CN104214921B - 机柜空气调节装置及其机柜空气调节装置壳体 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种机柜空气调节装置壳体，其包括相对平行设置的顶板及底板、位于顶板及底板之间的相对平行设置的一对侧板、及设置于壳体内的隔板，隔板将机柜空气调节装置壳体隔绝为内循环空间及外循环空间。顶板及底板和/或一对侧板与隔板为一体成型结构。本发明还关于一种具有上述机柜空气调节装置壳体的机柜空气调节装置。本发明机柜空气调节装置及其壳体，通过一体成型结构，保证了内、外循环系统的密闭性，从而提高了防护等级，且结构更简单，简化装配工序的同时降低了生产成本。

Description

机柜空气调节装置及其机柜空气调节装置壳体

技术领域

本发明涉及一种空气调节装置，尤其涉及一种机柜空气调节装置，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需配置专门的设备对机柜内空气进行散热，即机柜空气调节装置。

机柜空气调节装置由内外两个循环系统组成，分别由不同数量、不同形式的风机驱动内外侧气流强制对流。目前所使用的机柜空气调节装置中，内部换热系统从性能上能满足以上使用场合要求的产品有板翅式换热器、管片式换热器、错流板式换热器或热管换热器。其中板翅式换热器及管片式换热器具有制作工艺复杂，耗材多，制作成本高的缺点。错流板式换热器虽具有质量轻、体积小、生产工艺简单、制作成本低的优势，但是因其具有温度梯度的损失，其换热效率有限，并且它需要在热交换双方有一定温差的条件下才能正常工作。如果夏天室外温度高达45摄氏度，而控制机柜中温度在50摄氏度，则错流板式换热器就不能正常工作了。热管是一种具有高导热性能的传热元件，其当量传热量是最优良的金属如银、铜、铝等的几百倍，甚至上千倍，因此有“近超导热体”之称。它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。因此近年来，热管在各领域都得到了很大的应用。

此外，现有的机柜空气调节装置多存在以下技术缺点：

1、现有的机柜空气调节装置多采用数块钣金件焊接或铆接为一体作为外壳体，内部设有内循环换热器、内循环风机、外循环换热器、外循环风机及控制电路板等多个零部件，结构复杂，生产成本及周期均较长。

2、现有的机柜空气调节装置中用来将内循环侧与外循环侧隔离的隔板与外壳体通过焊接或铆接结合，往往因为密封效果不好造成换热效率降低，尤其是安装在户外时，还会导致防护等级降低，对机柜柜体内部的安全性造成隐患。

3、内部换热系统所使用换热器冷媒流道为整体贯通结构，如果某处出现泄露点，整套换热器将无法有效使用。

4、内循环风机及外循环风机多采用轴流风机和离心风机，风机运转产生较大的噪音，尤其是外循环侧风机运转时产生的噪音，将直接影响附近区域的工作环境，造成一定强度的噪声污染。

因此，有必要提供一种改进的机柜空气调节装置，以克服以上所述现有技术的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机柜空气调节装置及一种机柜空气调节装置壳体，其具有结构简单、组装效率高等特性。

为实现上述目的，本发明机柜空气调节装置壳体，其包括相对平行设置的顶板及底板、位于顶板及底板之间的相对平行设置的一对侧板、及设置于壳体内的隔板，隔板将机柜空气调节装置壳体分隔为内循环空间及外循环空间，顶板及底板、侧板及隔板形成一体注塑成型结构的主体部，所述隔板与所述顶板、底板及侧板相密封以热隔绝内循空间及外循环空间，机柜空气调节装置壳体还具有位于机柜空气调节装置壳体周边并临近内循环空间的安装部，其中该安装部与上述顶板、底板和侧板及隔板一体成型，所述安装部上开设有若干螺孔，用以与螺钉配合。

