专利名称：一种电力电子设备散热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种散热系统，具体涉及一种电力电子设备散热系统。
背景技术：
随着工业的快速发展，大型电力电子设备在各行业的应用越来越广泛，功率等级越来越高，对设备体积的限制也越来越多。电力电子器件在高功率等级工作条件下的高功率损耗将产生大量的热，使电力电子器件温升很高。由于器件温度是限制电力电子器件使用寿命的重要因素之一，器件温度越高，其使用寿命越短，因此，电力电子设备散热系统的散热性能成为影响电力电子设备使用寿命的重要因素之一。电力电子设备散热系统的设计在高功率等级与高功率密度双重需求下越来越重要，成为大型电力电子设备发展的一个瓶颈问题。目前，电力电子设备的散热方式主要采用自然散热，风冷散热和液冷散热等方法。 自然散热主要依靠电力电子设备的外表面积对周围空气的热辐射来实现散热。风冷散热实际上是一种强制热对流的方法，主要依靠风扇以及一定形式的风道将电力电子设备内部的较热空气与设备外部的较冷空气进行交换，从而达到降低设备内部温度的目的。液冷散热主要依靠液冷散热器来实现对电力电子设备的散热。电力电子设备的现有散热方式存在如下缺陷1、自然散热是通过在设备外表面增加散热器等方法增加设备的散热表面积以增强散热效果，由于自然散热结构的散热能力有限，采用自然散热的电力电子设备往往体积庞大，不利于设备体积的优化，同时造成设备成本大幅增加，难以满足大型电力电子设备对体积和成本的控制要求；2、风冷散热主要依赖于使电力电子设备内部空气与外部空气的强制交换来实现散热，在设备内外的空气交换中，常常把设备外部的灰土、盐雾等有害物质带进电力电子设备内部，造成设备内部器件腐蚀和尘土层积，造成电力电子器件的损害。特别是在风沙或盐雾较多的地区，风冷散热对电力电子设备的不利影响尤为突出。此外，风冷散热还存在风道设计复杂，散热能力有限，电力电子设备体积仍然较大等问题；3、液冷散热的散热器直接对设备内部的发热器件进行接触散热，一旦散热器的管路发生泄漏，具有导电性的水对将可能导致电力电子设备短路，造成损坏。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种电力电子设备散热系统，克服现有散热技术存在的上述缺陷，满足电力电子设备高功率等级和高功率密度的要求。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种电力电子设备散热系统，包括设备柜体和设置在该设备柜体内的设备发热部件，其特征在于，还包括液冷换热器、风机、发热部件安装区和系统风道，该系统风道的进风端和出风端连接该发热部件安装区形成循环通道，该系统风道除所述进风端和出风端之外的部分与该发热部件安装区相隔
3[0010]所述设备发热部件安装在该发热部件安装区内；所述液冷换热器包括由贯穿该液冷换热器的换热器风道连通的进风口和出风口， 该液冷换热器安装在所述系统风道的进风端或出风端或所述系统风道内，使流经所述系统风道的风流流经所述换热器风道；所述风机安装在所述系统风道的进风端或出风端或所述系统风道内或同时安装在所述系统风道的进风端和出风端，使流经所述系统风道的风流流经所述风机。在本实用新型的电力电子设备散热系统中，所述风机包括风机A和风机B，所述风机A为离心风机并安装在所述系统风道进风端，所述风机B为轴流风机并安装在所述系统风道出风端，所述液冷换热器安装在所述系统风道出风端，所述风机B的进风口连接所述液冷换热器的出风口或所述风机B的出风口连接所述液冷换热器的进风口。在本实用新型的电力电子设备散热系统中，所述发热部件安装区由安装区底板、 所述设备柜体的两侧侧壁板和后立板围合而成，所述系统风道由所述设备柜体的后壁板、 设备柜体的隔板、所述安装区底板、所述后立板和所述设备柜体的侧壁结构合围而成。在本实用新型的电力电子设备散热系统中，所述发热部件安装区由安装区底板、 所述设备柜体后壁板、所述设备柜体门和后立板围合而成，所述系统风道由所述设备柜体一侧的侧壁板、设备柜体的隔板、所述安装区底板、所述后立板、所述设备柜体的后侧壁结构和门端结构合围而成。