專利名稱：一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種大功率電力電子器件的密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
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。一般的水冷系統(tǒng)設計溫度是采用如圖1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At1，設計環(huán)境極限溫度為、，則Atl = t3_t2。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、，則設計溫差為At2 = t3_ti> Δ、。當At2 為At1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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(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。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，包括密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)及空氣冷卻器，其特征在于所述系統(tǒng)還包括輔助循環(huán)回路及制冷回路，輔助循環(huán)回路與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)通過三通閥連接，輔助循環(huán)回路能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換， 制冷回路與輔助循環(huán)回路連接，制冷回路與輔助循環(huán)回路進行熱交換，制冷回路與空氣冷卻器連接并與其進行熱交換。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述輔助循環(huán)回路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠?qū)χ评浠芈樊a(chǎn)生的冷量進行蓄冷，并且能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換。
為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述制冷回路由第一換熱設備、第二換熱設備及壓縮機串聯(lián)而成，第一換熱器與空氣冷卻器連接。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述輔助循環(huán)回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(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述第二換熱設備及儲液罐合并為一個罐體裝置，同時具有換熱及蓄冷的作用。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述制冷回路串聯(lián)有熱力膨脹閥。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述熱力膨脹閥位于第一換熱設備與第二換熱設備之間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點及有益效果傳統(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；削峰型密閉式循環(huán)水冷卻系統(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。


圖1為設計方案的溫度狀況示意圖；圖2為本發(fā)明一個實施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明另一個實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1如圖2所示，一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，包括密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)及空氣冷卻器，主循環(huán)水泵1、脫氣罐2、換流閥3、過濾器4及空氣冷卻器5連接成主回路，空氣冷卻器5通過并聯(lián)的三通閥連接在主回路中，使得主回路中的介質(zhì)可以不通過空氣冷卻器5進入進入下一設備。水處理支路與主回路在換流閥3入口處合并，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(tǒng)包括依次連接的原水罐9、 自動補水泵，自動補水系統(tǒng)與離子交換器6連接，還包括輔助循環(huán)回路及制冷回路，輔助循環(huán)回路與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)通過三通閥11連接，輔助循環(huán)回路能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換，制冷回路與輔助循環(huán)回路連接，制冷回路與輔助循環(huán)回路進行熱交換，制冷回路與空氣冷卻器5連接并與其進行熱交換。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述輔助循環(huán)回路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠?qū)χ评浠芈樊a(chǎn)生的冷量進行蓄冷，并且能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述制冷回路由第一換熱設備10、第二換熱設備9及壓縮機15串聯(lián)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(xiàn)本發(fā)明，所述輔助循環(huán)回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(lián)，儲液罐12、 水泵16與第三換熱設備8串聯(lián)，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(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述制冷回路串聯(lián)有熱力膨脹閥13。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述熱力膨脹閥13位于第一換熱設備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(huán)純水冷卻系統(tǒng)，包括密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)及空氣冷卻器，主循環(huán)水泵1、脫氣罐2、換流閥3、過濾器4及空氣冷卻器5連接成主回路，空氣冷卻器5通過并聯(lián)的三通閥連接在主回路中，使得主回路中的介質(zhì)可以不通過空氣冷卻器5進入進入下一設備。水處理支路與主回路在換流閥3入口處合并，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(tǒng)包括依次連接的原水罐9、 自動補水泵，自動補水系統(tǒng)與離子交換器6連接，還包括輔助循環(huán)回路及制冷回路，輔助循環(huán)回路與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)通過三通閥11連接，輔助循環(huán)回路能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換，制冷回路與輔助循環(huán)回路連接，制冷回路與輔助循環(huán)回路進行熱交換，制冷回路與空氣冷卻器5連接并與其進行熱交換。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述輔助循環(huán)回路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠?qū)χ评浠芈樊a(chǎn)生的冷量進行蓄冷，并且能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述制冷回路由第一換熱設備10、第二換熱設備9及壓縮機15串聯(lián)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(xiàn)本發(fā)明，所述輔助循環(huán)回路包括罐體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(lián)，罐體9兼具換熱及蓄冷的作用。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述制冷回路串聯(lián)有熱力膨脹閥13。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述熱力膨脹閥13位于第一換熱設備10與第二換熱設備9之間。一種削峰型密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的蓄冷設計溫度為T1，通常情況蓄冷系統(tǒng)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(jié)時，夜晚環(huán)境溫度小于T1,啟動強制冷卻系統(tǒng)，對儲液箱12或者罐體9進行蓄冷，強制冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量通過閑置的空氣冷卻器5帶走。白天，當密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)回水溫度高于設定的回水溫度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(huán)水冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)進行冷卻。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明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發(fā)明的精神實質(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，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，包括密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)及空氣冷卻器，其特征在于所述系統(tǒng)還包括輔助循環(huán)回路及制冷回路，輔助循環(huán)回路與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)通過三通閥連接，輔助循環(huán)回路能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換， 制冷回路與輔助循環(huán)回路連接，制冷回路與輔助循環(huán)回路進行熱交換，制冷回路與空氣冷卻器連接并與其進行熱交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述輔助循環(huán)回路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠?qū)χ评浠芈樊a(chǎn)生的冷量進行蓄冷，并且能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述制冷回路由第一換熱設備、第二換熱設備及壓縮機串聯(lián)而成，第一換熱設備與空氣冷卻器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述輔助循環(huán)回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(jù)權(quán)利要求4所述的一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述第二換熱設備及儲液罐合并為一個罐體裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述制冷回路串聯(lián)有熱力膨脹閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述熱力膨脹閥位于第一換熱設備與第二換熱設備之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括輔助循環(huán)回路及制冷回路，輔助循環(huán)回路與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)通過三通閥連接，輔助循環(huán)回路能夠與密閉式循環(huán)純水冷卻系統(tǒng)進行熱交換，制冷回路與輔助循環(huán)回路連接，制冷回路與輔助循環(huán)回路進行熱交換，制冷回路與空氣冷卻器連接并與其進行熱交換。本發(fā)明所述的削峰型密閉式循環(huán)純水冷卻系統(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(huán)純水冷卻系統(tǒng)的應用地域得到拓展。
文檔編號H05K7/20GK102421276SQ20111038901
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)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(jié)能技術(shù)股份有限公司