一种基于间接换热的浸没式液冷模组系统技术方案

本实用新型专利技术涉及浸没式液冷技术领域，更具体地，涉及一种基于间接换热的浸没式液冷模组系统。本实用新型专利技术的目的是解决现有技术采用内外循环方式换热时冷却液用量大、冷量损耗大的问题，具体包括缸体以及容纳于缸体内的若干电气元件模组和冷却液，电气元件模组均浸没在冷却液中；还包括冷却系统以及封闭流道，冷却系统用于输送制冷剂，封闭流道设于缸体外表面之内，封闭流道两端分别与冷却系统相连通形成循环，制冷剂通过封闭流道与冷却液间接交换热量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于间接换热的浸没式液冷模组系统


[0001]本技术涉及浸没式液冷
，更具体地，涉及一种基于间接换热的浸没式液冷模组系统。

技术介绍

[0002]浸没式液冷模组系统是一种先进的电气元件模组冷却技术，该技术通过将电气元件模组浸没在特殊绝缘冷却液中来实现。这种技术在电气充放电过程中可以快速地吸收热量，并将其带到外部循环中进行冷却，以确保电气在最佳温度范围内运行，从而延长其使用寿命。相比传统的风冷散热和液冷散热技术，浸没式液冷技术具有更快的降温速度和更短的降温时间，因此在电气冷却方面具有更高的效率和更好的性能。
[0003]通常，浸没式液冷模组系统包括若干电气元件模组和缸体，电气元件模组按照一定规则堆叠在缸体中，缸体中充满绝缘冷却液，缸体内的电气元件模组完全浸没在冷却液中，现有技术中，低温冷却液与电气元件模组接触，完成热量交换后，高温冷却液需流出缸体再经过外部冷却装置降温后循环回缸体中，达到循环降温的目的。然而，由于现有技术的换热器件设于缸外，冷却液需要进行长路径流动，第一方面导致冷却液输送过程压力损耗较大，需匹配较大功率的泵体以及大尺寸的输送管道，以至于制造成本高；第二方面导致冷却液输送至电气元件模组的过程冷量损耗较大，影响电气元件模组系统整体降温效率；第三方面还增大冷却液发生渗漏的风险，不利于系统的维护保养。此外，现有技术的冷却液采用内外直接循环换热方式除了需要确保缸体内的冷却液足以完全浸没电气元件模组，还需要额外提供大量的冷却液保证正常的循环完成热交换，这显然不利于电气元件模组系统的成本控制。/>[0004]有鉴于此，有必要对现有的浸没式液冷模组系统进行改进，特备是针对现有冷却液的内外循环方式进行必要调整，以克服上述提出的诸多问题。

