CN101346596B - 冷凝水蒸发器和具有该冷凝水蒸发器的冷却设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冷却设备中产生的要蒸发的冷凝水(12)的冷凝水蒸发器，包括一个可电加热的盛水腔(10)。为了获得一种尽可能紧凑而简单的结构，盛水腔(10)由一个管段(14)构成，在其外侧设至少一个与管段(14)热接触的加热元件(16)，以及在其一端(18)设一个进口(20)用于输入的冷凝水(12)以及在其另一端(24)设一个出口(26)用于通过加热元件(16)从冷凝水产生的水蒸气。此外，本发明还涉及一种尤其用于开关柜的冷却设备，它包括一个这种冷凝水蒸发器。

Description

冷凝水蒸发器和具有该冷凝水蒸发器的冷却设备
技术领域
本发明涉及一种尤其用于开关柜的冷却设备，它有一个包括蒸发器、液化器和压缩机的冷却循环，其中，产生的冷凝水在有一个可以电加热的冷凝水盛水腔的冷凝水蒸发器内蒸发。
背景技术
这种冷却设备例如用于开关柜空调，在开关柜内安装有一系列电子部件，它们将巨大的损耗功率以热量的形式排出。在蒸发器内产生的冷凝水滴落并聚集在一个设在蒸发器下方的冷凝水聚水箱内。已知借助泵将冷凝水从冷凝水聚水箱供给电加热的冷凝水蒸发器，冷凝水在那里蒸发并作为水蒸气排入周围环境。
通过传感器或浮式开关确定冷凝水在冷凝水聚水箱内达到充填极限，浮式开关一方面与泵连接和另一方面与冷凝水蒸发器内的加热器连接。一旦在冷凝水聚水箱内的冷凝水液位下降到低于预定的充填水平，则不仅泵而且冷凝水蒸发器内的加热器均断开。这种方案在技术上非常复杂并因而实现时非常昂贵，而且基于复杂的结构也易出故障。此外，采用这种装置要占用比较大的结构空间容积。
由DE19817247A1已知一种冷却设备，其中规定，为了蒸发冷凝水直接在冷凝水聚水箱内设加热元件，由此构成一种冷凝水蒸发器。因为这种冷凝水蒸发器基于有限的结构空间只允许有一个小的结构尺寸，所以它的蒸发功率很小。当产生大量冷凝水时，这将导致冷凝水经规定的安全溢流口排出，并经排出软管排入周围环境。从而会导致在地面上不希望地形成水潭。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种尤其在冷却设备中借助冷凝水蒸发排出冷凝水的方式，按此方式产生的冷凝水在尽可能低的技术性耗费和没有形成水潭的危险的情况下通过蒸发排出。除此之外，为此使用的冷凝水蒸发器应有尽可能紧凑而简单的结构。
本发明的所述目的首先通过一种用于冷却设备中所产生的有待蒸发的冷凝水的冷凝水蒸发器来实现，其包括一个可电加热的盛水腔，其中，所述盛水腔由一个管段构成，在该管段的外侧设有至少一个与该管段热接触的加热元件，并且在该管段的一端设有一个冷凝水进口用于输入冷凝水，以及在该管段的另一端设有一个水蒸气出口用于输出通过所述加热元件由冷凝水产生的水蒸气，按照本发明，在冷凝水进口设计一个进口迷宫结构，它有一个向下开口的进口孔和一个用于管段内有待蒸发的冷凝水的逆行阻塞装置，其中，所述向下开口的进口孔与一个冷凝水聚水箱直接流动接触并设在冷凝水聚水箱内的冷凝水液面下方，使得冷凝水基于其重力流入所述管段内，其中，所述逆行阻塞装置由一个垂直向上伸出的壁段构成，在这里此壁段如此置入所述进口迷宫结构中，即，只有在该壁段向上指的棱边处才能被流入的冷凝水溢流。
冷凝水蒸发器的结构设计得特别简单。在这里只使用少量零件，从而一方面使生产成本低以及另一方面保证工作可靠。采用这种冷凝水蒸发器，尤其当加热元件在冷却设备运行期间连续工作时，可以使引入盛水腔内的冷凝水完全蒸发。采取所述的措施可以达到立即加热并蒸发进入盛水腔内的冷凝水。不需要附加的用于确定液位的传感器。
为了防止基于在管段内生成水蒸气冷凝水和水蒸气从冷凝水进口回引或反冲，在冷凝水进口设计有一个进口迷宫结构，它有一个在冷凝水液面下方向下开口的进口孔和一个管段内要蒸发的冷凝水的逆行阻塞装置。
按照本发明还可以省去泵的使用，因为，向下开口的进口孔与冷凝水聚水箱直接流动接触并设在处于冷凝水聚水箱内的冷凝水液面下方。从而达到冷凝水基于其重力流入管段内，其中，流入管段内的冷凝水高度一方面通过在冷凝水聚水箱内的冷凝水液面决定，以及另一方面受逆行阻塞装置的限制。
