CN219628169U - 一种散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热系统，包括逆变器组件、耗能装置、第一管路以及换热结构，逆变器组件包括发热件以及散热件，散热件与发热件贴合设置，散热件中具有适于容纳液相散热介质的容纳空腔，耗能装置与逆变器组件间隔设置，第一管路设置于散热件与耗能装置之间，换热结构设置于散热件与耗能装置之间。散热件中的液相散热介质在吸收热量蒸发转变成为高压饱和气相散热介质后，通过第一管路运输至耗能装置，高压饱和气相散热介质在耗能装置内转变成为低压气相散热介质，再由换热结构将低压气相散热介质转变成凝结液并传输回散热件。降低了换热结构中介质所需要释放的热量，提高了换热结构对介质的冷凝效率，从而提高了散热件的散热效率。

Description

一种散热系统

技术领域

本实用新型涉及电路散热技术领域，具体涉及一种散热系统。

背景技术

光伏逆变器可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压，转换为市电频率交流电的逆变器，用于反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。由于光伏逆变器会受到长期的太阳直射，所以逆变器的散热问题一直是业内人员关心的重点。

传统的逆变器散热，分为风冷和自然散热两种。其核心的散热思路都是利用散热器和空气的热交换，空气作为低温端，热量从高温的芯片向低温空气的自然转移，而散热器的温差、空气流速都影响散热效率。为了提高换热效率和增大换热量，就需要要不断的增加散热器的体积或者提高风扇的转速，这带来了噪音大以及体积笨重等问题。

因此，一种由液体作为冷却介质的散热装置应运而生，现有技术中的散热装置通过将冷板设置在逆变器发热端，并在冷板内设置若干冷却管路，另外再设置一套冷凝装置，冷却液在冷却管路中吸收发热端所发出的热量后蒸发为气态，气态介质进入冷凝装置后被重新凝结为冷却液，再次输入冷却管路对发热端进行吸热。但是，该结构的散热装置中蒸发产生的气态介质再次凝结为冷却液所需要释放的能量较多，一般的冷凝装置无法将气态介质快速地冷凝，从而无法达到较好的冷凝效果以及散热效果。

实用新型内容

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的散热装置由于冷凝装置的冷凝效果不佳，导致散热装置散热效果不佳的缺陷。

为此，本实用新型提供一种散热系统，包括：

逆变器组件，所述逆变器组件包括发热件以及散热件，所述散热件与所述发热件贴合设置，所述散热件中具有适于容纳液相散热介质的容纳空腔，所述液相散热介质适于在吸收所述发热件的热量后转变成高压饱和气相散热介质；

耗能装置，所述耗能装置与所述逆变器组件间隔设置，所述耗能装置适于在所述高压饱和气相散热介质的驱动下运动，并将所述高压饱和气相散热介质转变成低压气相散热介质；

第一管路，设置于所述散热件与所述耗能装置之间，所述第一管路适于将所述高压饱和气相散热介质运输至所述耗能装置；

换热结构，设置于所述散热件与所述耗能装置之间，所述换热结构适于对所述低压气相散热介质与外界进行热交换，并使其转变成凝结液传输回所述散热件。

可选地，上述的散热系统，所述换热结构包括通路以及设置在所述通路上的换热装置，所述通路适于连通所述耗能装置和所述散热件，所述换热装置适于放置在冷源中，以将所述低压气相散热介质与冷源进行热交换，并所述低压气相散热介质转变成为凝结液。

可选地，上述的散热系统，所述换热装置为具有冷凝腔的一冷凝室，所述通路包括第二管路和第三管路，所述冷凝室的入口端与所述第二管路连通，所述冷凝室的出口端与所述第三管路连通，所述冷凝室适于放置在冷源当中，所述冷源适于对所述冷凝腔内的所述低压气相散热介质进行冷却，以使其转变成所述凝结液。

可选地，上述的散热系统，所述换热装置为散热片组件，所述散热片组件设置于所述通路外壁面上，所述散热片适于放置在冷源当中，所述冷源适于对所述散热片组件进行冷却，所述散热片组件适于对所述通路中的介质进行散热。

