一种具有局部冷却功能的制冷设备及局部制冷方法与流程

本发明涉及制冷设备技术领域，特别涉及一种具有局部冷却功能的制冷设备及局部制冷方法。

背景技术：

近年来，电子技术行业发展尤其迅速，无论是在计算、通讯、还是科研领域，都离不开电子技术；而电子技术的载体，电子元器件，也随着电子技术的发展，所应用范围越来越广泛，需要的功能越来越强大；而伴随着电子元器件在设备中越来越高效地运作，而高速运行所产生的热量也越来越多，容易对自身元件带来伤害，从而需要对电子元器件进行降温处理；现有为元器件冷却降温的设备所具备功能比较匮乏且低效，通常运用传统制冷装置，如风冷、水冷，制冷效果比较普通，跟不上日益发展的发热电器元器件降温的要求；并且，传统的元件降温设备的降温形式普遍为：在冷却设备的密闭大空间范围为元件降温，冷却效率慢且效益不高，不能直接降温且耗能大；另外，随着电子元器件的发展，元件的种类也随着越来越多样，其每个元件对降温的要求也就不一样，特别需要一种可调节的降温设备，针对因高速运行而发热的电子元器件提供具有局部冷却功能的制冷设备。可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有局部冷却功能的制冷设备及局部制冷方法，旨在解决现有技术中制冷设备只能对整体降温，无法针对电子元器件进行局部降温的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种具有局部冷却功能的制冷设备，所述制冷设备包括通过管路连接的压缩机、冷凝器及蒸发器，其中，所述蒸发器包括若干冷却机构，所述冷却机构包括冷却板以及固定在冷却板背部的制冷剂通道，所述制冷剂通道的入口通过管路连通冷凝器，出口通过管路连通压缩机。

所述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述制冷剂通道呈螺旋状，入口设置于通道最外层的侧面，出口设置于通道最内层中心位置。

所述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述冷凝器与冷却机构之间还设有干燥过滤器。

所述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述干燥过滤器与冷却机构之间还设有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀包括总电子膨胀阀和分电子膨胀阀。

所述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述电子膨胀阀与冷却机构之间还依次设有毛细管和节流管。

所述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述节流管外包覆有可伸缩的保温长连接管。

所述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述保温长连接管的伸缩范围为0.2～2m。

一种局部制冷方法，所述方法采用如上所述的具有局部冷却功能的制冷设备，其中，所述方法包括步骤：连接制冷设备电源，先调节保温长连接管的长度，将冷却机构近放置于发热电子元器件处，打开开关，制冷设备开始启动，压缩机压缩冷媒，排出饱和冷媒蒸汽到冷凝器，冷媒蒸汽冷凝成饱和液体，然后经过干燥过滤器的干燥过滤，经电子膨胀阀的开度调节，再经毛细管5节流后，进入冷却机构，通过冷却板吸收发热元器件的热量，使得冷媒在制冷剂通道中汽化，然后通过管路回到压缩机，完成了冷却发热元器件的任务。

有益效果：

本发明提供了一种具有局部冷却功能的制冷设备及局部制冷方法，所述制冷设备通过设置冷却机构，从而实现对电子元器件的局部降温，满足不同电子元器件对温度的要求。与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)所述冷却机构设置的螺旋状的制冷剂流动通路，能在较小的体积内，延长制冷剂流通的路线，让制冷剂在通路流动蒸发吸热，充分发挥换热作用，提高制冷的效果；

(2)设置的冷却板，具有将制冷剂通道的冷量集中的作用，通过冷却板向置于冷却板上的发热元件直接接触换热，能实现制冷设备的局部供冷，并且由于不需要风冷和水冷，换热效率比传统制冷系统更高效集中，冷却效率更加迅速，冷却效果更加显著，比起传统市场的元件降温设备，这种局部集中降温效率更高，更具有针对性，避免了无用冷量的产生，提高制冷设备的能效；

(3)设置的电子膨胀阀可通过调节开度来调节制冷剂进液量流量，从而控制蒸发液位，调节末端蒸发温度，最终达到调节局部冷却设备的制冷能力，从而满足每个元件对降温的不同要求；

(4)设置的保温长连接管，具有伸缩性，长度可调，可根据待制冷的电子元件调节保温长连接管的长度，从而使冷却机构具有较大的活动范围，能紧靠电子元器件，具有更好的降温效果，打破了传统制冷系统的低活动性，用户在使用时更加自由方便，更符合现代市场的趋势。

附图说明

图1为本发明提供的一种具有局部冷却功能的制冷设备的制冷循环原理示意图；

图2为本发明提供的一种具有局部冷却功能的制冷设备的结构组成示意图；

图3为冷却机构组件的内部结构示意图及制冷剂流向示意图。

各附图标记为：1、压缩机；2、冷凝器；3、风扇；4、蒸发器；5、冷却机构；6、冷却板；7、制冷剂通道；8、电子元器件；9、制冷剂通道隔板；10、底板；11、入口；12、出口；13、干燥过滤器；14、电子膨胀阀；15、毛细管；16、节流管；17、保温长连接管。

