專利名稱：一種蓄冷式循環(huán)流體冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷以及控溫領(lǐng)域，特別涉及一種蓄冷式循環(huán)流體冷卻裝置。
背景技術(shù)：
目前隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的機(jī)械、電子和光學(xué)裝置必須需要冷卻系統(tǒng)，尤其是大功率激光領(lǐng)域，例如，大功率半導(dǎo)體激光器、光纖激光器以及固體激光器等，一般都要采用循環(huán)流體冷卻器，這些激光器向高平均功率發(fā)展存在的一個(gè)最大問題是超大制冷量的散熱問題，目前，高性能的半導(dǎo)體激光器電光效率為大約50%，光纖激光器為大約30 40%，固體激光器的電光效率為大約10 20%或者更低，除了輸出的激光能量，其余能量基本轉(zhuǎn)化成為熱能。因此，獲得一定能量的激光必然伴隨產(chǎn)生約一倍以上乃至十倍以上的熱能，對(duì)于大功率激光器(譬如萬瓦、十萬瓦以及以上的激光器)來說，產(chǎn)生的無用熱量是很驚人的，可以達(dá)到十萬瓦、百萬瓦量級(jí)，必須采用各種高效散熱器將熱量從各種激光工作介質(zhì)中導(dǎo)出，進(jìn)一步利用冷卻系統(tǒng)將熱量傳遞到周圍環(huán)境中去。另外，超大功率的激光器等電子器件的一個(gè)特點(diǎn)是往往并不需要持續(xù)工作，經(jīng)常是大功率短時(shí)間工作一段時(shí)間然后間歇相對(duì)很長(zhǎng)的一段時(shí)間，因此熱負(fù)荷也是短時(shí)間內(nèi)突然增大，然后短時(shí)間內(nèi)突然降至幾乎為零，而目前的制冷系統(tǒng)都無法適用于這種工作狀況，一般是按照最大發(fā)熱功率來設(shè)計(jì)制冷裝置。于是，超大功率的電子器件必須要相應(yīng)的超大 功率冷卻系統(tǒng)，往往造成冷卻系統(tǒng)的體積、重量和耗電量居高不下。已有的對(duì)電子器件進(jìn)行冷卻的制冷設(shè)備一般采取兩種設(shè)計(jì)方案一種是啟停式，另一種是熱氣旁路式，由于最常用的載冷劑是水，以下僅以水為例來進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。啟停式制冷設(shè)備輸出冷卻水的控制方式較簡(jiǎn)單，溫度控制完全是通過控制制冷壓縮機(jī)的啟與停來實(shí)現(xiàn)的，包括一個(gè)大容積的恒溫箱，在輸出冷卻水溫度偏高的時(shí)候開啟制冷壓縮機(jī)，此時(shí)水溫開始下降，將水箱內(nèi)的冷卻水冷卻到所需要的溫度，用該冷卻水去冷卻熱負(fù)荷，當(dāng)輸出冷卻水下降到一定溫度時(shí)，即水箱內(nèi)冷卻水不需要降溫時(shí)，關(guān)閉制冷壓縮機(jī)，水箱接受返回的被熱負(fù)荷加熱的回水，因而溫度上升，當(dāng)上升到一定值時(shí)，制冷壓縮機(jī)再次啟動(dòng)，如此往復(fù)。由此可見，啟停式循環(huán)冷卻水的溫度控制是一個(gè)較大的上下范圍。由于制冷壓縮機(jī)在每次停下后，需要間隔一段才能啟動(dòng)(一般3至5分鐘)，因而在制冷壓縮機(jī)停止工作其間，只有靠水箱中的大量水繼續(xù)帶走熱量，水溫會(huì)緩慢升高，因而溫度控制精度較差，一般為±2 :TC，而且必須有一個(gè)非常大的恒溫箱，因而其體積龐大，耗水量也大。熱氣旁路式是目前比較先進(jìn)的方案，它是針對(duì)變化不大的熱負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作而設(shè)計(jì)的，溫度控制是通過“熱氣旁路”(Hot Gas Bypass)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。