一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，包括電子設(shè)備及電氣控制箱，所述電子設(shè)備的輸入端連接有形成冷卻液出口的電磁閥Ⅱ、輸出端連接有形成回液口的閘閥Ⅲ，回液口連通至水箱，所述水箱與電磁閥Ⅱ之間設(shè)有可對回液進(jìn)行降溫、并輸出至冷卻液出口的循環(huán)回路；所述循環(huán)回路包括在水箱出口順次設(shè)置的循環(huán)泵Ⅰ、安全閥Ⅰ、流量計Ⅰ、閘閥Ⅰ、單向閥Ⅰ、過濾器、電磁閥Ⅰ、溫度傳感器Ⅰ、半導(dǎo)體水冷模組Ⅰ、溫度傳感器Ⅱ，所述溫度傳感器Ⅱ連接至電磁閥Ⅱ；且溫度傳感器Ⅱ通過電磁閥Ⅲ回連至水箱。所述半導(dǎo)體水冷模組設(shè)為串聯(lián)的多個；所述水箱上設(shè)有排氣閥，水箱內(nèi)設(shè)有液位計及電加熱絲。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、可靠性高、易于調(diào)控。
【專利說明】
一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電子設(shè)備熱設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]熱設(shè)計即電子設(shè)備熱設(shè)計，電子設(shè)備內(nèi)的電子元器件一般都有使用溫度范圍，而電子元器件一般都有一定的熱耗(發(fā)熱量)，如果不采取措施，電子設(shè)備內(nèi)環(huán)境溫度就會超過電子元器件容許的溫度范圍，超過電子元器件溫度范圍后會出現(xiàn)性能下降、不能工作直至燒毀，且環(huán)境溫度過低，電子元器件亦無法正常工作。一般熱設(shè)計方法有自然冷卻、強迫風(fēng)冷、液冷、熱管等。在溫差400C，強迫風(fēng)冷冷卻熱流密度極限為0.3lff/cm2，強迫液冷冷卻熱流密度極限為160W/cm2o
[0003]由于電子設(shè)備熱流密度越來越高，普通強迫風(fēng)冷滿足不了某些電子設(shè)備熱設(shè)計要求，現(xiàn)在越來越多的電子設(shè)備熱設(shè)計采用液冷。現(xiàn)在液冷源有兩種，一種被動式液冷源，其有循環(huán)栗、管翅式換熱器、風(fēng)機、水箱、分液器、冷卻液、匯液器、儀表等組成，由冷卻液對電子設(shè)備進(jìn)行冷卻，冷卻液對電子設(shè)備冷卻后被加熱，由循環(huán)栗江冷卻液抽取到管翅式換熱器，由風(fēng)機吹動空氣對管翅式換熱器中的冷卻液進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷卻液再次循環(huán);另一種是蒸汽壓縮式主動液冷源，其有循環(huán)栗、壓縮機、管翅式換熱器、板式換熱器、水箱、分液器、冷卻液、匯液器、儀表等組成，其由冷卻液對電子設(shè)備進(jìn)行冷卻，冷卻液對電子設(shè)備冷卻后被加熱，由循環(huán)栗將冷卻液抽取到板式換熱器，由制冷劑對冷卻液進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷卻液再次循環(huán)，制冷劑載板式換熱器等壓蒸發(fā)后變成飽和蒸汽，經(jīng)過壓縮機壓縮后變成高壓、高溫過飽和蒸汽，接著高溫高壓過飽和蒸汽在管翅式換熱器中由風(fēng)機吹動空氣對其冷卻，經(jīng)等壓冷卻后制冷劑變成液體，制冷劑經(jīng)節(jié)流閥后變成低壓液態(tài)制冷劑，再次進(jìn)入板式換熱器循環(huán)。