在本实用新型的电力电子设备散热系统中，所述液冷换热器以进风口一侧或出风口一侧与该挡板的通风孔相连连接在该挡板上。在本实用新型的电力电子设备散热系统中，所述液冷换热器设置在所述设备柜体的下部。在本实用新型的电力电子设备散热系统中，所述设备柜体为封闭柜体。实施本实用新型的电力电子设备散热系统，与现有技术比较，其有益效果是1.采用通风散热与液冷散热相结合，利用液冷散热器将机柜内的热量带走，降低冷却风流温度，通过低温风流的循环提高散热效率，同时散热系统结构紧凑，占用空间小， 满足高功率等级电力电子设备的散热要求和减小设备体积的要求；2.采用机柜内部空气自循环进行散热，无需与机柜外部空气进行交换，设备可以采用密封结构，防止了设备外部尘土、盐雾等有害因素对设备内部结构造成的损害，提高了设备的安全性和使用寿命；3.利于降低设备制造成本。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型电力电子设备散热系统一种实施例的内部结构立体图。图2是本实用新型电力电子设备散热系统图1实施例去除设备侧板后的侧视图。图3是本实用新型电力电子设备散热系统图1实施例去除设备侧板和设备门后的内部结构立体图。图4是本实用新型电力电子设备散热系统中液冷散热器与风机的分解立体图。[0028]图5是本实用新型电力电子设备散热系统图1实施例去除设备侧板和设备后壁板的内部结构立体图。图6是本实用新型电力电子设备散热系统中离心风机结构的分解立体图。图7是本实用新型电力电子设备散热系统图1实施例去除设备门后的主视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图5、图7所示，本实用新型的电力电子设备散热系统，包括设备柜体100和设置在该设备柜体100内的设备发热部件200、液冷换热器3、风机1、2、发热部件安装区和系统风道。系统风道的进风端和出风端连接发热部件安装区形成循环通道，系统风道除了进风端和出风端之外，其他部分与发热部件安装区相隔离(即不通风)。在本实施例中，发热部件安装区由安装区底板6、设备柜体的两侧侧壁板14和后立板5围合而成；系统风道由设备柜体的后壁板9、设备柜体的隔板8、安装区底板6、后立板5和设备柜体的侧壁结构(在本实施例中主要是侧壁的角部结构)合围而成。在其他实施例中，发热部件安装区可以由安装区底板6、设备柜体后壁板9、设备柜体门7和后立板6 围合而成；相应地，系统风道可以由设备柜体一侧的侧壁板14、设备柜体的隔板8、安装区底板6、后立板6、设备柜体的后侧壁结构(主要是侧壁的角部结构)和门端结构(主要是门端的角部结构)合围而成。在其他实施例中，根据设备内部结构的布置需要，还可以采用其他的发热部件安装区结构和系统风道结构。设备发热部件200安装在发热部件安装区内，当然，不排除将部分次要的发热元件(如连接铜排等)安装在风道内。液冷换热器3包括进风口和出风口，液冷换热器的进风口和出风口由贯穿液冷换热器的换热器风道连通。在本实施例中，液冷换热器3安装在系统风道的出风端。在其他实施例中，液冷换热器3可以安装在系统风道的进风端，也可以安装在系统风道内。如图2、图5所示，安装液冷换热器3时，通常设置挡板4，挡板4的四周与系统风道的侧壁密封连接，挡板中部设置通风孔，液冷换热器4以进风口一侧与挡板的通风孔相连连接在挡板上(在其他实施例中，液冷换热器4可以以出风口一侧与挡板的通风孔相连连接在挡板上)，使得流经系统风道的风流流经换热器风道进行热交换降低风流温度。在本实施例中，风机1安装在系统风道的进风端，风机2安装在系统风道的出风端。在其他实施例中，可以仅在系统风道的进风端或出风端或在系统风道内设置风机，也可以在系统风道内和系统风道的进风端或出风端同时设置风机。安装时，可以设置带通风孔的安装挡板，将风机安装在挡板上，使流经系统风道的风流流经风机。也可以将风机安装在液冷换热器进风侧端或出风端上(如图4所示)。风机的数量根据需要设置，在本实施例中，设置了八台风机。在其他实施例中，根据需要，可以增加或减少风机数量。