專利名稱：一種水冷散熱系統(tǒng)及電力電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可排出循環(huán)回路中產(chǎn)生的氣泡的水 冷散熱系統(tǒng)。本實用新型還涉及一種具有上述水冷散熱系統(tǒng)的電力電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
電力電子設(shè)備通常采用水冷散熱系統(tǒng)對其各部件進行散熱冷卻，以便及時將電力 電子設(shè)備在工作過程中產(chǎn)生的熱量散去，保證電力電子設(shè)備能夠正常工作。水冷散熱系統(tǒng)通常包括散熱器、循環(huán)泵及管路，散熱器、循環(huán)泵通過管路構(gòu)成循環(huán) 回路，循環(huán)液可在循環(huán)回路中進行循環(huán)。散熱器通常采用風(fēng)冷散熱器、在靠近風(fēng)冷散熱器的 位置設(shè)有散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇對散熱器內(nèi)的循環(huán)液進行散熱。吸收了電力電子設(shè)備所產(chǎn)生的熱量的循環(huán)液，從需要散熱的電力電子設(shè)備處回流 進入散熱器內(nèi)，經(jīng)散熱器將熱量散至大氣中，經(jīng)散熱器散熱降溫后的循環(huán)液再經(jīng)過循環(huán)泵 的加壓，再次進入需要散熱的電力電子設(shè)備內(nèi)，繼續(xù)對電力電子設(shè)備進行散熱；循環(huán)液在循 環(huán)泵的泵送作用下，不斷地在循環(huán)回路中進行循環(huán)。這種結(jié)構(gòu)的水冷散熱系統(tǒng)，循環(huán)液在循環(huán)過程中，循環(huán)回路中容易產(chǎn)生氣泡，氣泡 會嚴(yán)重影響其散熱效率，導(dǎo)致散熱效率較低，水冷散熱系統(tǒng)的散熱量通常與電力電子設(shè)備 的發(fā)熱量是相匹配的，若水冷散熱系統(tǒng)的散熱效率降低，將會影響電力電子設(shè)備的正常工 作。另外，有些電力電子設(shè)備在啟動時，對水冷散熱系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)液的初始溫度有一 定的要求，尤其是冬天，電力電子設(shè)備在低溫環(huán)境下往往不能正常啟動。因此，如何排出循環(huán)回路中產(chǎn)生的氣泡、提高水冷散熱系統(tǒng)的散熱效率，成為本領(lǐng) 域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的第一個目的是提供一種水冷散熱系統(tǒng)，該水冷散熱系統(tǒng)可排出循環(huán) 回路中產(chǎn)生的氣泡、具有較高的散熱效率。本實用新型的第二個目的是提供一種具有上述 水冷散熱系統(tǒng)的電力電子設(shè)備。為了實現(xiàn)上述第一個目的，本實用新型提供了一種水冷散熱系統(tǒng)，包括散熱器、循 環(huán)泵，所述散熱器、所述循環(huán)泵通過管路構(gòu)成循環(huán)回路，所述管路上設(shè)有具有預(yù)設(shè)容積的水 箱。優(yōu)選的，所述水箱的側(cè)面設(shè)有與該水箱連通的排氣閥。優(yōu)選的，所述水箱的側(cè)面設(shè)有與該水箱連通的膨脹罐。優(yōu)選的，所述水箱內(nèi)設(shè)有加熱裝置。優(yōu)選的，所述水箱設(shè)于靠近所述散熱器的出液口處的管路上。優(yōu)選的，所述管路上還設(shè)有用于測量管路內(nèi)液體壓力的壓力表。優(yōu)選的，所述管路上還設(shè)有安全閥。[0016]優(yōu)選的，所述水箱呈管狀。本實用新型提供的水冷散熱系統(tǒng)在構(gòu)成循環(huán)回路的管路上設(shè)有具有一定容積的 水箱，水箱的截面面積要大于管路的截面面積。循環(huán)液在循環(huán)回路中進行循環(huán)時，循環(huán)液從 管路中進入水箱時，循環(huán)液將從管路中的層流狀態(tài)變成紊流狀態(tài)，循環(huán)液中的氣泡將在水 箱內(nèi)聚集，循環(huán)液從水箱內(nèi)流出再進入管路中時，循環(huán)液中將不再含有氣泡，可將氣泡從循 環(huán)回路中排出，氣泡將不再影響水冷散熱系統(tǒng)的散熱效率，即該水冷散熱系統(tǒng)具有較高的 散熱效率，進而可保證電力電子設(shè)備始終處于正常工作狀態(tài)。優(yōu)選方案中，水箱內(nèi)設(shè)于加熱裝置。若環(huán)境溫度較低時，電力電子設(shè)備在啟動之 前，可通過加熱裝置將水箱內(nèi)的循環(huán)液進行加熱，進而使得循環(huán)回路中的循環(huán)液滿足初始 溫度要求，可使得電力電子設(shè)備在低溫環(huán)境下可以正常啟動。為了實現(xiàn)上述第二個目的，本實用新型還提供了一種電力電子設(shè)備，該電力電子 設(shè)備包括上述的水冷散熱系統(tǒng)，由于上述水冷散熱系統(tǒng)具備上述技術(shù)效果，具有該水冷散 熱系統(tǒng)的電力電子設(shè)備也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。

