CN106659064A - 一种换热器及使用该换热器的充电机机柜及充电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种换热器及使用该换热器的充电机机柜及充电机，换热器包括壳体，壳体内设有三个以上沿厚度方向间隔并列排布的导热壁，任意相邻的两导热壁拼合围成导热通道，导热通道分为热通道和冷通道，热通道与冷通道沿导热壁的排布方向交替设置，热通道具有用于与机柜密封配合的热通道进风口和热通道出风口，冷通道具有独立于热通道的冷通道进口和冷通道出口，热通道进风口和冷通道进口为异面设置。机柜内空气热量被导热壁吸收，因此从热通道出风口排出的空气温度大大降低，从而可以给机柜内部进行降温。由于冷、热通道交替设置、彼此独立，换热器结构紧凑，占用空间小，同时热量可以快速从热通道传递到冷通道，热量传递效率高，换热效果更好。

Description

一种换热器及使用该换热器的充电机机柜及充电机
技术领域
本发明涉及一种换热器及使用该换热器的充电机机柜及充电机。
背景技术
为减少汽车尾气对环境的污染，国家大力倡导发展新能源汽车，而充电设施是新能源汽车发展的基础，目前为提高充电效率，采用的充电设备主要为直流充电设备。充电模块是直流充电设备的核心单元，充电模块的主要功能是进行AC/DC功率变换，在功率变换过程中会有部分能量损耗，其中损耗能量绝大部分转换为热量，热量持续积累会造成局部温度过高，温度过高会严重影响充电模块的运行效率及寿命，严重者会导致模块死机，导致充电设备无法充电。
随着充电设备向着小型化、大功率方向发展，其功率密度将会越来越高，产生的热量也越来越多，因此在充电机上都设置有换热冷却装置，现有充电机的冷却方式主要为风冷，授权公告号为CN202281533U，授权公告日为2012.06.20的中国实用新型专利公开了一种应用于各类电控柜和机柜散热领域的热导管散热器，该热导管散热器包括壳体，壳体内部设有热导管和隔板，隔板将热导管散热器分隔为吸热区和散热区，隔板上开有隔板孔，热导管穿过隔板孔并被隔板分隔为两部分，一部分在吸热区内，另一部分在散热区内；吸热区上开有吸热区进风口和吸热区出风口，吸热区内部设有小风机，小风机的出风口与吸热区出风口连通；散热区上开有散热区进风口和散热区出风口。
该热导管散热器的散热原理是首先将机柜内部的热空气吸出并经过热导管，热空气的热量传递到热导管上，热量在热导管上从吸热区传递到散热区，然后在散热区内通过空气自然对流的方式，将热导管上的热量散发到空气中。
这种热导管散热器设置在机柜的顶部，由于吸热区和散热区并行设置，导致整个散热器的横向体积比较庞大，而一般机柜顶部的安装空间又是有限的，吸热区和散热区都要占据一定的安装空间，因此就导致热导管的布置长度以及数量都受到限制，这将直接影响热导管散热器的散热效果，而对于小型机柜而言，其散热效果会更差。
另外，吸热区和散热区将壳体隔开成两部分，热量由吸热区通过热导管传递到散热区，这个热量传输距离是比较大的，影响热传递的效率，从而影响换热效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成式的且换热效果好的换热器；本发明的目的还在于提供一种使用该换热器的充电机机柜及充电机。
为了解决上述技术问题，本发明中换热器的技术方案为：
一种换热器，包括壳体，壳体内设有三个以上沿厚度方向间隔并列排布的导热壁，任意相邻的两导热壁拼合围成导热通道，导热通道分为热通道和冷通道，热通道与冷通道沿导热壁的排布方向交替设置，热通道具有用于与机柜密封配合的热通道进风口和热通道出风口，冷通道具有独立于热通道的冷通道进口和冷通道出口，热通道进风口和冷通道进口为异面设置。
所述热通道有至少两个，热通道进风口和热通道出风口均位于壳体的底部，壳体内的顶部于导热壁的上方设有过风通道以供机柜内热空气从热通道进风口自下而上流经一部分热通道后进入该过风通道并从另一部分热通道自上而下流向热通道出风口。
所述冷通道进口位于壳体的与热通道进风口垂直的侧面上，冷通道出口的所在面与所述侧面相对。
所述热通道出风口处设置有第一风机，第一风机的吸风口朝向热通道内部，第一风机的排风口朝向机柜内部，所述冷通道进口处设置有第二风机，第二风机的吸风口朝向外界，第二风机的排风口朝向冷通道内部。
所述冷通道和/或热通道内设置有用于将冷通道和/或热通道隔设成多个子通道的翅片。
