(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202210620383.7
(22)申请日 2022.06.02
(71)申请人 航天科工微电子系统研究院有限公
司
地址 610000 四川省成 都市天府新区天府
新经济产业园B区湖畔路北段269号
(72)发明人 武春风 黎塑飞 谢峰 曾赣生
秦建飞 乔洪涛 陈尧 郭川
王盛龙
(74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理
有限公司 51214
专利代理师 周浩杰
(51)Int.Cl.
H05K 7/20(2006.01)
(54)发明名称
一种动力单 元闭式集成液冷散热系统
(57)摘要
本发明公开了一种动力单元闭式集成液冷
散热系统, 属于军用大功率电力设备冷却领域,
包括循环水泵、 空液换热器、 冷却风扇、 自增压水
箱、 安全阀、 控制器和温压传感器; 采用自增压水
箱替代了原膨胀水箱, 采取壳体内部流道的设
计, 以空液换热器为结构载体, 冷却风扇、 循环水
泵等其它设备均集成在空液换热器上。 本发明解
决了开式液冷系统换热效率低、 空间利用率不高
的问题, 可提高动力单元在战时状态下, 液冷散
热系统的适应性、 稳定性及可靠性。
权利要求书1页 说明书5页 附图5页
CN 114945266 A
2022.08.26
CN 114945266 A
1.一种动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 包括循环水泵(7)、 空液换热器
(1)、 冷却风扇(11)、 自增压水箱(6)、 安全阀(3)、 控制器和温压传感器; 在空液换热器(1)的
底部安装有自增压水箱(6), 在空液换热器(1)底部的壳体设置有自增压水箱6的安装接口,
自增压水箱(6)的安装法兰面与空液换热器(1)底部接口对接后用螺钉固定; 在所述空液换
热器(1)冷却液出口处的壳体上设置循环水泵(7)的安装位置, 将循环水泵(7)的入口与空
液换热器(1)的出口连通, 从空液换热器(1)出去的冷却液直接进入循环水泵(7)入口, 循环
水泵(7)输出的冷却液进入热负载设备中, 带走热载荷后进入空液换热器(1)冷却液入口,
在空液换热器(1)中散热翅片与液体进行热交换, 冷却风扇(11)加速散热翅片附件的空气
流动, 从而将散热翅片上的热量散出, 最终将热载荷排出; 在所述空液换热器(1)的冷却液
入口及循环水泵(7)的出口处均设置温压传感器; 所述 温压传感器、 冷却风扇(11)及循环水
泵(7)均与控制器相连接 。
2.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 所述自增加水
箱(6)的结构形式是圆柱形杯 状, 内部安装有膜盒(13), 膜盒(13)内预填充一定压力的气体
来实现对水箱内冷却液进行增压 。
3.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 所述自增压水
箱(6)的法兰安装面上设置胶圈槽, 与空液 换热器(1)液体侧连通。
4.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 所述自增压水
箱(6)冷却液的容积按冷却液容积变化 量的1.5倍进行设计或选型。
5.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 在所述空液换
热器(1)的冷却液入口设置第一温压传感器(51), 当温度或温度差达到 设定值, 控制器控制
冷却风扇(1 1)开始工作, 温度差用于调节冷却风扇(1 1)的转数。
6.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 在循环水泵
(7)的出口处设置第二温压传感器(52), 所述第二温压传感器(52)提供的压力信号用于监
测闭式液冷散热系统的冷却液是否处于正常工作, 若压力值异常, 停止工作, 若压力值正
常, 继续运行。
7.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 通过所述温压
传感器采集的温度、 压力信号实时监测液冷散热系统中冷却液的状态, 根据冷却液 的状态
反馈, 控制器调节冷却风扇(11)和循环水泵(7)的启动及动作, 进而保证闭式集 成液冷散热
系统处于稳定状态。
8.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 所述安全阀
(3)安装在空液 换热器(1)的液体侧最高点。
9.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 所述安全阀
(3)的打开压力值设定为系统回路中耐压值, 工作时当系统中的压力超 出设定值时, 释放一
部分压力用来保证系统的安全性。
10.根据权利要求1所述的动力单元闭式集成液冷散热系统, 其特征在于, 所述安全阀
(3)设置有放气阀按 钮, 用于排除系统中混有的残余空气。权 利 要 求 书 1/1 页
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CN 114945266 A
2一种动力单元闭式集成液冷散热系统
技术领域
[0001]本发明涉及军用大功率电力设备冷却技术领域, 更为具体的, 涉及一种动力单元
闭式集成液冷散热系统。
背景技术
[0002]动力单元是军用一种大功率能源转换设备, 额定输出功率不低于280kW, 发动机、
发电机、 发电机控制器等热耗大 的部件均配备了液冷散热系统, 目前 的液冷散热系统采用
的是开式液冷系统, 系统中的膨胀水箱存在压力调节阀, 压力调节阀开启时, 系统内与外界
环境处于连通状态, 空气混入冷却液中, 战时状态, 空气质量差, 会污染冷却液, 存在换热器
流道堵塞的风险, 造成冷却液换热效率降低, 冷却液具有一定的腐蚀性, 长期与空气接触,
在高温环境的影响下会加速冷却液的变质, 而且混入空气的冷却液对液冷系统的动力元件
水泵损伤很大。
[0003]散热器、 水泵、 膨胀水箱等各部件采用橡胶管进行连接, 系统损耗一部分管路流
阻, 且各部件未集中布置, 空间利用率不高, 因此, 为改善当前这种情况有必要开发一种闭
式集成液冷散热系统。
发明内容
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足, 提供一种动力单元闭式集成液冷散热系
统, 解决了开式液冷系统换 热效率低、 空间利用率 不高的问题。
[0005]本发明的目的是通过以下 方案实现的:
[0006]一种动力单元 闭式集成液冷散热系统, 包括循环水泵、 空液换热器、 冷却风扇、 自
增压水箱、 安全阀、 控制器和温压传感器; 在空液换热器的底部安装有自增压水箱, 在空液
换热器底部的壳体设置有自增压水箱的安装接口, 自增压水箱的安装 法兰面与空液换热器
底部接口对接后用螺钉固定; 在所述空液换热器冷却液出口处的壳体上设置循环水泵的安
装位置, 将循环水泵的入口与 空液换热器的出 口连通, 从空液换热器出去的冷却液直接进
入循环水泵入口, 循环水泵输出 的冷却液进入热负载设备中, 带走热载荷后进入空液换热
器冷却液入口, 在空液换热器中散热翅片与液体进行热交换, 冷却 风扇加速散热翅片附件
的空气流动, 从而将散热翅片上的热量散出, 最 终将热载荷排出; 在所述空液换热器的冷却
液入口及循环水泵的出 口处均设置温压传感器; 所述温压传感器、 冷却 风扇及循环水泵均
与控制器相连接 。
[0007]进一步地, 所述自增加水箱的结构形式是圆柱形杯状, 内部安装有膜盒, 膜盒内预
填充一定 压力的气体来实现对水箱内冷却液进行增压 。
[0008]进一步地, 所述自增压水箱的法兰安装面上设置胶圈槽, 与空液换热器液体侧连
通。
[0009]进一步地, 所述自增压水箱冷却液的容积按冷却液容积变化量的1.5倍进行设计
或选型。说 明 书 1/5 页
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专利 一种动力单元闭式集成液冷散热系统
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