[实用新型]一种冷却装置

说明书

本实用新型公开了一种冷却装置，包括热泵装置和沸腾器；所述热泵装置，用于将热负载的热量传输至所述沸腾器；所述沸腾器，用于接收所述热泵装置传输的热量，并通过工作介质将所述冷却装置的温度维持在设定范围；所述工作介质的沸点高于环境温度且低于所述热泵装置的工作排热温度。本实用新型通过热泵装置将热负载的热量传输至沸腾器，再利用沸腾器接收所述热泵装置传输的热量，并通过工作介质将热泵装置的排热温度维持在设定范围，改善了现有技术的大功率热管理系统体积占用，适合于瞬时/短时热源的工作需求。

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种冷却装置。

背景技术

在激光等行业中，由于热而引起的各种问题极为突出，始终制约着高功率激光技术的发展，远超出了一般电子器件领域所研究的散热、热设计等概念，热管理技术成为实现高功率激光器所需突破的最关键核心问题之一。

激光器热管理技术的重要目标之一为热管理系统的体积、重量和功率消耗最小化，使得激光器整体上最紧凑和高效。之前，激光器功率水平在千瓦以下量级时，这方面的需求并不显得十分迫切，随着高功率激光器向更高功率方向的迅猛发展，热管理技术目前面临着这个最大难点问题迫切地需要得到解决。

高功率激光器中热量产生的一个显著特点是总热流量巨大，由于高功率激光器自身输出功率大，必然伴随有大量无用热产生，以高功率固体激光器为例进行说明，当前固体激光器中产生热量最显著的有两个部分，一是半导体激光器泵浦源，二是激光增益介质。目前高性能的半导体激光器的电光效率可达到50％或者更高一些，而固体激光器的光-光转换效率可达到大约25％，其余能量基本转化成为热能。另外，将初始的电功率转化成激光所需要的大功率恒流直流电，以及激光器内光束的控制整形等过程也会使部分能量损失转换成热能，因此，采用固体激光器获得一定能量的激光必然伴随产生至少约8～10倍的热能，为了将这些热能从激光系统中移除出去，一般必须输入数倍于输出激光能量的电能用于冷却系统的自身消耗。

从时间角度来进行考虑，一般电子设备的热量产生和传递模式都是连续稳定的，或者变化不显著，目前制冷系统都是基于这个前提设计的，但是对于高功率激光或者其它类似系统，这个概念必须被改变，高功率激光系统在工作时产生的热量往往远大于常规电子设备，而不工作的时候热源几乎为零，这给制冷系统的设计制造带来了很大的挑战，常规的制冷系统是适用于热源变化缓慢工况的，并且很忌惮频繁快速改变制冷量，这样很容易造成故障。如果为高功率激光系统设计的制冷系统和常规方式一样，那么必须使得最大制冷量不小于激光系统的峰值热负荷，这就使得制冷系统的体积重量更加庞大，而在高功率激光系统间歇工作的时候，制冷系统的工作能力只能被闲置，并且不能停止工作，同样需要消耗很大的能量为下一次激光系统工作进行准备。

在高功率激光等系统中，相应大功率热管理系统的体积和重量居高不下，庞大的热管理设备必成为制约大功率激光发展的桎梏，对于工程应用来说，必须采取各种措施用最小代价(能耗、体积、重量等)将最大量的无用热从热源(增益介质以及泵浦源等)一直传递到周围环境中，并且保证被冷却部分的温度控制精度，而目前还没有较好的解决方法。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种冷却装置，用以改善现有技术的大功率热管理系统体积占用，适合于瞬时/短时热源的工作需求。

本实用新型实施例提出一种冷却装置，包括：热泵装置和沸腾器；

所述热泵装置，用于在工作时段将热负载的热量传输至所述沸腾器；

所述沸腾器，用于接收所述热泵装置传输的热量，并通过工作介质将所述热泵装置的排热温度维持在设定范围；

所述工作介质的沸点高于环境温度且低于所述热泵装置的工作排热温度。

可选的，所述冷却装置还包括：吸热端和排热端；

所述热泵装置连接在所述吸热端和所述排热端之间；