CN102878664B - 机房精密空调及其一体式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机房精密空调及其一体式换热器，所述一体式换热器包括换热器本体和内置于所述换热器本体内的多个均温体，所述多个均温体沿风流方向依次布置在所述换热器本体内，所述均温体的上部和下部分别位于所述上腔室和所述下腔室内，每个所述均温体包括多个纵向布置的热管和固定在所述热管上的多片锯齿翅片，多片所述锯齿翅片自上而下依次布置，且相邻的两个所述均温体上的所述锯齿翅片上下交错布置。本发明采用热管和锯齿翅片组成均温体，相邻的两个均温体上的锯齿翅片上下交错布置，增加了换热器内气流的扰动，提高了翅片的换热效率，换热效率明显提高，并且结构简单、紧凑，安装维修方便。

Description

机房精密空调及其一体式换热器

技术领域

本发明涉及空调装置，具体涉及机房精密空调及其一体式换热器。

背景技术

现代电子设备机房对室内的空气温度、湿度、洁净度以及气流分布等各项指标都有很高的要求，保持温度和湿度的稳定对机房的平稳运行至关重要。温度或湿度的波动可能会使数据运行出错、宕机，甚至使系统故障频繁而彻底关机，从而造成巨大的损失。

为此，电子设备机房都配备有专用的精密空调，它广泛应用于计算机机房、程控交换机机房、卫星移动通讯站、大型医疗设备室、实验室、测试室、精密电子仪器生产车间等高精密环境。同普通的适型空调相比，机房精密空调具有显热量大、潜热量小、风量大而焓差小、常年制冷不间断运行、静压箱送风、洁净度要求高等特点，其工作精度和可靠性都要比普通空调高得多。

众所周知，换热器是机房精密空调的核心部件，现有的换热器主要有以下几种：

（1）混合式换热器，利用两种换热流体的直接接触与混合作用来进行热量交换。这种换热器的缺点在于：体积大，制作工艺复杂，维护成本大，流体易腐蚀换热器管道等。

（2）蓄热式换热器,利用两种换热流体先后通过一种固体填料的表面，进行热量交换。这种换热器的缺点在于：两种流体有少量混合，靠自动阀交替切换，维护保养频繁。

（3）间壁式换热器（可分为：夹套式、管式、板面式换热器），利用金属壁面将进行热交换的冷、热流体隔开，使其通过壁面传热。其中，板面式换热器的传热性能要比“管子”换热器优越，由于采用“板面”的特殊结构，使流体在较低的速度下就达到湍流状态，从而强化了传热。该设备采用板材制作，故在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比“管式”为差。这种换热器的缺点在于：体积大，换热效率较低。

综上所述，现有的机房精密空调普遍存在体积大、制作工艺复杂、换热效率较低、维护成本较高等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决机房精密空调体积大、制作工艺复杂、换热效率较低、维护成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种一体式换热器，包括换热器本体和内置于所述换热器本体内的多个均温体，所述换热器本体为箱式结构，其内腔自上而下分为上腔室和下腔室，所述换热器本体的两相对侧壁上分别设有外循环进风口、内循环进风口和外循环出风口、内循环出风口，所述外循环进风口和外循环出风口与所述上腔室相对应，所述内循环进风口和内循环出风口与所述下腔室相对应；所述多个均温体沿风流方向依次布置在所述换热器本体内，所述均温体的上部和下部分别位于所述上腔室和所述下腔室内，每个所述均温体包括多个纵向布置的热管和固定在所述热管上的多片锯齿翅片，多片所述锯齿翅片自上而下依次布置，且相邻的两个所述均温体上的所述锯齿翅片上下交错布置。

在上述一体式换热器中，相邻的两个所述均温体上的锯齿翅片上下错开的距离为锯齿翅片间距的一半。

在上述一体式换热器中，所述多个热管沿所述锯齿翅片的宽度方向布置成两排，且两排所述热管相互错位布置。

在上述一体式换热器中，所述锯齿翅片的长边呈锯齿状。

在上述一体式换热器中，所述锯齿翅片具有上、下贯通的通孔，且所述通孔具有环形翻边。

在上述一体式换热器中，所述环形翻边的高度等于相邻所述锯齿翅片的间距。

在上述一体式换热器中，所述换热器本体内设有多个滑轨，多个所述滑轨沿水平方向间隔设置，每个所述均温体分别通过所述滑轨滑动设置在所述换热器本体内。

在上述一体式换热器中，还包括四个风道和两个风机，所述四个风道分别固定在所述外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口上；所述两个风机分别固定在所述外循环出风口和所述内循环出风口上的所述风道内。

