一種基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè)備微小型冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電子設(shè)備散熱技術(shù)，具體是一種基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè) 備微小型冷卻系統(tǒng)，可保證在內(nèi)部低溫環(huán)境下不會(huì)因?yàn)樗魵饨Y(jié)露導(dǎo)致電子設(shè)備短路風(fēng) 險(xiǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的電子設(shè)備散熱技術(shù)，如空氣強(qiáng)制冷卻和液體強(qiáng)制冷卻，均以環(huán)境大氣為最 終熱沉，在高原、戈壁、沙漠、海島等惡劣高溫環(huán)境應(yīng)用時(shí)，環(huán)境大氣溫度高，電子元器件的 散熱成為難題。
[0003] 壓縮制冷，可以提供低于環(huán)境溫度的冷卻介質(zhì)，能更好的冷卻電子設(shè)備及元器件。 現(xiàn)有技術(shù)如CN201010545934.5,將電子元器件布置在蒸發(fā)器的表面或臨近結(jié)構(gòu)件上，以就 近冷卻散熱，成為一種較為優(yōu)異的電子設(shè)備冷卻技術(shù)。但是壓縮制冷的原理，決定了在蒸發(fā) 器工作在較低溫度時(shí)，空氣中含的水蒸氣不可避免的冷凝凝結(jié)在蒸發(fā)器周圍，極易引起電 子元器件短路等風(fēng)險(xiǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮制冷存在著蒸發(fā)器周圍極易冷凝凝露，極易引起電子元器 件短路等風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè)備微小 型冷卻系統(tǒng)。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0006] 本實(shí)用新型公開了一種基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè)備微小型冷卻系統(tǒng)，其具 體包括壓縮制冷系統(tǒng)和內(nèi)圍框，所述壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器， 所述壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器通過連接管路依序連接，所述內(nèi)圍框內(nèi)設(shè)置空氣干燥 劑筒、回流風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器和待冷卻的電子元器件，所述空氣干燥劑筒中裝有空氣干燥劑，所 述回流風(fēng)機(jī)連接蒸發(fā)器，用于將流經(jīng)待冷卻的電子元器件的被加熱后的空氣再次送入蒸發(fā) 器，所述內(nèi)圍框?yàn)榉忾]式的密閉空間，內(nèi)圍框內(nèi)的密閉空氣進(jìn)行回字型循環(huán)流動(dòng)。密閉空間 中有限的空氣量中含水蒸氣量極少，經(jīng)過反復(fù)的循環(huán)流動(dòng)并通過蒸發(fā)器本身具備的制冷及 除濕功能，以及空氣干燥筒9的吸附，可以保證該密閉空間內(nèi)電子設(shè)備的常年工作也可杜絕 冷凝水風(fēng)險(xiǎn)。
[0007] 更進(jìn)一步地，上述空氣干燥筒為裝有空氣干燥劑的漏孔小瓶。
[0008] 更進(jìn)一步地，上述的內(nèi)圍框形成六面體盒式結(jié)構(gòu)。
[0009] 更進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)還包括主控板，所述主控板連接壓縮制冷系統(tǒng)。通過主控板 可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制以及顯示等功能。
[0010] 更進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)還包括箱體和蓋板，所述壓縮制冷系統(tǒng)設(shè)置在箱體內(nèi)，所述 箱體內(nèi)設(shè)置L型隔板，L型隔板的兩個(gè)端面和底面分別連接箱體，所述L型隔板與箱體以蓋板 共同圍成內(nèi)圍框。
