一种冷却系统及冷却方法与流程

本发明属于热能冷却领域，具体涉及一种冷却系统及冷却方法。

背景技术：

1、激光设备尤其是大型激光设备在使用的过程中，可在短期内释放巨大能量，并在间隔较长时间后再进行周期性工作，为了保证大型激光设备的正常运行，通常会使用专有的冷却系统对大型激光设备进行冷却，然而现有的激光设备用冷却系统结构比较简单，功能比较单一，且占地面积大，输入功率高，不能满足大型激光设备在各种工况下对温度的不同需求，使得大型激光设备的冷却效率比较低，影响了大型激光设备的正常使用。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种冷却系统及冷却方法，克服现有技术中冷却系统结构简单，功能单一无法满足大型激光设备在各种工况下对温度不同的需求。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种冷却系统，用于大型激光设备热负载的散热与温控，所述系统包括：

4、制冷单元，用于在规定时间内冷却可供所述大型激光设备热负载使用的冷量以及将系统的热量散发至大气热沉中；

5、循环蓄冷单元，用于存储所述冷量并以载冷剂的形式按要求输送给大型激光设备各热负载单元；

6、电控单元，用于监测所述系统的运行状态，根据工作模式控制所述系统；还用于检测所述系统是否正常。

7、进一步，所述制冷单元包括外部板式换热器、风冷机组、蓄冷循环泵和第一供液管网；

8、所述风冷机组和外部冷源板式换热器互为备用，通过阀门进行水路切换；

9、所述外部板式换热器用于将大型激光设备热负载产生的热量交换至冷却系统，对载冷剂进行降温冷却；

10、所述风冷机组用于对载冷剂进行降温，以提供满足大型激光设备热负载使用的冷量，并将热负载产生的废热交换到大气环境中。

11、进一步，所述循环蓄冷单元包括蓄冷箱组、第二供液管网、供液泵组和控温板式热换器；

12、所述蓄冷箱组用于在规定时间内蓄积可供负载使用的冷量；

13、所述第二供液管网用于连接热负载与冷却系统，使载冷剂能够在两者之间循环进行热量交换；

14、所述供液泵组用于为载冷剂在本冷却系统与负载之间的循环提供动力；

15、所述控温板式热换器用于经过大型激光设备热负载升温后的载冷剂与蓄冷水箱中冷却后的载冷剂之间的热交换。

16、进一步，所述电控单元包括电源模块、监测模块、操作模块和控制模块；

17、所述电源模块用于为电控单元提供电能；

18、所述监测模块用于监测冷却系统的温度、流量和压力信息；

19、所述操作模块用于使用者调整冷却系统的工作模式；

20、所述控制模块用于根据所述工作模式调整冷却系统的温度、流量和压力。

21、一种冷却方法，应用于上述冷却系统中，所述方法包括：

22、系统自检，检查电源、电源线路和电源接口是否正常；如果正常则进入控制模式选择；

23、所述控制模式包括蓄冷模式、释冷模式和待机模式；

24、所述系统根据所选的控制模式自动运行，进行温控。

25、进一步，所述系统自检方法包括：

26、检查电源故障：检测电源是否正常，若电源检测正常则检查电源线路；

27、检查电源线路：检测指示灯是否正常亮起，若指示灯亮起则检查电源接口；

28、检查电源接口：检测触摸屏显示是否正常，若上述检测均正常则进入控制模式选择。

29、进一步，所述蓄冷模式包括：

30、控制控温板式换热器和蓄冷循环泵组一侧的阀门处于关断状态，蓄冷循环中和冷水机组连接一侧的阀门处于开启状态；

31、蓄冷水箱及应急水罐中设置的温度传感器对蓄冷水箱中水温进行测定，按照预设测定时间间隔采集数据并进行计算；

32、冷水机组开启，对应急水罐中冷却液进行降温，当应急水罐中冷却液温度下降至预设冷却温度时，根据预设延迟时间延迟控制应急水罐和蓄冷水箱间管路上的三通阀切换对蓄冷水箱中冷却液进行冷却，直至蓄冷水箱中设置的温度传感器计算温度平均值达到预设蓄冷温度时；

33、控制模式切换至待机模式。

34、进一步，所述待机模式包括：

35、控制控温板式换热器和蓄冷循环泵组一侧的阀门处于关断状态，蓄冷循环中和冷水机组连接一侧的阀门处于开启状态；

36、蓄冷水箱及应急水箱中设置的温度传感器对蓄冷水箱中水温进行测定，按照预设测定时间间隔采集数据并进行计算；

37、当蓄冷水箱中平均温度高于模式要求温度时，冷水机组自带供液泵开启，直至蓄冷水箱中温度达到模式要求；

38、当应急水罐中平均温度高于模式要求温度时，系统冷水机组启动进行制冷，冷水机组自带供液泵开启，直至应急水罐达到模式要求温度时停止。

39、进一步，所述释冷模式包括：

40、控制管路上的三通阀开启，供液回路形成内循环；

41、逐个开启供液循环泵组中水泵；逐个开启供液循环中设置的加热器；

42、当供液循环中系统出水温度达到18℃时，延迟15秒关停1个主水泵，当出水温度达到19℃时延迟15秒关停第2个主水泵；

43、当供液循环中系统出水温度达到20℃时关停2个管路上的加热器，当出水温度到达22℃时关停所有加热器并关停所有水泵。

44、进一步，所述控制模式还包括应急运行模式，所述应急运行模式包括：

45、蓄冷循环和冷水机组连接阀门处于关停状态，蓄冷循环应急水罐和板式换热器间连接阀门开启，蓄冷循环水泵开启；

46、供液循环依据供液在不同节点时的温度控制蓄冷循环侧三通阀组，调节供液循环侧混水箱中的温度。

47、采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

48、本发明的目的在于提供一种冷却系统及冷却方法，通过基于载冷剂状态数据监测与信息反馈，对大型控温换热器内的冷热水流量进行精密控制，从而实现对供液温度的稳定精确调节，最终实现对大型激光设备大功率散热与温度控制，保证设备的正常工作。

技术特征：

1.一种冷却系统，用于大型激光设备(7)热负载的散热与温控，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种冷却系统，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种冷却系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种冷却系统，其特征在于：

5.一种冷却方法，应用于冷却系统中，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种冷却方法，其特征在于，所述系统自检方法包括：

7.根据权利要求5所述的一种冷却方法，其特征在于，所述蓄冷模式包括：

8.根据权利要求5所述的一种冷却方法，其特征在于，所述待机模式包括：

9.根据权利要求5所述的一种冷却方法，其特征在于，所述释冷模式包括：

10.根据权利要求5所述的一种冷却方法，其特征在于，所述控制模式还包括应急运行模式，所述应急运行模式包括：

技术总结
本发明涉及热能冷却领域，提供了一种冷却系统及冷却方法，用于大型激光设备热负载的散热与温控，所述系统包括：制冷单元，用于在规定时间内蓄积可供所述大型激光设备热负载使用的冷量以及将系统的热量散发至大气热沉中；循环蓄冷单元，用于存储所述冷量并将载冷剂按要求输送给大型激光设备各热负载单元；电控单元，用于监测所述系统的运行状态，根据工作模式控制所述系统；还用于检测所述系统是否正常。本发明通过基于载冷剂状态数据监测与信息反馈，对大型控温换热器内的冷热水流量进行精密控制，从而实现对供液温度的稳定精确调节。

技术研发人员：刘志标,任凯,关胜利,陈启锋,陈晨,叶太阳,邓辉
受保护的技术使用者：湖南高涵热管理技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12