一种新型直冷式散热系统的制作方法

本实用新型属于激光投影光源散热技术领域，尤其是一种新型直冷式散热系统。

背景技术：

现有使用的激光光源是一种直接把电能转化为光能的半导体发光固体器件，具有亮度高，能耗低、寿命长、光色纯、体积小、重量轻、响应时间短、无重金属污染、维修费用低等优点，作为新一代绿色光源，得到越来越广泛的应用。激光光源对温度非常敏感，随着外界温度的变化会影响其发光效率和使用寿命。随着温度的上升光源发光的峰值波长将发生漂移，会降低整体的出光功率，导致亮度下降，色温、色坐标也随之发生改变，因此在使用过程中对激光光源进行散热降温显得尤为重要。

目前，高流明投影机的激光光源主要采用水冷散热方式进行散热，然而，水冷散热换热效率低，且工作环境温度对水冷散热有很大的限制作用，高温时，水冷散热启动时间长，低温时，水冷散热只能采取专用的防冻液作为工作介质；对换热介质纯度要求高，需要经常维护，同时水冷散热需要配置水泵、水箱等设施，导致水冷散热机柜体积大重量重。若发生介质水泄露则导致整个机柜停止工作，维修难度大，可靠性差。针对不同亮度的光源需要在机柜内配置不同功率型号的冷水机，可拓展性差。

随着投影技术的不断发展，对光源提出了小体积、轻重量、高可靠性的模块化要求，利用水冷散热很难满足目前的技术要求，需开发一种新的光源散热方式来达到要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种新型直冷式散热系统。本实用新型设计合理，结构简单，通过设置毛细管、冷凝器、压缩机和冷板形成冷凝循环系统对热源进行散热，通过冷板上设置的两个温度传感器检测冷板中双通道流道的输入端与输出端的制冷剂温度，通过两个压力传感器检测毛细管两端的制冷剂压力，由PID控制器根据检测的压力信号和温度信号来调整压缩机的转速以及冷凝器中风扇的转速，实时掌握冷凝循环系统中制冷剂的工作状态，进而根据热源的实际产生的热量，来实时控制制冷剂的循环速率，提高换热效率，换热效率是水冷散热方式的三倍，且制冷效果不受工作环境温度影响。本实用新型操控灵活、体积小重量轻、可靠性高。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种新型直冷式散热系统，包括PID控制器、毛细管、冷凝器、压缩机以及内部设置有双通道流道的冷板，冷板的外侧壁上贴附有多个热源，所述毛细管、冷凝器、压缩机和冷板通过铜管依次连通形成冷凝循环系统，所述毛细管与冷板之间的铜管上以及毛细管与冷凝器之间的铜管上各设置有一个与PID控制器电路连接的压力传感器，所述冷板中双通道流道的输入端与输出端各设置有一个与PID控制器电路连接的温度传感器，所述冷凝器的散热面处装配有风扇，所述风扇的控制端及压缩机的控制端与PID控制器电路连接。

优选的，新型直冷式散热系统还包括回热器，所述回热器内装配有交错设置的供给管和回流管，所述回热器中供给管设置在毛细管与冷凝器之间的铜管上，与毛细管及冷凝器相连通，所述回热器中的回流管设置在冷板与压缩机之间的铜管上，与冷板及压缩机相连通。

优选的，所述冷板采用铝材质制成，冷板内双通道流道的内径为6mm。

优选的，所述冷凝器与风扇之间保持3cm至5cm的距离。

优选的，所述冷凝器为铜管翅片冷凝器，所述风扇为静音风扇。

优选的，所述毛细管的管长度为300mm至600mm，管内径为0.6mm至1mm。

优选的，新型直冷式散热系统内充入的制冷剂为R134a制冷剂。

优选的，新型直冷式散热系统中连接用铜管及冷板上包裹有保温棉，所述热源上涂有绝热胶。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型设计合理，结构简单，通过设置毛细管、冷凝器、压缩机和冷板形成冷凝循环系统对热源进行散热，通过冷板上设置的两个温度传感器检测冷板中双通道流道的输入端与输出端的制冷剂温度，通过两个压力传感器检测毛细管两端的制冷剂压力，由PID控制器根据检测的压力信号和温度信号来调整压缩机的转速以及冷凝器中风扇的转速，实时掌握冷凝循环系统中制冷剂的工作状态，进而根据热源的实际产生的热量，来实时控制制冷剂的循环速率，提高换热效率，换热效率是水冷散热方式的三倍，且制冷效果不受工作环境温度影响。本实用新型操控灵活、体积小重量轻、可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是增加回热器后的直冷式散热系统整体结构示意图；