圖1為本實用新型所提供的水冷散熱系統(tǒng)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中水冷散熱系統(tǒng)的工作原理框圖；其中，圖1-圖2中散熱器1、循環(huán)泵2、水箱3、排氣閥4、加熱裝置5、膨脹罐6、散熱風(fēng)扇7、壓力表8、 安全閥9、流量計10、加水閥11、排水閥12。
具體實施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具 體實施方式對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。請參考圖1、圖2，圖1為本實用新型所提供的水冷散熱系統(tǒng)的一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中水冷散熱系統(tǒng)的工作原理框圖。如圖1、圖2所示，本實用新型所提供的水冷卻散熱系統(tǒng)包括散熱器1、循環(huán)泵2及 管路，循環(huán)泵2、散熱器1通過管路構(gòu)成循環(huán)回路，循環(huán)液可在循環(huán)回路中進行循環(huán)，散熱器 1通常采用風(fēng)冷散熱器1，在靠近風(fēng)冷散熱器1的位置設(shè)有散熱風(fēng)扇7，散熱風(fēng)扇7對散熱器 1內(nèi)的循環(huán)液進行散熱。吸收了電力電子設(shè)備所產(chǎn)生的熱量的循環(huán)液，從需要散熱的電力電子設(shè)備處回流 進入散熱器1內(nèi)，經(jīng)散熱器1將熱量散至大氣中，經(jīng)散熱器1散熱降溫后的循環(huán)液再經(jīng)過循 環(huán)泵2的加壓，再次進入需要散熱的電力電子設(shè)備內(nèi)，繼續(xù)對電力電子設(shè)備進行散熱；循環(huán) 液在循環(huán)泵2的泵送作用下，不斷地在循環(huán)回路中進行循環(huán)。構(gòu)成循環(huán)回路的管路上設(shè)有具有一定容積的水箱3，水箱3的截面面積大于管路 的截面面積。循環(huán)液在循環(huán)回路中進行循環(huán)時，循環(huán)液從管路中進入水箱3時，循環(huán)液將從管 路中的層流狀態(tài)變成紊流狀態(tài)，循環(huán)液中的氣泡將在水箱3內(nèi)聚集，循環(huán)液從水箱3內(nèi)流出 再進入管路中時，循環(huán)液中將不再含有氣泡，可將氣泡從循環(huán)回路中排出，氣泡將不再影響水冷散熱系統(tǒng)的散熱效率，即該水冷散熱系統(tǒng)具有較高的散熱效率，進而可保證電力電子 設(shè)備始終處于正常工作狀態(tài)。具體的方案中，所述水箱3可以設(shè)于靠近所述散熱器1的出液口處的管路上。循 環(huán)液進入循環(huán)泵2之前，可將循環(huán)液中的氣泡排出，可避免氣泡進入循環(huán)泵2內(nèi)。優(yōu)選的方案中，為了能夠及時將水箱3內(nèi)聚集的由氣泡形成的氣體排出水箱3，減 小水箱3內(nèi)的壓力，并防止上述氣體再進入循環(huán)液內(nèi)形成氣泡，在水箱3的側(cè)面設(shè)有與水箱 3連通的排氣閥4，水箱3聚集的氣體可通過排氣閥4及時排出水箱3。優(yōu)選的方案中，所述水箱3內(nèi)設(shè)有加熱裝置5，該加熱裝置5具體可以為電加熱器。 若環(huán)境溫度較低時，電力電子設(shè)備在啟動之前，可通過加熱裝置5將水箱3內(nèi)的循環(huán)液進行 加熱，進而使得循環(huán)回路中的循環(huán)液滿足初始溫度要求，可使得電力電子設(shè)備在低溫環(huán)境 下可以正常啟動。進一步的方案中，所述水箱3的側(cè)面設(shè)有與該水箱3連通的膨脹罐6。膨脹罐6可 緩沖循環(huán)液因溫度變化而產(chǎn)生的容積變化，同時還可以作為系統(tǒng)的儲液箱，當(dāng)散熱器1的 進液口處存在負(fù)壓區(qū)時，能夠及時補充循環(huán)液，避免循環(huán)泵2出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。優(yōu)選方案中，可在管路上設(shè)有流量計10，流量計10可實時監(jiān)控循環(huán)回路中循環(huán)液 的流量，以便可能控制水冷散熱系統(tǒng)的散熱量。