作为本发明的进一步改进，所述隔板埋设有与其一体成型的若干金属散热翅片。

作为本发明的进一步改进，所述散热翅片与隔板面对内循环空间及外循环空间的前后表面垂直设置。

作为本发明的进一步改进，所述若干加强部形成于隔板与顶板和/或底板和/或侧板之间。

作为本发明的进一步改进，其还至少包括组装于主体部一侧的后面板，其中后面板卡扣组装于主体部。

作为本发明的进一步改进，所述主体部向后面板方向突伸形成有边框状配合部，后面板卡扣安装于该配合部。

为实现上述目的，本发明机柜空气调节装置，用来调节机柜内的温度，其包括内循环换热系统及外循环换热系统；内循环换热系统包括蒸发换热器及蒸发风机；外循环换热系统包括冷凝换热器及冷凝风机。该机柜空气调节装置具有上述机柜空气调节装置壳体来收容上述内循环换热系统及外循环换热系统。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发换热器/冷凝换热器分别具有相互平行的上集流管及下集流管、与上、下集流管垂直且设置于上下集流管之间相互平行的带有散热翅片的若干扁管，其中上、下集流管内分别设置有隔离装置将蒸发换热器/冷凝换热器分隔为相互独立的两部分，其中每一部分均设有连接管，且冷凝换热器的每一独立部分均设有冷媒注入口。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发风机及冷凝风机为贯流风机或轴流风机或离心风机之间的任意组合。

本发明的有益效果为：

通过一体成型的壳体及隔板，保证了内、外循环系统的密闭性，从而提高了热交换效率，且结构更简单。

附图说明

图1为本发明机柜空气调节装置的立体视图；

图2为本发明机柜空气调节装置另一角度的立体视图；

图3为图2所示的机柜空气调节装置的部分分解图；

图4为图2所示的机柜空气调节装置的局部剖视图；

图5为图1所示机柜空气调节装置的立体分解图；

图6为图1所示机柜空气调节装置壳体的主体部的立体视图；

图7为图2所示机柜空气调节装置壳体的主体部另一角度的立体视图；

图8为图7所示结构的局部剖视图；

图9为本发明机柜空气调节装置热管换热系统的立体视图；

图10为本发明机柜空气调节装置的热管换热系统的冷凝换热器的局部剖视图。

具体实施方式

请参阅图1至图5，本发明机柜空气调节装置100，其具有设置有隔板14的壳体、收容于壳体内的外循环换热系统、内循环换热系统、连接内循环换热系统及外循环换热系统的连接管路43、及电气系统（未图示）。内循环换热系统包括蒸发换热器41及蒸发风机6。外循环换热系统包括与蒸发换热器41通过连接管路43连通的冷凝换热器42及冷凝风机5。内、外循环换热系统通过隔板14相互隔绝。虽然本发明的内、外循环换热系统采用了热管换热系统，然而，其并不限于热管换热系统，板翅式换热器、管片式换热器、错流板式换热器等，均可以作为本发明的换热系统。

请结合参阅图6至图8，壳体包括主体部1及组装于主体部1前、后表面的前面板及后面板2。主体部1包括组成壳体框架的相对的顶板11及底板13、位于顶板11与底板13之间的相对的一对侧板12、及与主体部1一体注塑成型并位于顶板11与底板13之间的隔板14。隔板14将壳体分隔为彼此隔绝的内循环空间141及外循环空间142。为了增强隔板14与主体部1的结合力，若干加强部16形成于底板13与隔板14的分别面向内循环空间141及外循环空间142的前、后表面之间，其呈L形。当然，加强部16也可以形成于侧板12或顶板11与隔板14的前、后表面之间，用来增强二者之间的结合力。隔板14与主体部1一体注塑成型，结构简单、重量轻，组装效率高。该隔板14呈曲线状，并具有良好的密封性，很好的热隔绝内、外循环换热系统，从而提高换热效率。由于隔板14采用了材质较轻的塑料材质，为了提高机柜内部的散热效果，在注塑成型之前，在隔板14相对的前、后表面先预埋了相互平行并间隔设置的若干金属散热翅片15。于本发明优选实施方式中，每一散热翅片15垂直设置于隔板14的表面，然而于其他实施方式中，散热翅片15也可以与隔板14的表面呈一定夹角。散热翅片15形成于隔板14的中部，其也可以根据需求占据隔板14更大或更小的表面积。此外，散热翅片15可以沿上下方向连续或间断设置，由散热性能良好的金属，如铝等制成，厚度在0.8毫米至2毫米之间。内循环换热系统侧，主体部1的外周形成有垂直延伸出的安装部17，其开设有若干螺孔170，可与螺钉配合用来将机柜空气调节装置100以壁挂式、半嵌式或全嵌式安装于机柜上。于该安装部17内边缘，向机柜方向或向后面板2方向延伸形成有边框状配合部18，其间隔开设有若干卡扣凹槽180。该安装部17也可以视为顶板11、底板13及侧板12向机柜方向的延伸。

