CN219499914U - 发热设备冷却用集成式液冷系统 - Google Patents

Abstract

一种发热设备冷却用集成式液冷系统，属于冷却装置技术领域，包括：系统箱体；制冷子系统，制冷子系统包括有压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器依次连接并形成闭合的冷却液循环管路；水冷换热子系统，水冷换热子系统包括有换热管，换热管与蒸发器盘管接触、用于实现冷量的交换。制冷子系统集成在系统箱体中，可以有效减小整个液冷系统的体积，水冷换热子系统与制冷子系统之间的特殊结构，可以实现换热管对冷量高效率的吸收。本实用新型能够在冬季在制冷子系统停机状态下，为换热管持续提供冷量，解决了现有液冷系统所存在的在冬季运行时无法有效利用环境冷量而存在的能源浪费问题。

Description

发热设备冷却用集成式液冷系统

技术领域

本实用新型属于冷却装置技术领域，更具体地说，特别涉及一种发热设备冷却用集成式液冷系统。

背景技术

紧凑型电子设备在正常运行时会散发大量的热量，如不及时将热量带走，将影响设备的的正常运行，降低设备的使用寿命。对于紧凑型电子设备的散热，在现有技术中，常用散热方式是使用散热风扇自然冷却冷却电子设备，该方式的弊端是送风压力小，冷却时间长，制冷量有限，仅能满足一般发热量的电子设备，对于发热量较大的电子设备冷却效果不佳。发热量较大的电子设备虽然采用风冷可以在一定程度实现散热，但是设备运行所散热的热量仍能够影响设备正常工作。

为了满足发热量较大电子设备的冷却要求，现有技术又提出了液冷方案。目前，液冷方案采用液冷系统，液冷系统所采用的液冷源由于分柜设计，会占用较大的空间，集成度不高，液冷设备出现故障后维修不便，并且由于采用压缩机制冷，尤其是设备冬天运行时，也只能通过压缩机工作来带走电子设备的热量，维持电子设备的工作温度，无法有效利用环境风自然冷却，浪费能源，同时对压缩机的使用寿命存在一定的不利因素。

实用新型内容

(一)技术问题

综上所述，如何解决现有液冷系统所存在的在冬季运行时无法有效利用环境冷量而存在的能源浪费问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种发热设备冷却用集成式液冷系统，在本实用新型中，该发热设备冷却用集成式液冷系统包括：

系统箱体；

集成于所述系统箱体内的制冷子系统，所述制冷子系统包括有压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀以及所述蒸发器依次连接并形成闭合的冷却液循环管路；

水冷换热子系统，所述水冷换热子系统包括有换热管，所述换热管为盘管结构，所述蒸发器包括有蒸发器盘管，所述换热管与所述蒸发器盘管接触、用于实现冷量的交换，所述换热管以及所述蒸发器盘管设置在换热框架中并形成换热板，所述换热板设置在系统箱体中，所述换热管的一端连接有出水管，所述换热管的另一端连接有入水管，所述出水管与所述入水管连接有水冷换热片，所述水冷换热片通过所述出水管以及所述入水管与所述换热管形成有用于换热水循环流动的闭合管路。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，所述换热框架包括有前侧板以及后侧板，所述前侧板与所述后侧板间隔设置并形成有容纳空间，所述前侧板与所述后侧板之间设置有支撑柱，所述蒸发器盘管以及所述换热管设置在容纳空间中。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，所述蒸发器盘管在平行于所述前侧板的平面内沿S形路线形成有一个盘管单元，在垂直于所述前侧板的方向上形成有多个所述盘管单元，全部的所述盘管单元串联设置，相邻的两个所述盘管单元之间间隔设置；所述换热管设置在相邻的两个所述盘管单元之间。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，所述换热管包括有换热单元管，所述换热单元管为U形管，所述换热单元管设置有多个，所述换热单元管的一端为换热单元管入水口，全部的所述换热单元管的换热单元管入水口通过第一汇总管路与所述入水管连接，所述所述换热单元管的另一端为换热单元管出水口，全部的所述换热单元管的换热单元管出水口通过第二汇总管路与所述出水管连接。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，于所述系统箱体内设置有电控箱，所述电控箱内设置有电控子系统。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，于所述系统箱体的顶部设置有散热风扇，由所述散热风扇在所述系统箱体内自上而下形成散热气流。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，所述换热框架竖直设置，所述前侧板以及所述后侧板与散热气流的流动方向平行。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，于所述系统箱体的顶部并位于所述散热风扇的上方设置有防护罩。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，所述系统箱体包括有多个立面，其中一个所述立面设置有所述电控箱，其余的所述立面均为开放式窗口结构，于所述开放式窗口结构上设置有防护网。