[0011] 更進(jìn)一步地，上述冷凝器設(shè)置在箱體的L型區(qū)域內(nèi)，在箱體上設(shè)置有兩處篩孔結(jié) 構(gòu)，分別對應(yīng)冷凝器的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。
[0012] 更進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)還包括顯控面板，所述顯控面板使用數(shù)碼管顯示蒸發(fā)器出 風(fēng)溫度以及回風(fēng)機(jī)回風(fēng)溫度，并用按鈕形式實(shí)現(xiàn)出風(fēng)溫度的設(shè)置，通過主控板的控制，調(diào)節(jié) 對應(yīng)的出風(fēng)溫度。
[0013] 通過采用以上的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型提出的基于壓 縮制冷的半封閉式小型電子設(shè)備冷卻系統(tǒng)，其中半封閉式結(jié)構(gòu)，是指將蒸發(fā)器和電子元器 件封閉在一個(gè)圍框內(nèi)，形成一個(gè)局部密閉空間。該密閉空間內(nèi)部形成強(qiáng)迫空氣冷卻循環(huán)，并 內(nèi)置有空氣干燥劑。壓縮制冷，能夠適應(yīng)于高原、海島、沙漠等特殊惡劣高溫、高濕環(huán)境電子 設(shè)備使用，能提供比環(huán)境溫度更低的冷卻空氣。避免了內(nèi)部冷空氣與外部空氣的串?dāng)_，杜絕 冷凝水大量累積造成的電氣短路隱患問題，并減少制冷量損耗。該小型電子設(shè)備冷卻系統(tǒng) 在結(jié)構(gòu)上更易于與電子設(shè)備整體集成一體?？梢越鉀Q小型電子設(shè)備在惡劣高溫、高濕環(huán)境 下的散熱應(yīng)用需求。尤其適用于惡劣環(huán)境下的雷達(dá)、通信等小型高功率電子設(shè)備的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0014] 圖1為基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè)備微小型冷卻系統(tǒng)流程圖。
[0015] 圖2為基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè)備微小型冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖3為基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè)備微小型冷卻系統(tǒng)的元器件布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合說明書附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0018] 本實(shí)用新型公開了一種基于壓縮制冷的半封閉式電子設(shè)備微小型冷卻系統(tǒng)，其具 體包括1微型壓縮機(jī)、2冷凝器、3過濾器、4毛細(xì)管、5蒸發(fā)器、6控制系統(tǒng)、連接管路（1-2、2-3、 4-5、5-1)及填充在管路中的7制冷劑，8內(nèi)圍框、9空氣干燥劑筒，10回流風(fēng)機(jī)，11待冷卻電 子元器件等組成。其中，部件1~7及連接管路是一個(gè)壓縮制冷循環(huán)的基本構(gòu)成。
[0019] 所述的1微型壓縮機(jī)可為直流變頻壓縮機(jī)，由控制系統(tǒng)控制和驅(qū)動(dòng)。
[0020] 所述的2冷凝器，可為一個(gè)空液換熱器，及配合工作的一個(gè)或一組軸流風(fēng)機(jī)或離心 風(fēng)機(jī)。換熱器一般為平行流型式或套片管型式。
[0021] 所述的3過濾器，為一個(gè)能吸附水蒸氣的小型過濾器。若系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，對密閉的管 道回路內(nèi)抽真空達(dá)到很高的真空度時(shí)，本方案也可以省略此過濾器部件。此時(shí)連接管路2-3 直接連接冷凝器出口和毛細(xì)管4。
[0022] 所述的4毛細(xì)管，為一細(xì)銅管制成的螺旋節(jié)流裝置。
