连接，水路管道136内的内循环热水流入热交换器214位置处。预设温度(比如15℃左右)的外循环冷却水通过第二换向阀212、开度执行阀112也流入热交换器214位置处。热交换器214通过外循环冷却水将内循环热水的热量带出，外循环冷却水变为外循环热水，最后外循环热水经外围铜闸阀216流至外围处水设施的管道中，实现将热量带至外围处水设施。

本实施例中，通过温度动态调控维持待冷却设备的温度稳定，通过外循环冷却水组件的如热交换器实现内循环水的热量传递给外循环水，通过换向阀实现循环水回路的切换，提供稳定的供水系统，并可降低能耗。

在一个实施例中，如图3所示，蓄水箱组件120还包括补水组件312和水箱液位传感器314，水箱液位传感器314与水冷控制器140连接。水箱液位传感器314发送水箱液位信号至水冷控制器140，水冷控制器140发送与水箱液位信号对应的补水开启信号至补水组件312。

其中，补水组件312可以是补水阀。水箱液位传感器314可以是液位计。具体地，蓄水箱124中水箱液位传感器314反馈水箱液位，液位低于设定下限后，水冷控制器140开启补水组件312，进行冷却水(比如去离子水)补充，至液位设定上限后关闭补水组件312，蓄水箱124中内循环冷却水通过循环冷却驱动组件130将内循环冷却水引入设置在待冷却设备上的水路管道136内，得到内循环热水，内循环热水通过热交换器214实现内循环热水与外循环冷却水之间的热传导，将内循环热水中的热量带走，得到内循环冷却水，最后热交换器214将内循环冷却水传回到蓄水箱124。

本实施例中，利用补水组件和水箱液位传感器实现自主补水，通过温度动态调控维持炉体温度稳定，通过热交换器实现内循环水的热量传递给外循环水。

在一个实施例中，如图4所示，水泵单元包括第一水泵412和第二水泵414。循环冷却驱动组件还包括第三换向阀416和第一铜闸阀418。第一水泵412、第二水泵414分别通过第三换向阀416与水路管道136连接。压力表132通过第一铜闸阀418与第三换向阀416连接。

具体地，第一水泵412、第一铜闸阀418、第三换向阀416与水路管道136可以构成一级水冷。第二水泵414、第一铜闸阀418、第三换向阀416与水路管道136可以构成二级水冷。

示例性地，一级水冷的第一水泵412为常闭电路设计，第一水泵412默认处于开启状态，水冷系统上电即第一水泵412即开启，将蓄水箱124中冷却水抽出，通过第一铜闸阀418、第三换向阀416、管路分支514，形成多路分支进水路，对待冷却设备进行冷却，后通过管路分支516将多路分支水路汇总成一路，通过第一换向阀138、热交换器214回到蓄水箱124，一级水冷的循环水流经路径为A→A/B→A/B/C→A/B/C→A/B。

第二水泵414与水冷控制器140连接，第二水泵414默认处于关闭状态。在压力表132反馈值低于设定下限且温度高于设定上限时，水冷控制器140开启二级水冷的第二水泵414，延时关闭一级水冷的第一水泵412。同样将蓄水箱124中冷却水抽出，通过第一铜闸阀418、第三换向阀416、管路分支514，形成多路分支进水路。对待冷却设备进行冷却，后通过管路分支516将多路分支水路汇总成一路，通过第一换向阀138、热交换器214回到蓄水箱124，二级水冷的循环水流经路径为B→A/B→A/B/C→A/B/C→A/B。

本实施例中，利用补水阀和液位计实现自主补水，通过温度动态调控维持炉体温度稳定，通过热交换器实现内循环水的热量传递给外循环水，通过一级、二级循环水回路切换，提供稳定的供水系统，并可降低能耗。

在一个实施例中，如图5所示，循环冷却驱动组件还包括第二铜闸阀512；压力表132通过第二铜闸阀512与蓄水箱124连接。

在一个实施例中，如图6所示，所循环冷却驱动组件还包括第一止回阀612和第二止回阀614；第一水泵412通过第一止回阀612与第一铜闸阀418连接；第二水泵414通过第二止回阀614与第一铜闸阀418连接。

示例性地，一级水冷的第一水泵412为常闭电路设计，第一水泵412默认处于开启状态，水冷系统上电即第一水泵412即开启，将蓄水箱124中冷却水抽出，经过第一止回阀(22)，再通过第一铜闸阀418、第三换向阀416、管路分支514，形成多路分支进水路，对待冷却设备进行冷却，后通过管路分支516将多路分支水路汇总成一路，通过第一换向阀138、热交换器214回到蓄水箱124，一级水冷的循环水流经路径为A→A/B→A/B/C→A/B/C→A/B。

第二水泵414与水冷控制器140连接，第二水泵414默认处于关闭状态。在压力表132反馈值低于设定下限且温度高于设定上限时，水冷控制器140开启二级水冷的第二水泵414，延时关闭一级水冷的第一水泵412。同样将蓄水箱124中冷却水抽出，经过第二止回阀(26)，再通过第一铜闸阀418、第三换向阀416、管路分支514，形成多路分支进水路。对待冷却设备进行冷却，后通过管路分支(33)516将多路分支水路汇总成一路，通过第一换向阀138、热交换器214回到蓄水箱124，二级水冷的循环水流经路径为B→A/B→A/B/C→A/B/C→A/B。

需要说明的是，第一止回阀612用于防止第一水泵412开启情况下，冷却水通过A管路回流到水箱，第二止回阀614用于防止第二水泵414开启情况下，冷却水通过B管路回流到水箱，铜闸阀用于手动调节内循环水压。