可选地，上述的散热系统，所述散热件内具有毛细结构，所述毛细结构适于对所述凝结液施加毛细力，以使所述凝结液能够背向重力方向运动；和/或

所述毛细结构适于对所述液相散热介质施加毛细力，以使所述液相散热介质能够背向重力方向运动。

可选地，上述的散热系统，所述容纳空腔的出口端与所述第一管路连通，所述容纳空腔的入口端与所述第三管路连通，所述毛细结构靠近所述容纳空腔一侧具有至少一连接通孔，所述容纳空腔通过所述连接通孔与所述毛细结构连通，所述连接通孔适于将所述高压饱和气相散热介质运输至所述容纳空腔内。

可选地，上述的散热系统，还包括负压装置，所述负压装置与所述容纳空腔连通，所述负压装置适于在与外接电源电性连接时使所述容纳空腔内的压力下降。

可选地，上述的散热系统，所述耗能装置为叶轮机组件，所述叶轮机组件包括具有工作腔的壳体以及叶轮，所述工作腔的入口端与所述第一管路连通，所述工作腔的出口端与所述第二管路连通，所述叶轮适于在所述高压饱和气相散热介质的驱动下发生转动，并将所述高压饱和气相散热介质转变成低压气相散热介质。

可选地，上述的散热系统，所述叶轮包括叶片以及转轴，还包括负载件，所述负载件与所述转轴固定连接。

可选地，上述的散热系统，还包括单向阀以及流量控制阀，所述单向阀设置于所述第一管路上，所述流量控制阀设置于第三管路上，所述单向阀适于阻止所述高压饱和气相散热介质流回容纳空腔，所述流量控制阀适于控制凝结液的运输效率。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的散热系统，包括逆变器组件、耗能装置、第一管路以及换热结构，逆变器组件包括发热件以及散热件，散热件与发热件贴合设置，散热件中具有适于容纳液相散热介质的容纳空腔，液相散热介质适于在吸收发热件的热量后转变成高压饱和气相散热介质，耗能装置与逆变器组件间隔设置，耗能装置适于在高压饱和气相散热介质的驱动下运动，并将高压饱和气相散热介质转变成低压气相散热介质，第一管路设置于散热件与耗能装置之间，第一管路适于将高压饱和气相散热介质运输至耗能装置，换热结构设置于散热件与耗能装置之间，换热结构适于对低压气相散热介质与外界进行热交换，并使其转变成凝结液传输回散热件。

该结构的散热系统通过增设于逆变器组件间隔设置的耗能装置，以及设置于散热件与耗能装置之间的第一管路，可以使得散热件中的液相散热介质，在吸收热量蒸发转变成为高压饱和气相散热介质后，通过第一管路运输至耗能装置，高压饱和气相散热介质在耗能装置内转变成为低压气相散热介质，再由换热结构将低压气相散热介质转变成凝结液并传输回散热件。避免了高压饱和气相散热介质直接进入换热结构而导致的换热结构的冷凝效果不佳，转而先将高压饱和气相散热介质转变成为低压气相散热介质，再通入换热结构进行冷凝，降低了换热结构中介质所需要释放的热量，提高了换热结构对介质的冷凝效率，从而提高了散热件的散热效率。

2.本实用新型提供的散热系统，散热件内具有毛细结构，毛细结构适于对凝结液施加毛细力，以使凝结液能够背向重力方向运动，和/或毛细结构适于对液相散热介质施加毛细力，以使液相散热介质能够背向重力方向运动。该结构的散热系统通过在散热件内设置毛细结构，毛细结构可以对凝结液和液相散热介质施加毛细力，从而凝结液和液相散热介质可以获得背向重力方向的力，进而可以自发地背向重力方向运动，最终实现在无需额外驱动装置的情况下实现散热件内的介质循环，简化了散热系统的设备和工序，避免了不必要的能量消耗，降低了该结构的散热系统对资源的消耗。