溫控系統(tǒng)控制一個(gè)節(jié)流裝置(或者一對(duì)電磁閥)，當(dāng)水箱內(nèi)溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，該裝置打開，此時(shí)從制冷壓縮機(jī)出來的高壓熱蒸汽通過冷凝器冷卻后，進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收水中的熱量，從而使水溫降低；當(dāng)溫度低于設(shè)置溫度時(shí)，可調(diào)節(jié)流裝置(或者電磁閥)關(guān)閉，此時(shí)從制冷壓縮機(jī)出來的高壓熱蒸汽不能通過冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器，只能在冷凝器前通過壓力平衡裝置(或者另一個(gè)電磁閥)進(jìn)入蒸發(fā)器。由于此時(shí)蒸發(fā)器進(jìn)入和出來的都是熱氣，因而對(duì)水起加熱作用，此時(shí)即是處于“熱氣旁路”狀態(tài)。制冷壓縮機(jī)不用啟停，只靠可調(diào)節(jié)流裝置和壓力平衡裝置(或者一對(duì)電磁閥)對(duì)恒溫水箱里的水交替制冷和加熱，控制輸出冷卻水的溫度。由于“熱氣旁路”式循環(huán)冷卻 器的控溫性能優(yōu)于啟停式，因而目前已被普遍采用。但是“熱氣旁路”式循環(huán)冷卻器為了維持制冷溫度穩(wěn)定，即使在熱負(fù)荷很小甚至為零的情況下制冷壓縮機(jī)總是全負(fù)荷的工作，因此能耗也非常高，不過這種方式對(duì)壓縮機(jī)比較有利。另外，現(xiàn)有的變頻式制冷設(shè)備雖然是可以變化制冷量的，但主要是針對(duì)熱負(fù)荷緩慢變化長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作而設(shè)計(jì)的，因?yàn)樽冾l器的頻率改變也是需要一定時(shí)間的，一般不能適用于大功率電子器件的冷卻，尤其是激光器等熱負(fù)荷急劇變化的設(shè)備的冷卻。當(dāng)然，變頻式制冷設(shè)備也不具備冷量蓄積的功能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種蓄冷式循環(huán)流體冷卻裝置，能夠利用相對(duì)較小的體積、重量、制冷量以及電消耗來平衡相對(duì)大得多的瞬時(shí)熱負(fù)荷。本發(fā)明的適用于間歇工作大功率熱負(fù)荷的循環(huán)流體冷卻裝置，包括制冷系統(tǒng)、載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，在載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)中包括恒溫流體回路220和蓄冷流體回路210，其中，在蓄冷流體回路210中，順序連接有蓄冷水箱212、蓄冷循環(huán)水泵211、蓄冷流體旁通流量控制器214、蓄冷流體旁路213，并在蓄冷循環(huán)水泵211出口處和蒸發(fā)器104的入口處并聯(lián)有蓄冷流體流量控制器215和混合恒溫箱223 ;在恒溫流體回路220中，順序連接有恒溫循環(huán)水泵221、恒溫流體控制閥224、恒溫流體旁通222、混合恒溫箱223，并在恒溫循環(huán)水泵221的出口處和混合恒溫箱223的入口處并聯(lián)有冷卻水輸出截止閥403、熱負(fù)荷400和冷卻水返回截止閥404 ;其中，恒溫流體回路220與蓄冷流體回路210共用同一混合恒溫箱223。其中，在所述制冷系統(tǒng)100中，順序地由制冷壓縮機(jī)101、制冷劑循環(huán)110、冷凝器102、節(jié)流裝置103、切換電磁閥108和蒸發(fā)器104構(gòu)成回路，并在制冷壓縮機(jī)101的出口處和節(jié)流裝置103的出口處連接有熱氣旁路105，在熱氣旁路105中設(shè)置有切換電磁閥107 ；其中，制冷系統(tǒng)100與恒溫流體回路220共用一個(gè)蒸發(fā)器104。