一种基于温控阀的多种供液温度液冷源机组及其控温方法与流程

本发明涉及制冷设备技术领域。

背景技术：

随着元器件热流密度不断增大，空间集成度增加，传统的以空气为工质的冷却系统冷却方式已无法满足现代电子设备的热控制要求，液体冷却技术具有高换热系数、高效率、良好的流动性、稳定的工作能力及噪音低等优点，这使得液冷技术成为电子冷却系统的首选。

液冷源作为液冷技术的核心，它采用液体循环冷却的方法，它可以提供一定温度、压力、流量的冷却液，对负载设备进行降温冷却，为集成组件的连续工作创造一个良好、稳定的工作环境。液冷源是液冷系统中承上启下的作用，其连接被冷却设备和热沉，为被冷却设备提供一定温度、压力、流量的冷却液。

目前，液冷源在各类电子设备系统中，尤其电子设备整机系统中大量应用，主要有常规型和压缩制冷型两种液冷源。常规型液冷源其供液温度受环境温度的影响，供液温度随着环境温度的升高而升高，因此，仅适用于对冷却液温度要求不高的场合，适应性比较差，且温度波动对电子设备带来的温度冲击会影响设备的可靠性；压缩制冷型液冷源，因具备高效的压缩制冷系统，供液温度恒定可控且供液温度在一定范围内可调，同时，可以提供低温水进行冷却和除湿功能，因此，受广泛应用。但目前的液冷源仅提供一种温度冷却液，对于需要多种供液温度的系统，通常使用两种液冷源或一个液冷源带两个压缩制冷系统。此类做法会造成冷源设备供电功率高、成本高、安装空间大、可靠性低等缺点。因此，一种节能、低成本、小型化的多种供液温度液冷源机组及其控温方法是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明针对目前液冷源仅提供一种温度冷却液无法满足电子设备整机对多种温度冷却液的需求，且现有解决方法会造成冷源设备供电功率高、成本高、安装空间大等缺点。通过温控阀的使用将部分负载高温回液再次利用，通过流量旁通和温度反馈调节，可实现多种供液温度的液冷源有效节能、低成本、小型化。

为达到上述效果，本发明提供一种基于温控阀的多种供液温度液冷源机组，系统包括供液系统17、压缩制冷系统18两部分，其中供液系统17包括：水泵5、温度传感6、水箱7、节流装置8、第一负载9、温度传感器10、电加热11、节流装置12、温控阀13、第二负载14、节流装置15、控制箱16，压缩制冷系统18包括：冷凝器1、压缩机2、节流装置3、蒸发器4；其特征在于：所述第二负载14出液口与第一负载9进液口相连接，中间设有温控阀13、电加热11、温度传感器10，所述负载之间设有节流装置8、节流装置12、节流装置15进行流量平衡；所述温度传感器10连接于控制箱16，反馈温度进行调节。

所述基于温控阀的多种供液温度液冷源机组，其特征在于：供液系统17内所述温控阀13、电加热11、温度传感器10、节流装置8、节流装置12、节流装置15的使用可实现供液温度调节和供给流量调节；

所述该机组可扩展为多种温度冷却液供给冷源；

本发明基于温控阀的多种供液温度液冷源机组控温方法包括如下步骤：

步骤1：压缩制冷系统17为供液系统16提供稳定的低温液体循环，其温度为系统要求中的最低温度，通过温度传感器6进行测量；

步骤2：总的供液管路进入第二负载14时，第二负载14通过节流装置12进行流量调节，确保稳定供液；

步骤3：初始低温冷却液通过第二负载14加热后，经过温控阀13，温控阀13感测温度传感器10的供液温度，调节开合度；

步骤4：电加热11根据反馈的供液温度，进行补偿，同时确保温度可大范围调节；

步骤5：经过温控阀13分流后多余的冷却液通过节流装置15流回水箱中；

步骤6：第一负载9进口接受调温后的冷却液，多余的流量通过节流装置8回流；

步骤7：第一负载9冷却液升温后回流至水箱7，经水泵5抽动流过蒸发器4冷凝降温；

步骤8：形成稳定多种温度供液循环。

所述负载系统为两个，若为多个负载系统，可经过相同原理的管路串并联，形成多种温度供液的液冷源。

本发明的有益之处：

1)没有多压缩机并联，同时余热回收利用，节能效果好；

2)仅需增加温控阀和节流装置，可低成本实现；

3)无需多种液冷源，无需多种压缩机系统，空间需求小。

附图说明

图1是本发明结构示意图。其中：1-冷凝器，2-压缩机，3-节流装置，4-蒸发器，5-水泵，6-温度传感,7-水箱，8-节流装置，9-第一负载，10-温度传感器，11-电加热，12-节流装置，13-温控阀，14-第二负载，15-节流装置，16-电控箱，17-供液系统，18-压缩制冷系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

本发明公开的一种基于温控阀的多种供液温度液冷源机组结构示意图如图1所示。包括供液系统17、压缩制冷系统18两大部分。其特征在于：所述水泵5进液口与第一负载9出液口连接，与第一负载9之间设有水箱7；所述水泵5出液口与蒸发器4另一进液口相连；所述蒸发器4另一出液口与第二负载14连接，与第二负载14之间设有温度传感器6，温度传感器6连接于控制箱16；所述第二负载14出液口与第一负载9进液口相连接，中间设有温控阀13、电加热11、温度传感器10，所述负载之间设有节流装置8、节流装置12、节流装置15进行流量平衡；所述温度传感器10连接于控制箱16，反馈温度进行调节。

本具体实施的基于温控阀的多种供液温度液冷源机组控温方法包括如下步骤：

步骤1：压缩制冷系统17为供液系统16提供稳定的低温液体循环，其温度为系统要求中的最低温度，通过温度传感器6进行测量；

步骤2：总的供液管路进入第二负载14时，第二负载14通过节流装置12进行流量调节，确保稳定供液；

步骤3：初始低温冷却液通过第二负载14加热后，经过温控阀13，温控阀13感测温度传感器10的供液温度，调节开合度；

步骤4：电加热11根据反馈的供液温度，进行补偿，同时确保温度可大范围调节；

步骤5：经过温控阀13分流后多余的冷却液通过节流装置15流回水箱中；

步骤6：第一负载9进口接受调温后的冷却液，多余的流量通过节流装置8回流；

步骤7：第一负载9冷却液升温后回流至水箱7，经水泵5抽动流过蒸发器4冷凝降温；

步骤8：形成稳定多种温度供液循环。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种液冷源机组及其控温方法，系统包括制冷系统和供液系统两部分，其特点是供液系统内所述第二负载出液口与第一负载进液口相连接，中间设有温控阀、电加热、温度传感器，所述两负载之间设有节流装置进行流量平衡；其优点是通过温控阀的使用将第二负载部分高温回液再次利用，通过流量旁通和温度反馈调节，可实现多种供液温度的液冷源机组；针对目前液冷源仅提供一种温度冷却液无法满足电子设备整机对多种温度冷却液的需求，且对于需要多种供液温度的系统，通常使用两种液冷源或一个液冷源带两个压缩制冷系统，现有解决方法会造成冷源设备供电功率高、成本高、安装空间大等缺点，可满足有效节能、低成本、小型化需求。

技术研发人员：许升;张德俊;陈杨;徐太栋;唐文辉
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七二四研究所
技术研发日：2019.07.20
技术公布日：2019.11.05