所述翅片一体设置而构成波纹板结构。
所述翅片固设于导热通道的一侧或/和两侧导热壁上。
本发明中充电机机柜的技术方案为：
一种充电机机柜，充电机机柜的顶部设置有换热器，换热器包括壳体，壳体内设有三个以上沿厚度方向间隔并列排布的导热壁，任意相邻的两导热壁拼合围成导热通道，导热通道分为热通道和冷通道，热通道与冷通道沿导热壁的排布方向交替设置，热通道具有与充电机机柜密封配合的热通道进风口和热通道出风口，冷通道具有独立于热通道的冷通道进口和冷通道出口，热通道进风口和冷通道进口为异面设置。
所述热通道至少有两个，热通道进风口和热通道出风口均位于壳体的底部，壳体内的顶部于导热壁的上方设有过风通道以供机柜内热空气从热通道进风口自下而上流经一部分热通道后进入该过风通道并从另一部分热通道自上而下流向热通道出风口，所述冷通道进口位于壳体的与热通道进风口垂直的侧面上，冷通道出口的所在面与所述侧面相对。
所述热通道出风口处设置有第一风机，第一风机的吸风口朝向热通道内部，第一风机的排风口朝向机柜内部，所述冷通道进口处设置有第二风机，第二风机的吸风口朝向外界，第二风机的排风口朝向冷通道内部。
所述冷通道和/或热通道内设置有用于将冷通道和/或热通道隔设成多个子通道的翅片。
所述翅片一体设置而构成波纹板结构。
所述翅片固设于导热通道的一侧或/和两侧导热壁上。
本发明中充电机的技术方案为：
一种充电机，包括机柜，机柜内设置有充电模块，机柜的顶部设置有换热器，换热器包括壳体，壳体内设有三个以上沿厚度方向间隔并列排布的导热壁，任意相邻的两导热壁拼合围成导热通道，导热通道分为热通道和冷通道，热通道与冷通道沿导热壁的排布方向交替设置，热通道具有与机柜密封配合的热通道进风口和热通道出风口，冷通道具有独立于热通道的冷通道进口和冷通道出口，热通道进风口和冷通道进口为异面设置。
所述热通道有至少两个，热通道进风口和热通道出风口均位于壳体的底部，壳体内的顶部于导热壁的上方设有过风通道以供机柜内热空气从热通道进风口自下而上流经一部分热通道后进入该过风通道并从另一部分热通道自上而下流向热通道出风口。
所述冷通道进口位于壳体的与热通道进风口垂直的侧面上，冷通道出口的所在面与所述侧面相对。
所述热通道出风口处设置有第一风机，第一风机的吸风口朝向热通道内部，第一风机的排风口朝向机柜内部，所述冷通道进口处设置有第二风机，第二风机的吸风口朝向外界，第二风机的排风口朝向冷通道内部。
所述冷通道和/或热通道内设置有用于将冷通道和/或热通道隔设成多个子通道的翅片。
所述翅片一体设置而构成波纹板结构。
所述翅片固设于导热通道的一侧或/和两侧导热壁上。
本发明的有益效果在于：机柜内部的热空气可以从热通道进风口进入热通道中，并最终从热通道出风口回流到机柜内部，在此过程中，热空气的热量可以传递到导热壁上，因此回流到机柜内部的空气温度大大降低，从而可以给机柜内部的充电模块降温。同时，由于热通道和冷通道交替设置、彼此独立、互不影响，使得整个换热器的结构非常紧凑，相当于将现有技术中的吸热区和散热区集成在了一起，这样就避免了换热装置占据很大的布置空间，节省出来的空间就可以布置更多的导热通道，从而提升散热效果，对于小型的机柜而言，本发明照样能够满足其散热需要。同时，由于热通道和冷通道交替设置，冷热区域拉近到最短的距离，热量可以快速地从热通道传递到冷通道，热量传递效率高，因此换热效果更好。
附图说明
图1为本发明中充电机的一个实施例的结构示意图；
图2为图1中换热器的主视图；
图3为换热器的左视图；
图4为换热器的仰视图。
图中：1.换热器；2.机柜；3.充电模块；4.第一风机；5.挡风板；6.第二风机；7.安装板；8.下隔板；11.壳体；12.过风通道；13.导热壁；14.进风口；15.挡板；16.出风口；17.热通道；18.冷通道；19.翅片。
具体实施方式
充电机的一个实施例如图1~图4所示，包括机柜2，机柜2内设置有充电模块3，机柜2的顶部设置有换热器1，换热器1包括壳体11，壳体11中设置有28个沿厚度方向间隔并列排布的导热壁13，任意相邻的两个导热壁13拼合围成导热通道，导热通道分为热通道17和冷通道18，热通道17和冷通道18沿导热壁13的排布方向交替设置，且热通道17有13个，冷通道18有14个。