其中，如果是風(fēng)冷散熱，進(jìn)一步在冷凝器102旁設(shè)置散熱風(fēng)機(jī)106。其中，當(dāng)熱負(fù)荷400為零時(shí)，蓄冷流體流量控制器215不開啟，恒溫流體回路220內(nèi)流體正常循環(huán)，保證輸出的恒溫流體401的溫度不變，制冷系統(tǒng)100仍持續(xù)工作，蓄冷流體旁通流量控制器214開啟，按照事先設(shè)定的蓄冷箱212的溫度，將所述蓄冷箱內(nèi)的低溫蓄冷工作物質(zhì)溫度降低，此時(shí)，低溫蓄冷工作物質(zhì)沿a-b-e-f流動(dòng)。其中，當(dāng)熱負(fù)荷400不為零時(shí)，返回的流體402的溫度升高，混合恒溫箱223的溫度隨之升高，恒溫流體傳感器304感應(yīng)到輸出溫度的提高，控制系統(tǒng)300控制蓄冷流體流量控制器215開啟，根據(jù)熱負(fù)荷的大小決定開啟的程度，將一定比例的低溫蓄冷工作物質(zhì)加入到混合恒溫箱223中。其中，載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑和蓄冷工作物質(zhì)是同一種流體，即循環(huán)流體和蓄冷工作物質(zhì)可任意比例混合，用于快速均衡溫度。進(jìn)一步地，蓄冷水箱和混合恒溫箱相互獨(dú)立控制溫度，蓄冷水箱依靠蒸發(fā)器獲得溫度較低的蓄冷工作物質(zhì)并進(jìn)行貯存，而冷卻熱負(fù)荷所需要的流體從混合恒溫箱中提取輸出，蓄冷水箱的工作物質(zhì)可隨時(shí)補(bǔ)充到混合恒溫箱中，蓄冷水箱工作物質(zhì)的溫度能獨(dú)立調(diào)節(jié)到較低的溫度，以進(jìn)行短時(shí)間的工作貯存冷量。進(jìn)一步地，載冷劑采用水，或者適用于各種不同工作溫度的在工作溫區(qū)內(nèi)不發(fā)生相變的流體以及流體混合物。進(jìn)一步地，當(dāng)蓄冷箱內(nèi)的冷量被消耗接近完畢時(shí)，即蓄冷箱溫度升高達(dá)到一個(gè)極限時(shí)，控制系統(tǒng)可報(bào)警并提前發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉大功率電子設(shè)備，起到保護(hù)作用。進(jìn)一步地，蓄冷箱和混合恒溫箱分置設(shè)計(jì)，分別進(jìn)行保溫處理，減少外界環(huán)境溫度變化對(duì)混合恒溫箱和蓄冷箱的影響，減少蓄冷箱和混合恒溫箱之間通過間壁的傳熱損失。
本發(fā)明的有益效果是依照本發(fā)明的蓄冷式循環(huán)流體冷卻裝置，可以利用相對(duì)較小的體積、重量、制冷量以及電消耗來平衡相對(duì)大得多的瞬時(shí)熱負(fù)荷，適用于超大功率激光器以及其它大功率電子設(shè)備，超大功率的熱負(fù)荷峰值越高，占空比越大，越能體現(xiàn)出該發(fā)明的優(yōu)勢(shì)；利用載冷劑的顯熱來儲(chǔ)存冷量，不需要發(fā)生相變，因此不需要相變蓄冷所必須的攪拌器等復(fù)雜裝置，即使需要也可以簡(jiǎn)單得多；載冷劑常采用水或者含水的混合液，水及其含水的載冷劑的比熱和密度相對(duì)很大，液體的混合換熱相對(duì)很容易迅速完成，對(duì)溫度響應(yīng)快，適合于超大功率激光器以及其它大功率電子設(shè)備瞬時(shí)產(chǎn)生的超大熱負(fù)荷；對(duì)于混合恒溫箱，一般溫度控制精度要求比較高，由于本發(fā)明的蓄冷箱和混合恒溫箱分置的設(shè)計(jì)方式，以及混合恒溫箱具有相對(duì)小得多的熱容量，其溫度控制精度也很容易做到比較高的水平，對(duì)于蓄冷箱，雖然需要控制其溫度恒定，但是溫度控制精度可以比較寬松，只要需要滿足蓄冷要求即可。