3.本实用新型提供的散热系统，容纳空腔的出口端与第一管路连通，容纳空腔的入口端与第三管路连通，毛细结构靠近容纳空腔一侧具有至少一连接通孔，容纳空腔通过连接通孔与毛细结构连通，连接通孔适于将高压饱和气相散热介质运输至容纳空腔内。通过设置出口端和入口端分别与与第一管路以及第三管路连通的容纳空腔，并在容纳空腔与毛细结构之间设置连接通孔，可以使得毛细结构中的液相散热介质和凝结液蒸发成为高压饱和气相散热介质后能够进入容纳空腔，再通过第一管路通向耗能装置，为高压饱和气相散热介质提供了容纳空间以及运动空间，提高了其传输的效率，使之能够在一定时间内尽量多地被传输至耗能装置，从而提高了耗能装置的耗能效率以及换热结构的冷凝效率，进而提高了该结构的散热系统的散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例1中所提供的散热系统的结构框图；

图2为本实用新型的实施例1中所提供的散热件内的温熵图以及焓熵图；

图3为本实用新型的实施例1中所提供的包含多个逆变器组件的散热系统的结构框图；

图4为本实用新型的实施例1中所提供的逆变器组件的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例1中所提供的耗能装置的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例1中所提供的以散热片组件为换热装置的散热系统的结构框图；

图7为本实用新型的实施例1中所提供的以冷凝室为换热装置的散热系统的结构框图；

附图标记说明：

1-发热件；

2-散热件；21-毛细结构；22-容纳空腔；

3-耗能装置；31-叶轮；32-负载件；

4-第一管路；

51-第二管路；52-第三管路；53-换热装置；

6-单向阀；

7-流量控制阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种散热系统，如图1至图7所示，包括逆变器组件、耗能装置3、第一管路4以及换热结构，逆变器组件包括发热件1以及散热件2，散热件2与发热件1贴合设置，散热件2中具有适于容纳液相散热介质的容纳空腔22，液相散热介质适于在吸收发热件的热量后转变成高压饱和气相散热介质，耗能装置3与逆变器组件间隔设置，耗能装置3适于在高压饱和气相散热介质的驱动下运动，并将高压饱和气相散热介质转变成低压气相散热介质，第一管路4设置于散热件2与耗能装置3之间，第一管路4适于将高压饱和气相散热介质运输至耗能装置3，换热结构设置于散热件2与耗能装置3之间，换热结构适于对低压气相散热介质与外界进行热交换，并使其转变成凝结液传输回散热件2。具体在本实施例中，发热件1为逆变器。

该结构的散热系统通过增设于逆变器组件间隔设置的耗能装置3，以及设置于散热件2与耗能装置3之间的第一管路4，可以使得散热件2中的液相散热介质，在吸收热量蒸发转变成为高压饱和气相散热介质后，通过第一管路4运输至耗能装置3，高压饱和气相散热介质在耗能装置3内转变成为低压气相散热介质，再由换热结构将低压气相散热介质转变成凝结液并传输回散热件2。避免了高压饱和气相散热介质直接进入换热结构而导致的换热结构的冷凝效果不佳，转而先将高压饱和气相散热介质转变成为低压气相散热介质，再通入换热结构进行冷凝，降低了换热结构中介质所需要释放的热量，提高了换热结构对介质的冷凝效率，从而提高了散热件2的散热效率。

如图2所示，散热系统中的液相散热介质蒸发过程中冷媒的热力状态类似朗肯循环，在温熵图T-S和焓熵图h-S图上各阶段的热力过程中，D-A-B为散热件2内的不可逆加热和蒸发过程，B-C为耗能装置3的等熵膨胀过程，C-D为换热装置53中的等温冷凝过程。A为温度T时的饱和液体，B为温度T时的饱和气体。液相散热介质的吸热量为hB-hD，膨胀做功耗散的能量为hB-hC，换热装置53内耗散的能量为hC-hD。液相散热介质的热力过程与朗肯循环区别在于液相散热介质仅被加热蒸发至饱和状态，没有达到过热状态。

本实施例提供的散热系统，如图6和图7所示，换热结构包括通路以及设置在通路上的换热装置53，通路适于连通耗能装置3和散热件2，换热装置53适于放置在冷源中，以将低压气相散热介质与冷源进行热交换，并低压气相散热介质转变成为凝结液。

作为本实施例的一种可实施方式，如图7所示，换热装置53为具有冷凝腔的一冷凝室，通路包括第二管路51和第三管路52，冷凝室的入口端与第二管路51连通，冷凝室的出口端与第三管路52连通，冷凝室适于放置在冷源当中，冷源适于对冷凝腔内的低压气相散热介质进行冷却，以使其转变成凝结液。

