一种双冷源的双温双控水冷系统的制作方法

    专利2024-12-09  7


    本发明涉及水冷控制设备,具体为一种双冷源的双温双控水冷系统。


    背景技术:

    1、现有的水冷系统按冷源方式来分,一般分两种:一种是利用外水源直接对发热设备进行冷却;另一种是采用制冷系统与水进行换热作为冷源,再将低温水或恒温水提供给发热设备两种方式各有优劣,采用外水源的水冷系统节能、经济、环保,但是其应用有一定的先决条件,即需要有持续的外水供应,而且这种方式只能做到给目标冷却,无法做到精准温控;采用制冷系统的水冷系统的使用条件相对简单,且可根据需要对水温进行设置,并获得温度精度很高的冷却水,但是其在应用过程中会消耗较多的能源。目前,没有将上述两种冷源方式综合起来的水冷系统。

    2、很多设备或仪器上都有多个发热部件,其中某些部件的工作温度的精度要求很高,另外某些部件只需要及时散出热量即可,对温度要求不高。传统的水冷系统一般都是单一温度的冷却水输出,少量的有双温输出的水冷系统也是在主水路上分出一个支路,再在支路上对水进行加热。这种方式的本质将水冷却用制冷系统冷却后再加热,虽然做到双温输出的效果,但是能耗很高。


    技术实现思路

    1、(一)解决的技术问题

    2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种双冷源的双温双控水冷系统,解决了上述背景技术中提出的问题。

    3、(二)技术方案

    4、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种双冷源的双温双控水冷系统,包括双冷源双温双控水冷装置10、外水源21、温控对象a22和温控对象b23。所述双冷源双温双控水冷装置10包括内置液冷源110、温度精控系统120、压力传感器131、第一三通电动阀132、第一温度传感器133、第一三通接头134、第一两位电动阀135、第二两位电动阀136、第二三通电动阀137、第二三通接头138、第一流量计139和第一换热器141。外水源21连接第一三通电动阀132的第一接口1321;第一三通电动阀132的第二接口1322连接第一三通接头134的第一接口1341;第一三通接头134的第二接口1342连接第二两位电动阀136;第二两位电动阀136穿过水冷装置10的外壳连接温控对象b23;温控对象b23穿过水冷装置10的外壳连接第二三通接头138的第二接口1382;第一三通接头134的第三接口1343连接第一两位电动阀135;第一两位电动阀135连接第一换热器141的第一接口1411;第一换热器141的第二接口1412连接第一流量计139;第一流量计139连接第二三通接头138的第三接口1383;第二三通接头138的第一接口1381连接第二三通电动阀137的第二接口1372;第二三通电动阀137的第三接口1373连接内置液冷源110;内置液冷源110连接第一三通电动阀132的第三接口1123;第二三通电动阀137的第一接口1371连接外水源21;温度精控系统120连接第一换热器141的第三接口1413;第一换热器141的第四接口1414连接温度精控系统120;温度精控系统120通过管路与温控对象a22连接成回路,管路穿过水冷装置10的外壳。上述所有连接方式均为水管连接,管路为塑料管或金属管。压力传感器131设置在外水源21与第一三通电动阀132的连接管路上。第一温度传感器133设置在第一三通电动阀132与第一三通接头134的连接管路上。

    5、优选的,所述第一三通电动阀132和第二三通电动阀137为换向阀,各有3个接口,可以通过电路来控制其中2个接口的连通或断开。第一三通电动阀132有两个状态,第二接口1322与第一接口1321连通,与第三接口1323断开;或第二接口1322与第三接口1323连通,与第一接口1321断开。第二三通电动阀137也有两个状态,第二接口1322与第一接口1321连通,与第三接口1323断开;或第二接口1322与第三接口1323连通,与第一接口1321断开。

    6、优选的,所述第一换热器141为水-水换热器,其内部有2个流道,第一接口1411与第二接口1412之间形成第一流道,第三接口1413与第四接口1414之间形成第二流道。

    7、优选的,所述内置液冷源110包括制冷系统1120、第一水箱113、第一水泵114、第一电热管115和第二温度传感器116。第二三通电动阀137的第三接口1373连接第一水箱113;第一水箱113连接第一水泵114;第一水泵114连接第一三通电动阀132的第三接口1123。上述所有连接方式均为水管连接,管路为塑料管或金属管。第一电热管115设置在第一水箱113的壁面上,发热部分伸入水箱内部;第二温度传感器116设置在第一水箱113的壁面上,探头伸入水箱内部。

