一种浸没式UPS冷却装置的制作方法

一种浸没式ups冷却装置
技术领域
1.本技术涉及电器设备冷却的技术领域，尤其涉及一种浸没式ups冷却装置。


背景技术：

2.随着计算机应用系统对电源的要求越来越高，ups日益受到重视，并逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压冲浪等功能的电力保护系统。尤其是在电网的线路及供电质量不太高、抗干扰的技术落后，同时计算机系统对电源的要求又比较高的情况下，ups的作用就显得更加明显。
3.ups的保护作用首先表现在对市电电源进行稳压，ups的输入电压范围比较宽，一般情况是从170v到250v，而输出电源的质量是相当高的，后备式的ups输出电压在5％～8％，输出频率稳定在1hz；在线式ups输出电压稳定在3％以内，输出频率稳定在0.5hz。在市电正常时，ups电源相当于交流市电稳压器；同时市电对蓄电池进行充电，此时也相当于充电器。在市电突然掉电的情况下，ups自动切换到蓄电池供电，使计算机维持正常工作，保护软硬件不受损害。
4.然而，现有的ups缺乏良好的散热条件，ups工作过程中产生的热量无法快速散去，导致ups工作环境温度逐渐升高，进而影响ups的正常工作以及使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于：提供一种浸没式ups冷却装置，其能够解决现有技术的ups存在工作散热条件差的技术问题。
6.为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
7.一种浸没式ups冷却装置，包括：
8.设备箱，所述设备箱内设有ups设备；
9.冷却机构，所述冷却机构包括进液管、均液板和回液管，所述均液板紧贴所述ups设备设置，所述均液板内具有匀液容腔，且其朝向所述ups设备的一侧设有出液孔，通过所述均液板向所述设备箱内注入冷却液以浸没所述ups设备；
10.热泵，所述进液管的进液端与所述热泵连接，出液端与所述均液板连接，从而实现为所述均液板提供冷却液；所述回液管的进液端延伸至所述设备箱内，出液端与所述热泵连接，从而实现所述设备箱内的冷却液回流至所述热泵内；所述热泵用于加快所述冷却液的散热。
11.可选的，ups设备包括设备框架和ups单元，多个所述ups单元安装于所述设备框架上，且相邻的任意两个所述ups单元之间具有一定间隙，所述均液板紧贴所述设备框架，且所述均液板上的所述出液孔与所述ups单元之间的间隙对应，从而通过所述均液板向所述ups单元之间的间隙内注入冷却液。
12.可选的，所述设备箱内设有多个间隔设置的所述ups设备，每一所述ups设备对应设置有一所述均液板。
13.可选的，所述进液管包括进液总管和进液分管，所述进液分管一端连接所述进液总管，另一端连接所述均液板，其中每一所述均液板至少连接一根所述进液分管。
14.可选的，所述回液管包括回液分管和回液总管，所述回液分管一端连接所述回液总管，另一端延伸至所述设备箱内，每一所述ups设备至少对应设置一根所述回液分管。
15.可选的，多个所述ups设备水平排布于所述设备箱中。
16.可选的，在所述ups设备的两个对立侧中，一侧设置有所述均液板，另一侧设置有所述回液分管，从而冷却液在所述ups设备中横向流动。
17.可选的，多个所述ups设备竖直排布于所述设备箱中。
18.可选的，在每一所述ups设备中，所述均液板设置于所述ups设备的底部，所述回液分管设置于所述ups设备的上方，从而冷却液在所述ups设备中自下而上流动。
19.可选的，所述ups设备为ups电源和/或ups主机。
20.本技术的有益效果为：本技术公开了一种浸没式ups冷却装置，将ups设备安装于密闭的设备箱中，通过冷却机构持续为ups设备注入低温冷却液以加快ups设备的散热，且与ups设备热交换的冷却液再回流至热泵中进行降温冷却，从而实现持续为ups设备喷淋低温冷却液的功能。此外，ups设备完全浸没在冷却液中，冷却液将ups设备与空气完全隔绝，从而避免了ups设备故障爆炸的风险。故，本技术通过喷淋液冷的方式加快ups设备的散热，确保了ups设备可持续在低温环境中正常工作，进而延长了ups设备的使用寿命；同时还避免了ups设备工作异常而引起爆炸的风险。
附图说明
21.下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
22.图1为本技术实施例所述浸没式ups冷却装置的结构示意图；
