CN107979947B

CN107979947B - 一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置

Info

Publication number: CN107979947B
Application number: CN201710932577.XA
Authority: CN
Inventors: 张大林; 陆启航; 张朋磊; 李荣嘉
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2037-10-10
Also published as: CN107979947A

Abstract

本发明公开了一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，包括负载散热柜和电气柜，负载散热柜由多组平行设置的水冷负载散热单元组成，水冷负载散热单元由平行流多孔扁管、电阻加热带和胶木板依次叠加，并通过紧固螺栓压紧构成，加热控制电路通过接线柱与电阻加热带两端连接；进水集管和出水集管之间平行设置多组水冷负载散热单元，其中多孔平行流扁管一端插入进水集管中，另一端插入出水集管中；电气柜设置总电源开关、总电源指示灯、电阻加热带支路开关、电阻加热带支路指示灯、进口水温显示器、出口水温显示器和超温故障指示灯。本发明保障了负载模拟装置换热效率高、温度均匀无热点、体积小、重量轻、无噪音、便携性好。

Description

一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置

技术领域：

本发明涉及一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，其属于电源及电池热管理领域。

背景技术：

负载模拟装置主要用于在发电机、大功率UPS、逆变电源、蓄电系统开发过程中，作为模拟负载对电源系统性能测试、在线检测等。通常需要对不同测试体进行测试，这就要求负载模拟装置轻质化、小型化、多功能化、机动灵活，并且需要散热状况良好，电阻表明温度均匀，防止局部温度过高对负载阻值带来显著影响。

负载元件在工作过程中会产生大量热量，若不及时排出，极易产生烧毁甚至爆炸等安全事故。传统的负载模拟装置大多采用风冷冷却，散热效率低、设备体积大、质量重，噪音大、且不易移动携带。并且通常由于通风不均匀，易产生局部热点，影响负载阻值，甚至发生设备烧毁等问题。此外，由于风冷冷却直接向工作区间排放大量高温热量，且噪音很大，使得操作工人工作环境恶劣，严重影响工作效率，且高温热风可能烫伤工作人员，上述问题在负载负荷较大或夏季尤其严重。而且风冷负载模拟装置难以测量换热量以校核负载负荷。中国专利“一种负载箱的改进结构”(申请号：200910100445.6)等虽然通过改进通风结构和流程，缓解了上述问题，但依然无法从根本改变风冷负载模拟装置换热效率低、设备体积大、质量重、噪音大、便携性差、且难以计量等问题。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置。

本发明所采用的技术方案有：一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，包括负载散热柜、电气柜以及底板，所述负载散热柜上设置可开启的散热柜检查门，所述电气柜上设置可开启的电气柜检查门，底板下方设置滚轮；

所述负载散热柜由水冷负载散热单元、进水集管、出水集管、进水接口、出水接口、进水温度传感器和出水温度传感器组成，所述水冷负载散热单元中包括胶木板、电阻加热带、平行流多孔扁管、紧固螺栓、接线柱以及电阻加热带支路，所述平行流多孔扁管处于中心位置，上下两侧均依次覆盖电阻加热带和胶木板，并通过紧固螺栓压紧，电阻加热带两端分别设置接线柱，所述进水集管和出水集管之间平行设置多组水冷负载散热单元，所述平行流多孔扁管一端插入进水集管中，另一端插入出水集管中，所述进水集管和出水集管上分别设置进水接口和出水接口，所述进水接口和出水接口处分别设置进水温度传感器和出水温度传感器；

所述电气柜设置总电源开关、总电源指示灯、电阻加热带支路开关、电阻加热带支路指示灯、进口水温显示器、出口水温显示器和超温故障指示灯，所述电阻加热带支路开关与水冷负载散热单元的接线柱连接，进口水温显示器和出口水温显示器分别与进水温度传感器和出水温度传感器连接。

进一步地，所述接线柱为可拆装式接线柱，通过改变接线柱的接线方式，实现电阻加热带串联、并联、串并联连接。

进一步地，所述进水接口和出水接口处的水路上设置流量传感器。

进一步地，所述进水接口设置靶式流量开关。

本发明具有如下有益效果：

(1)、采用水冷多孔平行流换热器直接冷却负载，换热效率高、温度均匀无热点，对负载电阻无影响，且体积小、重量轻、工作场合无噪音、便携性好，此外无热气直接排放到工作区域，改善了工作环境；

(2)、采用模块化设计，可拆卸式安装，可以通过改变接线形式实现负载串联、并联、串并联等连接方式，满足多功能的测试要求，而且维护简便，如果电阻负载损坏可以方便地更换；