按本发明的逆行阻塞装置有一种特别简单的实施形式，该逆行阻塞装置由一个垂直向上伸出的壁段构成。在这里此壁段如此置入进口迷宫中，即，只有在其向上指的棱边处才能被流入的冷凝水溢流。
管段在端侧的水蒸气出口可以设计一个水蒸气排出管段，它有一个向上开口的排出孔，在此排出孔上可以连接一根排出管或排出软管。这意味着是将水蒸气从冷却设备排出的一种特别简单的方式。
按另一种优选的实施例，冷凝水蒸发器可以有一个蒸发器组件，它由一个至少包括所述的管段、加热元件和耐热和导热的模制件的装置构成。此模制件将管段固定在对应孔中，以及除此之外还有一个用于加热元件的安装座。
为了能特别经济地生产蒸发器组件，但尽管如此仍能保证必要的耐热或导热性能，模制件可以用铝制成以及尤其可以采用铝挤压的工艺方法制造。
为保证加热元件向处于管段内的冷凝水特别好地传热，管段可以设计为金属管段。为了达到特别好的耐腐性，管段用不锈钢制造。
按特别简单而经济的设计，管段可以有圆形横截面。这也可以实现从加热元件向要蒸发的冷凝水特别有效地传热。
为了能在冷却设备内部可靠地安置冷凝水蒸发器以及也能为已有的冷却设备事后以简单的方式补充装备这种冷凝水蒸发器，并与此同时应可靠避免冷凝水和水蒸气从冷凝水蒸发器无控制地逸出，蒸发器组件可以装在一个封闭水密的外壳内部。
按有利的设计，外壳可以包括一个围绕蒸发器组件平行于管段延伸的外壳部分。在此基本上空心圆柱形外壳部分的两个开口端，可以分别安装一个盖。因此在管段进口侧的端部设进口盖以及在管段出口侧的端部设出口盖。
为了在进口侧管段端部与进口盖之间实现流体密封地连接，管段进口侧端部可以伸入一个设计在进口盖内对应的通孔中，以及，在进口盖背对管段的外侧安置进口迷宫。
若进口盖与围绕蒸发器组件的外壳部分设计为整体注塑件，以及构成一个用于安装蒸发器组件的大体罐状的外壳部分，则加工技术方面的费用可以降到最低程度以及减少外壳零件的数量。此外，附加地还可以将进口盖与进口迷宫设计为整体注塑件。
为了在出口侧管段端部与出口盖之间实现流体密封地连接，管段出口侧端部可以伸入一个设计在出口盖内对应的通孔中，以及，在出口盖背对管段的外侧安置水蒸气排出管段。按有利的方式，出口盖与水蒸气排出管段设计为整体注塑件。
在蒸发器组件内设置加热元件的安装座，为了插入加热元件它在没有安装外壳或外壳盖时至少朝进口盖方向和/或朝出口盖方向是敞开的。在装上外壳盖时，进口盖或出口盖在装配状态封闭各自的安装口并扣住加热元件。
为了给加热元件供电，可以在进口盖和/或出口盖内设计加热元件供电的输入孔。
按一种加工技术上能简单地实现的实施形式，外壳盖与围绕蒸发器组件的外壳部分可以通过超声波焊连接。
本发明相应地提供一种冷却设备，该设备有一个冷却循环，包括蒸发器、液化器和压缩机，其中，冷凝水可以引入按照本发明的如上所述的冷凝水蒸发器内。
按本发明的冷凝水蒸发器可以在尤其用于开关柜的冷却设备中使用，它有一个包括蒸发器、液化器和压缩机的冷却循环。在这方面按一种特别优选的实施形式，可以设一个冷凝水聚水箱，用于收集产生的冷凝水。在这种优选的实施形式中，冷凝水聚水箱与冷凝水蒸发器直接流动接触，所以冷凝水基于其重力流入冷凝水蒸发器内。可以取消附加的输送装置，例如泵。
为了不必在冷凝水聚水箱与冷凝水蒸发器之间设置长的连接管道，可以将冷凝水蒸发器直接设在冷凝水聚水箱上。一种更加紧凑的布局可以采取下述措施实现：将冷凝水蒸发器设在冷凝水聚水箱内或上，其中，进口迷宫的进口孔设在冷凝水中和在冷凝水液面下方。
为了在冷却设备运行期间能持续蒸发不断产生的冷凝水，并由此减少出现必须排出的冷凝水积聚，冷凝水蒸发器可以至少在冷却设备运行期间持续加热。
附图说明
下面参见附图借助在冷却设备中使用的冷凝水蒸发器一种优选的实施形式详细说明本发明。
其中：
图1表示按本发明的直接装在冷却设备冷凝水聚水箱上的冷凝水蒸发器示意侧视剖面图；
图2表示按图1的冷凝水蒸发器分解透视图；以及
图3表示按图1和2的冷凝水蒸发器从出口盖看的俯视透明图。
具体实施方式
