一种基于压缩制冷的半封闭式电子设备微小型冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子设备散热技术，具体是一种基于压缩制冷的半封闭式电子设 备微小型冷却系统，可保证在内部低温环境下不会因为水蒸气结露导致电子设备短路风 险。
【背景技术】
[0002] 现有的电子设备散热技术，如空气强制冷却和液体强制冷却，均以环境大气为最 终热沉，在高原、戈壁、沙漠、海岛等恶劣高温环境应用时，环境大气温度高，电子元器件的 散热成为难题。
[0003] 压缩制冷，可以提供低于环境温度的冷却介质，能更好的冷却电子设备及元器件。 现有技术如CN201010545934.5,将电子元器件布置在蒸发器的表面或临近结构件上，以就 近冷却散热，成为一种较为优异的电子设备冷却技术。但是压缩制冷的原理，决定了在蒸发 器工作在较低温度时，空气中含的水蒸气不可避免的冷凝凝结在蒸发器周围，极易引起电 子元器件短路等风险。 【实用新型内容】
[0004] 针对现有技术中的压缩制冷存在着蒸发器周围极易冷凝凝露，极易引起电子元器 件短路等风险的技术问题，本实用新型公开了一种基于压缩制冷的半封闭式电子设备微小 型冷却系统。
[0005] 本实用新型的技术方案如下：
[0006] 本实用新型公开了一种基于压缩制冷的半封闭式电子设备微小型冷却系统，其具 体包括压缩制冷系统和内围框，所述压缩制冷系统包括压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器， 所述压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器通过连接管路依序连接，所述内围框内设置空气干燥 剂筒、回流风机、蒸发器和待冷却的电子元器件，所述空气干燥剂筒中装有空气干燥剂，所 述回流风机连接蒸发器，用于将流经待冷却的电子元器件的被加热后的空气再次送入蒸发 器，所述内围框为封闭式的密闭空间，内围框内的密闭空气进行回字型循环流动。密闭空间 中有限的空气量中含水蒸气量极少，经过反复的循环流动并通过蒸发器本身具备的制冷及 除湿功能，以及空气干燥筒9的吸附，可以保证该密闭空间内电子设备的常年工作也可杜绝 冷凝水风险。
[0007] 更进一步地，上述空气干燥筒为装有空气干燥剂的漏孔小瓶。
[0008] 更进一步地，上述的内围框形成六面体盒式结构。
[0009] 更进一步地，上述系统还包括主控板，所述主控板连接压缩制冷系统。通过主控板 可以实现自动控制以及显示等功能。
[0010] 更进一步地，上述系统还包括箱体和盖板，所述压缩制冷系统设置在箱体内，所述 箱体内设置L型隔板，L型隔板的两个端面和底面分别连接箱体，所述L型隔板与箱体以盖板 共同围成内围框。
[0011] 更进一步地，上述冷凝器设置在箱体的L型区域内，在箱体上设置有两处筛孔结 构，分别对应冷凝器的进风口和出风口。
[0012] 更进一步地，上述系统还包括显控面板，所述显控面板使用数码管显示蒸发器出 风温度以及回风机回风温度，并用按钮形式实现出风温度的设置，通过主控板的控制，调节 对应的出风温度。
[0013] 通过采用以上的技术方案，本实用新型的有益效果为:本实用新型提出的基于压 缩制冷的半封闭式小型电子设备冷却系统，其中半封闭式结构，是指将蒸发器和电子元器 件封闭在一个围框内，形成一个局部密闭空间。该密闭空间内部形成强迫空气冷却循环，并 内置有空气干燥剂。压缩制冷，能够适应于高原、海岛、沙漠等特殊恶劣高温、高湿环境电子 设备使用，能提供比环境温度更低的冷却空气。避免了内部冷空气与外部空气的串扰，杜绝 冷凝水大量累积造成的电气短路隐患问题，并减少制冷量损耗。该小型电子设备冷却系统 在结构上更易于与电子设备整体集成一体。可以解决小型电子设备在恶劣高温、高湿环境 下的散热应用需求。尤其适用于恶劣环境下的雷达、通信等小型高功率电子设备的应用。
【附图说明】
[0014] 图1为基于压缩制冷的半封闭式电子设备微小型冷却系统流程图。
[0015] 图2为基于压缩制冷的半封闭式电子设备微小型冷却系统的结构示意图。