[0004]被動式液冷源主要缺點有輸出冷卻劑溫度隨環(huán)境溫度變化，不能主動調(diào)控。蒸汽壓縮式主動液冷源，由于引入壓縮機，其可靠性不如被動式液冷源，且體積比被動式液冷源過大。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型針對蒸汽壓縮式主動液冷源的不足，提供了一種體積較小、可靠性高、易于調(diào)控的電子設(shè)備液冷源系統(tǒng);該系統(tǒng)易于后期擴展具有較強的實用性。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，包括電子設(shè)備及電氣控制箱，所述電子設(shè)備的輸入端連接有形成冷卻液出口的電磁閥π、輸出端連接有形成回液口的閘閥m，回液口連通至水箱，所述水箱與電磁閥π之間設(shè)有可對回液進(jìn)行降溫、并輸出至冷卻液出口的循環(huán)回路；
[0008]所述循環(huán)回路包括在水箱出口順次設(shè)置的循環(huán)栗1、安全閥1、流量計1、閘閥1、單向閥1、過濾器、電磁閥1、溫度傳感器1、半導(dǎo)體水冷模組、溫度傳感器Π，所述溫度傳感器Π連接至電磁閥π;且溫度傳感器π通過電磁閥m回連至水箱。
[0009]優(yōu)選的，所述閘閥m與水箱之間還順次連接有流量計m、溫度傳感器m。
[0010]優(yōu)選的，所述循環(huán)回路中還并列設(shè)置有循環(huán)栗π、安全閥π、流量計π、閘閥π、單向閥π，其中循環(huán)栗π連接在水箱的出口處、單向閥π與過濾器連通；當(dāng)循環(huán)栗1、安全閥1、流量計1、閘閥1、單向閥I正常工作時，循環(huán)栗π關(guān)閉、閘閥π打開。
[0011 ]優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體水冷模組設(shè)為串聯(lián)的多個。
[0012]優(yōu)選的，所述水箱上設(shè)有排氣閥，水箱內(nèi)設(shè)有液位計及電加熱絲。
[0013]本實用新型的有益效果在于:
[0014]I)、本實用新型采用基于半導(dǎo)體水冷模組建立的液冷源，沒有蒸汽壓縮式液冷源的壓縮機、板式換熱器、冷凝器等部件，使得本實用新型結(jié)構(gòu)體積上和可靠性上都比蒸汽壓縮式主動液冷源更優(yōu)越。
[0015]2)、本實用新型采用的半導(dǎo)體水冷模組具有電壓控制制冷量特性，所以它可以主動調(diào)節(jié)制冷量，比起被動式液冷源其具有更寬泛的溫度工作范圍和可控性(冷卻液出口溫度可調(diào))。同時，由于半導(dǎo)體水冷模組可以通過電壓調(diào)節(jié)其制冷量，控制方法簡單，易于實現(xiàn)。
[0016]3)、由于本實用新型中半導(dǎo)體水冷模組可在-60?150°C環(huán)境工作，其工作環(huán)境溫度寬于其它液冷源，具有更大的應(yīng)用前景。
[0017]4)、通過調(diào)節(jié)半導(dǎo)體水冷模組輸入電壓方向可以方便地對冷卻液進(jìn)行加熱，從而實現(xiàn)對電子設(shè)備的加熱，使其能夠在低溫下啟動及工作。
[0018]5)本實用新型基于半導(dǎo)體水冷模組建立的液冷源在實際生產(chǎn)時，可以根據(jù)實際要求方便地擴展，只要將數(shù)個水冷模組串入液冷系統(tǒng)即可在不作其它改變的基礎(chǔ)上增加液冷源功率，為電子設(shè)備提供更大的制冷量，適合多批次，小批量生產(chǎn)，也可以在使用現(xiàn)場根據(jù)具體情況修改，具有很好的適應(yīng)性和實用性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)簡示圖。
[0020]圖中標(biāo)注符號的含義如下:
[0021]1-電磁閥Π 2-電子設(shè)備3-閘閥m 30-流量計m
[0022]31-溫度傳感器m 4-水箱40-排氣閥41-液位計
[0023]42-電加熱絲50-循環(huán)栗I 51-安全閥I 52-流量計I
[0024]53-閘閥I 54-單向閥I 500-循環(huán)栗Π 510-安全閥Π
[0025]520-流量計Π 530-閘閥Π 540-單向閥Π 6-過濾器
[0026]7-電磁閥I 80-溫度傳感器I 81-溫度傳感器Π
[0027]9-半導(dǎo)體水冷模組10-電磁閥m