    8、优选的,所述制冷系统1120为压缩式制冷系统、吸收式制冷系统或半导体制冷系统。

    9、优选的,所述温度精控系统120包括第二水箱1211、第三温度传感器1212、第二电热管1213、第二水泵1214、第三三通接头1215、第三两位电动阀1216、第二流量计1217、第四两位电动阀1218、第三流量计1219和第四三通接头1221。第二水箱1211连接第二水泵1214;第二水泵1214连接第三三通接头1215的第二接口12152;第三三通接头1215的第一接口12151连接第三两位电动阀1216;第三两位电动阀1216连接第二流量计1217;第二流量计1217连接第一换热器141的第三接口1413;第一换热器141的第四接口1414连接第四三通接头1221的第一接口12211;第三三通接头1215的第三接口12153连接第四两位电动阀1218;第四两位电动阀1218连接第三流量计1219;第三流量计1219连接第四三通接头1221的第三接口12213;第四三通接头1221的第二接口12212连接温控对象a22;温控对象a22连接第二水箱1211。上述所有连接方式均为水管连接,管路为塑料管或金属管。第二电热管1213设置在第二水箱1211的壁面上,发热部分伸入水箱内部;第三温度传感器1212设置在第二水箱1211的壁面上,探头伸入水箱内部。

    10、优选的,所述第一三通接头134、第二三通接头138、第三三通接头1215和第四三通接头1221各自的3个接口都互相连通。

    11、优选的,所述第一两位电动阀135、第二两位电动阀136、第三两位电动阀1216和第四两位电动阀1218均为电动球阀,通过接收电信号来控制其开度,从而控制流量。

    12、优选的,所述外水源21为自来水、湖水或海水。

    13、优选的,所述温控对象a22为对温度精度要求为±0.1℃的设备或仪器,需要用温度精度要求为±0.1℃的冷却水对其进行温控;所述温控对象b23为只需水温低于40℃的冷却水对其进行冷却即可的设备或仪器。

    14、(三)有益效果

    15、本发明提供了一种双冷源的双温双控水冷系统。具备以下有益效果:

    16、1、本发明提供的双冷源双温双控水冷装置可连接外水源,同时,其内部设置了内置液冷源。当有外水源供应时,采用外水源作为冷源;当无外水源供应时,开启内置液冷源作为冷源。这样既充分利用了外水源,节省了能源,又可以使水冷装置连续不间断工作,持续对发热设备进行冷却。

    17、2、本发明提供的水冷装置输出的冷却水还可进行双温双控,即可输出两路不同温度的冷却水。水冷装置内部将外水源或内置液冷源提供的水分为两路,其中一路直接输出,提供给对温度精度要求不高的发热设备;另一路作为水冷装置内部温度精控系统的冷源,温度精控系统输出高温度精度的冷却水,提供给对温度精度要求较高的发热设备。


    技术特征:

    1.一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:包括双冷源双温双控水冷装置(10)、外水源(21)、温控对象a(22)和温控对象b(23)。所述双冷源双温双控水冷装置(10)包括内置液冷源(110)、温度精控系统(120)、压力传感器(131)、第一三通电动阀(132)、第一温度传感器(133)、第一三通接头(134)、第一两位电动阀(135)、第二两位电动阀(136)、第二三通电动阀(137)、第二三通接头(138)、第一流量计(139)和第一换热器(141)。外水源(21)连接第一三通电动阀(132)的第一接口(1321);第一三通电动阀(132)的第二接口(1322)连接第一三通接头(134)的第一接口(1341);第一三通接头(134)的第二接口(1342)连接第二两位电动阀(136);第二两位电动阀(136)穿过水冷装置(10)的外壳连接温控对象b(23);温控对象b(23)穿过水冷装置(10)的外壳连接第二三通接头(138)的第二接口(1382);第一三通接头(134)的第三接口(1343)连接第一两位电动阀(135);第一两位电动阀(135)连接第一换热器(141)的第一接口(1411);第一换热器(141)的第二接口(1412)连接第一流量计(139);第一流量计(139)连接第二三通接头(138)的第三接口(1383);第二三通接头(138)的第一接口(1381)连接第二三通电动阀(137)的第二接口(1372);第二三通电动阀(137)的第三接口(1373)连接内置液冷源(110);内置液冷源(110)连接第一三通电动阀(132)的第三接口(1123);第二三通电动阀(137)的第一接口(1371)连接外水源(21);温度精控系统(120)连接第一换热器(141)的第三接口(1413);第一换热器(141)的第四接口(1414)连接温度精控系统(120);温度精控系统(120)通过管路与温控对象a(22)连接成回路,管路穿过水冷装置(10)的外壳。上述所有连接方式均为水管连接,管路为塑料管或金属管。压力传感器(131)设置在外水源(21)与第一三通电动阀(132)的连接管路上。第一温度传感器(133)设置在第一三通电动阀(132)与第一三通接头(134)的连接管路上。

