一種閉式復合冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，包括通過管道連接成循環(huán)回路的被冷卻器件、空氣冷卻器及冷卻水泵，所述系統(tǒng)還包括第一板式換熱器、第二板式換熱器、冷水機組、蓄冷槽、緩沖罐、第一冷泵、第二冷泵；第一板式換熱器熱側(cè)及第二板式換熱器熱側(cè)串聯(lián)在循環(huán)回路中；第一冷泵、冷水機組、蓄冷槽及緩沖罐組成蓄冷回路；第一冷泵、冷水機組、第一板式換熱器冷側(cè)及緩沖罐組成第一釋冷回路；第二冷泵、蓄冷槽及第二板式換熱器冷側(cè)組成第二釋冷回路。本實用新型所述的閉式復合冷卻系統(tǒng)設計溫度可以明顯低于該地極限溫度，結(jié)構(gòu)緊湊，減少了空氣換熱器的用量，充分利用了空氣冷卻器的設計容量，降低了成本，使得密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)的應用地域得到拓展。
【專利說明】一種閉式復合冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種閉式復合冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的大功率電力電子器件冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，通常是采用密閉式循環(huán)系統(tǒng)加散熱器散熱的風冷方式。具體而言，是將循環(huán)水帶出來的熱量傳輸給空氣冷卻器，同時外設風機鼓風把熱量隨風散走。然而，循環(huán)水溫度隨著環(huán)境溫度的變化而變化。一方面，隨著環(huán)境溫度的變化循環(huán)水也呈周期性變化的。從設計溫度來看，基本以當?shù)爻霈F(xiàn)的峰值溫度點來定。事實上各個地方的氣溫差異很大，這種方式只能應用于溫差變化不大的環(huán)境。如果在溫差范圍頗大的環(huán)境，例如在赤道附近的一些缺水干旱的地區(qū)，其晝夜溫差范圍為5~45°C，這樣單靠風冷冷卻循環(huán)水就顯得力不從心。另則，由于空氣冷卻器的溫差小使得散熱器效率較低，因此在工作場所，常常可以看到非常龐大的空氣冷卻器群，由于眾多的空氣冷卻器，管路壓力配比成為困擾的技術(shù)難題。另一方面，水冷系統(tǒng)都是無蓄冷的裝置，系統(tǒng)熱容小，對于氣候的敏感性大，當系統(tǒng)出現(xiàn)溫度升高過快，報警到跳閘時間短會產(chǎn)生跳閘事故。
[0003]一般的水冷系統(tǒng)設計溫度的設計方案:根據(jù)環(huán)境極限溫度和冷卻對象溫度設計溫差，按照極限溫度t2出現(xiàn)的一天天氣情況，冷卻對象溫度t3，假設原來的散熱設備設計溫差為八〖1，設計環(huán)境極限溫度為七2，則八〖143^2。實際上，在功率大的時候，采用環(huán)境極限溫度需要大量的空氣冷卻器，既占用土地又有流體阻力、配比等缺陷。從傳熱學角度來看，單一增大換熱面積的確能夠提供更大功率的散熱能力；如果提高溫差，將在相同功率下減小空氣冷卻器。設計環(huán)境溫度為tl，則設計溫差為At2=t3_tl>Atl。當At2為Atl的2倍，可以節(jié)省近一半的空氣冷卻器。而設計溫度低于環(huán)境極限溫度這之間的溫差，由于在每一年都不是很長，可以通過晚上氣溫較低時采用熱泵或制冷來解決。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計溫度明顯低于該地極限溫度，能夠確保其在高溫環(huán)境下正常工作，不但結(jié)構(gòu)緊湊，而且空氣換熱器用量少，從而降低了成本，使得密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)的應用地域得到拓展。
[0005]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，包括通過管道連接成循環(huán)回路的被冷卻器件、空氣冷卻器及冷卻水泵，所述系統(tǒng)還包括第一板式換熱器、第二板式換熱器、冷水機組、蓄冷槽、緩沖te、弟一冷栗、弟二冷栗；
[0007]所述第一板式換熱器熱側(cè)及第二板式換熱器熱側(cè)串聯(lián)在循環(huán)回路中；
[0008]所述第一冷泵、冷水機組、蓄冷槽及緩沖罐組成蓄冷回路；
[0009]所述第一冷泵、冷水機組、第一板式換熱器冷側(cè)及緩沖罐組成第一釋冷回路；