后面板2卡扣安装于上述配合部18，其为框体结构，包括平板状主体20及自主体20边缘向前或向前面板方向延伸形成的边框23，其间隔形成有若干卡扣部230，用来与上述配合部18的卡扣凹槽180卡扣配合从而将后面板2安装于壳体的主体部1上。于其他优选实施方式中，卡扣部230可以形成于上述配合部18上，上述卡扣凹槽180也可以开设于边框23上。主体20上开设有位于上部的柜内进风口21及位于下部的柜内出风口22。上述蒸发风机6及蒸发换热器41通过安装件7组装于内循环空间141内，其中蒸发风机6与柜内进风口21对正，蒸发换热器41与柜内出风口22对正。机柜内部的热空气在蒸发风机6的作用下，经柜内进风口21流经蒸发换热器41冷却降温后，经柜内出风口22回到机柜内部，为机柜内部进行冷却。

前面板可以分为位于上部并开设有柜外出风口的上面板（未图示）及位于下部并开设有柜外进风口31的下面板3。当然，上、下面板也可以为一体结构。冷凝换热器42与柜外出风口对正，且下端设置支撑安装件8，而冷凝风机5与柜外进风口31对正。柜外温度相对较低的空气在冷凝风机5的作用下，经柜外进风口31进入机柜空气调节装置100内，并流经冷凝换热器42为其降温后，经柜外出风口流出。为了解决传统风机噪声大影响附近区域的工作环境从而造成噪声污染的问题，本发明机柜空气调节装置100的冷凝风机5采用鼠笼式贯流风机，其为纵长构型，组装于外循环空间142内并位于支撑安装件8下部。该贯流风机转速低、噪音低、成本低，很好的解决了对环境造成噪声污染的问题。

此外，由于本发明机柜空气调节装置100的壳体采用了主体部1与隔板14一体成型的结构，使得壁挂式安装机柜空气调节装置100时，后面板2可以省却，而柜内进风口21及柜内出风口22改为开设在机柜柜体上。而在全嵌式安装情形下，前面板可以省却，而改为在机柜柜体上直接开设柜外进风口31及柜外出风口。

热管的工作原理是利用流体介质的蒸发与冷凝来传递热量。热管的流体介质根据成分和比例的不同，分为低温、中温和高温等几类热管，较为常见的流体介质有氨、水、丙酮及甲醇等。热管两端分别为蒸发端（加热端）/蒸发换热器和冷凝端（散热端）/冷凝换热器，两端之间根据需要采取绝热措施。热管蒸发端/蒸发换热器受热时，管内流体介质汽化，从热源吸收汽化热，汽化后蒸汽向另一侧冷凝端/冷凝换热器流动并遇冷凝结向散热区放出潜热。冷凝液借毛细力或重力的作用回流，继续受热汽化，这样热管内热量通过工质的相变过程进行的往复循环传导，将大量热量从加热区传递到散热区。请参阅图7及图8，本发明机柜空气调节装置100的热管换热系统4包括上述位于机柜空气调节装置100的内循环换热系统的内循环空间141内的蒸发换热器41及位于外循环换热系统的外循环空间142内的冷凝换热器42。二者被隔板14所隔绝，并通过其中部的连接管43进行连接。请参阅图9及图10，蒸发换热器41/冷凝换热器42包括位于上、下两端的上、下集流管44、与上、下集流管44连通的中部可流通流体介质的若干扁管45及与相邻扁管45钎焊连接的若干散热翅片（未标号）。请特别参阅图10，该蒸发换热器41/冷凝换热器42的上、下集流管44分别于中部设置有隔离装置46将上、下集流管44分别隔离成相互独立的两部分。因此，整个热管换热系统4相当于两套系统在运行，互为备份，即使其中一套系统出现泄露点，另外一套系统仍然能够运行，为机柜进行温度调节。因此在冷凝换热器42下集流管44所设置隔离装置46的两侧，还设有两个冷媒注入口47及两个较短的连接管48，同时在与冷凝换热器42上、下集流管44连通的中部扁管45上设置有两个较长的连接管49；在蒸发换热器41上集流管44所设置隔离装置46的两侧，也设置有两个较短的连接管50，同时在与蒸发换热器41上、下集流管44连通的中部扁管45上还设置有两个较长的连接管51，冷凝换热器42上所设置的较短的连接管48与蒸发换热器41上所设置的较长的连接管51对接结合，且冷凝换热器42上所设置的较长的连接管49与蒸发换热器41上所设置的较短的连接管50对接结合，共同组成连接内循环换热系统及外循环换热系统的连接管路43。