作为本实施例的另一种可实施方式，如图6所示，换热装置53为散热片组件，散热片组件设置于通路外壁面上，散热片适于放置在冷源当中，冷源适于对散热片组件进行冷却，散热片组件适于对通路中的介质进行散热。

具体地，本实施例对冷源的种类不进行限定，其可以为外部空气、地下土壤或生活用水等，只要可以实现对换热装置53进行冷却即可。其中，地下2米左右的土壤的温度常年低于18℃，是非常好的冷源，可以来代替湿蒸气朝空气散热，而当生活用水作为冷源时被加热后的生活用水可用来洗澡、洗衣等循环使用。

本实施例提供的散热系统，如图4所示，散热件2内具有毛细结构21，毛细结构21适于对凝结液施加毛细力，以使凝结液能够背向重力方向运动，另外，毛细结构21适于液相散热介质施加毛细力，以使液相散热介质能够背向重力方向运动。在散热件2中，液相的组成成分往往并不是单一的，而是由液相散热介质与凝结液共同组成。此处的共同组成应理解为，散热件2中充入的初始的液相散热介质与从第三管路52流入散热件2的凝结液，二者的成分理论上相同，此处采用两种命名仅仅是为了对两种液相介质进行来源区分。该结构的散热系统通过在散热件2内设置毛细结构21，毛细结构21可以对凝结液和液相散热介质施加毛细力，从而凝结液和液相散热介质可以获得背向重力方向的力，进而可以自发地背向重力方向运动，最终实现在无需额外驱动装置的情况下实现散热件2内的介质循环，简化了散热系统的设备和工序，避免了不必要的能量消耗，降低了该结构的散热系统对资源的消耗。

本实施例提供的散热系统，容纳空腔22的出口端与第一管路4连通，容纳空腔22的入口端与第三管路52连通，毛细结构21靠近容纳空腔22一侧具有至少一连接通孔，容纳空腔22通过连接通孔与毛细结构21连通，连接通孔适于将高压饱和气相散热介质运输至容纳空腔22内。通过设置出口端和入口端分别与与第一管路4以及第三管路52连通的容纳空腔22，并在容纳空腔22与毛细结构21之间设置连接通孔，可以使得毛细结构21中的液相散热介质和凝结液蒸发成为高压饱和气相散热介质后能够进入容纳空腔22，再通过第一管路4通向耗能装置3，为高压饱和气相散热介质提供了容纳空间以及运动空间，提高了其传输的效率，使之能够在一定时间内尽量多地被传输至耗能装置3，从而提高了耗能装置3的耗能效率以及换热结构的冷凝效率，进而提高了该结构的散热系统的散热效率。

本实施例提供的散热系统，还包括负压装置，负压装置与容纳空腔22连通，负压装置适于在与外接电源电性连接时使容纳空腔22内的压力下降。散热件2内的液相散热介质吸收发热件的热量，循环回路中的压强被控制使其在较低温下即可蒸发。为了保证散热件2的温度足够低，需要冷媒在较低温度时蒸发，回路内要保证足够的真空度。例如，散热件2的温度设定为70℃，液相散热介质为水时，回路中压力维持在0.3bar。例如，冷媒为乙醇时，回路中压力维持在0.9bar。

本实施例提供的散热系统，如图5所示，耗能装置3为叶轮机组件，叶轮机组件包括具有工作腔的壳体以及叶轮31，工作腔的入口端与第一管路4连通，工作腔的出口端与第二管路51连通，叶轮31适于在高压饱和气相散热介质的驱动下发生转动，并将高压饱和气相散热介质转变成低压气相散热介质。散热件2容纳空腔22流出的气体会通过第一管路4喷向叶片，对叶片膨胀做功，释放潜热从而凝结，形成含有凝结液的湿蒸汽。叶轮31为一组等间排列的叶片和滚轴，滚轴上安装转动负载，叶轮31外有封闭的结构构成密闭冷凝室。第一管路4内的饱和蒸气膨胀做功推动叶片转动，通过转动负载消耗能量，释放潜热凝结。

