[发明专利]一种主动式相变冷却系统

说明书

本发明公开了一种主动式相变冷却系统，包括发热组件、流体工质、上分支管、集气管、上主管、外冷却系统、气液分离器、气态工质回流管、储液罐、下主管、循环泵、集液管、下分支管；其中，发热组件的上部出口通过上分支管与集气管入口连通，集气管出口通过所述上主管与外冷却系统、气液分离器依次连通，气液分离器通过气态工质回流管与外冷却系统连通、同时通过上主管与储液罐入口连通，储液罐出口通过下主管依次与循环泵和集液管连通，集液管通过下分支管与发热组件的下部入口连通，整个系统是密闭的循环回路，内部充注流体工质。本发明的主动式相变冷却系统绝缘性好、换热效率高、节约能源，并且使热源表面温度分布更加均匀。

技术领域

本发明涉及冷却散热系统，尤其涉及一种主动式相变冷却系统。

背景技术

在电网和轨道交通等领域，大功率电力电子器件具有重要性、复杂性、脆弱性等特点。试验研究表明，当这些器件表面温度超过80℃以后，每升高1℃，可靠性就会下降5％，因此为了使电力电子器件能够长期稳定的实现整流、逆变等功能，需要严格控制其表面温度，避免局部高温导致器件的损坏。

目前大功率器件的主要冷却方式是通过水－水双重循环冷却，存在如下问题：内循环管道长期被浸泡在水中，与水发生电离等反应，导致绝缘性变差；同时可能会出现结垢堵塞管道，因此需要在系统中添加去离子装置和过滤装置等，使得系统复杂、运维难度较高；另外由于水的散热效率已接近其极限，再通过增加流速的方式增强散热效率已不太现实，系统本身的承压能力有限。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种适用于大功率电力电子器件的主动式相变冷却系统，使该系统绝缘性好、换热效率高、节约能源，并且使热源表面温度分布更加均匀。

为实现上述目的，本发明提供了一种主动式相变冷却系统，包括发热组件、流体工质、上分支管、集气管、上主管、外冷却系统、气液分离器、气态工质回流管、储液罐、下主管、循环泵、集液管、下分支管；其中，

所述发热组件的上部出口通过所述上分支管与所述集气管入口连通，所述集气管出口通过所述上主管与所述外冷却系统、所述气液分离器依次连通，所述气液分离器通过所述气态工质回流管与所述外冷却系统连通、同时所述气液分离器通过所述上主管与所述储液罐入口连通，所述储液罐出口通过所述下主管依次与所述循环泵和所述集液管连通，所述集液管通过所述下分支管与所述发热组件的下部入口连通，整个系统形成一个密闭的循环回路，内部充注流体工质。

优选的，所述发热组件包括发热元件和散热器，所述发热元件和所述散热器采用并联或交替串联的阀组结构。

优选的，所述系统包括PLC控制器，所述散热器的进、出口都安装压力传感器及热电阻，同时所述散热器表面中心位置安装热电偶，压力传感器、热电阻、热电偶都与PLC控制器相连。

优选的，所述集气管出口安装视镜。

优选的，所述储液罐上部安装真空管及液位计，液位计与所述PLC控制器相连。

优选的，所述循环泵在所述储液罐的下方，所述循环泵与所述集液管之间安装流量计，循环泵、流量计与所述PLC控制器相连。

优选的，所述上主管直径大于所述上支管直径，所述下主管直径大于所述下支管直径。

优选的，所述外冷却系统为风扇或水循环冷却装置。

优选的，所述储液罐的体积至少是所述发热组件所需的流体工质体积的3倍。