在一个实施例中，温度传感器采用热电偶。

在一个实施例中，水冷控制器包括温度放大器，温度放大器通过热电偶与开度执行阀连接。

在一个实施例中，如图7所示，水冷控制器140包括控制单元712和与控制单元712连接的执行单元714；执行单元714与开度执行阀112连接。

下面举例说明水冷系统的控制流程如下：默认第一水泵412开启，形成一级水冷内循环路径为A→A/B→A/B/C→A/B/C→A/B，若出现水压持续低于下限值(安全范围0.25～0.35MPa)，水温高于设定上限，则开启第二水泵414，后关闭第一水泵412，形成二级水冷内循环路径为B→A/B→A/B/C→A/B/C→A/B，若在二级水冷循环路径下，水压持续低于下限值(安全范围0.25～0.35MPa)，水温高于设定上上限，则关闭第二水泵414，同时切换第三换向阀416、第一换向阀138和第二换向阀212，形成三级外循环冷却水路C→A/B/C→A/B/C→C，此为应急冷水，冷却能力有限，用于设备降温阶段的临时解决方案。需要说明的是，上限和上上限属于一种程序内部的安全防范，对应关系是异常达到上限则切换到二级水冷，达到上上限则采用三级水冷进行冷却。

在一个实施例中，水冷控制器用于控制蓄水箱组件完成补充去离子水和调控水温，控制循环冷却驱动组件实现一级水冷，在一级水冷失效情况下启用二级水冷，若一级、二级水冷均失效，则切换三通换向阀，驱动外循环冷却水组件实现应急水冷。针对循环冷却驱动组件，一级、二级控制回路均由水泵、止回阀、三通换向阀组成，水冷温度由热电偶反馈至温度控制器(比如放大器RD62)，再由温度放大器控制开度执行阀，从而调节水冷能力，使待冷却设备水温稳定在设定使用温度。针对循环冷却驱动组件，硬件电路实现默认由一级循环水路进行水冷，控制器水冷控制系统在不参与控制情况下，实现独立循环水冷，在水压低于设定下限时，控制器水冷控制系统切换至二级循环水路，在二级循环水冷下，出现水压和水流量均低于设定下限，则切换至三级水冷，用于单体设备应急水冷。针对外循环冷却水组件，冷却水从待冷却设备带出的热量，经由热交换器实现将内循环热水传导给外循环水冷水。针对循环冷却驱动组件，一级和二级循环回路中的止回阀用于防止一级回路向二级回路回水或二级回路向一级回路回水。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水冷系统，其特征在于，所述水冷系统包括：外循环冷却水组件、蓄水箱组件、内循环冷却驱动组件以及水冷控制器；

所述外循环冷却水组件包括开度执行阀，所述开度执行阀与所述水冷控制器连接；

所述蓄水箱组件包括温度传感器和与所述开度执行阀连接的蓄水箱，所述温度传感器与所述水冷控制器连接，所述水冷控制器接收所述温度传感器输出的温度信号，所述水冷控制器发送所述温度信号对应的角度信号至所述开度执行阀；

所述循环冷却驱动组件包括与所述蓄水箱连接的压力表、与所述蓄水箱连接的水泵单元、设置在待冷却设备上的水路管道以及与所述水路管道连接的第一换向阀；

所述压力表以及所述水泵单元分别与所述水冷控制器连接，所述水冷控制器接收所述压力表输出的水压信号，所述水冷控制器发送所述水压信号对应的水路切换信号至所述水泵单元，所述水泵单元与所述水路管道连接；

所述水路管道通过所述第一换向阀与所述外循环冷却水组件连接。

2.根据权利要求1所述的水冷系统，其特征在于，所述外循环冷却水组件还包括连接外围公共处水设施的第二换向阀、热交换器和外围铜闸阀；

所述外围铜闸阀与所述热交换器连接，所述热交换器通过所述第一换向阀与所述水路管道连接；

所述第二换向阀、所述开度执行阀、所述热交换器以及所述蓄水箱依次连接。

3.根据权利要求1所述的水冷系统，其特征在于，所述蓄水箱组件还包括：补水组件和水箱液位传感器，所述水箱液位传感器与所述水冷控制器连接；

所述水箱液位传感器发送水箱液位信号至所述水冷控制器，所述水冷控制器发送与所述水箱液位信号对应的补水开启信号至所述补水组件。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水冷系统，其特征在于，所述水泵单元包括第一水泵和第二水泵；所述循环冷却驱动组件还包括第三换向阀和第一铜闸阀；

所述第一水泵、所述第二水泵分别通过所述第三换向阀与所述水路管道连接；

所述压力表通过所述第一铜闸阀与所述第三换向阀连接。

5.根据权利要求4所述的水冷系统，其特征在于，所述循环冷却驱动组件还包括第二铜闸阀；所述压力表通过所述第二铜闸阀与所述蓄水箱连接。

6.根据权利要求4所述的水冷系统，其特征在于，所循环冷却驱动组件还包括第一止回阀和第二止回阀；

所述第一水泵通过所述第一止回阀与所述第一铜闸阀连接；

所述第二水泵通过所述第二止回阀与所述第一铜闸阀连接。

7.根据权利要求6所述的水冷系统，其特征在于，所述第一水泵采用常闭电路设计，所述第一水泵默认处于开启状态，所述第二水泵与所述水冷控制器连接，所述第二水泵默认处于关闭状态。

8.根据权利要求1所述的水冷系统，其特征在于，所述温度传感器采用热电偶。

9.根据权利要求8所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷控制器包括温度放大器，所述温度放大器通过所述热电偶与所述开度执行阀连接。

10.根据权利要求1所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷控制器包括控制单元和与所述控制单元连接的执行单元；所述执行单元与所述开度执行阀连接。

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