图1表示按本发明的冷凝水蒸发器示意侧视剖面图，它直接安装在图中没有详细表示的开关柜冷却设备的冷凝水聚水箱22上。冷却设备有一个包括蒸发器、液化器和压缩机的冷却循环。在冷却设备中产生的冷凝水12收集在冷凝水聚水箱22内。
按一种没有表示的不同实施形式，冷凝水聚水箱也可以通过管道或软管与冷凝水蒸发器连接。按另一种没有表示的实施形式，可以将产生的冷凝水直接输入冷凝水蒸发器，也就是说，没有设置按图1的冷凝水聚水箱。
冷凝水12通过进口孔32流入冷凝水蒸发器，进口孔32与集结在冷凝水聚水箱22内的冷凝水12直接接触以及安排在冷凝水液面28的下方。
冷凝水蒸发器有一个可电加热的盛水腔10用于要蒸发的冷凝水12。盛水腔10由一个图1中水平延伸的不锈钢管段14构成，在其外侧设一个装在管段14上面以及平行于管段延伸的PTC(正温度系数)加热元件16，它与管段14热接触。在管段14的一端18设进口20用于从冷凝水聚水箱22输入的冷凝水12，以及在另一端24设通过加热元件16从冷凝水产生的水蒸气的出口26。
在冷却设备运行期间或只要在冷却设备中有冷凝水形成，便持续地给PTC加热元件16供电。在这里，PTC加热元件造成恒定的表面温度约为220℃。这一温度足以加热并蒸发处于管段14内的冷凝水。
在冷凝水进口20设计一个进口迷宫结构30，它有一个向下开口的进口孔32和一个管段14内要蒸发的冷凝水12的逆行阻塞装置。冷凝水基于其重力流入管段14，在这里流入管段内的冷凝水12的高度一方面通过在冷凝水聚水箱22内的冷凝水液面28决定，以及另一方面受逆行阻塞装置的限制。逆行阻塞装置由一个垂直向上伸出的壁段70构成，在这里此壁段70如此置入进口迷宫30中，即，只有在其向上指的棱边处才能被流入的冷凝水溢流。壁段70在其下部区内与进口迷宫30密封连接。
在加热的管段14中产生的水蒸发从水蒸气出口26逸出，水蒸气出口26与冷凝水进口20对置以及在图1中画在管段14的右侧。在水蒸气出口26上设计一个水蒸气排出管段34，它有一个向上开口的排出孔36，在此排出孔上可以连接一根(未表示的)排出管或排出软管。
图2表示按图1的冷凝水蒸发器分解透视图。冷凝水蒸发器被一个封闭水密的外壳44围绕，它在图2中表示装配过程处于打开的状态，从而尤其也可以清楚地看出冷凝水蒸发器的内部结构。
管段14有圆形横截面以及固定在一个耐热和导热的模制件40内部。模制件40用铝通过挤压制成。
在模制件40内设一个基本上圆柱形的孔38，它与管段14圆形的外部横截面对应。管段14压入此孔38中。
此外，模制件40还有一个设在管段14上面平行于管段延伸大体矩形的PTC加热元件16安装座42。这个由管段14、加热元件16和模制件40组成的装置构成一个单元，它也可以称为蒸发器组件14、16、40。
外壳44有一个围绕蒸发器组件14、16、40平行于管段14延伸的外壳部分46。在管段14的进口侧端部18，在外壳部分46上设一个进口盖48，它与围绕蒸发器组件14、16、40的外壳部分46设计为整体注塑件。因此，如图2所示，构成一个用于安装蒸发器组件14、16、40大体罐状的外壳部分46、48。
在管段14出口侧端部24可以安装一个出口盖50。PTC加热元件的安装座42在未装配状态朝出口盖50的方向是敞开的，为的是能插入PTC加热元件。然后在装配状态出口盖50封闭安装孔56并固定加热元件16的位置。
在装配状态进口盖48和出口盖50与外壳部分46共同构成密闭的外壳44。
借助图1可以清楚看出，管段14的进口侧端部18伸入一个设计在进口盖48内对应的通孔52中并与它流体密封地闭合。在进口盖48背对管段14的外侧安置进口迷宫30。此进口盖48与进口迷宫30设计为整体注塑件。
管段14的出口侧端部24伸入一个设计在出口盖50内对应的通孔54中并与它流体密封地闭合。在出口盖50背对管段14的外侧安置水蒸气排出管段34。出口盖50与水蒸气排出管段34设计为整体注塑件。
如图2所示，在出口盖50内设计加热元件16(未表示的)供电导线的输入孔58a和58b。
进口盖48和/或出口盖50与围绕蒸发器组件14、16、40的外壳部分46通过超声波焊连接。
