[發明專利]一種用于電氣電子設備的冷卻系統

有效

• 申請號: 202110162836.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112930090B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 馮釗贊;劉永江;何凱;吳輝;姚磊;李華;饒沛南
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;A62C35/10;A62C3/16
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;朱明明

本發明提供一種用于電氣電子設備的冷卻系統，包括通過冷卻管路互相連接的散熱裝置和冷凝器、冷媒釋放閥門和處理單元。冷媒釋放閥門布置在冷卻管路上，處理單元與散熱裝置、冷凝器和冷媒釋放閥門電性連接。冷卻管路內有流動的冷媒，處理單元控制散熱裝置出口處的干度小于預設值從而確保位于散熱裝置出口與冷凝器入口之間的冷卻管路內的冷媒處于汽液兩相態且汽態的質量分數低于預設比例。本發明提供的冷卻系統，通過自動控制冷媒釋放閥門釋放冷媒，實現散熱降溫和滅火，可以均勻設置冷媒釋放閥門釋放冷媒，極大程度上減小散熱和滅火盲區。并且，不會造成電氣電子器件或其他物品的損壞，滅火所需要的冷媒量相比于水霧或惰性氣體等形式要小得多。

技術領域

本發明涉及電氣電子設備散熱技術領域，具體涉及一種用于電氣電子設備的冷卻系統。

背景技術

隨著軌道交通、新能源(如風電)等行業的高速發展，電氣電子設備的功耗密度大大增加，單相液冷的方式越來越難以滿足應用的需求。同時，電氣電子設備的運行安全性對于軌道交通和新能源等領域至關重要。一旦設備發生失控導致火災等問題，將會對人身、設備和能源生產等造成不可估量的損失。因此行業中采用了許多主動或被動的措施預防和處置火災的風險。

但是，現有技術中的冷卻和滅火系統，存在降溫和滅火效果差，或者采用水作為冷卻劑和滅火劑，容易導致設備短路和無法修復的損壞，水的腐蝕性也會造成其他破壞性和危害性，或者采用高溫可熔化材料如低熔點合金制作液冷單元，造成生產成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種用于電氣電子設備的冷卻系統，采用高絕緣性和零ODP(ozone depression potential)值的冷媒，可同時作為冷卻劑和滅火劑，正常運行時通過控制散熱裝置出口處的干度，確保散熱裝置內實現穩定的汽液相變散熱，冷卻管路內具有較高的含液量，發生火情時利用冷卻管路上的冷媒釋放閥門釋放冷媒，發生相變迅速汽化，實現散熱降溫和滅火，由于冷卻管路內的含液量較高，可以在冷卻管路均勻設置冷媒釋放閥門釋放冷媒，極大程度上減小散熱和滅火盲區。

為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于電氣電子設備的冷卻系統，包括通過冷卻管路互相連接的散熱裝置和冷凝器、冷媒釋放閥門和處理單元。其中，冷媒釋放閥門均勻間隔布置在冷卻管路上，處理單元與散熱裝置、冷凝器和冷媒釋放閥門電性連接。冷卻管路內有循環流動的冷媒，處理單元控制散熱裝置出口處的干度小于預設值從而確保位于散熱裝置出口與冷凝器入口之間的冷卻管路內的冷媒處于汽液兩相態且汽態的質量分數低于預設比例。

根據本發明的用于電氣電子設備的冷卻系統，由散熱裝置和冷凝器組成自循環兩相冷卻系統，采用高絕緣性、零ODP值、低GWP值的冷媒，可同時作為冷卻劑和滅火劑，通過控制散熱裝置出口處的干度，確保冷卻管路內具有較高的含液量，當出現緊急火情時，通過處理單元自動控制冷卻管路上的冷媒釋放閥門釋放冷媒，發生相變迅速汽化，實現散熱降溫和滅火，由于冷卻管路內的含液量較高，可以在冷卻管路均勻設置冷媒釋放閥門釋放冷媒，極大程度上減小散熱和滅火盲區。并且，由于冷煤的絕緣性和化學惰性，不會造成電氣電子器件或其他物品的損壞，所用冷媒汽化后體積迅速增大，滅火所需要的冷媒量相比于水霧或惰性氣體等形式要小得多。

對于上述技術方案，還可進行如下所述的進一步的改進。

根據本發明的用于電氣電子設備的冷卻系統，在一個優選的實施方式中，處理單元控制散熱裝置出口處的干度小于0.6。

由于本發明的冷卻系統不采用蒸汽壓縮循環，其冷卻管路內處處均為液態或汽液兩相態，通過合理控制散熱裝置出口處的干度小于0.6，即蒸汽的質量分數低于60％，保證噴射出的冷媒具有吸收大量汽化潛熱和滅火的能力，這使得冷卻系統處處可布置冷媒噴射裝置，實現滅火范圍的全方位覆蓋。

進一步地，在一個優選的實施方式中，冷凝器的出口與散熱裝置的入口之間設有循環泵，處理單元與循環泵電性連接。