于本发明的其他实施方式中，换热系统除了上述热管换热系统4外，还可以是气液热交换系统或者热管换热系统4与气液热交换系统共存。气液热交换系统具有蒸发器和冷凝器，其中气液热交换系统蒸发器与热管换热系统蒸发端/蒸发换热器共用蒸发风机，而气液热交换系统冷凝器与热管换热系统冷凝端/冷凝换热器共用冷凝风机。热管换热系统4可以是上述分体式结构，即蒸发端/蒸发换热器与冷凝端/冷凝换热器通过连接管相互连接并被隔板14隔绝，也可以是一体式结构，即蒸发端/蒸发换热器与冷凝端/冷凝换热器为一体结构，具有弯折连接部穿过上述隔板14。

特别需要指出的是，本发明具体实施方式中仅以该机柜空气调节装置作为示例，在实际应用中其他类型的机柜空气调节装置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 (9)

1.一种机柜空气调节装置壳体，其包括相对平行设置的顶板及底板、位于顶板及底板之间的相对平行设置的一对侧板、及设置于壳体内的隔板，隔板将机柜空气调节装置壳体分隔为内循环空间及外循环空间；其特征在于：顶板及底板、侧板及隔板形成一体注塑成型结构的主体部，所述隔板与所述顶板、底板及侧板相密封以热隔绝内循空间及外循环空间，机柜空气调节装置壳体还具有位于机柜空气调节装置壳体周边并临近内循环空间的安装部，其中该安装部与上述顶板、底板和侧板及隔板一体成型，所述安装部上开设有若干螺孔，用以与螺钉配合。

2.如权利要求1所述的机柜空气调节装置壳体，其特征在于：其中隔板埋设有与其一体成型的若干金属散热翅片。

3.如权利要求2所述的机柜空气调节装置壳体，其特征在于：其中散热翅片与隔板面对内循环空间及外循环空间的前后表面垂直设置。

4.如权利要求1所述的机柜空气调节装置壳体，其特征在于：其中若干加强部形成于隔板与顶板和/或底板和/或侧板之间。

5.如权利要求1所述的机柜空气调节装置壳体，其特征在于：其还至少包括组装于主体部一侧的后面板，其中后面板卡扣组装于主体部。

6.如权利要求5所述的机柜空气调节装置壳体，其特征在于：主体部向后面板方向突伸形成有边框状配合部，后面板卡扣安装于该配合部。

7.一种机柜空气调节装置，用来调节机柜内的温度，其包括内循环换热系统及外循环换热系统；内循环换热系统包括蒸发换热器及蒸发风机；外循环换热系统包括冷凝换热器及冷凝风机；其特征在于：其具有权利要求1-3所述的机柜空气调节装置壳体来收容上述内循环换热系统及外循环换热系统。

8.如权利要求7所述的机柜空气调节装置，其特征在于：其中蒸发换热器/冷凝换热器分别具有相互平行的上集流管及下集流管、与上、下集流管垂直且设置于上下集流管之间相互平行的带有散热翅片的若干扁管，其中上、下集流管内分别设置有隔离装置将蒸发换热器/冷凝换热器分隔为相互独立的两部分，其中每一部分均设有连接管，且冷凝换热器的每一独立部分均设有冷媒注入口。

9.如权利要求7所述的机柜空气调节装置，其特征在于：其中蒸发风机及冷凝风机为贯流风机或轴流风机或离心风机之间的任意组合。