优选地，在本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统中，于所述系统箱体的底部设置有滚轮组件，所述滚轮组件为万向滚轮，所述滚轮组件设置有四个，四个所述滚轮组件均布于所述系统箱体的底面上。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种发热设备冷却用集成式液冷系统，在本实用新型中，该发热设备冷却用集成式液冷系统包括：系统箱体；集成于系统箱体内的制冷子系统，制冷子系统包括有压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器依次连接并形成闭合的冷却液循环管路；水冷换热子系统，水冷换热子系统包括有换热管，换热管为盘管结构，蒸发器包括有蒸发器盘管，换热管与蒸发器盘管接触、用于实现冷量的交换，换热管以及蒸发器盘管设置在换热框架中并形成换热板，换热板设置在系统箱体中，换热管的一端连接有出水管，换热管的另一端连接有入水管，出水管与入水管连接有水冷换热片，水冷换热片通过出水管以及入水管与换热管形成有用于换热水循环流动的闭合管路。

通过上述结构设计，本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统至少包括有如下有益效果：1、制冷子系统集成在系统箱体中，可以有效减小整个液冷系统的体积，其不仅便于液冷系统的安装、摆放与使用，集成模块化的结构设计还方便维修；2、水冷换热子系统与制冷子系统之间的特殊结构，即将换热管以及蒸发器盘管设置在换热框架中并形成换热板，可以实现换热管对冷量高效率的吸收，还能够最大程度地降低冷量的流失；3、本实用新型设置了散热风扇，散热风扇不仅能够对蒸发器进行风冷散热，还能够在冬季通过散热气流将环境中的冷量带到换热板中，在制冷子系统停机状态下，为换热管持续提供冷量，保证电子设备的冷却效果，达到节能减排的目的。因此，本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统解决了现有液冷系统所存在的在冬季运行时无法有效利用环境冷量而存在的能源浪费问题。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中发热设备冷却用集成式液冷系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例中换热板的结构示意图。

在图1和图2中，部件名称与附图标记的对应关系为：

系统箱体1、压缩机2、换热管3、蒸发器盘管4、前侧板5、后侧板6、电控箱7、散热风扇8、滚轮组件9。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

另外，在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1和图2，其中，图1为本实用新型一种实施例中发热设备冷却用集成式液冷系统的结构示意图；图2为本实用新型一种实施例中换热板的结构示意图。

本实用新型提供了一种发热设备冷却用集成式液冷系统，在本实用新型中，该发热设备冷却用集成式液冷系统包括如下组成结构：

1、系统箱体1。

系统箱体1是本实用新型中液冷系统的主体结构，具有其他组成结构安装、保护的功能。在本实用新型中的一个具体实施方式中，系统箱体1包括有长方体框结构(由金属型材构成，在使用状态下，系统箱体1竖直设置，系统箱体1包括有四个立面，其中一个立面用于设置电控箱7(电控箱7内设置有电控子系统，电控子系统为本实用新型的控制核心)，另外三个立面设置有开放式窗口结构，于开放式窗口结构上设置有防护网，这样能够增加系统箱体1的散热性能。

为了使得本实用新型具有可移动性，本实用新型于系统箱体1的底部设置有滚轮组件9，滚轮组件9为万向滚轮，滚轮组件9设置有四个，四个滚轮组件9均布于系统箱体1的底面上。当系统箱体1为长方体结构时，四个滚轮组件9设置在系统箱体1底面的四个角部位置上。

2、集成于系统箱体1内的制冷子系统。

制冷子系统包括有压缩机2、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器。

在现有技术中，制冷子系统为分体式结构，蒸发器以及膨胀阀集成在一个壳体中，压缩机2以及冷凝器集成在另外一个壳体中，这种分体式结构使得制冷系统结构较为复杂。

为了解决该技术问题，本实用新型采用了如下结构设计：压缩机2(为制冷剂的循环提供动力)、冷凝器(气态制冷剂冷凝成液态，同时释放热量，需要即使将热量散发，避免聚集在系统箱体1中)、膨胀阀(对制冷剂进行截流)以及蒸发器(制冷剂变成气态，在形态变化时吸收热量产生冷量，实现制冷)依次连接并形成闭合的冷却液循环管路，压缩机2、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器之间连接用的管路尽可能的短，从而缩小各个组件之间的间隙，最大程度地缩小冷却液循环管路的空间体积。