優(yōu)選方案中，可在管路上設(shè)有用于檢測管路內(nèi)循環(huán)液壓力的壓力表8，壓力表8可 實時測量循環(huán)液的壓力大小。優(yōu)選的方案中，可在管路上設(shè)有安全閥9，當(dāng)管路內(nèi)循環(huán)液的壓力大于預(yù)設(shè)值時， 安全閥9可打開，對管路進行卸壓，防止管路因壓力過大而被破壞。具體的方案中，管路上還可設(shè)有加液接口，該加液接口處設(shè)有加水閥11，循環(huán)回路 中循環(huán)液較少時，可通過加水閥11向循環(huán)回路中加入循環(huán)液。進一步的方案中，管路上還可設(shè)有排液接口，該排液接口處可設(shè)有排水閥12，循環(huán) 回路中的循環(huán)液需要排出時，可打開排水閥12將需要排出的循環(huán)液排出。上述實施例中，水箱3呈箱體狀，本實用新型提供的水冷散熱系統(tǒng)并不局限于此， 水箱3還可以呈管狀，具體地，水箱3可以為直徑大于管路直徑的連接管，本實用新型并不 對水箱3的形狀進行限制，凡具有一定容積的水箱3均應(yīng)在本實用新型的保護范圍內(nèi)。本實用新型還提供了一種電力電子設(shè)備，該電力電子設(shè)備包括上述的水冷散熱系 統(tǒng)，由于上述水冷散熱系統(tǒng)具備上述技術(shù)效果，具有該水冷散熱系統(tǒng)的電力電子設(shè)備也應(yīng) 具備相應(yīng)的技術(shù)效果，在此不再做詳細(xì)介紹。以上所述僅是實用新型的優(yōu)選實施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達的有限 性，而在客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實 用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型 的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種水冷散熱系統(tǒng)，包括散熱器、循環(huán)泵，所述散熱器、所述循環(huán)泵通過管路構(gòu)成循 環(huán)回路，其特征在于，所述管路上設(shè)有具有預(yù)設(shè)容積的水箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱的側(cè)面設(shè)有與該水箱 連通的排氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱的側(cè)面設(shè)有與該水箱 連通的膨脹罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱內(nèi)設(shè)有加熱直ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱設(shè)于靠近所述散熱器 的出液口處的管路上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述管路上還設(shè)有用于測量管 路內(nèi)液體壓力的壓力表。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述管路上還設(shè)有安全閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱呈管狀。
9.一種電力電子設(shè)備，包括水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水冷散熱系統(tǒng)為權(quán)利要求 1-8任一項所述的水冷散熱系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種水冷散熱系統(tǒng)，包括散熱器、循環(huán)泵，所述散熱器、所述循環(huán)泵通過管路構(gòu)成循環(huán)回路，所述管路上設(shè)有具有預(yù)設(shè)容積的水箱。循環(huán)液在循環(huán)回路中進行循環(huán)時，循環(huán)液從管路中進入水箱時，循環(huán)液將從管路中的層流狀態(tài)變成紊流狀態(tài)，循環(huán)液中的氣泡將在水箱內(nèi)聚集，循環(huán)液從水箱內(nèi)流出再進入管路中時，循環(huán)液中將不再含有氣泡，可將氣泡從循環(huán)回路中排出，氣泡將不再影響水冷散熱系統(tǒng)的散熱效率，進而可保證電力電子設(shè)備始終處于正常工作狀態(tài)。本實用新型還公開了一種具有上述水冷散熱系統(tǒng)的電力電子設(shè)備。
文檔編號H05K7/20GK201894046SQ20102065437
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者余鐵輝, 曾贛生, 焦梓實 申請人:三一電氣有限責(zé)任公司