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有的電子設(shè)備的熱負(fù)荷和大功率激光等超大功率設(shè)備熱負(fù)荷的對(duì)比不意圖；圖2為現(xiàn)有的熱氣旁路循環(huán)流體冷卻裝置原理示意圖；圖3為本發(fā)明的適用于間歇工作大功率熱負(fù)荷的循環(huán)流體冷卻裝置原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，參考附圖廣3詳細(xì)描述本發(fā)明的蓄冷式循環(huán)流體冷卻裝置。本發(fā)明的組成包括有制冷系統(tǒng)100、載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)200、控制系統(tǒng)300。所述制冷系統(tǒng)100包括制冷劑循環(huán)110、制冷壓縮機(jī)101、冷凝器102、節(jié)流裝置103、蒸發(fā)器104、熱氣旁路105，切換電磁閥107和108，如果是風(fēng)冷散熱，需包括散熱風(fēng)機(jī)106。載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)200包括蓄冷流體回路210和恒溫流體回路220，蓄冷流體回路210包括蓄冷循環(huán)水泵211、蓄冷箱212、蓄冷流體旁通213、蓄冷流體旁通流量控制器214、蓄冷流體流量控制器215，恒溫流體回路220包括恒溫循環(huán)水泵221、恒溫流體旁通222、混合恒溫箱223、恒溫流體控制閥224等。控制系統(tǒng)300包括有冷凝器傳感器301、蒸發(fā)器傳感器302、蓄冷流體傳感器303、恒溫流體傳感器304等。輸出控制閥403、返回控制閥404和恒溫流體控制閥224共同控制輸出的恒溫流體401和返回的流體402的壓力和流量，達(dá)到合適的要求，用以冷卻熱負(fù)荷400 ;控制系統(tǒng)300通過信號(hào)控制線500發(fā)出信號(hào)控制大熱負(fù)荷設(shè)備的開啟和關(guān)閉，在蓄冷箱內(nèi)的冷量被消耗接近完畢時(shí)，即蓄冷箱溫度升高達(dá)到一個(gè)極限時(shí)，控制系統(tǒng)300可報(bào)警并提前發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉大熱負(fù)荷電子設(shè)備，起到保護(hù)作用。為便于闡述，先描述當(dāng)熱負(fù)荷400為零的時(shí)候系統(tǒng)怎樣工作，此時(shí)，蓄冷流體流量控制器215不開啟，恒溫流體回路220內(nèi)流體正常循環(huán)，保證輸出的恒溫流體401的溫度不變，而所述制冷系統(tǒng)100仍持續(xù)工作，蓄冷流體旁通流量控制器214開啟，按照事先設(shè)定的蓄冷箱212的溫度，將所述蓄冷箱內(nèi)的低溫蓄冷工作物質(zhì)溫度降低，此時(shí)，低溫蓄冷工作物質(zhì)沿a-b-e-f流動(dòng)。蓄冷箱的溫度一般是遠(yuǎn)低于恒溫流體回路220所需要的輸出溫度的， 但是高于載冷劑的凝固點(diǎn)，蓄冷流體回路即是利用蓄冷箱內(nèi)的低溫蓄冷工作物質(zhì)的總熱容為系統(tǒng)蓄積冷量。當(dāng)熱負(fù)荷400達(dá)到高水平的時(shí)候，返回的流體402的溫度必然升高，混合恒溫箱223的溫度隨之升高，恒溫流體傳感器304感應(yīng)到輸出溫度的提高，于是控制系統(tǒng)300控制蓄冷流體流量控制器215開啟，根據(jù)熱負(fù)荷的大小決定開啟的程度，將一定比例的低溫蓄冷工作物質(zhì)加入到混合恒溫箱223中，保證輸出的恒溫流體401的溫度不變，如果加入低溫蓄冷工作物質(zhì)的比例過高，同樣會(huì)被恒溫流體傳感器304感應(yīng)到，因而降低蓄冷流體流量控制器215的開度。