CN103476228A - 一种闭式复合冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种闭式复合冷却系统，包括通过管道连接成循环回路的被冷却器件、空气冷却器及冷却水泵，所述系统还包括第一板式换热器、第二板式换热器、冷水机组、蓄冷槽、缓冲罐、第一冷泵、第二冷泵；第一板式换热器热侧及第二板式换热器热侧串联在循环回路中；第一冷泵、冷水机组、蓄冷槽及缓冲罐组成蓄冷回路；第一冷泵、冷水机组、第一板式换热器冷侧及缓冲罐组成第一释冷回路；第二冷泵、蓄冷槽及第二板式换热器冷侧组成第二释冷回路。本发明所述的闭式复合冷却系统设计温度可以明显低于该地极限温度，结构紧凑，减少了空气换热器的用量，充分利用了空气冷却器的设计容量，降低了成本，使得密闭式循环纯水冷却系统的应用地域得到拓展。
Description
技术领域
本发明涉及一种闭式复合冷却系统。
背景技术
现在的大功率电力电子器件冷却循环水系统，通常是采用密闭式循环系统加散热器散热的风冷方式。具体而言，是将循环水带出来的热量传输给空气冷却器，同时外设风机鼓风把热量随风散走。然而，循环水温度随着环境温度的变化而变化。一方面，随着环境温度的变化循环水也呈周期性变化的。从设计温度来看，基本以当地出现的峰值温度点来定。事实上各个地方的气温差异很大，这种方式只能应用于温差变化不大的环境。如果在温差范围颇大的环境，例如在赤道附近的一些缺水干旱的地区，其昼夜温差范围为5～45℃，这样单靠风冷冷却循环水就显得力不从心。另则，由于空气冷却器的温差小使得散热器效率较低，因此在工作场所，常常可以看到非常庞大的空气冷却器群，由于众多的空气冷却器，管路压力配比成为困扰的技术难题。另一方面，水冷系统都是无蓄冷的装置，系统热容小，对于气候的敏感性大，当系统出现温度升高过快，报警到跳闸时间短会产生跳闸事故。
一般的水冷系统设计温度的设计方案：根据环境极限温度和冷却对象温度设计温差，按照极限温度t2出现的一天天气情况，冷却对象温度t3，假设原来的散热设备设计温差为Δt1，设计环境极限温度为t2，则Δt1= t3 - t2。实际上， 在功率大的时候，采用环境极限温度需要大量的空气冷却器，既占用土地又有流体阻力、配比等缺陷。从传热学角度来看，单一增大换热面积的确能够提供更大功率的散热能力；如果提高温差，将在相同功率下减小空气冷却器。设计环境温度为t1，则设计温差为Δt2= t3 – t1>Δt1。当Δt2为Δt1的2倍，可以节省近一半的空气冷却器。而设计温度低于环境极限温度这之间的温差，由于在每一年都不是很长，可以通过晚上气温较低时采用热泵或制冷来解决。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种闭式复合冷却系统，该系统设计温度明显低于该地极限温度，能够确保其在高温环境下正常工作，不但结构紧凑，而且空气换热器用量少，从而降低了成本，使得密闭式循环纯水冷却系统的应用地域得到拓展。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种闭式复合冷却系统，包括通过管道连接成循环回路的被冷却器件、空气冷却器及冷却水泵，所述系统还包括第一板式换热器、第二板式换热器、冷水机组、蓄冷槽、缓冲罐、第一冷泵、第二冷泵；
所述第一板式换热器热侧及第二板式换热器热侧串联在循环回路中；
所述第一冷泵、冷水机组、蓄冷槽及缓冲罐组成蓄冷回路；
所述第一冷泵、冷水机组、第一板式换热器冷侧及缓冲罐组成第一释冷回路；
所述第二冷泵、蓄冷槽及第二板式换热器冷侧组成第二释冷回路。
为了更好的实现本发明，所述循环回路并联有第一旁路阀，使得循环回路中的冷却介质可以不通过第一板式换热器及第二板式换热器直接回到水冷入口。
为了更好的实现本发明，所述蓄冷回路、第一释冷回路及第二释冷回路中 均设有阀门。
为了更好的实现本发明，所述第一释冷回路并联有第二旁路阀，通过第二旁路阀调节第一释冷回路的流量。
为了更好的实现本发明，所述第一板式换热器后设有第一温度检测装置，第二板式换热器后设有第二温度检测装置。
为了更好的实现本发明，第一释冷回路的流量根据第一温度检测装置测出的温度调节；第二释冷回路的流量根据第二温度检测装置测出的温度调节。
为了更好的实现本发明，所述第一冷泵为定频，第二冷泵为变频。
为了更好的实现本发明，所述蓄冷槽为斜温层式蓄冷槽。
本发明与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：
传统的密闭式循环水冷却系统是以该地极限温度进行空气冷却器设计，因此体积庞大，耗资大，实际上不少空气冷却器全年大部分时间处于闲置；闭式复合冷却系统设计温度可以明显低于该地极限温度，结构紧凑，减少了空气换热器的用量，充分利用了空气冷却器的设计容量，降低了成本，同时又有冷量储备，使得当热量不足时，报警过程中有一定的处理时间，使得密闭式循环水冷却系统可以应用在极限温度高于45℃的环境。