23.图2为本技术实施例一种实施方式的所述设备箱内部的结构示意图；
24.图3为本技术实施例另一种实施方式的所述设备箱内部的结构示意图；
25.图4为图3的结构中所述ups设备和均液板配合的结构示意图；
26.图5为图4的结构的爆炸示意图。
27.图中：
28.1、设备箱；21、均液板；22、进液管；221、进液总管；222、进液分管；23、回液管；231、回液总管；232、回液分管；3、热泵；4、ups设备；41、ups单元；42、设备框架。
具体实施方式
29.为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本发明中的具体含义。
31.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.如图1所示，本实施例提供一种浸没式ups冷却装置，包括：
33.设备箱1，所述设备箱1内设有ups设备4；具体的，本实施例的ups冷却方式为液冷冷却，故设备箱1需具备足够的密封性能以保证设备箱1内部的冷却液不会泄露出，ups设备4安装于设备箱1中，设备箱1为ups设备4提供低温的工作场所，又能为ups设备4提供防护，避免ups设备4被外界破坏；
34.冷却机构，所述冷却机构包括进液管22、均液板21和回液管23，所述均液板21紧贴所述ups设备4设置，所述均液板21内具有匀液容腔，且其朝向所述ups设备4的一侧设有出液孔，通过所述均液板21向所述设备箱1内注入冷却液以浸没所述ups设备4；具体的，当进液管22向均液板21的匀液容腔中不断注入冷却液后，冷却液由出液孔喷出，低温冷却液在ups设备4表面流动的过程中将持续带走ups设备4表面散发的热量，进而实现对ups设备4的降温，而设备箱1内的冷却液则从回液管23回收流出，从而避免了设备箱1内积液，实现了冷却液的循环；
35.热泵3，所述进液管22的进液端与所述热泵3连接，出液端与所述均液板21连接，从而实现为所述均液板21提供冷却液；所述回液管23的进液端延伸至所述设备箱1内，出液端与所述热泵3连接，从而实现所述设备箱1内的冷却液回流至所述热泵3内；所述热泵3用于加快所述冷却液的散热。具体的，热泵3在本实施例中起为冷却液制冷的作用，工作时，设备箱1中温度较高的冷却液经回液管23收集流入至热泵3中降温，降温后的冷却液再通过进液管22流入喷淋板21喷淋出，由此完成了冷却液的循环过程。
36.其中，所述热泵3包括依次连接形成循环回路的的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，工作时，高压气态冷媒于冷凝器中冷凝放热并转换成高压液态冷媒，在节流阀的节流作用下高压液态冷媒变成低压液态冷媒，低压液态冷媒在蒸发器中蒸发吸热并转换成低压气态冷媒，之后压缩机再将低压气态冷媒压缩成高压气态冷媒，由此形成了制冷循环。在该过程中，冷媒在蒸发器中蒸发吸热，蒸发器表面温度降低，故，本实施例的冷却液与冷媒的换热场所便在蒸发器中，当冷却液于蒸发器表面流过时，冷却液中的热量将不断被蒸发器吸收，从而实现了对冷却液的降温。
37.进一步的，为驱动冷却液的流动，在进液管22或回液管23中应设置有用于泵送冷却液的冷却液泵，在冷却液泵的驱动下，实现了冷却液在设备箱1和热泵3之间的循环。优选的，冷却液泵设置于回液管23中。
38.在本实施例的ups设备4中，参照图4-5，ups设备4包括设备框架42和ups单元41，多个所述ups单元41安装于所述设备框架42上，且相邻的任意两个所述ups单元41之间具有一定间隙，所述均液板21紧贴所述设备框架42，且所述均液板21上的所述出液孔与所述ups单元41之间的间隙对应，从而通过所述均液板21向所述ups单元41之间的间隙内注入冷却液。
39.具体的，当ups设备4为ups电源时，ups单元41则为电池包，而设备框架42则为用于支撑电池包的支架；当ups设备4为ups主机时，设备框架42则为主机支架，ups单元41则为主机中的各个电器件；ups单元41安装于设备支架42上并互相连接，当冷却液从进液管22流入均液板21后，在均液板21的分配后分别从各出液孔注入各ups单元41的间隙之间，从而实现了对每一个ups单元41的独立散热，避免热量聚集在相邻的ups单元41之间无法散去。故，基于本实施例的结构，可实现对ups设备4内部的直接冷却，确保了整个ups设备4能够在低温条件下正常工作。