(3)、通过水量和进出口温度的测量，可以方便地得到负载模拟装置换热量，为负载的计量和校核提供依据。

附图说明：

图1为本发明水冷型负载模拟装置整体结构图。

图2为本发明水冷型负载模拟装置负载散热柜结构图。

图3为本发明水冷负载散热单元俯视图。

图4为图2中水冷负载散热单元A-A截面图。

图5为本发明电阻加热带串联连接示意图。

图6为本发明电阻加热带并联连接示意图。

图7为本发明电阻加热带串并联连接示意图。

图8为本发明水冷型负载模拟装置电气柜结构原理图。

其中：

1－负载散热柜；11—水冷负载散热单元；111—胶木板；112－电阻加热带；113－平行流多孔扁管；114－紧固螺栓；115－接线柱；12—进水集管；13—出水集管；14—进水接口；15—出水接口；16—进水温度传感器；17—出水温度传感器；2－电气柜；21—总电源开关；22—总电源指示灯；23—电阻加热带支路开关；24—电阻加热带支路指示灯；25—进口水温显示器；26—出口水温显示器；27—超温故障指示灯；3－散热柜检查门；4－电气柜检查门；5－底板；6－滚轮。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

针对现有风冷负载模拟装置的不足，本发明利用平行流多孔扁管体积小、重量轻、传热效率高、换热均匀的优势，提出了一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，如图1—4所示。

本发明基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，包括负载散热柜1、电气柜2以及底板5，负载散热柜1上设置可开启的散热柜检查门3，电气柜2上设置可开启的电气柜检查门4，方便检修，底板5下方设置滚轮6，方便移动，如图1所示。

负载散热柜1结构示意图如图2所示，负载散热柜1由水冷负载散热单元11、进水集管12、出水集管13、进水接口14、出水接口15、进水温度传感器16和出水温度传感器17组成；水冷负载散热单元11中包括胶木板111、电阻加热带112、平行流多孔扁管113、紧固螺栓114、接线柱115以及电阻加热带支路，其中平行流多孔扁管113处于中心位置，上下两侧均依次覆盖电阻加热带112和胶木板111(如图2所示)，并通过紧固螺栓114压紧，电阻加热带112两端设置接线柱115，并与电阻加热带支路相连(图3所示)。进水集管12和出水集管13之间平行设置多组水冷负载散热单元11，其中平行流多孔扁管113一端插入进水集管12中，另一端插入出水集管13中，进水集管12和出水集管13上分别设置进水接口14和出水接口15，进水接口14和出水接口15处分别设置进水温度传感器16和出水温度传感器17。

电气柜结构示意图如图8所示，电气柜2设置总电源开关21、总电源指示灯22、电阻加热带支路开关23、电阻加热带支路指示灯24、进口水温显示器25、出口水温显示器26和超温故障指示灯27，其中电阻加热带支路开关23与水冷负载散热单元11的接线柱115连接，进口水温显示器25和出口水温显示器26分别与进水温度传感器16和出水温度传感器17连接。

为满足多功能的测试要求，接线柱115为可拆装式接线柱，通过改变接线柱115的接线方式，可实现电阻加热带112串联、并联、串并联连接，如图5-7所示。

为方便负载计量和校核，水路上可设置流量传感器，结合进口水温显示器25和出口水温显示器26示数，可以方便地得到负载模拟装置散热量。

水路进水接口14设置靶式流量开关，管路内有水流量才能上电。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，其特征在于：包括负载散热柜（1）、电气柜（2）以及底板（5），所述负载散热柜（1）上设置可开启的散热柜检查门（3），所述电气柜（2）上设置可开启的电气柜检查门（4），底板（5）下方设置滚轮（6）；

所述负载散热柜（1）由水冷负载散热单元（11）、进水集管（12）、出水集管（13）、进水接口（14）、出水接口（15）、进水温度传感器（16）和出水温度传感器（17）组成，所述水冷负载散热单元（11）中包括胶木板（111）、电阻加热带（112）、平行流多孔扁管（113）、紧固螺栓（114）、接线柱（115），所述平行流多孔扁管（113）处于中心位置，上下两侧均依次覆盖电阻加热带（112）和胶木板（111），并通过紧固螺栓（114）压紧，电阻加热带（112）两端分别设置接线柱（115），所述进水集管（12）和出水集管（13）之间平行设置多组水冷负载散热单元（11），所述平行流多孔扁管（113）一端插入进水集管（12）中，另一端插入出水集管（13）中，所述进水集管（12）和出水集管（13）上分别设置进水接口（14）和出水接口（15），所述进水接口（14）和出水接口（15）处分别设置进水温度传感器（16）和出水温度传感器（17）；

所述电气柜（2）设置总电源开关（21）、总电源指示灯（22）、电阻加热带开关（23）、电阻加热带指示灯（24）、进口水温显示器（25）、出口水温显示器（26）和超温故障指示灯（27），所述电阻加热带开关（23）与电阻加热带（112）两端的接线柱（115）连接，进口水温显示器（25）和出口水温显示器（26）分别与进水温度传感器（16）和出水温度传感器（17）连接；

所述接线柱（115）为可拆装式接线柱，通过改变接线柱（115）的接线方式，实现电阻加热带（112）串联、并联、串并联连接。

2.如权利要求1所述的基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，其特征在于：所述进水接口（14）和出水接口（15）处的水路上设置流量传感器。

3.如权利要求1所述的基于多孔平行流扁管的水冷型负载模拟装置，其特征在于：所述进水接口（14）设置靶式流量开关。