[发明专利]一种冷却装置及其工作方法

权利要求书

1.一种冷却装置，其特征在于，包括冷凝器(1)、恒温箱(8)以及设置于所述恒温箱(8)内的储液器(3)、调节阀(4)、膨胀阀(5)、泵(6)、喷射器(2)及冷板(7)；

冷凝器(1)的液体出口与储液器(3)的入口，调节阀(4)的入口及膨胀阀(5)的入口相连通，储液器(3)的出口及调节阀(4)的出口与泵(6)的入口相连通，泵(6)的出口与喷射器(2)的液体入口相连通，膨胀阀(5)的出口与冷板(7)的液体入口相连通，冷板(7)的气体出口与喷射器(2)的气体入口相连通，喷射器(2)的液体出口与冷凝器(1)的液体入口相连通；

当外部环境温度高于或者等于冷板(7)中循环工质的蒸发温度时，则开启调节阀(4)、泵(6)及膨胀阀(5)，依靠喷射器(2)、膨胀阀(5)及泵(6)实现主动冷却；

当外部环境温度低于冷板(7)中循环工质的蒸发温度时，则关闭调节阀(4)、泵(6)及膨胀阀(5)，待储液器(3)内储满液体后，开启膨胀阀(5)，依靠工质的蒸发，自然对流实现自然冷却。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，冷凝器(1)位于恒温箱(8)的上方，且冷凝器(1)倾斜放置，其中，冷凝器(1)液体出口的高度低于冷凝器(1)液体入口的高度；

喷射器(2)的液体出口位于喷射器(2)的顶部，储液器(3)的高度低于冷凝器(1)的高度且高于冷板(7)的高度，同时储液器(3)的高度低于喷射器(2)气体入口的高度。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，储液器(3)的储液腔体体积大于冷凝器(1)内部循环工质的流道体积，同时小于冷凝器(1)内部循环工质流道体积与冷板(7)内部循环工质流道体积之和。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该装置中总的液态循环工质体积小于储液器(3)的体积与冷板(7)内部循环工质流道体积之和。

5.根据权利要求1所述冷却装置，其特征在于，当外部环境温度高于或等于冷板(7)中循环工质的蒸发温度时，系统在主动冷却模式下工作，将调节阀(4)、膨胀阀(5)及泵(6)正常开启，冷凝器(1)内部的循环液体工质经冷凝器(1)的液体出口流出，其中，一路进入到储液器(3)及调节阀(4)内，另一路进入到膨胀阀(5)中，然后经膨胀阀(5)膨胀后进入到冷板(7)中吸收被冷却对象的热量后蒸发形成气态循环工质，储存在储液器(3)内的液体经泵(6)输送至喷射器(2)中，再由喷射器(2)内部的喷管喷出，喷管高速喷射的射流引射来自冷板(7)中蒸发的气态循环工质，喷射的液态工质与被引射的气态工质在喷射器(2)的扩压管中充分混合，形成气液混合流体，喷射器(2)内的扩压管中气液混合流体速度降低，压强增大，同时混合过程中气态工质被液态工质吸收，气态工质转化为液态并释放热量，形成高温高压液体，所述高温高压液体流入冷凝器(1)中，在冷凝器(1)中与外部环境发生换热，释放热量后温度降低，降温后的液体由冷凝器(1)的液体出口流出进行下一次循环；

当环境温度低于冷板(7)中工质的蒸发温度时，系统运行在自然冷却模式下，则先关闭膨胀阀(5)及泵(6)，冷凝器(1)中的液态循环工质在重力作用下进入储液器(3)中，待储液器(3)内储满液体后，关闭调节阀(4)，开启膨胀阀(5)，这时系统中尚未进入储液器(3)中的液态循环工质在重力作用下进入冷板(7)中，由于装置中总的液态循环工质的体积小于储液器(3)的体积与冷板(7)内部循环工质流道体积之和，继而液态循环工质在冷板(7)流道内为部分充满状态，冷板(7)流道未充满部分空间便于气态循环工质自由流出，冷板(7)内部液态循环工质吸收被冷却对象的热量变成气态循环工质，气态循环工质经喷射器(2)的气体入口进入冷凝器(1)中，由于环境温度较低，气态工质在冷凝器(1)内部发生冷凝变成液态工质，同时释放热量，冷凝器(1)中冷凝为液态的循环工质在重力作用下，由冷凝器(1)的出口经膨胀阀(5)回流进入冷板(7)中进行下一次循环。

6.根据权利要求1所述冷却装置，其特征在于，膨胀阀(5)根据安置在冷板(7)内温度传感器的反馈信号调节其阀门的开度，以控制进入冷板(7)内的液体流量，液体工质通过冷板(7)导热特性吸收被冷却对象的热量而蒸发形成气态工质，实现对被冷却对象的吸热降温。