CN103851716A - 高效能机柜空调器 - Google Patents

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刘明国
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Suzhou Qutu Thermal Control System Co Ltd
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Abstract

本发明关于一种高效能机柜空调器，其包括壳体及内置于壳体内的蒸汽压缩式制冷系统。所述壳体由隔板分隔成相互独立的第一腔室及第二腔室，所述蒸汽压缩制冷系统包括由管路组件连通的压缩机、冷凝器、蒸发器、内风机及外风机。所述压缩机、冷凝器及外风机设置于第一腔室内，所述蒸发器及内风机设置于第二腔室内，蒸发器和冷凝器均为管片式换热器，并具有开窗式散热翅片。本发明通过开窗式散热翅片，提高了散热效率。

Description

高效能机柜空调器
技术领域
本发明涉及一种空调器，尤其涉及一种机柜空调器，属于制冷设备技术领域。
背景技术
在电力、通讯或电气等行业，广泛使用到控制机柜。为了防止潮气、灰尘或有害气体进入机柜，机柜通常对外封闭。在运行中，因机柜中器件自身发出热量或者户外阳光照射或者天气炎热，机柜中温度会不断升高，如不及时散热势必会影响机柜中器件的正常运行。因此，在这些行业中应用的控制机柜中需配置专门的换热器对机柜内空气散热，即机柜空调器或机柜制冷设备。
目前，采用蒸汽压缩式制冷是市场上的各类制冷设备的主流制冷形式，而冷凝器和蒸发器是制冷设备中的重要部件，它们的好坏会直接影响制冷设备的性能，并在一定程度上决定了制冷设备成本的高低。现有技术中，冷凝器和蒸发器的形式主要包括管片式、管带式和平行流式。而管片式是经常使用的一种换热器形式，其主要由多个U型管和多个套设于U型管上的平行翅片及U型管连接弯头所构成，实际换热时依靠套设于U型管的管壁外侧的散热翅片将U型管内介质的热量与外界的空气交换达到散热的目的，其主要是靠风力在散热翅片吹过将热量散发来实现散热。为了提高换热效率，往往通过增加U型管数量或者延长翅片宽度等方式。然而，如果增加U型管数量，势必会同时增加与U型管配合焊接的弯头数量，进而导致加工成本增加及工艺流程的复杂并影响生产效率。同时由于流体在管系中迂回流动时阻力增大而影响换热效率。而延长翅片宽度同样会促使加工成本上浮。
因此，有必要提供一种改进的高效能空调器，以克服现有技术的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效能机柜空调器，其结构紧凑简单，具有良好的换热效率。
为实现上述目的，本发明是关于一种高效能机柜空调器，其包括壳体及内置于壳体内的蒸汽压缩式制冷系统。所述壳体由隔板分隔成相互独立的第一腔室及第二腔室，所述蒸汽压缩制冷系统包括由管路组件连通的压缩机、冷凝器、蒸发器、内风机及外风机。所述压缩机、冷凝器及外风机设置于第一腔室内，所述蒸发器及内风机设置于第二腔室内，蒸发器和冷凝器均为管片式换热器，并具有开窗式散热翅片。
作为本发明的进一步改进，所述蒸发器和/或冷凝器包括若干水平延伸的U形管及与U形管基本垂直的若干散热翅片，其中散热翅片开设有容U形管延伸穿过的通孔及若干窗片组。
作为本发明的进一步改进，所述通孔为两排，分别沿上下方向排列，其中窗片组与通孔沿上下方向间隔设置。
作为本发明的进一步改进，所述窗片组包括若干冲制形成的若干窗片，这些窗片沿通孔于上下方向的中心线左右两侧对称设置。
作为本发明的进一步改进，所述对称设置的窗片开口方向相反。
作为本发明的进一步改进，所述窗片组内的各个窗片长度不同。
作为本发明的进一步改进，所述若干U形管沿上下方向排布，并由若干管接头彼此连通，其中蒸发器和/或冷凝器具有狭长构形，其长度方向（U形管主要延伸方向）与高度方向（散热翅片主要延伸方向）之比至少大于1。
作为本发明的进一步改进，蒸发器和/或冷凝器倾斜设置于第一和/或第二腔室内，且冷凝器和蒸发器的倾向延伸方向相互垂直。
作为本发明的进一步改进，还具有加热器，其设置于第二腔室内并倾斜设置，且倾斜设置方向与冷凝器的倾斜设置方向相反。
作为本发明的进一步改进，所述内风机及外风机均为轴流风机，且内风机相对外风机的设置方向相互垂直。
本发明的有益效果是：通过开窗式散热翅片，提高了散热效率。
附图说明
图1是本发明高效能机柜空调器的立体视图；
图2是本发明高效能机柜空调器移除部分外壳体的立体视图；
图3是图2所示结构的主视图；
图4是图2所示结构移除挡风板后的立体视图；
图5是图4所示结构的主视图；
图6是图4所示结构另一角度的立体视图；
图7是本发明高效能机柜空调器的冷凝器或蒸发器的立体视图；
图8是图7中圈示结构A的放大视图；
图9是沿图7中线A-A方向的剖视图。
具体实施方式
请参阅图1至图6，于本发明优选实施方式中，该高效能机柜空调器100包括具有壳体1、收容在壳体1内的蒸汽压缩式制冷系统3、及控制蒸汽压缩式制冷系统3的电气元件5。
壳体1包括前面板11、相对的顶板10及底板12、及一对相对的侧板13。前面板11开设有外风机出风口110， 底板12开设有外风机进风口120。其中一侧板13沿上下方向开设有内风机进风口130及内风机出风口132。隔板14将壳体1内部分隔成第一腔室（柜外侧）15及第二腔室（柜内侧）16。
于第一腔室15内，其设置有水平放置的横隔板151及竖直的竖支架152，将第一腔室15分隔为上腔室153及下腔室154。其中，上腔室153内设置有倾斜放置的冷凝器2，其一个主要表面与装设于横隔板151上的外风机6相对，另一个主要表面与外风机出风口110相对。外风机6为轴流风机，其沿水平方向设置，并自外风机进风口120引入外部空气与冷凝器2的表面进行热交换。上腔室153内还安装有密封上、下腔室153、154的挡风板155，从而形成密封的交换空间。下腔室154内于底板12上安装有压缩机4及与冷凝器2、蒸发器3、压缩机4连接的管路组件8以形成完整的蒸汽压缩式制冷系统3。
第二腔室16上部，内风机7为轴流风机，其沿与外风机6设置方向垂直的竖直方向设置。内风机7安装于侧板13上，并与开设于侧板13上的内风机进风口130对正。第二腔室16的下部，倾斜设置有与上述管路组件8连通的蒸发器3，其一主要表面与开设于侧板13上的内风机出风口132对正。蒸发器3的倾斜设置方向与冷凝器2的倾斜设置方向相互垂直。为了满足低温条件下，保持机柜温度高于柜外温度，还辅助设置有加热器9， 其位于蒸发器3与另一侧板13之间，并沿与冷凝器2倾斜方向相反的方向放置。
为了提高热交换效率，本发明高效能机柜空调器100的蒸发器3与冷凝器2做了改进。冷凝器2与蒸发器3结构类似，均为管片式换热器，因此仅以冷凝器2为例进行介绍：请参阅图7至图9，结合图1至图6，冷凝器2具有多根U形管21、连接U形管21的U形管接头23，及穿设于U形管21外部的若干平行散热翅片22。U形管21为增长形结构，使得冷凝器2具有更为狭长的结构，即长度方向尺寸（U形管21主要延伸方向）更大而高度方向（散热翅片22主要延伸方向）尺寸变小，如此在相同的总管路长度下，U形管21及U形管接头23的数量减少，节省了成本及提高了组装效率。同时，由于流体在管路中迂回流动时减少了因U形管21弯折所带来的局部阻力，也提高了换热效率。冷凝器2长度方向（U形管21主要延伸方向）与高度方向（散热翅片22主要延伸方向）之比至少大于1。狭长构型并不限于管片式冷凝器2和/或蒸发器3，其还可以应用于管带式及平行流式。散热翅片22大致与U形管21的延伸方向垂直设置并相互平行。每一散热翅片22开设有可容若干排U形管21穿设通过的若干排沿上下方向排布的圆形通孔221。为了提高热交换效率，散热翅片22为开窗式设计，其冲制有若干散热窗片组223。每一散热窗片组223与通孔221间隔设置，呈水平放置的H形，并沿上下方向开设有若干长短不一的窗片2230以提高散热效率。以通孔221的中心线为界，两侧的窗片2230倾斜设置且开口方向相反。
特别需要指出的是，本发明具体实施方式中仅以该高效能机柜空调器100作为示例，在实际应用中其他类型的高效能机柜空调器均适用本发明揭示的原理。对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，仍应包含在本发明权利要求所主张的范围中。

