一种多路蒸发温度的两相流冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多路蒸发温度的两相流冷却系统，包括两相流冷却机组、常温回路、低温回路和压缩机，常温回路包括常温蒸发器，低温回路包括热力膨胀阀和低温蒸发器，压缩机设置在低温回路的回气总管处；两相流冷却机组中的冷却工质分别进入常温回路和低温回路，进入常温回路的冷却工质经过常温蒸发器后回到两相流冷却机组，进入低温回路的冷却工质首先利用热力膨胀阀节流成低温低压工质，并依次经过低温蒸发器和压缩机后回到两相流冷却机组。从而为电子设备提供多路蒸发温度的冷却回路，满足不同的散热需求，大幅降低了冷却系统设备量与复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种多路蒸发温度的两相流冷却系统
本专利技术涉及冷却
，尤其涉及一种多路蒸发温度的两相流冷却系统。
技术介绍
两相流冷却技术为一种新型的电子设备冷却方式，其原理为利用供液泵驱动液态相变工质进入电子设备冷板，相变工质在冷板内吸收热量，蒸发为气液混合物，并进入换热器，由外界热沉冷凝为液体，形成一个循环。与传统液冷相比，两相流冷却技术有着流量小、换热效率高、能效比高等优点。然而，对于较复杂的电子设备，由于各设备的结构、功率密度、耐温均存在差异性，部分电子设备散热需要更低的冷却温度，而两相流冷却系统的蒸发温度由外界热沉温度决定，为获得较高的能效比，热沉通常采用环境风或冷却塔，无法提供更低的蒸发温度。若另外使用低温制冷水机组对该部分电子设备进行冷却，则造成了一套设备需要不同的冷却系统来进行冷却，冷却设备品种繁多，冷却系统可靠性降低，重量以及耗电也大大增加。
技术实现思路
为解决现有的技术问题，本专利技术提供了一种多路蒸发温度的两相流冷却系统。本专利技术的具体内容如下：一种多路蒸发温度的两相流冷却系统，包括两相流冷却机组、常温回路、低温回路和压缩机，常温回路包括常温蒸发器，低温回路包括热力膨胀阀和低温蒸发器，压缩机设置在低温回路的回气总管处；两相流冷却机组中的冷却工质分别进入常温回路和低温回路，进入常温回路的冷却工质经过常温蒸发器后回到两相流冷却机组，进入低温回路的冷却工质依次经过热力膨胀阀、低温蒸发器和压缩机后回到两相流冷却机组。进一步的，所述热力膨胀阀的感温包设置在低温蒸发器的排气口。进一步的，低温回路的供液管设有电磁阀，电磁阀设置在热力膨胀阀前端，两相流冷却机组的冷却工质通过电磁阀进入低温回路。进一步的，包括若干个低温回路，低温回路的排气口均与压缩机的吸气端相连。进一步的，两相流冷却机组包括换热器、储液罐和供液泵，所述换热器将进入两相流冷却机组的冷却工质冷凝后排入储液罐，供液泵将储液罐中的冷却供液泵入冷却系统供液管中。进一步的，常温回路供液管和低温回路供液管均与冷却系统供液管相连，压缩机位于低温回路的回气总管，压缩机的排气端和常温回路的回液口均连接到冷却系统回液管，冷却系统回液管连接到换热器。进一步的，冷却工质采用氟利昂R134a，低温蒸发器与常温蒸发器均采用冷板。本专利技术的有益效果：在两相流冷却系统中增加低温回路，利用热力膨胀阀将常温工质节流成低温低压工质，从而为电子设备提供满足要求的供液温度，去除了低温制冷水系统，大幅降低了冷却系统设备量与复杂度，降低了冷却系统体积、重量、能耗，提升了系统可靠性；电子设备原低温制冷水换热过程由单相传热变为相变传热，提升了传热效率，减小了换热器体积和重量。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步阐明。图1为本专利技术的多路蒸发温度的两相流冷却系统的示意图；图2为本专利技术的系统运行压焓图。具体实施方式如图1所示，本实施例公开了一种多路蒸发温度的两相流冷却系统，包括两相流冷却机组1、常温回路、低温回路和压缩机5。两相流冷却机组1包括换热器、储液罐和供液泵，换热器将进入两相流冷却机组1的冷却工质冷凝后排入储液罐，供液泵将储液罐中的冷却工质泵入冷却系统供液管中。常温回路包括常温蒸发器6，从两相流冷却机组1流出的过冷液体通过冷却系统供液管进入常温回路供液管，然后进入常温蒸发器6吸热蒸发。常温蒸发器6供给常温冷却设备。常温蒸发器6的回液口连接到冷却系统回液管，冷却系统回液管与换热器相连，常温回路的冷却工质进入两相流冷却机组1。低温回路包括热力膨胀阀3和低温蒸发器4，冷却工质从冷却系统供液管进入到低温回路供液管。热力膨胀阀3对流入低温回路的液态工质进行节流，节流后的工质由过冷态液体闪蒸为低温低压的饱和态气液混合物，并进入低温蒸发器4。所述低温蒸发器4位于所述热力膨胀阀3后，节流后的低温低压工质通过低温蒸发器4吸收电子设备热量，蒸发为低压过热气体。