[0016] 图3为基于压缩制冷的半封闭式电子设备微小型冷却系统的元器件布置示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合说明书附图，详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0018] 本实用新型公开了一种基于压缩制冷的半封闭式电子设备微小型冷却系统，其具 体包括1微型压缩机、2冷凝器、3过滤器、4毛细管、5蒸发器、6控制系统、连接管路（1-2、2-3、 4-5、5-1)及填充在管路中的7制冷剂，8内围框、9空气干燥剂筒，10回流风机，11待冷却电 子元器件等组成。其中，部件1~7及连接管路是一个压缩制冷循环的基本构成。
[0019] 所述的1微型压缩机可为直流变频压缩机，由控制系统控制和驱动。
[0020] 所述的2冷凝器，可为一个空液换热器，及配合工作的一个或一组轴流风机或离心 风机。换热器一般为平行流型式或套片管型式。
[0021] 所述的3过滤器，为一个能吸附水蒸气的小型过滤器。若系统调试时，对密闭的管 道回路内抽真空达到很高的真空度时，本方案也可以省略此过滤器部件。此时连接管路2-3 直接连接冷凝器出口和毛细管4。
[0022] 所述的4毛细管，为一细铜管制成的螺旋节流装置。
[0023] 所述的5蒸发器，为一个空液换热器，及配合工作的一个或一组轴流风机。空液换 热器一般为平行流型式或套片管型式。风机驱动空气流经蒸发器，空气被冷却降温为低温 冷却空气，送入待冷却的电子设备发热元器件表面或其散热风道中。
[0024] 所述的连接管路（1-2、2-3、4-5、5_1)，为4根长度不同的铜管，其形状和折弯走向 根据具体的各部件布置方位而定。包括:连接压缩机出口与冷凝器入口的管路1-2;连接冷 凝器出口与过滤器入口的管路2-3;连接毛细管与蒸发器入口的管路4-5;连接蒸发器出口 与压缩机入口的管路5-1;连接管路将上述微型压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管和蒸发器， 连接成为密闭封闭回路。
[0025] 所述的6控制系统，为一个集成电路板或多个电路板，由温度传感器、控制板和压 缩机驱动板等功能模块组成，必要时还可集成显示模块、插座或按钮。根据传感器采集的蒸 发器处冷却空气的温度变化和控制需求，来控制压缩制冷系统的工作启停和压缩机转速。
[0026] 所述的7制冷剂，为填充在密封封闭回路里的R134a或氟利昂系制冷剂，制冷剂在 密闭的管道回路内以气体、液体、两相流体等多种状态存在，被压缩机驱动着流动和循环。
[0027] 该压缩制冷循环的工作流程，可以简述为：1)微型压缩机入口流入的制冷剂气体， 被压缩成为高温高压的制冷剂气体;2)冷凝器中的风机将环境空气吹过冷凝器散热器部 分，制冷剂被冷凝变成高温高压的液体;3)制冷剂液体流经毛细管，由于毛细管的节流作 用，变成低温低压的气液两相混合的制冷剂。4)该两相混合的制冷剂进入蒸发器的换热器， 蒸发器中的风机吹过热空气，制冷剂吸热后被迅速蒸发成为制冷剂气体。该制冷剂气体再 次进入压缩机，进入下一个工作循环。
[0028] 上述1微型压缩机、2冷凝器、3过滤器、4毛细管和5蒸发器通过连接管路（1-2、2_3、 4-5、5-1)分别依次连接，形成密封的封闭管道回路。管道回路内填充7制冷剂。6控制系统控 制和驱动微型压缩机、2冷凝器、5蒸发器的工作。上述部件组成了基本的压缩制冷循环。
[0029] 所述的8内围框，可为一个工程塑料或铝合金板制成的六面体盒式结构件。用于将 待冷却的电子设备11、蒸发器5和回流风机10、空气干燥筒9放置其中，形成密闭结构。
[0030] 所述的9空气干燥筒，为一个装有空气干燥剂的漏孔小瓶。布置在蒸发器的出风口 附近，用于将内围框密闭结构内的空气中的初始水蒸气产生的冷凝水吸附。
[0031] 所述的10回流风机，为布置在电子设备出风口的一个轴流风机，起空气导流作用， 用于将流经发热电子元器件的被加热后的空气再次送入蒸发器5。
[0032] 所述的11待冷却电子元器件，可以为电路板上的板载发热元器件或独立的电子模 块，使用一个带翅片的金属散热器安装。
[0033]封闭式内围框结构中的空气流向图见图1中虚线箭头所示。从蒸发器5吹出的冷却 空气，被送入待冷却电子元器件的散热器风道，将电子元器件导出的热量带走，冷却空气被 加热，经过U型流动，由回流风机10,将加热后的空气再次送入蒸发器的换热器中冷却。封闭