[發明專利]一種液冷式發熱設備復合式冷卻系統及方法

在審

• 申請號: 201910257057.2
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110057223A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 周建輝;王航;高沖;賀之淵;趙巖
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

一種液冷式發熱設備復合式冷卻系統及方法，包括：液冷式發熱設備(23)、自然水源冷卻系統、淡水冷卻系統和去離子水冷卻系統；所述去離子水冷卻系統與液冷式發熱設備(23)相連，用于與所述液冷式發熱設備(23)進行第一熱交換；所述淡水冷卻系統與去離子水冷卻系統相連進行第二熱交換；所述自然水源直接冷卻系統與淡水冷卻系統相連進行第三熱交換；其中，所述去離子水冷卻系統液體溫度大于淡水冷卻系統液體溫度大于自然水源直接冷卻系統液體溫度。使用三循環系統防止自然水源與去離子水直接換熱而導致出現換熱器損壞時造成去離子系統冷卻介質的污染，還可防止自然水源與去離子水溫差太大導致的結垢。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種液冷式發熱設備復合式冷卻系統及方法。

背景技術

隨著科技及經濟的發展，以IGBT為代表的電力電子器件和以CPU為代表的超大規模集成電路單個晶體管的尺寸逐步減小，相應的這些發熱元件的單位面積功率密度越來越大，由于晶體管結溫限制，還要求越來越低的冷卻劑溫度，傳統的自然風冷、強制風冷技術受制于大氣的環境溫度及極低的比熱已經難以對這些發熱元件進行高效經濟的冷卻，迫切需要探索新型的適應高功率密度散熱的冷卻方式，液體冷卻技術應運而生。在液體對發熱元件進行冷卻的同時，還需要將液體從受熱元件帶出的熱量最終散失到自然熱阱中，以保證液體以穩定的溫度持續從發熱元件吸熱。一般情況下，由于大氣無處不在，大部分發熱元件的熱量將被冷卻液帶到大氣中。

目前已有將自然水源作為發熱設備最終熱阱的應用案例。例如，將海水作為最終熱阱的船用冷卻系統。這種冷卻系統的典型特點為冷卻系統有兩個循環：冷卻發熱元件的內部液體循環和冷卻內部循環液體的自然水源循環。在實際運行過程中，雙循環的冷卻系統面臨兩循環溫差過大導致容易出現結垢以及外循環水質差導致容易將熱交換器堵塞或腐蝕引起內循環運轉不良等問題，導致雖然自然水源為熱阱有著良好的散熱效果，但卻由于冷卻系統設計及運行問題導致發熱設備無法及時、可靠散熱。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的問題，本發明提供一種液冷式發熱設備復合式冷卻系統及方法。

本發明提供的技術方案是：

一種液冷式發熱設備復合式冷卻系統，所述系統包括：液冷式發熱設備(23)、自然水源冷卻系統、淡水冷卻系統和去離子水冷卻系統；

所述去離子水冷卻系統與液冷式發熱設備(23)相連，用于與所述液冷式發熱設備(23)進行第一熱交換；

所述淡水冷卻系統與去離子水冷卻系統相連進行第二熱交換；

所述自然水源直接冷卻系統與淡水冷卻系統相連進行第三熱交換；

其中，所述去離子水冷卻系統液體溫度大于淡水冷卻系統液體溫度大于自然水源直接冷卻系統液體溫度。

優選的，所述液冷式發熱設備復合式冷卻系統還包括第二熱交換器(4)；

所述自然水源冷卻系統，包括：自然水源冷卻系統循環水泵(1)和自然水源凈化裝置(7)；

所述自然水源冷卻系統循環水泵(1)的輸入端與所述自然水源冷卻系統過濾裝置(2)連接，輸出端與所述第二熱交換器(4)的冷側連接；

所述自然水源冷卻系統過濾裝置(2)與自然水源凈化裝置(7)的一端連接；

所述自然水源冷卻系統過濾裝置(2)與自然水源直接連接。

優選的，還設有凈化水/淡水儲水罐(8)和消防系統儲水罐(9)；

所述自然水源凈化裝置(7)的另一端與凈化水/淡水儲水罐(8)和消防系統儲水罐(9)連接。

優選的，還包括，第一熱交換器(5)；

所述液冷式發熱設備(23)包括：中央空調系統(6)；