热通道17的延伸方向是上下方向，冷通道18的延伸方向是左右方向，热通道17和冷通道18中均设置有铝材质的翅片19，每一个导热通道中的翅片19均呈波纹板状，且翅片19的波峰和波谷均与两侧的导热壁13接触，翅片19的存在将所在导热通道隔设成了无数个子通道。
壳体11内于导热壁13的下方设置有挡板15，挡板15呈“人”字型，相当于将壳体11的下部分隔成两个风管，其中左侧风管的下端口为出风口16，右侧风管的下端口为进风口14。热通道17具有热通道进风口和热通道出风口，所述热通道进风口通过右侧风管与进风口14是连通的，所述热通道出风口通过左侧风管与出风口16是连通的，且进风口14和出风口16与机柜2和充电模块3之间均设置有挡风板5，这样热通道进风口和热通道出风口与机柜2的内部就是密封连通的。
壳体11内于导热壁13的上方设置有过风通道12，出风口16处设置有第一风机4，第一风机4的吸风口朝向热通道出风口，第一风机4的排风口朝向机柜2内部，在第一风机4的作用下，机柜2内于充电模块3右侧区域的热空气经进风口14进入热通道进风口，并在右侧部分的热通道17的导向作用下自下而上流通至壳体内上方的过风通道12中，然后向左流动再经左侧部分的热通道17自上而下流出热通道出风口，最终经出风口16回流到机柜2内于充电模块3的左侧区域，然后从各个充电模块3经过后又回到右侧区域，形成一个循环。在此过程中，导热壁13和翅片19将热空气中的热量吸收掉，因此回流到机柜2内的空气温度大大降低，从而可以给充电模块3降温。
由于每一个导热通道中的翅片19的波峰和波谷均与两侧的导热壁13接触，因此热通道17内的翅片19上的热量会通过导热壁13传递至冷通道18内的翅片19上。冷通道18具有独立于热通道17的冷通道进口和冷通道出口，在该实施例中，壳体11的左、右端均为敞开式，因此冷通道18的冷通道进口和冷通道出口均直接与外界相通，其中冷通道进口位于左侧，冷通道出口位于右侧。整个换热器1是通过机柜2上的安装板7安装在机柜2顶部的，在安装板7上于冷通道进口的左侧设置有第二风机6，第二风机6的吸风口朝向外界，第二风机6的排风口朝向冷通道进口。在第二风机7的作用下，外界的冷空气从冷通道进口进入冷通道18中，自左至右流通后经冷通道出口排向外界，在此过程中，冷空气将冷通道18内的翅片19上的热量以及两侧导热壁13上的热量带走，对翅片19和导热壁13进行散热。
至此，也就完成了热量从机柜内部到热通道、再从热通道到冷通道、最后从冷通道到外界的一个传递过程，在这里，将第二风机6设置在换热器1的左侧，将第一风机4设置在出风口16处，这样经过第一风机4和第二风机6的空气温度都不高，避免了第一风机4和第二风机6在高温下长期运行，从而延长了使用寿命。
由于热通道17和冷通道18交替设置，其内的空气流向互不干扰，为了保证对充电模块3良好的散热效果，在充电模块3的底部与机柜2之间设置有下隔板8，这样就把充电模块3所在的空间分隔成一个较小的密封空间，避免空间过大时散热效果不理想，同时，由于外部的空气不会进入热通道17中，从而可以防止外部灰尘和腐蚀性气体进入充电模块3内部造成充电模块3的使用寿命受到影响。
本发明中的热通道17和冷通道18彼此独立、互不影响，热通道17和冷通道18交替设置使得整个换热器的结构非常紧凑，相当于将现有技术中的吸热区和散热区集成在了一起，这样就避免了换热装置占据很大的布置空间，节省出来的空间就可以布置更多的导热通道，从而提升散热效果，对于小型的机柜而言，本发明照样能够满足其散热需要。同时，由于热通道17和冷通道18交替设置，冷热区域拉近到最短的距离，热量可以快速地从热通道传递到冷通道，热量传递效率高，因此换热效果更好。
热通道17和冷通道18均是由相邻的两个导热壁13拼合围成，也就是说，本发明中的多个导热壁13是分体的，是各自独立的，导热壁13呈平板状结构，而热通道17内设置的波纹板状翅片19由于其独特的形状和布置，使得热空气只能上下流通，且不会脱离出热通道17，即热空气只能在子通道中流通，且热通道17内的翅片19左右两端最外侧的那一片翅片板刚好封闭了左右方向，阻隔了外界气体流进热通道17内，因此多个导热壁13无需其他设置，就自然而然使热通道17形成一个封闭独立的空间。
同样的，冷通道18内的翅片19使得外界空气只能沿左右方向流动，且不会脱离出冷通道18，即外界空气只能在子通道中流通，且冷通道18内的翅片19上下两端最外侧的那一片翅片板刚好封闭了上下方向，使热空气不会进入冷通道18内，多个导热壁13无需其他设置，就自然而然使冷通道18独立于热通道17。
