CN215500188U - 机柜以及液冷散热系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种机柜以及液冷散热系统，所述机柜内部设置有发热器件和二相流散热器；所述二相流散热器包括蒸发器、冷凝器、气管以及液管；所述冷凝器与所述蒸发器之间通过所述气管和所述液管连接；所述蒸发器为与空气换热的平行流换热器或管翅式换热器；所述冷凝器为板式或者螺旋管式换热器；所述蒸发器靠近所述发热器件布置。本申请通过内置的二相流散热器，实现发热器件和水路的分离，只有蒸发器位于发热器件附近，蒸发器即使发生泄漏，二相流介质会直接气化挥发，而二相流介质一般为绝缘介质，不会引起安规绝缘问题。

Description

机柜以及液冷散热系统

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种机柜以及液冷散热系统。

背景技术

随着技术的发展，大功率电力电子设备的功率越做越大，尤其在新能源发电领域，这些设备在进行电力转换的过程中会产生大量的热量，主要的发热器件包括功率半导体、电感、导电排、开关等。

功率半导体由于功率密度高、体积小、外形规则有明确的散热面等特点，容易实现自身和布局的模块化，可将功率半导体直接贴附在水冷散热器的水冷板上进行散热。除功率半导体以外，其他发热器件(包括电感、导电排、接触器、熔丝等等)往往外形以及布局不规则，很难贴附在水冷散热器的水冷板上进行散热，即使有成本也很高。

为了解决其他发热器件的散热问题，例如如图1-图2所示，针对一些对机柜防护等级要求比较高的场合，机柜内布置有水冷板11、功率半导体12、风扇13、气液热交换器14、电感15、导电排16以及开关器件17；水冷板11、气液热交换器14通过管路与供液系统以及外部热交换器连接。功率半导体12直接贴附在水冷板11上进行散热，通过在机柜内部设置气液热交换器14和风扇13，通过风扇13的强制驱动，将其他发热器件(电感15、导电排16以及开关器件17)发出的热量通过空气带走并进入气液热交换器14，空气将热量传递给气液热交换器14，气液热交换器14再将热量传递给液体带走，空气在机柜内部形成密闭内循环，最终实现稳定散热的目的。

该机柜存在的问题是，供液系统通常采用的是水，一旦滴漏到机柜内的导电器件，比如电感15或导电排16的表面，容易导致器件本身或者和相邻器件之间的电气间隙减少并发生短路的风险。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种机柜以及液冷散热系统，旨在解决现有机柜存在的散热介质渗漏易引起安规绝缘的问题。

根据本申请的一个方面，提供一种机柜，内部设置有发热器件和二相流散热器；

所述二相流散热器包括蒸发器、冷凝器、气管以及液管；所述冷凝器与所述蒸发器之间通过所述气管和所述液管连接；

所述蒸发器为与空气换热的平行流换热器或管翅式换热器；

所述冷凝器为板式或者螺旋管式换热器；

所述蒸发器靠近所述发热器件布置。

在一种实施方式中，所述冷凝器还包括进液口和出液口，所述机柜内部还设置有管路；

所述进液口和所述出液口分别通过管路与外部的供液系统和热交换器连接。

在一种实施方式中，所述机柜内部还设置有液冷散热器和管路；

所述冷凝器贴附在所述液冷散热器上，所述液冷散热器通过管路与外部的供液系统和热交换器连接。

在一种实施方式中，所述发热器件不包括功率半导体。

在一种实施方式中，所述发热器件包括电感、导电排、接触器、熔丝中的至少一个。

根据本申请的另一个方面，提供一种液冷散热系统，包括所述机柜、供液系统和热交换器。

本申请实施例提供的机柜以及液冷散热系统，通过内置的二相流散热器，实现发热器件和水路的分离，只有蒸发器位于发热器件附近，蒸发器即使发生泄漏，二相流介质会直接气化挥发，而二相流介质一般为绝缘介质，不会引起安规绝缘问题。

附图说明

图1为现有的机柜示意图；

图2为现有的液冷散热系统示意图；

图3为本申请实施例提供的机柜示意图；

图4为本申请实施例提供的二相流散热器示意图；

图5为本申请实施例提供的液冷散热系统示意图；

图6为本申请实施例提供的另一液冷散热系统示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图3-图4所示，本申请实施例一提供一种机柜，内部设置有发热器件200和二相流散热器100；

二相流散热器100包括蒸发器101、冷凝器102、气管103以及液管104；冷凝器102与蒸发器101之间通过气管103和液管104连接；

蒸发器101靠近发热器件200布置。

在本示例中，蒸发器101为与空气换热的换热器。具体地，蒸发器101可以为平行流换热器或管翅式换热器。

在本示例中，冷凝器102还包括进液口和出液口，所述机柜内部还设置有管路；所述进液口和所述出液口分别通过管路与外部的供液系统和热交换器连接。其中，冷凝器102可以为板式或者螺旋管式换热器。

在本示例中，发热器件200不包括功率半导体。发热器件200可以包括电感、导电排、接触器、熔丝中的至少一个。

在本示例中，冷凝器102与蒸发器101之间通过气管103和液管104焊接。其中，冷凝器102与蒸发器101的材质为金属材质，例如：铝或者铜。

请参考图5所示，本申请实施例一还提供一种液冷散热系统，包括图3-图4所述的机柜、供液系统和热交换器。

工作时，发热器件200(例如电感)的热量传递给蒸发器101中的载冷剂，载冷剂受热后温度升高发生相变气化，气体密度降低自然上升，通过气管103进入冷凝器102后，热量传递给冷凝器102，冷凝器102和管路中的冷却液(例如水)进行换热，载冷剂温度降低，由于重力作用通过液管104重新回流进入蒸发器101进行换热。

实施例二：

如图6所示，与图3-图5不同的是，所述机柜内部还设置有液冷散热器300和管路；冷凝器102贴附在液冷散热器300上，液冷散热器300通过管路与外部的供液系统和热交换器连接。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种机柜，内部设置有发热器件，其特征在于，内部还设置有二相流散热器；

所述二相流散热器包括蒸发器、冷凝器、气管以及液管；所述冷凝器与所述蒸发器之间通过所述气管和所述液管连接；

所述蒸发器为与空气换热的平行流换热器或管翅式换热器；

所述冷凝器为板式或者螺旋管式换热器；

所述蒸发器靠近所述发热器件布置。

2.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述冷凝器还包括进液口和出液口，所述机柜内部还设置有管路；

所述进液口和所述出液口分别通过管路与外部的供液系统和热交换器连接。

3.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述机柜内部还设置有液冷散热器和管路；

所述冷凝器贴附在所述液冷散热器上，所述液冷散热器通过管路与外部的供液系统和热交换器连接。

4.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述发热器件不包括功率半导体。

5.根据权利要求4所述的机柜，其特征在于，所述发热器件包括电感、导电排、接触器、熔丝中的至少一个。

6.一种液冷散热系统，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的机柜、供液系统和热交换器。

Images