本实施例提供的散热系统，如图6和图7所示，还包括单向阀6以及流量控制阀7，单向阀6设置于第一管路4上，流量控制阀7设置于第三管路52上，单向阀6适于阻止高压饱和气相散热介质流回容纳空腔22，流量控制阀7适于控制凝结液的运输效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种散热系统，其特征在于，包括：

逆变器组件，所述逆变器组件包括发热件(1)以及散热件(2)，所述散热件(2)与所述发热件(1)贴合设置，所述散热件(2)中具有适于容纳液相散热介质的容纳空腔(22)，所述液相散热介质适于在吸收所述发热件(1)的热量后转变成高压饱和气相散热介质；

耗能装置(3)，所述耗能装置(3)与所述逆变器组件间隔设置，所述耗能装置(3)适于在所述高压饱和气相散热介质的驱动下运动，并将所述高压饱和气相散热介质转变成低压气相散热介质；

第一管路(4)，设置于所述散热件(2)与所述耗能装置(3)之间，所述第一管路(4)适于将所述高压饱和气相散热介质运输至所述耗能装置(3)；

换热结构，设置于所述散热件(2)与所述耗能装置(3)之间，所述换热结构适于对所述低压气相散热介质与外界进行热交换，并使其转变成凝结液传输回所述散热件(2)。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述换热结构包括通路以及设置在所述通路上的换热装置(53)，所述通路适于连通所述耗能装置(3)和所述散热件(2)，所述换热装置(53)适于放置在冷源中，以将所述低压气相散热介质与冷源进行热交换，并所述低压气相散热介质转变成为凝结液。

3.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述换热装置(53)为具有冷凝腔的一冷凝室，所述通路包括第二管路(51)和第三管路(52)，所述冷凝室的入口端与所述第二管路(51)连通，所述冷凝室的出口端与所述第三管路(52)连通，所述冷凝室适于放置在冷源当中，所述冷源适于对所述冷凝腔内的所述低压气相散热介质进行冷却，以使其转变成所述凝结液。

4.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述换热装置(53)为散热片组件，所述散热片组件设置于所述通路外壁面上，所述散热片适于放置在冷源当中，所述冷源适于对所述散热片组件进行冷却，所述散热片组件适于对所述通路中的介质进行散热。

5.根据权利要求3所述的散热系统，其特征在于，所述散热件(2)内具有毛细结构(21)，所述毛细结构(21)适于对所述凝结液施加毛细力，以使所述凝结液能够背向重力方向运动；和/或

所述毛细结构(21)适于对所述液相散热介质施加毛细力，以使所述液相散热介质能够背向重力方向运动。

6.根据权利要求5所述的散热系统，其特征在于，所述容纳空腔(22)的出口端与所述第一管路(4)连通，所述容纳空腔(22)的入口端与所述第三管路(52)连通，所述毛细结构(21)靠近所述容纳空腔(22)一侧具有至少一连接通孔，所述容纳空腔(22)通过所述连接通孔与所述毛细结构(21)连通，所述连接通孔适于将所述高压饱和气相散热介质运输至所述容纳空腔(22)内。

7.根据权利要求6所述的散热系统，其特征在于，还包括负压装置，所述负压装置与所述容纳空腔(22)连通，所述负压装置适于在与外接电源电性连接时使所述容纳空腔(22)内的压力下降。

8.根据权利要求3所述的散热系统，其特征在于，所述耗能装置(3)为叶轮机组件，所述叶轮机组件包括具有工作腔的壳体以及叶轮(31)，所述工作腔的入口端与所述第一管路(4)连通，所述工作腔的出口端与所述第二管路(51)连通，所述叶轮(31)适于在所述高压饱和气相散热介质的驱动下发生转动，并将所述高压饱和气相散热介质转变成低压气相散热介质。

9.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述叶轮(31)包括叶片以及转轴，还包括负载件(32)，所述负载件(32)与所述转轴固定连接。

10.根据权利要求1-9任一项中所述的散热系统，其特征在于，还包括单向阀(6)以及流量控制阀(7)，所述单向阀(6)设置于所述第一管路(4)上，所述流量控制阀(7)设置于第三管路(52)上，所述单向阀(6)适于阻止所述高压饱和气相散热介质流回容纳空腔(22)，所述流量控制阀(7)适于控制凝结液的运输效率。