40.进一步的，所述设备箱1内设有多个间隔设置的所述ups设备4，每一所述ups设备4对应设置有一所述均液板21。故，在一个设备箱1中，可同时为多个ups设备4提供散热，同时ups设备4在设备箱1内间隔设置，可确保相邻的两个ups设备4之间不相互干扰，确保每个ups设备4都具备良好的散热条件。
41.进一步的，所述进液管22包括进液总管221和进液分管222，所述进液分管222一端连接所述进液总管221，另一端连接所述均液板21，其中每一所述均液板21至少连接一根所述进液分管222。
42.故，各ups设备4所对应的均液板21可独立设置，每个均液板21分别由独立的进液分管222供液，在工作过程中，热泵3中的冷却液由进液总管221输送至设备箱1端，再通过进液分管222分配至各均液板21中以为各ups设备4提供冷却液。此方式可保证为各ups设备4提供的冷却液的平均度，确保每一ups设备4都能够有充足的冷却液，同时，可分别在各进液分管222中设置控制阀，当其中某一ups设备4暂停使用时，可将该ups设备4对于的进液分管222关闭以节约能耗。
43.另一方面，所述回液管23包括回液分管232和回液总管231，所述回液分管232一端连接所述回液总管231，另一端延伸至所述设备箱1内，每一所述ups设备4至少对应设置一根所述回液分管232。
44.通过分别在每一ups设备4设置一根回液分管232，可实现快速回收从每一设备箱1表面流过的冷却液，回液分管232回收冷却液后，再由回液总管231汇集并输送至热泵3中。具体的，回液分管232应设置于设备箱1的顶部，通过抽吸的方式将设备箱1内的热冷却液抽出，以此可确保设备箱1内的液位保持于一定高度，使ups设备4都能被冷却液浸没。
45.关于设备箱1中ups设备4的排布方式，作为本实施例的一种实施方式，参照图2，多个所述ups设备4水平排布于所述设备箱1中。此时，ups设备4立式设置于设备箱1中以减少每一ups设备4的占地面积，每一ups设备上对应设置有一均液板21。
46.进一步的，在所述ups设备4的两个对立侧中，一侧设置有所述均液板21，另一侧设置有所述回液分管232，从而冷却液在所述ups设备4中横向流动。即，在ups设备4中，低温的冷却液从均液板21流出后横向穿过ups设备4内部带走热量，再从ups设备4的另一侧流出，回液分管232则将吸收了热量的冷却液抽出。
47.作为另一种实施方式，参照图3-5，多个所述ups设备4竖直排布于所述设备箱1中。此时，ups设备4卧式设置于设备箱1中以减少每一ups设备的占用高度。其中，在设备箱1中需设置用于支撑ups设备4的支架以实现堆叠，具体的，该支架具有多层，每一层上可用于放置一个ups设备，且在每一层的顶部配置有一喷淋板21，从而实现了对每一ups设备的独立冷却。
48.进一步的，在每一所述ups设备4中，所述均液板21设置于所述ups设备4的底部，所述回液分管232设置于所述ups设备4的上方，从而冷却液在所述ups设备4中自下而上流动。即，在ups设备4中，低温的冷却液从均液板21流出后自下而上穿过ups设备4内部带走热量，再从ups设备4的顶侧流出，回液分管232则将吸收了热量的冷却液抽出。
49.在本实施例中，所述ups设备4为ups电源和/或ups主机。即，根据冷却需要，本方案可为ups电源或ups主机提供冷却，亦可同时为ups电源和ups主机提供冷却。
50.综上，本实施例的浸没式ups冷却装置中，将ups设备4安装于密闭的设备箱1中，通过冷却机构持续为ups设备4注入低温冷却液以加快ups设备4的散热，且与ups设备4热交换的冷却液再回流至热泵3中进行降温冷却，从而实现持续为ups设备4喷淋低温冷却液的功能。此外，ups设备4完全浸没在冷却液中，冷却液将ups设备4与空气完全隔绝，从而避免了ups设备4故障爆炸的风险。故，本技术通过喷淋液冷的方式加快ups设备4的散热，确保了ups设备4可持续在低温环境中正常工作，进而延长了ups设备4的使用寿命；同时还避免了ups设备4工作异常而引起爆炸的风险。
51.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
53.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
54.以上结合具体实施例描述了本技术的技术原理。这些描述只是为了解释本技术的原理，而不能以任何方式解释为对本技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本技术的保护范围之内。