[0010]所述第二冷泵、蓄冷槽及第二板式換熱器冷側(cè)組成第二釋冷回路。[0011]為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述循環(huán)回路并聯(lián)有第一旁路閥，使得循環(huán)回路中的冷卻介質(zhì)可以不通過第一板式換熱器及第二板式換熱器直接回到水冷入口。
[0012]為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述蓄冷回路、第一釋冷回路及第二釋冷回路中均設有閥門。
[0013]為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述第一釋冷回路并聯(lián)有第二旁路閥，通過第二旁路閥調(diào)節(jié)第一釋冷回路的流量。
[0014]為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述第一板式換熱器后設有第一溫度檢測裝置，第二板式換熱器后設有第二溫度檢測裝置。
[0015]為了更好的實現(xiàn)本實用新型，第一釋冷回路的流量根據(jù)第一溫度檢測裝置測出的溫度調(diào)節(jié)；第二釋冷回路的流量根據(jù)第二溫度檢測裝置測出的溫度調(diào)節(jié)。
[0016]為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述第一冷泵為定頻，第二冷泵為變頻。
[0017]為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述蓄冷槽為斜溫層式蓄冷槽。
[0018]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0019]傳統(tǒng)的密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)是以該地極限溫度進行空氣冷卻器設計，因此體積龐大，耗資大，實際上不少空氣冷卻器全年大部分時間處于閑置；閉式復合冷卻系統(tǒng)設計溫度可以明顯低于該地極限溫度，結(jié)構(gòu)緊湊，減少了空氣換熱器的用量，充分利用了空氣冷卻器的設計容量，降低了成本，同時又有冷量儲備，使得當熱量不足時，報警過程中有一定的處理時間，使得密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)可以應用在極限溫度高于45°C的環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型實施例所述閉式復合冷卻系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0022]實施例1
[0023]如圖1所不,一種閉式復合冷卻系統(tǒng),包括被冷卻器件1、空氣冷卻器2、第一板式換熱器3、第二板式換熱器4、第一冷水機組5、第二冷水機組6、第一冷泵(定頻)7、緩沖罐
8、斜溫層式蓄冷槽9、第二冷泵(變頻)10、冷卻水泵11 ；
[0024]所述被冷卻器件1、空氣冷卻器2、閥門K1、第一板式換熱器3、第二板式換熱器4及冷卻水泵11依次連接形成循環(huán)回路，循環(huán)回路并聯(lián)有第一旁路閥K2 ；
[0025]所述第一板式換熱器3熱側(cè)及第二板式換熱器4熱側(cè)串聯(lián)在循環(huán)回路中；
[0026]所述第一冷水機組5、第二冷水機組6、第一冷泵(定頻)7、緩沖罐8、閥門V1、斜溫層式蓄冷槽9及閥門V3依次串聯(lián)組成蓄冷回路；
[0027]所述第一板式換熱器3冷側(cè)、閥門V4、第一冷水機組5、第二冷水機組6、第一冷泵(定頻)7、緩沖罐8依次串聯(lián)組成第一釋冷回路，第一釋冷回路中并聯(lián)有第二旁路閥V5 ；
[0028]所述第二板式換熱器4冷側(cè)、閥門V2、斜溫層式蓄冷槽9、第二冷泵(變頻)10組成第二釋冷回路；
[0029]所述第一板式換熱器3后設有第一溫度檢測裝置Tl，第二板式換熱器4后設有第二溫度檢測裝置T2 ；
[0030]第一釋冷回路的流量根據(jù)第一溫度檢測裝置Tl測出的溫度調(diào)節(jié)；第二釋冷回路的流量根據(jù)第二溫度檢測裝置T2測出的溫度調(diào)節(jié)。
[0031]當5°C<環(huán)境溫度≤35°C時，冷卻水全部流量從第一旁路閥K2旁通，Kl關(guān)閉；減小冷卻水泵11的壓力損失。