具体实施方式

本发明提供一种具有局部冷却功能的制冷设备及局部制冷方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1、图2，本发明提供一种具有局部冷却功能的制冷设备，所述制冷设备包括通过管路连接的压缩机1、冷凝器2、蒸发器4，及用于冷凝器热交换的风扇3，所述蒸发器4包括若干冷却机构5，所述冷却机构5包括冷却板6以及固定在冷却板背部的制冷剂通道7，所述冷却板6用于放置待冷却的电子元器件8，提供集中的热交换作用，所述制冷剂通路7的入口11通过管路连通冷凝器2，出口12通过管路连通压缩机1，用于制冷剂的换热流通，实现对电子元器件8的降温处理。工作时，可将电子元器件8直接放置于冷却板6上，也可将单个的冷却机构5贴近放置于需降温的电子元器件8所在位置，通过冷却板6直接与电子元器件8进行热量交换，从而实现对电子元器件的局部快速降温。需要说明的是，所述冷却机构可以是一个，也可以是并联的多个，根据具体需要进行设置。

上述结构的制冷设备，通过设置冷却机构，可实现对电子元器件8的局部制冷降温，从而能满足不同电子元器件8对不同温度的要求，并且由于是冷却板6与发热电子元器件直接进行热交换，无需其他载体，从而冷却效果显著，局部冷却最低温度可达到-30～-50度的范围内，具有降温时间持久且降温定点精确的特点。

如图3所示，进一步的，上述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述制冷剂通道7呈螺旋状，入口11设置于通道最外层的侧面，出口12设置于通道最内层中心位置。具体的，所述冷却机构包括依次设置的冷却板6、制冷剂通道隔板9及底板10，所述制冷剂通道隔板9为螺旋状结构，夹于冷却板6和底板10之间，形成螺旋状的制冷剂通道7，并且在制冷剂通道隔板9的外圈侧面上设有入口11，所述入口11通过管路连通冷凝器2，用于制冷剂的导入，所述底板10上的中心位置设有出口12，所述出口通过管路连通压缩机1，用于将气化后的制冷剂导出至压缩机1。工作时，制冷剂从入口11进入，沿着螺旋状的制冷剂通道7流通，然后从中心的出口12流出。螺旋状的制冷剂通道，形成从外围进入，从中心位置流出的制冷剂通路，在较小的体积内，延长了制冷剂的流动路径，让制冷剂在通路流动过程中，充分发挥换热作用，提高制冷的效果。需要说明的是，所述冷却板6、制冷剂通道隔板9及底板10，均采用导热效果好的金属材料，以使冷却机构5的换热效果好。另外，冷却板6、底板10紧密焊接在制冷剂通道隔板9上，形成的制冷剂通道为封闭状态，制冷剂只能通过入口11及出口12进行循环流动。

如图2、图3所示，具体地，上述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述冷凝器2与冷却机构5之间还设有干燥过滤器13。由于从冷凝器2中出来的制冷剂具有一定的水分，设置的干燥过滤器13可将其中的水分去除，防止水分凝集堵塞后续的管路。

如图1、图2所示，具体地，上述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述干燥过滤器13与冷却机构5之间还设有电子膨胀阀14，所述电子膨胀阀14包括总电子膨胀阀和分电子膨胀阀。所述电子膨胀阀14用于调节制冷剂流量的开度，可根据发热元器件对制冷效果的需求，调节制冷剂流量的大小，从而防止设备在制冷的过程中虚费能耗。设置的总的电子膨胀阀可对总的冷凝剂的流量进行调节，而设置的分电子膨胀阀可对个分路的冷却阀进行流量控制，从而能精准的控制各个冷却机构的制冷效果。

如图1、图2所示，具体地，上述具有局部冷却功能的制冷设备中，所述电子膨胀阀14与冷却机构5之间还依次设有毛细管15和节流管16。所述毛细管15具有节流的作用，同时能使冷凝剂均质，使冷凝效果更为稳定；所述节流管16主要用于连接冷却机构，通过节流管，将冷却剂输入冷却机构，而热交换后的冷却剂通过节流管输送至压缩机中。

如图2所示，优选的，所述节流管外16包覆有可伸缩的保温长连接管17。所述保温长连接管17的外层包覆有保温材料，能对内部设置的节流管16具有隔热作用，从而避免制冷剂在传递过程中与外界进行热量交换，重要的是，所述保温长连接管17具有可伸缩的特性，能在一定范围自由伸缩，可使得冷却机构5能在一定范围内移动，有针对性的放置于要局部降温的电子元器件处，从而打破了传统制冷系统空间的低活动性，用户在使用时更加自由方便，让冷却机构可随用户要求移动，满足局部制冷的需求。进一步的，所述保温长连接管17的长度可根据用户需求定制，一般设置保温长连接管的自由伸缩范围为0.2～2m，具有较佳的使用灵活性，又能确保较少的热损失，保证制冷剂的制冷效果。

一种局部制冷方法，所述方法采用如上所述的具有局部冷却功能的制冷设备，所述方法包括步骤：打开制冷设备电源，通过调节保温长连接管17的长度，将冷却机构5放置于紧靠发热电子元器8件处，或者将发热电子元器件8放置在冷却板6上，打开开关，制冷设备开始启动，压缩机1工作，压缩冷媒，排出饱和冷媒蒸汽到冷凝器2，冷媒蒸汽在冷凝器中冷凝，并且在风扇的作用下，冷凝成饱和液体，然后经过干燥过滤器13的干燥过滤，再由经总电子膨胀阀14的开度调节后，分流至各分电子膨胀阀，经分电子膨胀阀14的开度调节后进入毛细管15，通过毛细管15的节流后，通过节流管16进入冷却机构5，冷媒在制冷剂通道7中汽化，通过冷却板吸收发热元器件的热量，然后通过节流管回到压缩机1，完成了冷却发热元器件的任务。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。