当然，本实用新型将制冷子系统集成在系统箱体1中，冷凝器以及蒸发器之间应当保持最大的间隙，并且，在空间允许的前提下，本实用新型还可以在冷凝器以及蒸发器之间设置隔热结构(例如设置一道由防火石棉制造而成的隔热板)。

3、水冷换热子系统。

水冷换热子系统用于吸收冷量并将冷量带到发热量较大电子设备需要冷却的位置，在该位置上设置水冷换热片，由水冷换热片释放冷量，从而实现电子设备的冷却。

具体地，水冷换热子系统包括有换热管3(换热管3是水冷换热子系统吸收冷量的管路结构)，换热管3为盘管结构(可以为S形盘管结构，也可以为U形盘管结构，也可以为直线形盘管结构)，蒸发器包括有蒸发器盘管4(S形盘管结构)，换热管3与蒸发器盘管4接触、用于实现冷量的交换，换热管3以及蒸发器盘管4设置在换热框架中并形成换热板，换热板设置在系统箱体1中，换热管3的一端连接有出水管，换热管3的另一端连接有入水管，出水管与入水管连接有水冷换热片(一个由导热金属支撑的片状壳体结构，设置在电子设备发热量较大的部位，可以大面积释放冷量，从而实现电子设备的冷却)，水冷换热片通过出水管以及入水管与换热管3形成有用于换热水循环流动的闭合管路，本实用新型在该闭合管路上设置有水泵，用于驱动闭合管路内换热水的循环流动。

具体地，在本实用新型的一个实施方式中，换热框架包括有前侧板5以及后侧板6(前侧板5与后侧板6均为隔热板材，具体地，前侧板5以及后侧板6采用金属板作为框架，在金属板的内侧面设置有隔热石棉层，这样可以将冷量聚集在换热框架内，最大程度地降低冷量的流失)，前侧板5与后侧板6间隔设置并形成有容纳空间，前侧板5与后侧板6之间设置有支撑柱，蒸发器盘管4以及换热管3设置在容纳空间中。

进一步地，蒸发器盘管4在平行于前侧板5的平面内沿S形路线形成有一个盘管单元，在垂直于前侧板5的方向上形成有多个盘管单元，全部的盘管单元串联设置，相邻的两个盘管单元之间间隔设置，蒸发器盘管4的上述结构可以通过技术人员的有限次设计后，由一根管路盘绕而成。在上述蒸发器盘管4结构基础上，换热管3设置在相邻的两个盘管单元之间。

具体地，换热管3包括有换热单元管，换热单元管为U形管，换热单元管设置有多个，换热单元管的一端为换热单元管入水口，全部的换热单元管的换热单元管入水口通过第一汇总管路与入水管连接，换热单元管的另一端为换热单元管出水口，全部的换热单元管的换热单元管出水口通过第二汇总管路与出水管连接。

本实用新型还设置了电控箱7，电控箱7设置在系统箱体1内，电控箱7内设置有电控子系统。

本实用新型于系统箱体1的顶部设置有散热风扇8，由散热风扇8在系统箱体1内自上而下形成散热气流，散热风扇8启动后能够加速气体流动形成散热气流，散热气流自上而下贯穿整个系统箱体1，实现对系统箱体1内各个组成结构的风冷。例如，散热气流能够对冷凝器进行散热，散热气流还能够将环境中冷量带到换热框架中(在冬季，可以在启动制冷子系统的工况下，使得水冷换热子系统能够持续获得冷量)。

具体地，换热框架竖直设置，前侧板5以及后侧板6与散热气流的流动方向平行。

再进一步地，于系统箱体1的顶部并位于散热风扇8的上方设置有防护罩，防护罩为网状防护罩结构。

由上述可知，本实用新型提供了一种发热设备冷却用集成式液冷系统，在本实用新型中，该发热设备冷却用集成式液冷系统包括：系统箱体1；集成于系统箱体1内的制冷子系统，制冷子系统包括有压缩机2、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，压缩机2、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器依次连接并形成闭合的冷却液循环管路；水冷换热子系统，水冷换热子系统包括有换热管3，换热管3为盘管结构，蒸发器包括有蒸发器盘管4，换热管3与蒸发器盘管4接触、用于实现冷量的交换，换热管3以及蒸发器盘管4设置在换热框架中并形成换热板，换热板设置在系统箱体1中，换热管3的一端连接有出水管，换热管3的另一端连接有入水管，出水管与入水管连接有水冷换热片，水冷换热片通过出水管以及入水管与换热管3形成有用于换热水循环流动的闭合管路。