其中热源1、冷板2、温度传感器21、毛细管3、压力传感器31、压缩机4、回热器5、冷凝器6、风扇61、PID控制器7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种新型直冷式散热系统，包括PID控制器7、毛细管3、冷凝器6、压缩机4以及内部设置有双通道流道的冷板2，冷板2的外侧壁上贴附有多个热源1，所述毛细管3、冷凝器6、压缩机4和冷板2通过铜管依次连通形成冷凝循环系统，所述毛细管3与冷板2之间的铜管上以及毛细管3与冷凝器6之间的铜管上各设置有一个与PID控制器7电路连接的压力传感器31，所述冷板2中双通道流道的输入端与输出端各设置有一个与PID控制器7电路连接的温度传感器21，所述冷凝器6的散热面处装配有风扇61，所述风扇61的控制端及压缩机4的控制端与PID控制器7电路连接。

其中热源1为激光光源的发热源，工作前在毛细管3、冷凝器6、压缩机4、冷板2形成的冷凝循环系统内充入制冷剂，工作时在压缩机4的带动下，制冷剂在冷板2处吸收热源1生产的热量，经压缩机4流至冷凝器6处进行散热，两个压力传感器31检测毛细管3两端的制冷剂压力，并将检测的压力信号传递给PID控制器，两个温度传感器21检测冷板2中双通道流道输入端与输出端的制冷剂温度，并将检测的温度信号传递给PID控制器7，PID控制器7根据接收到的压力信号和温度信号来调整压缩机4的转速以及冷凝器6中风扇61的转速，进而根据热源1的实际产生的热量，来实时控制制冷剂的循环速率。本直冷式散热系统能在环境温度-5℃—40℃的条件下工作，将热源1温度维持至20℃，温度波动在±0.5℃范围内，针对高流明投影机的激光光源散热问题，有效降低热源的温度，延长激光光源的寿命，提高投影机的工作效率

其中，连接用的铜管采用弯曲焊接方式制得，来减少系统振动，达到减小噪音的目的，同时有效防止制冷剂发生泄漏，提高系统的整体可靠性与安全性。

如图2所示，在上述技术方案基础上，新型直冷式散热系统还包括回热器5，所述回热器5内装配有交错设置的供给管和回流管，所述回热器5中供给管设置在毛细管3与冷凝器6之间的铜管上，与毛细管3及冷凝器6相连通，所述回热器5中的回流管设置在冷板2与压缩机4之间的铜管上，与冷板2及压缩机4相连通。如此设置，由冷凝器输出的低温制冷剂流至毛细管3前先流入回热器5中的供给管内，由冷板2中双通道流道输出端流出的高温制冷剂在流入压缩机4前先流入回热器5中的回流管内，供给管中的低温制冷剂与回流管中的高温制冷剂进行热量平衡交换，从而达到过冷过热的目的。

在上述技术方案基础上，所述冷板2采用铝材质制成，冷板2内双通道流道的内径为6mm。如此设置，冷板热阻力小，热源温度分布更加均匀。

在上述技术方案基础上，所述冷凝器6与风扇61之间保持3cm至5cm的距离。如此设置，便于将冷凝器中热量快速散发到空气中，满足实际使用需要。

在上述技术方案基础上，所述冷凝器6为铜管翅片冷凝器，所述风扇61为静音风扇。如此设置，铜管翅片冷凝器散热效果好，性能稳定，静音风扇降低系统的工作噪声。

在上述技术方案基础上，所述毛细管3的管长度为300mm至600mm，管内径为0.6mm至1mm。如此设置，达到节流增加压差的作用，满足实际使用需要。

在上述技术方案基础上，新型直冷式散热系统内充入的制冷剂为R134a制冷剂。如此设置，制冷效果好，安全性能高，针对本新型直冷式散热系统充入量为200g至300g即可到达对热源的制冷要求。

在上述技术方案基础上，新型直冷式散热系统中连接用铜管及冷板2上包裹有保温棉，所述热源1上涂有绝热胶。如此设置，防止直冷式散热系统发生凝露现象，满足实际使用需要。

对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。