为了将冷凝水蒸发器安装在(未表示的)开关柜或冷却设备装配板或装配架上，在进口盖48和在出口盖50上分别设两个向下开口垂直于管段14延伸的螺纹孔72a和72b或74a和74b。(未表示的)螺钉可以旋入这些螺纹孔内。
按另一种(未表示的)实施形式，在进口盖48和在出口盖50上成形或安装接板，它们用于将冷凝水蒸气器固定在开关柜或冷却设备的装配板或装配架上。在这种情况下可以在接板上制螺纹孔。
图3表示图1和2所示冷凝水蒸发器从出口盖50看的俯视透明图。借助图3尤其可以清楚地看出在外壳44或围绕模制件40的外壳部分46内部模制件40的装入位置。为了使模制件40能在外壳部分46内部处于可靠定位的位置，外壳部分40在其左和右的侧面区域76a和76b内，分别支靠在成形在外壳部分46内壁上的左和右支座78a和78b上。
管段14固定在模制件40内部的圆柱形孔38中。在模制件40内的孔38有基本上圆形的横截面，在其右和左的侧面区域内分别设计一个伸缩切口80a和80b。伸缩切口80a和80b防止在将不锈钢管段14压入孔38内时撕裂模制件40，或保证为将管段14稳定地固定在孔38内必要的压紧力。
借助图1至3说明的冷凝水蒸发器按本发明可以应用于尤其开关柜的冷却设备中。

Claims (24)

1.一种用于冷却设备中所产生的有待蒸发的冷凝水(12)的冷凝水蒸发器，包括一个可电加热的盛水腔(10)，其中，所述盛水腔(10)由一个管段(14)构成，在该管段(14)的外侧设有至少一个与该管段(14)热接触的加热元件(16)，并且在该管段(14)的一端(18)设有一个冷凝水进口(20)用于输入冷凝水(12)，以及在该管段(14)的另一端(24)设有一个水蒸气出口(26)用于输出通过所述加热元件(16)由冷凝水产生的水蒸气，其特征为：在冷凝水进口(20)设计一个进口迷宫结构(30)，它有一个向下开口的进口孔(32)和一个用于管段(14)内有待蒸发的冷凝水(12)的逆行阻塞装置(70)，其中，所述向下开口的进口孔(32)与一个冷凝水聚水箱(22)直接流动接触并设在冷凝水聚水箱(22)内的冷凝水液面(28)下方，使得冷凝水(12)基于其重力流入所述管段(14)内，其中，所述逆行阻塞装置(70)由一个垂直向上伸出的壁段构成，在这里此壁段如此置入所述进口迷宫结构(30)中，即，只有在该壁段向上指的棱边处才能被流入的冷凝水溢流。
2.按照权利要求1所述的冷凝水蒸发器，其特征为，在所述水蒸气出口(26)设计一个水蒸气排出管段(34)，它有一个向上开口的排出孔(36)，在此排出孔上可以连接一根排出管。
3.按照权利要求1或2所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述管段(14)固定在一个耐热和导热的模制件(40)内部的一个对应孔(38)中，以及所述模制件(40)还有一个用于加热元件(16)的安装座(42)，其中，由所述管段(14)、加热元件(16)和模制件(40)组成的装置构成一个蒸发器组件(14、16、40)。
4.按照权利要求1或2所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述加热元件(16)平行于所述管段(14)延伸。
5.按照权利要求1或2所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述加热元件(16)是一个PTC加热元件。
6.按照权利要求1或2所述的冷凝水蒸发器，其特征为，给所述加热元件(16)持续供电。
7.按照权利要求3所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述模制件(40)用铝制成。
8.按照权利要求1或2所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述管段(14)是一个金属管段。
9.按照权利要求1或2所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述管段(14)有圆形横截面。
10.按照权利要求3所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述蒸发器组件(14、16、40)装在一个封闭的、不透水的外壳(44)内部。