此時(shí)，低溫蓄冷工作物質(zhì)沿a-b-e-f和a_b-C-d-e-f兩個(gè)回路流動(dòng)，只是通過蓄冷流體旁通流量控制器214和蓄冷流體流量控制器215控制其分配比例?？傊瑹o論熱負(fù)荷400負(fù)荷很小、中止工作，還是熱負(fù)荷急劇提高的時(shí)候，所述制冷系統(tǒng)100都消耗相對(duì)較小的電能持續(xù)工作，為所述蓄冷箱212內(nèi)制造足量的低溫蓄冷工作物質(zhì)。當(dāng)熱負(fù)荷400的熱負(fù)荷瞬時(shí)增大到一個(gè)高水平的時(shí)候，蓄冷箱212內(nèi)的低溫工作物質(zhì)被迅速加入到混合恒溫箱223，混合后進(jìn)入冷卻熱負(fù)荷的恒溫流體回路210中，使得恒溫流體回路210的冷卻能力在短時(shí)間內(nèi)迅速提高，當(dāng)然，由于蓄冷箱的容積有限，也只能為大的熱負(fù)荷提供時(shí)間有限的大功率冷卻。因此制冷系統(tǒng)100可以利用相對(duì)較小的體積、重量、制冷量以及耗電量來平衡相對(duì)大得多的瞬時(shí)/短時(shí)熱負(fù)荷。從需要的電能消耗、體積重量方面進(jìn)行對(duì)比例如，以水為載冷劑，在最大熱負(fù)荷為100kW，但是每次只工作60秒的工作狀況時(shí)，假設(shè)兩次工作中間可以間隔40分鐘(2400秒)，如果采用常規(guī)的循環(huán)水制冷設(shè)備，雖然只工作60秒，其制冷系統(tǒng)名義制冷量也必須為IOOkW, —臺(tái)IOOkW的循環(huán)水冷卻裝置的自身水箱也是龐大的，對(duì)于啟停式，為了保證控溫精度在:TC以內(nèi)，所需要的水箱內(nèi)水質(zhì)量為100kWX60秒+4200 (J/kg°C) + 3°C =4800kg，即水箱容積不小于4800升。對(duì)于熱氣旁路式，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般情況下水箱容積也需要達(dá)到大約500升。而采用本發(fā)明的蓄冷式循環(huán)流體冷卻裝置，則理論制冷量可以只需要100kWX60秒+2400秒=2. 5kW，為了保證有足量的蓄冷水，假設(shè)輸出的循環(huán)水為25°C，水的蓄冷溫度為5°C，則需要的蓄冷水質(zhì)量為100kWX60秒+4200 (J/kg°C) + (25 — 5) V =72kg，即蓄冷水箱的有效容積大于72升就可以滿足要求，比啟停式制冷設(shè)備低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，比熱氣旁路式制冷設(shè)備低一個(gè)數(shù)量級(jí)。一臺(tái)包括72升蓄冷水箱和一定容積的混合水箱的2. 5kff循環(huán)水冷卻裝置與啟停式或者熱氣旁路式IOOkW冷卻裝置相比較，其體積、重量，尤其是耗電量的節(jié)省是不言自明的。綜上所述，依照本發(fā)明的蓄冷式循環(huán)流體冷卻裝置，具有如下優(yōu)點(diǎn)I、可以利用相對(duì)較小的體積、重量、制冷量以及電消耗來平衡相對(duì)大得多的瞬時(shí)熱負(fù)荷，適用于超大功率激光器以及其它大功率電子設(shè)備，超大功率的熱負(fù)荷峰值越高，占空比越大，越能體現(xiàn)出該發(fā)明的優(yōu)勢(shì)。