热力膨胀阀3的感温包位于低温蒸发器4排气口，通过检测排气口温度来调节膨胀阀开度大小，避免过量液体进入低温蒸发器4导致压缩机5液击。本实施例中，低温回路的数目为多个，在一个或多个低温回路前设置电磁阀2。电磁阀2位于低温回路供液管，设置在热力膨胀阀3的前端，在发热器件不工作时切断相变工质，避免液体进入压缩机5，可根据发热器件的冷却要求开启或者关闭对应的电磁阀2，从而控制对应低温回路的工作。压缩机5位于低温回路回气总管，吸气口与各低温蒸发器4排气口相连，将各低温蒸发器4排出的低压过热气体压缩为高温高压气体；压缩机5的排气口与冷却系统系统回液管相连，将增压后的高温高压气体排入冷却系统回液管，与常温回路回液汇合，进入两相流冷却机组1，完成一个循环。本申请中，低温回路和常温回路通过同一两相流冷却机组1，共用供液泵和换热器，通过泵驱动实现冷却系统的主循环，将压缩循环与泵驱循环结合，解决了现有的泵驱两相循环无低温回路的问题。本实施例中低温回路和常温回路中的供液温度不相同，其运行的压焓图如图2所示。曲线1-2段为过冷液体经过工质泵的增压作用进入供液管，曲线2-3-4为常温回路，过冷液体进入常温蒸发器6，吸热蒸发。曲线2-3-4’-5’-6’-4为低温回路，其中曲线3-4’为过冷液体经过热力膨胀阀3闪蒸为低温低压气液混合物，曲线4’-5’为低温气液混合物在低温蒸发器4内蒸发为过热气体，曲线5’-6’为低压气体经过压缩机5的压缩作用变为高压气体，曲线6’-4为压缩机5的高压气体进入系统回液管，与常温回路的回液混合，曲线4-1为系统回液在换热器的作用下冷凝为过冷液体，重新进入供液泵，完成一个循环。本实施例中，冷却工质采用氟利昂R134a，低温蒸发器4与常温蒸发器6均采用冷板。具体的运行结果如下，两相流冷却机组1为冷却系统提供动力与末端换热，供液压力约15公斤，回液压力约9公斤。利用冷却塔(向换热器提供冷却水，在图1中未示出)对从电子设备回来的气液混合物进行冷却，冷却塔水温最高时32℃，冷却后的过冷氟利昂温度约40℃。在两相流冷却机组1的作用下，过冷氟利昂分为两路，一路进入常温蒸发器6，对电子设备进行冷却，蒸发温度约40℃，蒸发压力约9公斤，另一路为低温回路，经过电磁阀2，进入低温蒸发器4，在热力膨胀阀3的节流作用下，40℃的液态R134a闪蒸为5℃的气液混合物，压力降低为约2.5公斤，在低温蒸发器4中进行换热后，5℃的气液混合物蒸发为10℃的过热气体，并进入压缩机5，经过压缩机5增压作用后，气体压力提升至约10公斤，此时常温回路回液压力约9公斤，高压气体进入系统回液管返回两相流冷却机组1，完成一个循环。本申请的冷却系统，利用热力膨胀阀3的节流作用为电子设备提供了低温冷却工质，利用压缩机5的增压作用将完成换热的低压气体排入系统回液管路，完成了系统循环，满足了不同电子设备的冷却温度需求，去除了系统中的低温水系统，并继承了相变换热技术的优点，提升了低温回路的换热效率，最终大幅降低了冷却系统设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路蒸发温度的两相流冷却系统，其特征在于：包括两相流冷却机组、常温回路、低温回路和压缩机，常温回路包括常温蒸发器，低温回路包括热力膨胀阀和低温蒸发器，压缩机设置在低温回路的回气总管处；两相流冷却机组中的冷却工质分别进入常温回路和低温回路，进入常温回路的冷却工质经过常温蒸发器后回到两相流冷却机组，进入低温回路的冷却工质依次经过热力膨胀阀、低温蒸发器和压缩机后回到两相流冷却机组。/n

【技术特征摘要】
1.一种多路蒸发温度的两相流冷却系统，其特征在于：包括两相流冷却机组、常温回路、低温回路和压缩机，常温回路包括常温蒸发器，低温回路包括热力膨胀阀和低温蒸发器，压缩机设置在低温回路的回气总管处；两相流冷却机组中的冷却工质分别进入常温回路和低温回路，进入常温回路的冷却工质经过常温蒸发器后回到两相流冷却机组，进入低温回路的冷却工质依次经过热力膨胀阀、低温蒸发器和压缩机后回到两相流冷却机组。


2.根据权利要求1所述的多路蒸发温度的两相流冷却系统，其特征在于：所述热力膨胀阀的感温包设置在低温蒸发器的排气口。


3.根据权利要求1所述的多路蒸发温度的两相流冷却系统，其特征在于：低温回路的供液管设有电磁阀，电磁阀设置在热力膨胀阀前端，两相流冷却机组的冷却工质通过电磁阀进入低温回路。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李力，钱吉裕，束瑛，陈琦，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32