11.按照权利要求10所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述外壳(44)有一个围绕所述蒸发器组件(14、16、40)平行于管段(14)延伸的外壳部分(46)、一个设在管段(14)进口侧端部(18)的进口盖(48)和一个设在管段(14)出口侧端部(24)的出口盖(50)。
12.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述管段(14)的进口侧端部(18)伸入一个设计在进口盖(48)内的对应通孔(52)中并能实现流体密封地与该对应通孔(52)闭合，其中，在进口盖(48)背对管段(14)的外侧安置所述进口迷宫结构(30)。
13.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述进口盖(48)与围绕所述蒸发器组件(14、16、40)的外壳部分(46)设计为整体注塑件，并因此构成一个用于安装蒸发器组件(14、16、40)的大体罐状的外壳部件。
14.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述进口盖(48)与所述进口迷宫结构(30)设计为整体注塑件。
15.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述管段(14)的出口侧端部(24)伸入一个设计在出口盖(50)内的对应通孔(54)中并能实现流体密封地与该对应通孔(54)闭合，其中，在所述出口盖(50)背对管段(14)的外侧安置水蒸气排出管段(34)。
16.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述出口盖(50)与所述水蒸气排出管段(34)设计为整体注塑件。
17.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为：用于所述蒸发器组件(14、16、40)内的加热元件(16)的所述安装座(42)为了插入所述加热元件(16)至少朝进口盖(48)方向和/或朝出口盖(50)方向有一安装开口(56)，其中，所述进口盖(48)和/或所述出口盖(50)在装配状态封闭该安装开口(56)并紧固所述加热元件(16)。
18.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为，在所述进口盖(48)和/或出口盖(50)内设计给所述加热元件(16)供电的输入孔(58a、58b)。
19.按照权利要求11所述的冷凝水蒸发器，其特征为，所述进口盖(48)和/或出口盖(50)与围绕蒸发器组件(14、16、40)的外壳部分(46)通过超声波焊连接。
20.一种冷却设备，有一个冷却循环，它包括蒸发器、液化器和压缩机，其特征为：冷凝水(12)可以引入按照权利要求1至19之一所述的冷凝水蒸发器内。
21.按照权利要求20所述的冷却设备，其特征在于有一个冷凝水聚水箱(22)用于收集所产生的冷凝水，其中，所述冷凝水蒸发器与该冷凝水聚水箱(22)直接流动接触，使得冷凝水(12)基于其重力流入冷凝水蒸发器内。
22.按照权利要求21所述的冷却设备，其特征为，所述冷凝水蒸发器设在所述冷凝水聚水箱(22)之内或直接设在所述冷凝水聚水箱(22)之上，其中，所述进口迷宫结构(30)的进口孔(32)设在冷凝水中和在冷凝水液面(28)下方。
23.按照权利要求20至22之一所述的冷却设备，其特征为，所述冷凝水蒸发器可至少在冷却设备运行期间被持续加热。
24.按照权利要求20至22之一所述的冷却设备，其特征为，该冷却设备用于开关柜。
CN2007800009343A 2006-03-21 2007-01-27 冷凝水蒸发器和具有该冷凝水蒸发器的冷却设备 Active CN101346596B (zh)

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