2、利用載冷劑的顯熱來儲(chǔ)存冷量，不需要發(fā)生相變，因此不需要相變蓄冷所必須的攪拌器等復(fù)雜裝置，即使需要也可以簡(jiǎn)單得多。3、載冷劑常采用水或者含水的混合液，水及其含水的載冷劑的比熱和密度相對(duì)很大，液體的混合換熱相對(duì)很容易迅速完成，對(duì)溫度響應(yīng)快，適合于超大功率激光器以及其它大功率電子設(shè)備瞬時(shí)產(chǎn)生的超大熱負(fù)荷。4、對(duì)于混合恒溫箱，一般溫度控制精度要求比較高，由于本發(fā)明的蓄冷箱和混合恒溫箱分置的設(shè)計(jì)方式，以及混合恒溫箱具有相對(duì)小得多的熱容量，其溫度控制精度也很容易做到比較高的水平，對(duì)于蓄冷箱，雖然需要控制其溫度恒定，但是溫度控制精度可以比較寬松，只要需要滿足蓄冷要求即可。以上是為了使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明，而對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的詳細(xì)描述，但可以想到，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋的范圍內(nèi)還可以做出其它的變化和修改，這些變化和修改均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于間歇工作大功率熱負(fù)荷的循環(huán)流體冷卻裝置，包括制冷系統(tǒng)、載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于，在載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)中包括恒溫流體回路(220)和蓄冷流體回路(210)，其中， 在蓄冷流體回路(210)中，順序連接有蓄冷水箱(212)、蓄冷循環(huán)水泵(211)、蓄冷流體旁通流量控制器(214)、蓄冷流體旁路(213)，并在蓄冷循環(huán)水泵(211)出口處和蒸發(fā)器(104)的入口處并聯(lián)有蓄冷流體流量控制器(215)和混合恒溫箱(223)； 在恒溫流體回路(220)中，順序連接有恒溫循環(huán)水泵(221)、恒溫流體控制閥(224)、恒溫流體旁通(222)、混合恒溫箱(223)，并在恒溫循環(huán)水泵(221)的出口處和混合恒溫箱(223)的入口處并聯(lián)有冷卻水輸出截止閥(403)、熱負(fù)荷(400)和冷卻水返回截止閥(404);其中，恒溫流體回路(220)與蓄冷流體回路(210)共用同一混合恒溫箱(223)。
2.如權(quán)利要求I所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，在所述制冷系統(tǒng)(100)中，順序地由制冷壓縮機(jī)(101)、制冷劑循環(huán)(110)、冷凝器(102)、節(jié)流裝置(103)、切換電磁閥(108)和蒸發(fā)器(104)構(gòu)成回路，并在制冷壓縮機(jī)(101)的出口處和節(jié)流裝置(103)的出口處連接有熱氣旁路(105)，在熱氣旁路(105)中設(shè)置有切換電磁閥(107);其中，制冷系統(tǒng)(100)與恒溫流體回路(220)共用一個(gè)蒸發(fā)器(104)。
3.如權(quán)利要求2所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，如果是風(fēng)冷散熱，進(jìn)一步在冷凝器(102 )旁設(shè)置散熱風(fēng)機(jī)(106 )。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，當(dāng)熱負(fù)荷(400)為零時(shí)，蓄冷流體流量控制器(215)不開啟，恒溫流體回路(220)內(nèi)流體正常循環(huán)，保證輸出的恒溫流體(401)的溫度不變，制冷系統(tǒng)(100)仍持續(xù)工作，蓄冷流體旁通流量控制器(214)開啟，按照事先設(shè)定的蓄冷箱(212)的溫度，將所述蓄冷箱內(nèi)的低溫蓄冷工作物質(zhì)溫度降低，此時(shí)，低溫蓄冷工作物質(zhì)沿a-b-e-f流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，當(dāng)熱負(fù)荷(400)不為零時(shí)，返回的流體(402)的溫度升高，混合恒溫箱(223)的溫度隨之升高，恒溫流體傳感器(304)感應(yīng)到輸出溫度的提高，控制系統(tǒng)(300)控制蓄冷流體流量控制器(215)開啟，根據(jù)熱負(fù)荷的大小決定開啟的程度，將一定比例的低溫蓄冷工作物質(zhì)加入到混合恒溫箱(223)中。
