循环式液体冷却系统的设计原理、元器件选型与模拟试验

循环式液体冷却系统的设计原理、元器件选型与模拟试验

丁东旭．袁广超．郭建，崔哲，汤继保，魏纪君，郑荣波。程镇
(合肥通用机械研究院压缩机技术国家重点实验室，安徽合肥230031)

摘要：介绍了电子设备的循环式液体冷却系统的设计原理、元器件选型与模拟试验，根据设计指标，进行换热器设计、电气设计、元器件选型，完成了循环式液体冷却系统的设计制造，并经试验验证其设计的合理性，为其它相关设计提供了参考依据。
关键词： 电子设备；循环式液体冷却系统；换热设计；电气设计；元器件选型
中图分类号：TH45；TB6 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．06．017
Circulating Liquid Cooling System Design Principle、Components Selection and Simulation


1研究背景
现代电子设备发展迅速，电子设备向紧凑型发展，其热流密度也变大，同时电子设备的换热方式也发生了很大的变化，由以前的自然换热，强制通风换热，逐渐向液体冷却方向发展。1刁1。液体冷却系统主要采用液体循环冷却的方式，与电子设备进行换热，利用循环式液体冷却系统的换热器将热量排至大气内。通过循环冷却的方式，对电子设备持续冷却，为电子设备提供一个稳定、适宜的工作环境。
本文所述某电子设备的工作温度为：一40一+50℃，电子设备的理论散热负荷Q为1200W，冷却介质为乙二醇水溶液；供液压力P≥o．5 MPa、流量，≥3 L／min、供液温度T。<58℃的循环冷却液体；电子设备本身自重较轻，因此要求其附属冷却设备重量M≤15 k9，最大外形尺寸(L×W×H)为600am×300ram×330ram；本文主要介绍为此电子设备进行冷却的循环式液体冷却系统的设计和模拟试验。
2循环式液体冷却系统概述
循环式液体冷却系统的主要功能是提供一定温度和流量的循环冷却介质．循环冷却介质与电子设备进行热交换，利用循环冷却液体带走电子设备产生的热量，使电子设备在温度较低的条件下工作，循环冷却液体在其它外力作用下流动．在外部换热器内将热量排放至大气，为此，循环不断，其工作原理见图I。

3循环式液体冷却系统设计分析
3．1循环式液体冷却系统换热器设计计算方法与流程
根据电子设备具体的换热量Q，循环冷却量F，循环供液温度7'以及电子设备的环境温度L，对循环式液体冷却系统换热器进行设计。

3．2循环式液体冷却系统电气控制设计
在整个体积和重量要求比较严格的条件下，电气控制如果选用常规的控制系统，其体积以及重量不能保证要求，为此对电气控制进行了专业的设计。为了控制整体的重量和尺寸，根据系统控制流程(参见图3)的具体要求，单独研发了电气控制系统一微控制器。

3．3循环式液体冷却系统元器件的选型
元器件的选型也是比较关键的一个环节，具体的选型原则为：首先功能性满足要求，元器件的可靠性高，然后对体积以及重量进行比较性选择。
为此，经比较选择，确定水泵，风机以及流量计的选型。。

3．4循环式液体冷却系统试验验证
循环式液体冷却系统在制造安装完成后。与模拟负载(1200W)进行连接调试。
将循环式液体冷却系统以及连接好的负载放置在高温箱内，机组控制箱利用RS一422串行接口与上位机监控软件进行连接，在监控软件上对机组进行开关机控制。

4结语
针对某电子设备使用要求所提出的换热设计指标，进行循环式液体冷却系统换热器与电气控制系统设计，元器件的选型以及结构设计，提出了在有限体积以及重避限制条件下循环式液体冷却系统的设计思路，并通过模拟试验验证，证明其设计思路的合理性。

参考文献
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多谢分享，可惜内容太少