一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統的製作方法
2023-07-25 20:02:46 3
專利名稱：一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大功率電力電子器件的密閉式循環純水冷卻系統。
背景技術：
現在的大功率電力電子器件冷卻循環水系統，通常是採用密閉式循環系統加散熱器散熱的風冷方式。具體而言，是將循環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，循環水溫度隨著環境溫度的變化而變化。一方面，隨著環境溫度的變化循環水也呈周期性變化的。從設計溫度來看，基本以當地出現的峰值溫度點來定。事實上各個地方的氣溫差異很大，這種方式只能應用於溫差變化不大的環境。如果在溫差範圍頗大的環境，例如在赤道附近的一些缺水乾旱的地區，其晝夜溫差範圍為5 45°C，這樣單靠風冷冷卻循環水就顯得力不從心。另則，由於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，由於眾多的空氣冷卻器，管路壓力配比成為困擾的技術難題。另一方面，水冷系統都是無蓄冷的裝置，系統熱容小，對於氣候的敏感性大，當系統出現溫度升高過快，報警到跳閘時間短會產生跳閘事故。一般的水冷系統設計溫度是採用如圖I的設計方案根據環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At1，設計環境極限溫度為〖2，則Atl = t3_t2。實際上，在功率大的時候，採用環境極限溫度需要大量的空氣冷卻器，既佔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。設計環境溫度為^，則設計溫差為At2 = t3_ti> At10當At2為At1的2倍，可以節省近一半的空氣冷卻器。而設計溫度低於環境極限溫度這之間的溫差，由於在每一年都不是很長，可以通過晚上氣溫較低時採用熱泵或製冷來解決。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，該系統設計溫度明顯低於該地極限溫度，能夠確保其在高溫環境下正常工作，不但結構緊湊，而且空氣換熱器用量少，從而降低了成本，使得密閉式循環純水冷卻系統的應用地域得到拓展。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，包括密閉式循環純水冷卻系統及空氣冷卻器，其特徵在於所述系統還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與密閉式循環純水冷卻系統通過三通閥連接，輔助循環迴路能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換，製冷迴路與空氣冷 卻器連接並與其進行熱交換。為了更好的實現本實用新型，所述輔助循環迴路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠對製冷迴路產生的冷量進行蓄冷，並且能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換。[0008]為了更好的實現本實用新型，所述製冷迴路由第一換熱設備、第二換熱設備及壓縮機串聯而成，第一換熱器與空氣冷卻器連接。為了更好的實現本實用新型，所述輔助循環迴路包括第二換熱設備、第三換熱設備及儲液罐，所述第二換熱設備及第三換熱熱備均與儲液罐連接，通過儲液罐進行蓄冷，通過第三換熱設備與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換。為了更好的實現本實用新型，所述第二換熱設備及儲液罐合併為一個罐體裝置，同時具有換熱及蓄冷的作用。 為了更好的實現本實用新型，所述製冷迴路串聯有熱力膨脹閥。為了更好的實現本實用新型，所述熱力膨脹閥位於第一換熱設備與第二換熱設備之間。本實用新型與現有技術相比，具有如下優點及有益效果傳統的密閉式循環水冷卻系統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於閒置；削峰型密閉式循環水冷卻系統設計溫度可以明顯低於該地極限溫度，結構緊湊，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，使得密閉式循環水冷卻系統可以應用在極限溫度高於45°C的環境。
圖I為設計方案的溫度狀況示意圖；圖2為本實用新型一個實施方式結構示意圖；圖3為本實用新型另一個實施方式結構示意圖。
具體實施方式
以下結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於此。實施例I如圖2所示，一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，包括密閉式循環純水冷卻系統及空氣冷卻器，主循環水泵I、脫氣罐2、換流閥3、過濾器4及空氣冷卻器5連接成主迴路，空氣冷卻器5通過並聯的三通閥連接在主迴路中，使得主迴路中的介質可以不通過空氣冷卻器5進入進入下一設備。水處理支路與主迴路在換流閥3入口處合併，所述水處理支路包括離子交換器6、精密過濾器7及膨脹罐8，自動補水系統包括依次連接的原水罐9、自動補水泵，自動補水系統與離子交換器6連接，還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與密閉式循環純水冷卻系統通過三通閥11連接，輔助循環迴路能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換，製冷迴路與空氣冷卻器5連接並與其進行熱交換。為了更好的實現本實用新型，所述輔助循環迴路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠對製冷迴路產生的冷量進行蓄冷，並且能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換。為了更好的實現本實用新型，所述製冷迴路由第一換熱設備10、第二換熱設備9及壓縮機15串聯而成，第一換熱設備10與空氣冷卻器5連接。