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0029]本實用新型中半導(dǎo)體水冷模組由半導(dǎo)體制冷片(TEC)、散熱翅、冷板、風(fēng)扇、隔熱材料、界面材料等組成。半導(dǎo)體制冷器工作原理:當(dāng)輸入電功率，半導(dǎo)體制冷器會有一面制熱，與之相對的一面制冷，能夠?qū)⒗涿娴臒崃砍槿〉綗崦?。半?dǎo)體制冷模組工作原理:當(dāng)TEC輸入正向電壓時，半導(dǎo)體制冷器一面發(fā)熱、一面制冷，冷面通過冷板吸收冷卻液的熱量從而對冷卻液進(jìn)行冷卻，即完成了將冷卻液的熱量抽取，被抽取的熱量會在熱面通過散熱翅排入環(huán)境的過程；當(dāng)TEC輸入反向電壓時，半導(dǎo)體制冷片冷熱面反向，冷面通過散熱翅吸收環(huán)境的熱量，被吸收的熱量通過熱面冷板排出到冷卻液中，從而完成了對冷卻液的加熱過程。
[0030]半導(dǎo)體水冷模組制冷定義為半導(dǎo)體水冷模組從冷卻液中抽取熱量，排入環(huán)境中。半導(dǎo)體水冷模組制熱定義為半導(dǎo)體水冷模組從空氣中抽取熱量，排入冷卻液中。
[0031 ] 一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，包括電子設(shè)備2及電氣控制箱，所述電子設(shè)備2的輸入端連接有形成冷卻液出口的電磁閥Π 1、輸出端連接有形成回液口的閘閥ΙΠ3，回液口連通至水箱4，所述水箱4與電磁閥Π I之間設(shè)有可對回液進(jìn)行降溫、并輸出至冷卻液出口的循環(huán)回路;所述循環(huán)回路包括在水箱4出口順次設(shè)置的循環(huán)栗150、安全閥151、流量計152、閘閥I53、單向閥154、過濾器6、電磁閥17、溫度傳感器180、半導(dǎo)體水冷模組9、溫度傳感器Π 81，所述溫度傳感器Π81連接至電磁閥Π I;且溫度傳感器Π81通過電磁閥ΙΠ10回連至水箱4。
[0032]所述閘閥m3與水箱4之間還順次連接有流量計ΙΠ30、溫度傳感器ΙΠ31。
[0033]所述循環(huán)回路中還并列設(shè)置有循環(huán)栗Π 500、安全閥Π 510、流量計Π 520、閘閥Π530、單向閥Π 540作為備份，其中循環(huán)栗Π 500連接在水箱4的出口處、單向閥Π 540與過濾器6連通；當(dāng)循環(huán)栗150、安全閥151、流量計152、閘閥153、單向閥154正常工作時，循環(huán)栗Π500關(guān)閉、閘閥Π 530打開。
[0034]所述半導(dǎo)體水冷模組9設(shè)為串聯(lián)的多個，以提高制冷量。
[0035]所述水箱4上設(shè)有排氣閥40，水箱4內(nèi)設(shè)有液位計41及電加熱絲42。
[0036]下面結(jié)合附圖對本實用新型的工作原理做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0037]系統(tǒng)工作前，打開閘閥153、閘閥Π530、閘閥ΙΠ3，電氣控制箱通電。首先，電氣控制箱通過人機接口或者通信接口輸入液冷源冷卻液的輸出溫度及流量，電氣控制箱關(guān)閉電磁閥Π 1、完全打開電磁閥ΙΠ1、調(diào)節(jié)電磁閥17開度、完成流量調(diào)節(jié)。
[0038]其次，電氣控制箱啟動循環(huán)栗150，冷卻液經(jīng)過安全閥151、流量計152、閘閥153、單向閥154、過濾器6、溫度傳感器180、半導(dǎo)體水冷模組9、溫度傳感器Π 81、電磁閥ΙΠ1、水箱4完成一個循環(huán);在循環(huán)中電氣控制箱檢測溫度傳感器Π 81的溫度，與通過人機接口或者通過通信得到的溫度比較，通過模糊PID算法，改變半導(dǎo)體水冷模組9的輸入電壓，改變半導(dǎo)體水冷模制冷量，從而改變冷卻液的溫度，直到冷卻液溫度達(dá)到人機接口或者通過通信得到的溫度。