通过上述结构设计，本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统至少包括有如下有益效果：1、制冷子系统集成在系统箱体1中，可以有效减小整个液冷系统的体积，其不仅便于液冷系统的安装、摆放与使用，集成模块化的结构设计还方便维修；2、水冷换热子系统与制冷子系统之间的特殊结构，即将换热管3以及蒸发器盘管4设置在换热框架中并形成换热板，可以实现换热管3对冷量高效率的吸收，还能够最大程度地降低冷量的流失；3、本实用新型设置了散热风扇8，散热风扇8不仅能够对蒸发器进行风冷散热，还能够在冬季通过散热气流将环境中的冷量带到换热板中，在制冷子系统停机状态下，为换热管3持续提供冷量，保证电子设备的冷却效果，达到节能减排的目的。因此，本实用新型所提供的发热设备冷却用集成式液冷系统解决了现有液冷系统所存在的在冬季运行时无法有效利用环境冷量而存在的能源浪费问题。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，包括：

系统箱体(1)；

集成于所述系统箱体内的制冷子系统，所述制冷子系统包括有压缩机(2)、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀以及所述蒸发器依次连接并形成闭合的冷却液循环管路；

水冷换热子系统，所述水冷换热子系统包括有换热管(3)，所述换热管为盘管结构，所述蒸发器包括有蒸发器盘管(4)，所述换热管与所述蒸发器盘管接触、用于实现冷量的交换，所述换热管以及所述蒸发器盘管设置在换热框架中并形成换热板，所述换热板设置在系统箱体中，所述换热管的一端连接有出水管，所述换热管的另一端连接有入水管，所述出水管与所述入水管连接有水冷换热片，所述水冷换热片通过所述出水管以及所述入水管与所述换热管形成有用于换热水循环流动的闭合管路。

2.根据权利要求1所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

所述换热框架包括有前侧板(5)以及后侧板(6)，所述前侧板与所述后侧板间隔设置并形成有容纳空间，所述前侧板与所述后侧板之间设置有支撑柱，所述蒸发器盘管以及所述换热管设置在容纳空间中。

3.根据权利要求2所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

所述蒸发器盘管在平行于所述前侧板的平面内沿S形路线形成有一个盘管单元，在垂直于所述前侧板的方向上形成有多个所述盘管单元，全部的所述盘管单元串联设置，相邻的两个所述盘管单元之间间隔设置；

所述换热管设置在相邻的两个所述盘管单元之间。

4.根据权利要求3所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

所述换热管包括有换热单元管，所述换热单元管为U形管，所述换热单元管设置有多个，所述换热单元管的一端为换热单元管入水口，全部的所述换热单元管的换热单元管入水口通过第一汇总管路与所述入水管连接，所述换热单元管的另一端为换热单元管出水口，全部的所述换热单元管的换热单元管出水口通过第二汇总管路与所述出水管连接。

5.根据权利要求1所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

于所述系统箱体内设置有电控箱(7)，所述电控箱内设置有电控子系统。

6.根据权利要求4所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

于所述系统箱体的顶部设置有散热风扇(8)，由所述散热风扇在所述系统箱体内自上而下形成散热气流。

7.根据权利要求6所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

所述换热框架竖直设置，所述前侧板以及所述后侧板与散热气流的流动方向平行。

8.根据权利要求6所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

于所述系统箱体的顶部并位于所述散热风扇的上方设置有防护罩。

9.根据权利要求5所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

所述系统箱体包括有多个立面，其中一个所述立面设置有所述电控箱，其余的所述立面均为开放式窗口结构，于所述开放式窗口结构上设置有防护网。

10.根据权利要求1所述的发热设备冷却用集成式液冷系统，其特征在于，

于所述系统箱体的底部设置有滚轮组件(9)，所述滚轮组件为万向滚轮，所述滚轮组件设置有四个，四个所述滚轮组件均布于所述系统箱体的底面上。