[0023]為了更好的實現本實用新型，所述輔助循環迴路包括第二換熱設備9、第三換熱設備8、水泵14、水泵16及儲液罐12，所述儲液罐12、水泵14與第二換熱設備9串聯，儲液罐12、水泵16與第三換熱設備8串聯，通過儲液罐12進行蓄冷，通過第三換熱設備8與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換。為了更好的實現本實用新型，所述製冷迴路串聯有熱力膨脹閥13。為了更好的實現本實用新型，所述熱力膨脹閥13位於第一換熱設備10與第二換熱設備9之間。實施例2如圖3所示，一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，包括密閉式循環純水冷卻系統及空氣冷卻器，主循環水泵I、脫氣罐2、換流閥3、過濾器4及空氣冷卻器5連接成主迴路，空氣冷卻器5通過並聯的三通閥連接在主迴路中，使得主迴路中的介質可以不通過空氣冷卻器5進入進入下一設備。水處理支路與主迴路在換流閥3入口處合併，所述水處理支路包括離子交換器6、精密過濾器7及膨脹罐8，自動補水系統包括依次連接的原水罐9、自動補水泵，自動補水系統與離子交換器6連接，還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與密閉式循環純水冷卻系統通過三通閥11連接，輔助循環迴路能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換，製冷迴路與空氣冷卻器5連接並與其進行熱交換。為了更好的實現本實用新型，所述輔助循環迴路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠對製冷迴路產生的冷量進行蓄冷，並且能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換。為了更好的實現本實用新型，所述製冷迴路由第一換熱設備10、第二換熱設備9及壓縮機15串聯而成，第一換熱設備10與空氣冷卻器5連接。為了更好的實現本實用新型，所述輔助循環迴路包括罐體9、第三換熱設備8及水泵16，所述第二換熱設備9、第三換熱設備8及水泵16串聯，罐體9兼具換熱及蓄冷的作用。為了更好的實現本實用新型，所述製冷迴路串聯有熱力膨脹閥13。為了更好的實現本實用新型，所述熱力膨脹閥13位於第一換熱設備10與第二換熱設備9之間。一種削峰型密閉式循環水冷卻系統的蓄冷設計溫度為T1，通常情況蓄冷系統不工作，閥門11連接換熱器8的一端關閉，到了需要蓄冷季節時，夜晚環境溫度小於T1，啟動強制冷卻系統，對儲液箱12或者罐體9進行蓄冷，強制冷卻系統產生的熱量通過閒置的空氣冷卻器5帶走。白天，當密閉式循環水冷卻系統回水溫度高於設定的回水溫度T2時，閥門11連接換熱器8的一端開啟，通過儲液箱12或者罐體9對密閉式循環水冷卻系統的介質進行冷卻。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並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範圍之內。權利要求1.一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，包括密閉式循環純水冷卻系統及空氣冷卻器，其特徵在於所述系統還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與密閉式循環純水冷卻系統通過三通閥連接，輔助循環迴路能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換，製冷迴路與空氣冷卻器連接並與其進行熱交換。
2.根據權利要求I所述的一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，其特徵在於所述輔助循環迴路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠對製冷迴路產生的冷量進行蓄冷，並且能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換。
3.根據權利要求I或2所述的一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，其特徵在於所述製冷迴路由第一換熱設備、第二換熱設備及壓縮機串聯而成，第一換熱設備與空氣冷卻器連接。
4.根據權利要求2所述的一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，其特徵在於所述輔助循環迴路包括第二換熱設備、第三換熱設備及儲液罐，所述第二換熱設備及第三換熱熱備均與儲液罐連接。
5.根據權利要求4所述的一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，其特徵在於所述第二換熱設備及儲液罐合併為一個罐體裝置。
6.根據權利要求3所述的一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，其特徵在於所述製冷迴路串聯有熱力膨脹閥。
7.根據權利要求6所述的一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，其特徵在於所述熱力膨脹閥位於第一換熱設備與第二換熱設備之間。
專利摘要本實用新型公開了一種削峰型密閉式循環純水冷卻系統，所述系統還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與密閉式循環純水冷卻系統通過三通閥連接，輔助循環迴路能夠與密閉式循環純水冷卻系統進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換，製冷迴路與空氣冷卻器連接並與其進行熱交換。本實用新型所述的削峰型密閉式循環純水冷卻系統設計溫度可以明顯低於該地極限溫度，結構緊湊，減少了空氣換熱器的用量少，充分利用了空氣冷卻器的設計容量，降低了成本，使得密閉式循環純水冷卻系統的應用地域得到拓展。
文檔編號H05K7/20GK202364525SQ20112048757
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者冷明全, 劉慧敏, 盧志敏, 文玉良, 許治修, 黃文平 申請人:廣州高瀾節能技術股份有限公司