[0032]當環(huán)境溫度≤5°C時，冷卻水1/2的流量從第一旁路閥K2旁通，1/2的流量流進Kl進行熱交換，第一冷水機組5及第二冷水機組6均不工作，開動第一冷泵(定頻)7及第二冷泵(變頻)10，使冷凍水不結(jié)冰。
[0033]當環(huán)境溫度≥35°C時，冷卻水2/3的流量從第一旁路閥K2旁通，1/3的流量流進Kl進行熱交換，冷凍水供冷把冷卻水降到需要的溫度。
[0034](I)夜間蓄冷槽蓄冷:V5、V4、V2、第二冷泵(變頻)10關(guān)閉，斜溫層式蓄冷槽水溫全部達到TC時，V3、第一冷水機組5、第二冷水機組6、第一冷泵7 (定頻)、V1開，蓄冷結(jié)束。
[0035](2)當白天冷機單獨供冷:V3、V2、V1、第二冷泵(變頻)10關(guān)閉，V4、第一冷水機組
5、第二冷水機組6、第一冷泵(定頻)7開，供冷過程中V5根據(jù)第一溫度檢測裝置Tl測出的溫度調(diào)節(jié)第一釋冷回路的流量。
[0036]第一冷水機組5及第二冷水機組6分別根據(jù)回水溫度自動卸載。
[0037]第一板式換熱器3冷側(cè)出口的水溫20°C，當?shù)谝焕渌畽C組5及第二冷水機組6最大負荷時，第一釋冷回路冷凍水降到7V。
[0038](3)蓄冷槽單獨供冷:第一冷水機組5、第二冷水機組6、第一冷泵(定頻)7、V1、V3、V4、V5關(guān)閉，V2及第二冷泵(變頻)10開，根據(jù)第二溫度檢測裝置T2對第二冷泵(變頻)10進行變頻控制，達到控制第二釋冷回路流量的要求。
[0039](4)聯(lián)合供冷:V1、V3關(guān)閉；
[0040]蓄冷槽供冷:V2開，根據(jù)第二溫度檢測裝置T2測出的溫度對第二冷泵(變頻)10進行變頻控制，達到控制第二釋冷回路流量的要求。
[0041]冷機供冷:第一冷水機組5及第二冷水機組6分別根據(jù)回水溫度自動卸載。
[0042]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，包括通過管道連接成循環(huán)回路的被冷卻器件、空氣冷卻器及冷卻水泵，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括第一板式換熱器、第二板式換熱器、冷水機組、蓄冷槽、緩沖罐、第一冷泵、第二冷泵； 所述第一板式換熱器熱側(cè)及第二板式換熱器熱側(cè)串聯(lián)在循環(huán)回路中； 所述第一冷泵、冷水機組、蓄冷槽及緩沖罐組成蓄冷回路； 所述第一冷泵、冷水機組、第一板式換熱器冷側(cè)及緩沖罐組成第一釋冷回路； 所述第二冷泵、蓄冷槽及第二板式換熱器冷側(cè)組成第二釋冷回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)回路并聯(lián)有第一旁路閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄冷回路、第一釋冷回路及第二釋冷回路中均設有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述第一釋冷回路并聯(lián)有第二旁路閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述第一板式換熱器后設有第一溫度檢測裝置，第二板式換熱器后設有第二溫度檢測裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，其特征在于:第一釋冷回路的流量根據(jù)第一溫度檢測裝置測出的溫度調(diào)節(jié)；第二釋冷回路的流量根據(jù)第二溫度檢測裝置測出的溫度調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述第一冷泵為定頻，第二冷泵為變頻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉式復合冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄冷槽為斜溫層式蓄冷槽。
【文檔編號】H05K7/20GK203482566SQ201320561459
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】查鯤鵬, 周建輝, 文玉良, 冷明全, 張恩龍, 梁柏友 申請人:國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 廣州高瀾節(jié)能技術(shù)股份有限公司