技术实现思路

[0005]本技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种基于间接换热的浸没式液冷模组系统，用于解决现有技术采用内外循环方式换热时冷却液用量大、冷量损耗大的问题。
[0006]本技术采取的技术方案是提供一种基于间接换热的浸没式液冷模组系统，包括缸体以及容纳于所述缸体内的若干电气元件模组和冷却液，若干所述电气元件模组均浸没在所述冷却液中；所述浸没式液冷模组系统还包括冷却系统以及封闭流道，所述冷却系统用于输送制冷剂，所述封闭流道设于所述缸体外表面之内，所述封闭流道两端分别与所述冷却系统相连通形成循环，所述制冷剂通过所述封闭流道与所述冷却液间接交换热量。
[0007]本方案中，电气元件模组完全浸没在特制、非导电的冷却液中，电气元件模组可与冷却液高效换热，本方案的制冷剂独立通过冷却系统输送到封闭流道内，封闭流道可避免制冷剂与冷却液直接接触，因此，制冷剂与冷却液可分别采用不同材质的原料，其中，制冷
剂仅参与外循环，可选用价格低廉、换热效率更高的常规制冷材料，从而显著降低需要特殊材质制备的冷却液的用量，有助于控制电气元件模组系统的总体成本。同时，本方案的冷却液仅作内循环，显著缩短输送路径，可避免长路径输送过程中损耗冷量，提高冷却液与电气元件模组的换热效率。此外，由于冷却液的输送路径缩短，还能选用相对小管径的输送管道和小功率的输送泵，降低对电气元件模组系统的整体结构要求，进一步减少电气元件模组系统的生产成本。再者，本方案的封闭流道位于缸体的外表面以内，避免设于缸体外表面上时，缸体厚度导致封闭流道里面的制冷剂与缸体内的冷却液之间接触热阻过大，影响电气元件模组的换热效率，从而协同增效冷却液与电气元件模组之间的换热效率。
[0008]进一步地，所述封闭流道是冷却盘管。
[0009]冷却盘管可提高封闭流道的实际长度，使制冷剂在缸体外表面以内具有更大流量，提高换热效率。
[0010]进一步地，所述冷却盘管完全浸没在所述冷却液中。
[0011]本方案中，冷却盘管直接与冷却液接触，从而降低接触热阻，以提升冷却液与制冷剂之间的热量交换效率。
[0012]进一步地，所述冷却盘管上设有若干翅片。
[0013]通过设置翅片可进一步提高冷却液与冷却盘管之间的接触面积，提高对电气元件模组的冷却效率。
[0014]在一些实施例中，所述缸体包括外缸体和具有导热性能的内缸体，所述若干电气元件模组和冷却液设置于内缸体内，所述冷却盘管环布在所述内缸体和所述外缸体之间，所述冷却盘管与所述内缸体的外表面紧密接触。
[0015]本方案通过将冷却盘管设于内缸体和外缸体之间，则封闭流道与冷却液不再直接接触，当封闭流道内容纳的制冷剂意外泄露，也不会直接污染冷却液，同时，由于冷却盘管与具有导热性能的内缸体外表面紧密接触，可降低热阻，保证冷却液和制冷剂可正常交换热量，以对浸没在冷却液中的电气元件模组降温。除此之外，由于冷却盘管不再设于内缸体内部，则缸体内将相对具有更大空间，便于浸没更多电气元件模组或者对电气元件模组进行更合理的布局。
[0016]在另外的实施例中，所述缸体包括外缸体和具有导热性能的内缸体，所述若干电气元件模组和冷却液设置于内缸体内，所述内缸体和所述外缸体之间的空隙形成所述封闭流道。
[0017]本方案将相对上述方案舍弃了冷却盘管，制冷剂从冷却系统输出后，直接流通在外缸体与内缸体之间的空隙，即该空隙直接作为所述封闭流道，如此，可避免冷却盘管与内缸体之间的接触热阻，制冷剂直接通过内缸体的缸壁与内缸体内部的冷却液交换热量，提高换热效率，使电气元件模组加速冷却降温。
[0018]进一步地，所述内缸体的内表面上设有若干翅片。
[0019]内缸体内表面的散热翅片则进一步增加冷却液与内缸体缸壁的接触面积，进一步提高换热水平，加快降温效率。
[0020]进一步地，所述缸体内设有内循环机构，所述内循环机构用于带动所述冷却液在所述缸体内循环流动。
[0021]本方案中，冷却液通过内循环机构加快内循环流动速度，进而提高与电气元件模
组接触频率，进一步提升换热效率，需要指出的是，由于冷却液为本领域公知的不导电材质，因此内循环机构可以为常规的循环泵体、涡轮扇片甚至是搅拌桨结构，在此不作限制。
[0022]优选地，所述内循环机构包括泵体和内循环管路，所述内循环管路上设有进液口和出液口，所述出液口位于所述进液口的上侧。
[0023]冷却液吸收电气元件模组的热量后，吸收热量较多的部分冷却液密度相对较小，位于缸体内部上层，反之，低温的冷却液则位于缸体内部下层，本方案将内循环管路的进液口设于低处，而将出液口设于高处，则泵体可抽取下层的低温冷却液并充分与高处的高温冷却液混合循环，从而使冷却液与电气元件模组接触换热时保持相对均一的温度，避免发生局部过热的现象。更优选地，将进液口设于最低处的电气元件模组以下，同时将出液口设于最高处的电气元件模组以上，进一步提升缸内冷却液的冷热交换水平，加快冷却液的整体温度达到均一水平。
[0024]可选地，所述内循环机构包括泵体和内循环管路，所述内循环管路包括均沿竖直方向设置的第一输入管和第一输出管，所述第一输入管和所述第一输出管相对设于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于间接换热的浸没式液冷模组系统，包括缸体以及容纳于所述缸体内的若干电气元件模组和冷却液，若干所述电气元件模组均浸没在所述冷却液中，其特征在于，还包括冷却系统以及封闭流道，所述冷却系统用于输送制冷剂，所述封闭流道设于所述缸体外表面之内，所述封闭流道两端分别与所述冷却系统相连通形成循环，所述制冷剂通过所述封闭流道与所述冷却液间接交换热量。2.根据权利要求1所述的基于间接换热的浸没式液冷模组系统，其特征在于，所述封闭流道是冷却盘管。3.根据权利要求2所述的基于间接换热的浸没式液冷模组系统，其特征在于，所述冷却盘管完全浸没在所述冷却液中。4.根据权利要求3所述的基于间接换热的浸没式液冷模组系统，其特征在于，所述冷却盘管上设有若干翅片。5.根据权利要求2所述的基于间接换热的浸没式液冷模组系统，其特征在于，所述缸体包括外缸体和具有导热性能的内缸体，所述若干电气元件模组和冷却液设置于内缸体内，所述冷却盘管环布在所述内缸体和所述外缸体之间，所述冷却盘管与所述内缸体的外表面紧密接触。6.根据权利要求1所述的基于间接换热的浸没式液冷模组系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，肖玮，
申请(专利权)人：广东合一新材料研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：