一种重力自流式相变液冷系统的制作方法

本发明涉及一种液冷系统，特别涉及一种重力自流式相变液冷系统，用于有轨电车整流柜。

背景技术：

在有轨电车的各组装系统中，其整流柜的作用将交流变成直流，其中二极管是重要的发热元件，其散热问题至关重要，是整流柜系统可靠运行的关键，散热问题不及时有效地解决，会导致柜内二极管的烧毁，因此安全可靠的冷却系统是保证整流柜安全运行的保障，是减少有轨电车故障率的关键。

随着电子元器件技术的迅速发展，整流柜出现集成度高、小型化等趋势，因此发热元件热流密度逐步增加，对冷却系统的可靠性提出更高的要求，传统的风冷方式已经冷却能力达到极限，并有噪音高、散热不均匀、容易聚集灰尘等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种重力自流式相变液冷系统，能够通过冷却工质的相变及流动来实现对发热元件热量的吸收和释放，具有高换热系数、安全可靠、绿色环保的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种重力自流式相变液冷系统，包括：位于下方的蒸发器和位于上方的冷凝器，所述蒸发器的出口与所述冷凝器的进口相连形成蒸汽上升管路，所述蒸发器的进口与所述冷凝器的出口相连形成冷凝液回流管路；

所述散热管路中流通有由所述蒸发器中蒸发所得的高温蒸汽，所述回流管道中流通有由所述冷凝器中液化所得的冷却工质；

所述冷凝器内安装有冷凝风机，通过所述冷凝风机将所述冷凝器液化所得的热量排出。

在本发明一个较佳实施例中，所述冷凝器为微通道平行流式冷凝器。

在本发明一个较佳实施例中，所述微通道平行流式冷凝器内部的热交换结构由翅片和扁管结合构成。

在本发明一个较佳实施例中，所述冷凝风机为可调速轴流风机。

在本发明一个较佳实施例中，所述散热管路和所述回流管路中均固定安装有温度变送器。

在本发明一个较佳实施例中，所述散热管路和所述回流管路中均固定安装有压力变送器。

在本发明一个较佳实施例中，所述蒸发器和所述冷凝器均通过plc电气控制。

在本发明一个较佳实施例中，所述蒸发器紧贴于外界的发热元件。

本发明的有益效果是：本发明一种重力自流式相变液冷系统，冷却工质吸收外界发热元件上的热量，冷却工质从液态蒸发成蒸汽，蒸汽在浮力驱动作用下流向冷凝器，在冷凝器中释放热量后凝结成液体，在重力作用下返回到蒸发器的进口，形成冷却循环，冷却能力是传统风冷的1000倍，普通液冷方式的10倍，具有高换热系数、安全可靠、绿色环保的特点。

附图说明

图1是本发明在一较佳实施例中的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、蒸发器，2、冷凝器，3、冷凝风机，4、温度变送器，5、压力变送器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种重力自流式相变液冷系统，包括：位于下方的蒸发器1和位于上方的冷凝器2，所述蒸发器1作为二极管的直接热沉，起到吸收热量，组织蒸发、驱动循环的作用，工质在蒸发器1内受热蒸发，通过气化潜热带走热量，由于蒸发过程中工质温度保持不变，因此可以保证发热元件温度的均匀性，气态工质通过浮力驱动，从蒸发器1流向到冷凝器2；所述冷凝器作为液冷系统的排热单元，起到将热量排入环境，复原冷却工质的作用，冷却工质在泠凝器2中由气态变成液态，再靠重力回流到蒸发器1。

所述蒸发器1的出口与所述冷凝器2的进口相连形成蒸汽上升管路，所述蒸发器1的进口与所述冷凝器2的出口相连形成冷凝液回流管路；

所述散热管路中流通有由所述蒸发器1中蒸发所得的高温蒸汽，所述回流管道中流通有由所述冷凝器中2液化所得的冷却工质；

所述冷凝器2内安装有冷凝风机3，通过所述冷凝风机3将所述冷凝器2液化所得的热量排出。

其中，所述冷凝器2为微通道平行流式冷凝器，具有风阻小、换热效率高、结构紧凑、体积小、重量轻、环保易回收、可靠性高、使用维护方便的优点，所述微通道平行流式冷凝器内部的热交换结构由翅片和扁管结合构成，有利于进一步提高换热效率，增强耐压能力。

进一步说明，所述冷凝风机3为可调速轴流风机，用于强化冷却工质在冷凝器中的凝结放热过程，可根据冷凝温度自动调节冷凝风机的风量，具有效率高、使用寿命高、低噪音、节能的优点。

再进一步说明，所述散热管路和所述回流管路中均固定安装有温度变送器4，用于监控蒸发器1的进出口温度，所述散热管路和所述回流管路中均固定安装有压力变送器5，用于监控蒸发器1的进出口压力，以便保证液冷系统在使用过程中的冷却效果始终保持良好状态。

再进一步说明，所述蒸发器1和所述冷凝器2均通过plc电气控制，具备有自动化程度高，控制更加精密的优点，此外还可配合触摸屏为人机交互界面，提高使用、控制、查看的便捷性。

再进一步说明，所述蒸发器1紧贴于外界发热元件，便于吸收发热元件的热量。

本发明揭示了一种重力自流式相变液冷系统，其具体工作原理为：

蒸发器1的出口与冷凝器2的进口连接，冷却工质在蒸发器1中蒸发，从液态变成气态，温度保持不变，将外界发热元件的热量吸收带走，气态的冷却工质在浮力驱动作用下沿着散热管道流向冷凝器2，在冷凝器2中高温工质气体变为低温工质液态进行放热，此时，在冷凝风机3的作用下将放出的热量吹散至大气中，同时，液态的冷却工质再沿着回流管道流回蒸发器1中，形成冷却循环。

区别于现有技术，本发明一种重力自流式相变液冷系统，通过蒸发器将冷却工质蒸发成蒸汽吸热，从而吸收外界发热元件上的热量，蒸汽在浮力驱动作用下流向冷凝器，在冷凝器中释放热量后凝结成液体，在重力作用下返回到蒸发器的进口，形成冷却循环，整个过程仅仅依靠于冷却工质的相变来实现对发热元件热量的吸收和释放，冷却能力是传统风冷的1000倍，普通液冷方式的10倍，并具有高换热系数、安全可靠、绿色环保等优点。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种重力自流式相变液冷系统，包括：位于下方的蒸发器和位于上方的冷凝器，所述蒸发器的出口与所述冷凝器的进口相连形成蒸汽上升管路，所述蒸发器的进口与所述冷凝器的出口相连形成冷凝液回流管路；所述蒸汽上升管路中流通有由所述蒸发器中蒸发所得的高温蒸汽，所述冷凝液回流管道中流通有由所述冷凝器中液化所得的冷却工质；所述冷凝器内安装有冷凝风机，通过所述冷凝风机将所述冷凝器液化所得的热量排出，通过上述方式，本发明能够通过冷却工质的相变及流动来实现对发热元件热量的吸收和释放，具有高换热系数、安全可靠、绿色环保的特点。

技术研发人员：刘荣华
受保护的技术使用者：比赫电气（太仓）有限公司
技术研发日：2019.03.12
技术公布日：2019.07.02