在上述一体式换热器中，所述外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口的形状为矩形，所述风道的一端与相应的所述外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口形状相适配，所述风道的另一端为圆形，且所述风道的管壁与其两端光滑过渡。

在上述一体式换热器中，所述滑轨包括侧壁滑轨和中间滑轨，所述侧壁滑轨固定在所述换热器本体的左、右侧壁上且朝向所述换热器本体内部的侧面上设有U形槽，所述中间滑轨的两端分别固定在所述换热器本体的前、后内壁上且左、右侧面上分别设有U形槽，每个所述均温体上设有定位片，所述定位片滑动设置在相应的所述U形槽内；通过所述滑轨和所述定位片将所述换热器本体的内腔分为所述上腔室和所述下腔室。

本发明还提供了一种包括上述一体式换热器的机房精密空调。

本发明，采用热管和锯齿翅片组成均温体，相邻的两个均温体上的锯齿翅片上下交错布置，增加了换热器内气流的扰动，提高了翅片的换热效率，换热效率明显提高。并且结构简单、紧凑，安装维修方便。

附图说明

图1为本发明的外形图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为图2中的A部放大图；

图4为本发明中锯齿翅片的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种一体式换热器，应用于机房精密空调中，具有换热器体积小、传热系数高、换热效率高，结构简单并且维护方便等优点，下面结合附图对本发明作出详细的说明。

如图1、图2所示，本发明提供的一体式换热器包括换热器本体1和设置在换热器本体1上的四个风道4。

换热器本体1的内腔自上而下分为上腔室11和下腔室12，换热器本体1的两相对侧壁上分别设有外循环进风口13、内循环进风口14和外循环出风口15、内循环出风口16，其中，外循环进风口和外循环出风口分别与上腔室11相对应，内循环进风口和内循环出风口与下腔室12相对应，分别用于室外热交换循环和室内热交换循环。

换热器本体1内并排设有多个均温体2，且均温体2的上部和下部分别位于上腔室11和下腔室12内，多个均温体2沿气流方向依次排列（例如沿外循环进风口至外循环出风口的方向依次排列）。每个均温体包括多个热管21和固定在热管21上的多片锯齿翅片22。

多个热管21沿锯齿翅片22的宽度方向布置成两排，且两排热管相互错位布置，例如本实施例中共布置22根热管，多片锯齿翅片22自上而下依次布置（图2中虚线表示省略的多片锯齿翅片22）。

请参见图4，锯齿翅片22呈片状，其相对的两个长边呈锯齿状，有利于对气流进行切割而产生扰动。锯齿翅片22具有两排上下贯通的通孔221用于穿装热管21，两排通孔相互错位布置，且通孔221设有环形翻边222，热管21分别穿装在锯齿翅片22上的通孔内固定且锯齿翅片22与热管21的圆周面紧密接触，使热管21与锯齿翅片22的温度快速达到一致，环形翻边222的高度与两片锯齿翅片22的间距相同，这样，环形翻边222加大了锯齿翅片22与热管21的接触面积，更有利于向热管传热，另一方面，环形翻边222也起到相互支撑锯齿翅片22的作用，防止锯齿翅片22在气流的作用下变形。

相邻的两个均温体上的锯齿翅片上下交错布置。请参见图3，图3为图2中的A部放大图，如图3所示，相邻的两个均温体上的锯齿翅片上下错开的距离L为锯齿翅片间距的一半。这种设计，使气流经过一个均温体上的锯齿翅片到达下一个均温体上的锯齿翅片时，可以增加气流的扰动，使气流合理混合，有效的带走锯齿翅片上的热量，充分利用气流效率，提高了传热系数，提高了锯齿翅片的换热效率。