[0023] 所述的5蒸發(fā)器，為一個(gè)空液換熱器，及配合工作的一個(gè)或一組軸流風(fēng)機(jī)?？找簱Q 熱器一般為平行流型式或套片管型式。風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣流經(jīng)蒸發(fā)器，空氣被冷卻降溫為低溫 冷卻空氣，送入待冷卻的電子設(shè)備發(fā)熱元器件表面或其散熱風(fēng)道中。
[0024] 所述的連接管路（1-2、2-3、4-5、5_1)，為4根長度不同的銅管，其形狀和折彎走向 根據(jù)具體的各部件布置方位而定。包括:連接壓縮機(jī)出口與冷凝器入口的管路1-2;連接冷 凝器出口與過濾器入口的管路2-3;連接毛細(xì)管與蒸發(fā)器入口的管路4-5;連接蒸發(fā)器出口 與壓縮機(jī)入口的管路5-1;連接管路將上述微型壓縮機(jī)、冷凝器、過濾器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器， 連接成為密閉封閉回路。
[0025] 所述的6控制系統(tǒng)，為一個(gè)集成電路板或多個(gè)電路板，由溫度傳感器、控制板和壓 縮機(jī)驅(qū)動(dòng)板等功能模塊組成，必要時(shí)還可集成顯示模塊、插座或按鈕。根據(jù)傳感器采集的蒸 發(fā)器處冷卻空氣的溫度變化和控制需求，來控制壓縮制冷系統(tǒng)的工作啟停和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0026] 所述的7制冷劑，為填充在密封封閉回路里的R134a或氟利昂系制冷劑，制冷劑在 密閉的管道回路內(nèi)以氣體、液體、兩相流體等多種狀態(tài)存在，被壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)著流動(dòng)和循環(huán)。
[0027] 該壓縮制冷循環(huán)的工作流程，可以簡述為：1)微型壓縮機(jī)入口流入的制冷劑氣體， 被壓縮成為高溫高壓的制冷劑氣體;2)冷凝器中的風(fēng)機(jī)將環(huán)境空氣吹過冷凝器散熱器部 分，制冷劑被冷凝變成高溫高壓的液體;3)制冷劑液體流經(jīng)毛細(xì)管，由于毛細(xì)管的節(jié)流作 用，變成低溫低壓的氣液兩相混合的制冷劑。4)該兩相混合的制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的換熱器， 蒸發(fā)器中的風(fēng)機(jī)吹過熱空氣，制冷劑吸熱后被迅速蒸發(fā)成為制冷劑氣體。該制冷劑氣體再 次進(jìn)入壓縮機(jī)，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
[0028] 上述1微型壓縮機(jī)、2冷凝器、3過濾器、4毛細(xì)管和5蒸發(fā)器通過連接管路（1-2、2_3、 4-5、5-1)分別依次連接，形成密封的封閉管道回路。管道回路內(nèi)填充7制冷劑。6控制系統(tǒng)控 制和驅(qū)動(dòng)微型壓縮機(jī)、2冷凝器、5蒸發(fā)器的工作。上述部件組成了基本的壓縮制冷循環(huán)。
[0029] 所述的8內(nèi)圍框，可為一個(gè)工程塑料或鋁合金板制成的六面體盒式結(jié)構(gòu)件。用于將 待冷卻的電子設(shè)備11、蒸發(fā)器5和回流風(fēng)機(jī)10、空氣干燥筒9放置其中，形成密閉結(jié)構(gòu)。
[0030] 所述的9空氣干燥筒，為一個(gè)裝有空氣干燥劑的漏孔小瓶。布置在蒸發(fā)器的出風(fēng)口 附近，用于將內(nèi)圍框密閉結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣中的初始水蒸氣產(chǎn)生的冷凝水吸附。
[0031] 所述的10回流風(fēng)機(jī)，為布置在電子設(shè)備出風(fēng)口的一個(gè)軸流風(fēng)機(jī)，起空氣導(dǎo)流作用， 用于將流經(jīng)發(fā)熱電子元器件的被加熱后的空氣再次送入蒸發(fā)器5。
[0032] 所述的11待冷卻電子元器件，可以為電路板上的板載發(fā)熱元器件或獨(dú)立的電子模 塊，使用一個(gè)帶翅片的金屬散熱器安裝。
[0033]封閉式內(nèi)圍框結(jié)構(gòu)中的空氣流向圖見圖1中虛線箭頭所示。從蒸發(fā)器5吹出的冷卻 空氣，被送入待冷卻電子元器件的散熱器風(fēng)道，將電子元器件導(dǎo)出的熱量帶走，冷卻空氣被 加熱，經(jīng)過U型流動(dòng)，由回流風(fēng)機(jī)10,將加熱后的空氣再次送入蒸發(fā)器的換熱器中冷卻。封閉