[发明专利]一种冷却装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种冷却装置及其工作方法，包括冷凝器、恒温箱以及设置于所述恒温箱内的储液器、调节阀、膨胀阀、泵、喷射器及冷板；冷凝器的液体出口与储液器的入口，调节阀的入口及膨胀阀的入口相连通，储液器的出口及调节阀的出口与泵的入口相连通，泵的出口与喷射器的液体入口相连通，膨胀阀的出口与冷板的液体入口相连通，冷板的气体出口与喷射器的气体入口相连通，喷射器的液体出口与冷凝器的液体入口相连通，该装置及其工作方法能够使得工作对象温度稳定且均匀的保持在工作沸点附近。

技术领域

本发明属于温度控制技术领域，涉及一种冷却装置及其工作方法。

背景技术

随着电力电子行业的迅猛发展，人们在享用电力电子产品的快捷，方便的同时，也对电力电子产品的功率强度，可靠性提出了更高的要求。温度是影响电子产品寿命的关键环境因素，无论是高功率引起温度攀升所导致的安全问题，还是反复变化的温度所导致的可靠性下降问题，都严重制约着电力电子行业的发展。

目前市场上采用的电子产品热管理系统多为风冷散热与液冷散热。其中，风冷散热是利用流经电子产品的空气带走热量，其结构简单、制造维护成本低、寄生能耗低，但此方法介质比热容小、散热效果差、电堆内部温差大，噪音大。液冷散热中将热量自电子产品导向冷板，再由流经冷板的液体带走，相较于风冷散热，液冷散热的介质比热容大，散热效果更好，但流动阻力会导致寄生功耗增大。另外，风冷散热与液冷散热的换热方式皆是利用工质的显热效应，因而无法避免温差。目前少数产品也采用相变材料冷却，但主要是基于固体材料，如石蜡-石墨复合材料，但这种方式仅仅通过相变吸收了热量，还需要其它手段将热量带走，且相变时显著的体积变化率也限制它的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种冷却装置及其工作方法，该装置及其工作方法能够使得工作对象温度稳定且均匀的保持在工作沸点附近。

为达到上述目的，本发明所述的冷却装置包括冷凝器、恒温箱以及设置于所述恒温箱内的储液器、调节阀、膨胀阀、泵、喷射器及冷板；

冷凝器的液体出口与储液器的入口，调节阀的入口及膨胀阀的入口相连通，储液器的出口及调节阀的出口与泵的入口相连通，泵的出口与喷射器的液体入口相连通，膨胀阀的出口与冷板的液体入口相连通，冷板的气体出口与喷射器的气体入口相连通，喷射器的液体出口与冷凝器的液体入口相连通。

冷凝器位于恒温箱的上方，且冷凝器倾斜放置，其中，冷凝器液体出口的高度低于冷凝器液体入口的高度；

喷射器的液体出口位于喷射器的顶部，储液器的高度低于冷凝器的高度且高于冷板的高度，同时储液器的高度低于喷射器气体入口的高度。

储液器的储液腔体体积大于冷凝器内部循环工质的流道体积，同时小于冷凝器内部循环工质流道体积与冷板内部循环工质流道体积之和。

该装置中总的液态循环工质体积小于储液器的体积与冷板内部循环工质流道体积之和。

本发明所述冷却装置的工作方法包括以下步骤：

当外部环境温度高于或者等于冷板中循环工质的蒸发温度时，则开启调节阀、泵及膨胀阀，依靠喷射器、膨胀阀及泵实现主动冷却；

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