附图说明
图1为本发明实施例所述闭式复合冷却系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，一种闭式复合冷却系统，包括被冷却器件1、空气冷却器2、第一板式换热器3、第二板式换热器4、第一冷水机组5、第二冷水机组6、第 一冷泵（定频）7、缓冲罐8、斜温层式蓄冷槽9、第二冷泵（变频）10、冷却水泵11；
所述被冷却器件1、空气冷却器2、阀门K1、第一板式换热器3、第二板式换热器4及冷却水泵11依次连接形成循环回路，循环回路并联有第一旁路阀K2；
所述第一板式换热器3热侧及第二板式换热器4热侧串联在循环回路中；
所述第一冷水机组5、第二冷水机组6、第一冷泵（定频）7、缓冲罐8、阀门V1、斜温层式蓄冷槽9及阀门V3依次串联组成蓄冷回路；
所述第一板式换热器3冷侧、阀门V4、第一冷水机组5、第二冷水机组6、第一冷泵（定频）7、缓冲罐8依次串联组成第一释冷回路，第一释冷回路中并联有第二旁路阀V5；
所述第二板式换热器4冷侧、阀门V2、斜温层式蓄冷槽9、第二冷泵（变频）10组成第二释冷回路；
所述第一板式换热器3后设有第一温度检测装置T1，第二板式换热器4后设有第二温度检测装置T2；
第一释冷回路的流量根据第一温度检测装置T1测出的温度调节；第二释冷回路的流量根据第二温度检测装置T2测出的温度调节。
当5℃≤环境温度≤35℃时，冷却水全部流量从第一旁路阀K2旁通， K1关闭；减小冷却水泵11的压力损失。
当环境温度≤5℃时，冷却水1/2的流量从第一旁路阀K2旁通，1/2的流量流进K1进行热交换，第一冷水机组5及第二冷水机组6均不工作，开动第一冷泵（定频）7及第二冷泵（变频）10，使冷冻水不结冰。
当环境温度≥35℃时，冷却水2/3的流量从第一旁路阀K2旁通，1/3的流量流进K1进行热交换，冷冻水供冷把冷却水降到需要的温度。
（1）夜间蓄冷槽蓄冷：V5、V4、V2、第二冷泵（变频）10关闭，斜温层式蓄冷槽水温全部达到7℃时，V3、第一冷水机组5、第二冷水机组6、第一冷泵 7（定频）、V1开，蓄冷结束。
（2）当白天冷机单独供冷：V3、V2、V1、第二冷泵（变频）10关闭，V4、第一冷水机组5、第二冷水机组6、第一冷泵（定频）7开，供冷过程中V5根据第一温度检测装置T1测出的温度调节第一释冷回路的流量。
第一冷水机组5及第二冷水机组6分别根据回水温度自动卸载。
第一板式换热器3冷侧出口的水温20℃，当第一冷水机组5及第二冷水机组6最大负荷时，第一释冷回路冷冻水降到7℃。
（3）蓄冷槽单独供冷：第一冷水机组5、第二冷水机组6、第一冷泵（定频）7、V1、V3、V4、V5关闭，V2及第二冷泵（变频）10开，根据第二温度检测装置T2对第二冷泵（变频）10进行变频控制，达到控制第二释冷回路流量的要求。
（4）联合供冷：V1、V3关闭；
蓄冷槽供冷：V2开，根据第二温度检测装置T2测出的温度对第二冷泵（变频）10进行变频控制，达到控制第二释冷回路流量的要求。
冷机供冷：第一冷水机组5及第二冷水机组6分别根据回水温度自动卸载。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种闭式复合冷却系统，包括通过管道连接成循环回路的被冷却器件、空气冷却器及冷却水泵，其特征在于：所述系统还包括第一板式换热器、第二板式换热器、冷水机组、蓄冷槽、缓冲罐、第一冷泵、第二冷泵；
所述第一板式换热器热侧及第二板式换热器热侧串联在循环回路中；
所述第一冷泵、冷水机组、蓄冷槽及缓冲罐组成蓄冷回路；
所述第一冷泵、冷水机组、第一板式换热器冷侧及缓冲罐组成第一释冷回路；
所述第二冷泵、蓄冷槽及第二板式换热器冷侧组成第二释冷回路。
2.根据权利要求1所述的一种闭式复合冷却系统，其特征在于：所述循环回路并联有第一旁路阀。
3.根据权利要求1所述的一种闭式复合冷却系统，其特征在于：所述蓄冷回路、第一释冷回路及第二释冷回路中均设有阀门。
4.根据权利要求1所述的一种闭式复合冷却系统，其特征在于：所述第一释冷回路并联有第二旁路阀。
5.根据权利要求1所述的一种闭式复合冷却系统，其特征在于：所述第一板式换热器后设有第一温度检测装置，第二板式换热器后设有第二温度检测装置。
6.根据权利要求1所述的一种闭式复合冷却系统，其特征在于：第一释冷回路的流量根据第一温度检测装置测出的温度调节；第二释冷回路的流量根据第二温度检测装置测出的温度调节。
7.根据权利要求1所述的一种闭式复合冷却系统，其特征在于：所述第一冷泵为定频，第二冷泵为变频。
8.根据权利要求1所述的一种闭式复合冷却系统，其特征在于：所述蓄冷槽为斜温层式蓄冷槽。
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