[发明专利]一种有纯度要求的双循环耦合的冷液设备

说明书

本发明公开了一种有纯度要求的双循环耦合的冷液设备，包括压缩制冷系统、强制风冷系统和供液循环系统等组成。压缩制冷系统包括压缩机、冷凝器、风机、节流元件和双回路换热器等组成；强制风冷系统包括溶液箱二、溶液泵二、散热器、风机和双回路换热器等组成；供液循环系统包括溶液箱一、溶液泵一、旁通阀、调节阀、负载和双回路换热器等组成。所述3个系统均通过双回路换热器实现互相换热。同时，依据环境温度，划分低温、中温和高温3个温度区，在中温区实现双循环耦合。另外，保留了散热器的高效风冷换热，同时利用液－液的高效换热，实现与负载端冷却液的物理隔离，减少污染风险。

技术领域

本发明涉及冷液机技术领域，尤其涉及一种有纯度要求的双循环耦合的冷液设备。

背景技术

冷液机，有时称液冷源或冷水机，主要目的是为热负载（被冷却对象）提供一定温度、流量和压力要求的循环冷却液。冷液机目前应用市场非常广泛，如电力电子、军事和航空、发电站、医学激光和诊断设备、工业激光、柜体冷却、分析仪器、核发电、半导体设备、电信领域和超级计算机等领域。随着行业技术的快速发展，一些具有高电阻率和高洁净度要求的冷液机越来越受到关注，例如，新型的激光冷却和高密度散热器件等急需要高纯净的冷却液进行冷却。

在我国电子级水质通常分为0.5、2、10、15和18MΩ.cm五个等级，以满足不同电阻率等级的要求，其指标远高于普通水；在GJB420B－2015《航空工作液固体污染度等级》中也规定了15级，以满足不同洁净度的要求等。这些等级要求越高，对设备的冷却液循环系统的纯净度要求也越高，最直接的做法是所能接触到冷却液的各种器件、管路和阀件等在运行和储存过程中均不能产生各种金属离子（如铁离子、铜离子、铝离子和氯离子等）和腐蚀物等，所以平时常用的碳钢、铸铁、铝管、铜管和普通焊料等都受到禁用。

同时，我们发现这类冷液机在冬季使用时，通常压缩机不工作，而是利用强制风冷系统中的翅片式散热器对外界换热，这种散热器若采用效率高的紫铜管和铝制微通道换热器，就会产生大量的铜离子或铝离子等，从而影响技术指标；若采用不锈钢管或钛管等做成的翅片式散热器，就存在传热传质差的特性，从而造成尺寸和重量无法满足，同时也造成连接负载的供液循环系统的管系和焊点激增，不可控因素增多。这类冷液机在夏季使用时，不容置疑大多由压缩制冷系统提供低温冷源，但随着环境温度的降低，如0℃～22℃时，此时压缩机仍然需要工作以满足负载冷却，这时强制风冷系统没有发挥出来，存在部分能源的浪费。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种有纯度要求的双循环耦合的冷液设备，能耦合、并通过中间换热的方式提高供液品质。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种有纯度要求的双循环耦合的冷液设备，包括压缩制冷系统、强制风冷系统和供液循环系统；

所述的供液循环系统包括溶液箱一、溶液泵一、旁通阀、调节阀、负载和双回路换热器，所述双回路换热器包括有三个入口和三个出口，所述双回路换热器的第一出口连接溶液箱一的入口，溶液箱一的出口连接溶液泵一的入口，溶液泵一的出口分2路，其中一路连接旁通阀后返回溶液箱一，另一路连接调节阀的入口，调节阀的出口连接负载的入口，负载的出口连接双回路换热器的第一入口；

所述的强制风冷系统包括溶液箱二、溶液泵二、散热器、风机和双回路换热器，所述双回路换热器的第二出口连接散热器的入口，散热器的出口连接溶液箱二的入口，溶液箱二的出口连接溶液泵二的入口，溶液泵二的出口连接双回路换热器的第二入口，所述的风机设在散热器侧面；

所述的压缩制冷系统包括压缩机、冷凝器、节流元件和双回路换热器，所述双回路换热器的第三出口连接压缩机的入口，压缩机的出口连接冷凝器的入口，冷凝器的出口连接节流元件的入口，节流元件的出口连接双回路换热器的第三入口。