    2.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述第一三通电动阀(132)和第二三通电动阀(137)为换向阀,各有三个接口,可以通过电路来控制其中两个接口的连通或断开。第一三通电动阀(132)有两个状态,第二接口(1322)与第一接口(1321)连通,与第三接口(1323)断开;或第二接口(1322)与第三接口(1323)连通,与第一接口(1321)断开。第二三通电动阀(137)也有两个状态,第二接口(1322)与第一接口(1321)连通,与第三接口(1323)断开;或第二接口(1322)与第三接口(1323)连通,与第一接口(1321)断开。

    3.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述第一换热器(141)为水-水换热器,其内部有两个流道,第一接口(1411)与第二接口(1412)之间形成第一流道,第三接口(1413)与第四接口(1414)之间形成第二流道。

    4.根据权利要求3所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述内置液冷源(110)包括制冷系统(1120)、第一水箱(113)、第一水泵(114)、第一电热管(115)和第二温度传感器(116)。第二三通电动阀(137)的第三接口(1373)连接第一水箱(113);第一水箱(113)连接第一水泵(114);第一水泵(114)连接第一三通电动阀(132)的第三接口(1123)。上述所有连接方式均为水管连接,管路为塑料管或金属管。第一电热管(115)设置在第一水箱(113)的壁面上,发热部分伸入水箱内部;第二温度传感器(116)设置在第一水箱(113)的壁面上,探头伸入水箱内部。

    5.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述制冷系统(1120)为压缩式制冷系统、吸收式制冷系统或半导体制冷系统。

    6.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述温度精控系统(120)包括第二水箱(1211)、第三温度传感器(1212)、第二电热管(1213)、第二水泵(1214)、第三三通接头(1215)、第三两位电动阀(1216)、第二流量计(1217)、第四两位电动阀(1218)、第三流量计(1219)和第四三通接头(1221)。第二水箱(1211)连接第二水泵(1214);第二水泵(1214)连接第三三通接头(1215)的第二接口(12152);第三三通接头(1215)的第一接口(12151)连接第三两位电动阀(1216);第三两位电动阀(1216)连接第二流量计(1217);第二流量计(1217)连接第一换热器(141)的第三接口(1413);第一换热器(141)的第四接口(1414)连接第四三通接头(1221)的第一接口(12211);第三三通接头(1215)的第三接口(12153)连接第四两位电动阀(1218);第四两位电动阀(1218)连接第三流量计(1219);第三流量计(1219)连接第四三通接头(1221)的第三接口(12213);第四三通接头(1221)的第二接口(12212)连接温控对象a(22);温控对象a(22)连接第二水箱(1211)。上述所有连接方式均为水管连接,管路为塑料管或金属管。第二电热管(1213)设置在第二水箱(1211)的壁面上,发热部分伸入水箱内部;第三温度传感器(1212)设置在第二水箱(1211)的壁面上,探头伸入水箱内部。

    7.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述第一三通接头(134)、第二三通接头(138)、第三三通接头(1215)和第四三通接头(1221)各自的三个接口都互相连通。

    8.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述第一两位电动阀(135)、第二两位电动阀(136)、第三两位电动阀(1216)和第四两位电动阀(1218)均为电动球阀,通过接收电信号来控制其开度,从而控制流量。

    9.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述外水源(21)为自来水、湖水或海水。

    10.根据权利要求1所述一种双冷源的双温双控水冷系统,其特征在于:所述温控对象a(22)为对温度精度要求为±0.1℃的设备或仪器,需要用温度精度要求为±0.1℃的冷却水对其进行温控;所述温控对象b(23)为只需水温低于40℃的冷却水对其进行冷却即可的设备或仪器。


    技术总结
    本发明提供一种双冷源的双温双控水冷系统,包括壳体、连接管路、温控组件、制冷机构和内置液冷源,所述连接管路包括铜管和塑料管,所述壳体通过连接管路与外水源相连通,所述蒸气压缩式制冷机构用于对所述内置液冷源的循环水进行冷却。本方案用冷源直接对温控对象B进行冷却,同时通过温度精控系统与温控对象A组成循环水路,并与冷源供给的水在第一换热器中进行热交换。其将循环水温进行调节后将高精度的冷却水供给温控对象A。当水温高于目标值时,加大流经第一换热器的水流量,对冷源释放更多的热量;反之,则减小流经第一换热器的水流量,减少对冷源释放热量。

    技术研发人员:熊伟国,朱元成,吴光朋
    受保护的技术使用者:酷凌时代科技(浙江)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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