Claims (10)

1.一种高效能机柜空调器，其包括壳体及内置于壳体内的蒸汽压缩式制冷系统；所述壳体由隔板分隔成相互独立的第一腔室及第二腔室，所述蒸汽压缩制冷系统包括由管路组件连通的压缩机、冷凝器、蒸发器、内风机及外风机；其特征在于：所述压缩机、冷凝器及外风机设置于第一腔室内，所述蒸发器及内风机设置于第二腔室内，蒸发器和冷凝器均为管片式换热器，并具有开窗式散热翅片。
2.如权利要求1所述的高效能机柜空调器，其特征在于，所述蒸发器和/或冷凝器包括若干水平延伸的U形管及与U形管基本垂直的若干散热翅片，其中散热翅片开设有容U形管延伸穿过的通孔及若干窗片组。
3.如权利要求2所述的高效能机柜空调器，其特征在于：所述通孔为两排，分别沿上下方向排列，其中窗片组与通孔沿上下方向间隔设置。
4.如权利要求2所述的高效能机柜空调器，其特征在于，所述窗片组包括若干冲制形成的若干窗片，这些窗片沿通孔于上下方向的中心线左右两侧对称设置。
5.如权利要求4所述的高效能机柜空调器，其特征在于：所述对称设置的窗片开口方向相反。
6.如权利要求4所述的高效能机柜空调器，其特征在于：所述窗片组内的各个窗片长度不同。
7.如权利要求1所述的高效能机柜空调器，其特征在于：所述若干U形管沿上下方向排布，并由若干管接头彼此连通，其中蒸发器和/或冷凝器具有狭长构形，其长度方向（U形管主要延伸方向）与高度方向（散热翅片主要延伸方向）之比至少大于1。
8.如权利要求1所述的高效能机柜空调器，其特征在于：冷凝器和蒸发器分别倾斜设置于第一和第二腔室内，且冷凝器和蒸发器的倾向延伸方向相互垂直。
9.如权利要求8所述的高效能机柜空调器，其特征在于：还具有加热器，其设置于第二腔室内并倾斜设置，且倾斜设置方向与冷凝器的倾斜设置方向相反。
10.如权利要求9所述的高效能机柜空调器，其特征在于：所述内风机及外风机均为轴流风机，且内风机相对外风机的设置方向相互垂直。
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