[發明專利]一種使用太陽能制冷的閉式噴霧冷卻系統

在審

• 申請號: 201710119556.6
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN108692479A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 王瑜;周斌;袁曉磊;徐孟秋;劉金祥;徐利明
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F25B15/06
• 分類號: F25B15/06;F28C1/00;F24S20/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種使用太陽能制冷的閉式噴霧冷卻系統，屬于高效換熱領域。本發明的主要目的是提供一種針對電子設備表面、工業切割表面及激光器表面的高熱流密度散熱問題的解決方案。主要包括：太陽能加熱板(1)、熱水調節閥(2)、發生器(3)、溶液泵(4)、溶液截止閥(5)、吸收器(6)、熱水泵(7)、第一截止閥(8)、預冷器(9)、冷凝器(10)、過濾器(11)、噴霧調節閥(12)、第二截止閥(13)、流量計(14)、噴霧室(15)、噴嘴(16)、待冷卻表面(17)、第三截止閥(18)。本發明使用太陽能吸收式制冷方式為噴霧冷卻系統提供動力，以水為噴霧冷卻介質，系統噴霧效率高，安全性高，適用于解決各種高熱流密度表面的散熱問題。

技術領域

本發明涉及一種使用太陽能制冷的閉式噴霧冷卻系統，屬于高效換熱領域。

背景技術

隨著科技的進步，電子設備越來越向微型化和集成化發展，其散熱問題也顯得更加重要。如果不采取有效措施降低電子設備表面溫度，輕則大大降低其工作效率，重則燒毀電子器件。此外，激光器在醫療手術、工業等領域的應用也愈加廣泛，激光器發射后必須對表面進行冷卻，降低熱量耗散，以便持續使用。常規的風冷和水冷方式換熱能力已達到極限，無法滿足日益提高的電子設備和激光器的散熱需求。

噴霧冷卻是將冷卻介質通過霧化分解為無數的離散型小液滴，噴淋到加熱表面上通過單相換熱和兩相換熱帶走熱量的一種新型冷卻方式，其優點在于：較小的表面溫差；沒有沸騰滯后性；良好的換熱性能；可實現均勻的冷卻壁面溫度；工質需求量小。噴霧冷卻技術在上述冷卻領域具有很強的應用前景。

近年來，針對噴霧冷卻的實際應用已有相關方案被提出，如專利ZL201110446869.5提出的一種基于微重力環境的噴霧冷卻回路裝置，但該系統流量較小，只能適用于微電子設備，且毛細芯管路結構復雜易堵塞，影響系統性能。專利ZL201410350139.9提出的一種獨立式兩相流噴霧冷卻系統及其噴霧冷卻方法，但該方法使用高壓二氧化碳作為動力源，對二氧化碳的消耗過大，且噴射至加熱面后的二氧化碳無法回收，逃逸至環境中會導致溫室效應。專利ZL201510072716.7提出了一種基于空氣膨脹制冷的機載發熱元件的冷卻系統，主要特點是使用渦輪作為制冷器件和動力源，該方案安裝及使用受限制極大，不適用于除機載冷卻外的其余工業和醫療應用場合。噴霧冷卻投入實際應用時，必須考慮到持續噴霧、系統封裝匹配和節能環保的問題，以保證系統持續穩定的運行。水是一種潛熱很大、易于回收、無毒無害的冷卻介質，相對于二氧化碳和制冷劑類介質適用范圍更廣，選擇一種合適的循環方式即可在工業和醫療領域內投入使用。太陽能制冷是一種節能環保的制冷方法，使用該方法對噴霧冷卻介質進行前后處理可節約噴霧冷卻的驅動能源，大大提高了噴霧冷卻系統的實用性。

發明內容

本發明的目的是提供一種使用太陽能制冷的閉式噴霧冷卻系統。

該系統主要由太陽能加熱板(1)、熱水調節閥(2)、發生器(3)、溶液泵(4)、溶液截止閥(5)、吸收器(6)、熱水泵(7)、第一截止閥(8)、預冷器(9)、冷凝器(10)、過濾器(11)、噴霧調節閥(12)、第二截止閥(13)、流量計(14)、噴霧室(15)、噴嘴(16)、待冷卻表面(17)、第三截止閥(18)組成。

使用太陽能制冷的閉式噴霧冷卻系統由太陽能制冷系統和噴霧冷卻系統組成。

其中太陽能制冷系統由太陽能加熱板(1)、熱水調節閥(2)、發生器(3)、溶液泵(4)、溶液截止閥(5)、吸收器(6)、熱水泵(7)組成。

發生器(3)具有兩個入口和三個出口，第一入口為熱水入口，第一出口為熱水出口，第二入口為溴化鋰水溶液入口，第二出口為溴化鋰水溶液出口，第三出口為水蒸氣出口；吸收器(6)具有兩個入口和一個出口，第一入口為溴化鋰水溶液入口，第一出口為溴化鋰水溶液出口，第二入口為水蒸氣入口。