根据安装位置的结构需要，风机可以采用离心风机或轴流风机。本实施例中的风机1为离心风机，风机2为轴流风机。离心风机结构可以根据需要进行设计，如图6所示， 在本实施例中，离心风机1采用相互配合的壳体11、12和安装在壳体11、12内部的电机及叶片13，进风口设置在壳体11的侧壁上，电机及叶片13的中心正对进风口，出风口设置在壳体11、12的下端，位于电机及叶片13的圆周边上。[0038]在本实施例中，液冷换热器3设置在设备柜体的下部。可以避免因液冷换热器故障泄露时对柜内设备带来隐患，在其他实施例中，根据结构需要，可以将液冷换热器3设置在设备柜体的其他位置，如中部或上部等，均能够实现本实用新型的基本发明目的。为了防止设备外部尘土、盐雾等有害因素对设备内部结构造成损害，设备柜体采用封闭柜体结构。当然，设备柜体采用非封闭柜体结构，不影响本实用新型基本发明目的的实现。
权利要求1.一种电力电子设备散热系统，包括设备柜体和设置在该设备柜体内的设备发热部件，其特征在于，还包括液冷换热器、风机、发热部件安装区和系统风道，该系统风道的进风端和出风端连接该发热部件安装区形成循环通道，该系统风道除所述进风端和出风端之外的部分与该发热部件安装区相隔离；所述设备发热部件安装在该发热部件安装区内；所述液冷换热器包括由贯穿该液冷换热器的换热器风道连通的进风口和出风口，该液冷换热器安装在所述系统风道的进风端或出风端或所述系统风道内，使流经所述系统风道的风流流经所述换热器风道；所述风机安装在所述系统风道的进风端或出风端或所述系统风道内或同时安装在所述系统风道的进风端和出风端，使流经所述系统风道的风流流经所述风机。
2.如权利要求1所述的电力电子设备散热系统，其特征在于，所述风机包括风机A和风机B，所述风机A为离心风机并安装在所述系统风道进风端，所述风机B为轴流风机并安装在所述系统风道出风端，所述液冷换热器安装在所述系统风道出风端，所述风机B的进风口连接所述液冷换热器的出风口或所述风机B的出风口连接所述液冷换热器的进风口。
3.如权利要求1所述的电力电子设备散热系统，其特征在于，所述发热部件安装区由安装区底板、所述设备柜体的两侧侧壁板和后立板围合而成，所述系统风道由所述设备柜体的后壁板、设备柜体的隔板、所述安装区底板、所述后立板和所述设备柜体的侧壁结构合围而成。
4.如权利要求1所述的电力电子设备散热系统，其特征在于，所述发热部件安装区由安装区底板、所述设备柜体后壁板、所述设备柜体门和后立板围合而成，所述系统风道由所述设备柜体一侧的侧壁板、设备柜体的隔板、所述安装区底板、所述后立板、所述设备柜体的后侧壁结构和门端结构合围而成。
5.如权利要求1所述的电力电子设备散热系统，其特征在于，包括挡板，该挡板四周与所述系统风道侧壁密封连接，该挡板中部包括通风孔，所述液冷换热器以进风口一侧或出风口一侧与该挡板的通风孔相连连接在该挡板上。
6.如权利要求1至5之一所述的电力电子设备散热系统，其特征在于，所述液冷换热器设置在所述设备柜体的下部。
7.如权利要求6所述的电力电子设备散热系统，其特征在于，所述设备柜体为封闭柜体。
专利摘要一种电力电子设备散热系统，包括设备柜体、设置在设备柜体内的液冷换热器、风机、发热部件安装区、系统风道和设备发热部件，系统风道的进风端和出风端连接发热部件安装区形成循环通道，系统风道除进风端和出风端之外的部分与发热部件安装区相隔离；液冷换热器包括进、出风口，液冷换热器安装在系统风道的进风端或出风端或所述系统风道内，使流经系统风道的风流流经换热器风道；风机安装在系统风道的进风端或出风端或系统风道内或同时安装在系统风道的进风端和出风端，使流经系统风道的风流流经风机。本实用新型散热效率高、结构紧凑，满足高功率等级电力电子设备散热和体积要求，并可防尘防盐雾，提高设备安全性和寿命，利于降低设备制造成本。
文档编号H05K7/20GK202050625SQ201120069000
公开日2011年11月23日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者张翔, 盛小军 申请人:深圳市禾望电气有限公司