本实施例以设置三个均温体2加以说明，显然，均温体2的数量可以根据需要增减，但是，一般情况下，使用三个均温体2经济性最好。

本发明中，换热器本体1为箱式结构，每个均温体2分别滑动设置在换热器本体1内，以下介绍一种具体实现方式。换热器本体1内设有多个滑轨，滑轨包括两个侧壁滑轨31和多个中间滑轨32，侧壁滑轨31和中间滑轨32分别沿前后方向水平间隔设置，其中两个侧壁滑轨31分别固定在换热器本体1的左、右内侧壁上且朝向换热器本体1内部的侧面上设有U形槽，多个中间滑轨32的两端分别固定在换热器本体1前、后内壁上且左、右侧面上分别设有U形槽，每个均温体2上设有定位片23，定位片23滑动设置在相应的U形槽内。均温体2采用滑动安装方式，可以大大方便维修、维护。通过滑轨31、32和定位片23将换热器本体1的内腔分为上腔室11和下腔室12。

外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口上分别固定一个风道4，外循环出风口和内循环出风口上的风道内分别固定设有风机5，且风机5分别靠近外端，使风机5至均温体的距离保持在最佳位置，使气流分布合理，风阻小。

外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口的形状为矩形，风道4的一端与相应的外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口形状相适配，风道4的另一端为圆形，且风道4的管壁与其两端光滑过渡（请参见图1），风道4的这种形状气流动阻力小，并使风机5特性最佳。

在此基础上，本发明还提供了一种具有上述一体式换热器的机房精密空调。

本发明，具有如下显著优点：

（1）采用热管和锯齿翅片组成均温体，并且相邻的两个均温体上的锯齿翅片上下交错布置。增加了换热器内气流的扰动，增加了传热系数，提高了翅片的换热效率，从而减小了换热器的体积。经测试：本发明提供的一体式换热器效能比为10.52，即380W的风机能换4000W的热量，换热效率明显提高。

（2）通过热管和锯齿翅片进行热交换，结构简单、合理、紧凑，高效节能环保、安装维修方便、制造成本低廉、降低维护成本，避免了流体腐蚀换热器管道。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一体式换热器，其特征在于包括： 

换热器本体，为箱式结构，其内腔自上而下分为上腔室和下腔室，所述换热器本体的两相对侧壁上分别设有外循环进风口、内循环进风口和外循环出风口、内循环出风口，所述外循环进风口和外循环出风口与所述上腔室相对应，所述内循环进风口和内循环出风口与所述下腔室相对应； 

多个均温体，沿风流方向依次布置在所述换热器本体内，所述均温体的上部和下部分别位于所述上腔室和所述下腔室内，每个所述均温体包括多个纵向布置的热管和固定在所述热管上的多片锯齿翅片，所述多个热管沿所述锯齿翅片的宽度方向布置成两排，且两排所述热管相互错位布置，多片所述锯齿翅片自上而下依次布置，且相邻的两个所述均温体上的所述锯齿翅片上下交错布置，相邻的两个所述均温体上的锯齿翅片上下错开的距离为锯齿翅片间距的一半，所述锯齿翅片的长边呈锯齿状； 

所述换热器本体内设有多个滑轨，多个所述滑轨沿水平方向间隔设置，每个所述均温体分别通过所述滑轨滑动设置在所述换热器本体内，所述滑轨包括侧壁滑轨和中间滑轨，所述侧壁滑轨固定在所述换热器本体的左、右侧壁上且朝向所述换热器本体内部的侧面上设有U形槽，所述中间滑轨的两端分别固定在所述换热器本体的前、后内壁上且左、右侧面上分别设有U形槽，每个所述均温体上设有定位片，所述定位片滑动设置在相应的所述U形槽内； 

通过所述滑轨和所述定位片将所述换热器本体的内腔分为所述上腔室和所述下腔室。 

2.如权利要求1所述的一体式换热器，其特征在于，所述锯齿翅片具有上、下贯通的通孔，且所述通孔具有环形翻边。 

3.如权利要求2所述的一体式换热器，其特征在于，所述环形翻边的高度等于相邻所述锯齿翅片的间距。 

4.如权利要求1所述的一体式换热器，其特征在于，还包括， 

四个风道，分别固定在所述外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口上； 

两个风机，分别固定在所述外循环出风口和所述内循环出风口上的所述风道内。 

5.如权利要求4所述的一体式换热器，其特征在于，所述外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口的形状为矩形，所述风道的一端与相应的所述外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口形状相适配，所述风道的另一端为圆形，且所述风道的管壁与其两端光滑过渡。 

6.机房精密空调，其特征在于，包括如权利要求1至5项任一项所述的一体式换热器。