[0039]最后，電氣控制箱打開電磁閥Π 81、關(guān)閉電磁閥m 10，負(fù)載(電子設(shè)備2)被冷卻液冷卻，冷卻液被負(fù)載加熱，被加熱后的冷卻液經(jīng)閘閥m3、流量計ΙΠ30、溫度傳感器ΙΠ31、水箱4、安全閥151、流量計152、閘閥153、單向閥154、過濾器6、溫度傳感器180到達(dá)半導(dǎo)體水冷模組9;在半導(dǎo)體水冷模組9中冷卻液熱量被抽出從而降低冷卻液溫度，半導(dǎo)體水冷模組9最后將從冷卻液抽出的熱量排出環(huán)境，從而完成了冷卻液的冷卻，冷卻后的冷卻液經(jīng)過溫度傳感器Π 81、壓力傳感器、再到電子設(shè)備2完成一個循環(huán)。電氣控制箱通過檢測溫度傳感器Π81的溫度，與通過人機接口或者通過通信得到的溫度比較，通過模糊PID算法，改變半導(dǎo)體水冷模組9的輸入電壓，改變半導(dǎo)體水冷模制冷量，從而改變冷卻液的溫度，直到冷卻液的溫度達(dá)到人機接口或者通過通信得到的溫度，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0040]系統(tǒng)水箱4中的排氣閥40起排除冷卻液中的空氣，減少氣塞的作用;液位計41用于測量水箱液位;水箱4起存儲冷卻液和緩沖的作用；電加熱絲42用于在低溫時啟動防凍作用。
【主權(quán)項】
1.一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，包括電子設(shè)備(2)及電氣控制箱，其特征在于:所述電子設(shè)備(2)的輸入端連接有形成冷卻液出口的電磁閥Π (I)、輸出端連接有形成回液口的閘閥m(3)，回液口連通至水箱(4)，所述水箱(4)與電磁閥Π (I)之間設(shè)有可對回液進(jìn)行降溫、并輸出至冷卻液出口的循環(huán)回路； 所述循環(huán)回路包括在水箱(4)出口順次設(shè)置的循環(huán)栗1(50)、安全閥1(51)、流量計I(52)、閘閥1(53)、單向閥1(54)、過濾器(6)、電磁閥1(7)、溫度傳感器1(80)、半導(dǎo)體水冷模組(9)、溫度傳感器Π (81)，所述溫度傳感器Π (81)連接至電磁閥Π (I);且溫度傳感器Π(81)通過電磁閥m(1)回連至水箱(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，其特征在于:所述閘閥ΙΠ(3)與水箱(4)之間還順次連接有流量計m (30)、溫度傳感器m (31)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)回路中還并列設(shè)置有循環(huán)栗Π (500)、安全閥Π (510)、流量計Π (520)、閘閥Π (530)、單向閥Π (540)，其中循環(huán)栗Π (500)連接在水箱(4)的出口處、單向閥Π (540)與過濾器(6)連通；當(dāng)循環(huán)栗I(50)、安全閥I (51)、流量計I (52)、閘閥I (53)、單向閥I (54)正常工作時，循環(huán)栗Π (500)關(guān)閉、閘閥Π (530)打開。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，其特征在于:所述半導(dǎo)體水冷模組(9)設(shè)為串聯(lián)的多個。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子設(shè)備液冷源系統(tǒng)，其特征在于:所述水箱(4)上設(shè)有排氣閥(40)，水箱(4)內(nèi)設(shè)有液位計(41)及電加熱絲(42)。
【文檔編號】H05K7/20GK205491620SQ201620206631
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】胡城鎮(zhèn), 朱云飛
【申請人】安徽四創(chuàng)電子股份有限公司