6.如權(quán)利要求5所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，載冷蓄冷循環(huán)系統(tǒng)中的載冷劑和蓄冷工作物質(zhì)是同一種流體，即循環(huán)流體和蓄冷工作物質(zhì)可任意比例混合，用于快速均衡溫度。
7.如權(quán)利要求5所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，蓄冷水箱和混合恒溫箱相互獨(dú)立控制溫度，蓄冷水箱依靠蒸發(fā)器獲得溫度較低的蓄冷工作物質(zhì)并進(jìn)行貯存，而冷卻熱負(fù)荷所需要的流體從混合恒溫箱中提取輸出，蓄冷水箱的工作物質(zhì)可隨時(shí)補(bǔ)充到混合恒溫箱中，蓄冷水箱工作物質(zhì)的溫度能獨(dú)立調(diào)節(jié)到較低的溫度，以進(jìn)行短時(shí)間的工作貯存冷量。
8.如權(quán)利要求5所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，載冷劑采用水，或者適用于各種不同工作溫度的在工作溫區(qū)內(nèi)不發(fā)生相變的流體以及流體混合物。
9.如權(quán)利要求5所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，當(dāng)蓄冷箱內(nèi)的冷量被消耗接近完畢時(shí)，即蓄冷箱溫度升高達(dá)到一個(gè)極限時(shí)，控制系統(tǒng)可報(bào)警并提前發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉大功率電子設(shè)備，起到保護(hù)作用。
10.如權(quán)利要求5所述的循環(huán)流體冷卻裝置，其特征在于，蓄冷箱和混合恒溫箱分置設(shè)計(jì)，分別進(jìn)行保溫處理，減少外界環(huán)境溫度變化對(duì)混合恒溫箱和蓄冷箱的影響，減少蓄冷箱和混合恒溫箱之間通過間壁的傳熱損失。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于間歇工作大功率熱負(fù)荷的循環(huán)流體冷卻裝置，其中，在蓄冷流體回路(210)中，順序連接有蓄冷水箱(212)、蓄冷循環(huán)水泵(211)、蓄冷流體旁通流量控制器(214)、蓄冷流體旁路(213)，并在蓄冷循環(huán)水泵(211)出口處和蒸發(fā)器(104)的入口處并聯(lián)有蓄冷流體流量控制器(215)和混合恒溫箱(223)；在恒溫流體回路(220)中，順序連接有恒溫循環(huán)水泵(221)、恒溫流體控制閥(224)、恒溫流體旁通(222)、混合恒溫箱(223)，并在恒溫循環(huán)水泵(221)的出口處和混合恒溫箱(223)的入口處并聯(lián)有冷卻水輸出截止閥(403)、熱負(fù)荷(400)和冷卻水返回截止閥(404)；其中，恒溫流體回路(220)與蓄冷流體回路(210)共用同一混合恒溫箱(223)。本發(fā)明利用相對(duì)較小的體積、重量、制冷量以及電消耗來平衡相對(duì)大得多的瞬時(shí)熱負(fù)荷。
文檔編號(hào)F25B1/00GK102721246SQ20121018041
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者劉剛, 吳軍勇, 唐曉軍, 姜東升, 趙鴻, 陳念江 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所