在充电机的其他实施例中：导热壁的数量可以根据壳体的大小以及所需的换热效果进行调整；可以只在热通道或者只在冷通道内设置翅片；翅片可以不是波纹板结构，比如可以是固设在某一侧导热壁上的一个一个的翅片板，该翅片板的另一端与另一侧的导热壁接触，或者两侧的导热壁上均固设有翅片板，两侧翅片板的另一端部相接触；导热通道内均可以不设置翅片，此时热量只通过导热壁向外传递，这时导热通道仍然是由导热壁拼合围成，也就是说，导热壁仍然是彼此独立的，这时导热壁的形状可以是一种比较复杂的结构，比如导热壁的端部自带有与相邻的导热壁拼合围成导热通道的拼合翅板；冷通道的进口处也可不设置风机，此时可以依靠空气自然流动进行散热；冷通道的进口和出口也可分别位于壳体的前后面上；冷通道和热通道的延伸方向可以不是垂直的，比如热通道是上下延伸，而冷通道是斜向上延伸；冷通道内流通的可以不是气体，也可以是液体。
充电机机柜的实施例如图1~图4所示，充电机机柜的具体结构与上述充电机实施例中所述的机柜相同，在此不再详述。
换热器的实施例如图1~图4所示，换热器的具体结构与上述充电机实施例中所述的换热器相同，在此不再详述。

Claims (10)

1.一种换热器，包括壳体，其特征在于：壳体内设有三个以上沿厚度方向间隔并列排布的导热壁，任意相邻的两导热壁拼合围成导热通道，导热通道分为热通道和冷通道，热通道与冷通道沿导热壁的排布方向交替设置，热通道具有用于与机柜密封配合的热通道进风口和热通道出风口，冷通道具有独立于热通道的冷通道进口和冷通道出口，热通道进风口和冷通道进口为异面设置。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述热通道有至少两个，热通道进风口和热通道出风口均位于壳体的底部，壳体内的顶部于导热壁的上方设有过风通道以供机柜内热空气从热通道进风口自下而上流经一部分热通道后进入该过风通道并从另一部分热通道自上而下流向热通道出风口。
3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述冷通道进口位于壳体的与热通道进风口垂直的侧面上，冷通道出口的所在面与所述侧面相对。
4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于：所述热通道出风口处设置有第一风机，第一风机的吸风口朝向热通道内部，第一风机的排风口朝向机柜内部，所述冷通道进口处设置有第二风机，第二风机的吸风口朝向外界，第二风机的排风口朝向冷通道内部。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的换热器，其特征在于：所述冷通道和/或热通道内设置有用于将冷通道和/或热通道隔设成多个子通道的翅片。
6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于：所述翅片一体设置而构成波纹板结构。
7.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于：所述翅片固设于导热通道的一侧或/和两侧导热壁上。
8.一种充电机机柜，充电机机柜的顶部设置有换热器，换热器包括壳体，其特征在于：壳体内设有三个以上沿厚度方向间隔并列排布的导热壁，任意相邻的两导热壁拼合围成导热通道，导热通道分为热通道和冷通道，热通道与冷通道沿导热壁的排布方向交替设置，热通道具有与充电机机柜密封配合的热通道进风口和热通道出风口，冷通道具有独立于热通道的冷通道进口和冷通道出口，热通道进风口和冷通道进口为异面设置。
9.根据权利要求8所述的充电机机柜，其特征在于：所述热通道有至少两个，热通道进风口和热通道出风口均位于壳体的底部，壳体内的顶部于导热壁的上方设有过风通道以供机柜内热空气从热通道进风口自下而上流经一部分热通道后进入该过风通道并从另一部分热通道自上而下流向热通道出风口，所述冷通道进口位于壳体的与热通道进风口垂直的侧面上，冷通道出口的所在面与所述侧面相对。
10.一种充电机，包括机柜，机柜内设置有充电模块，机柜的顶部设置有换热器，换热器包括壳体，其特征在于：壳体内设有三个以上沿厚度方向间隔并列排布的导热壁，任意相邻的两导热壁拼合围成导热通道，导热通道分为热通道和冷通道，热通道与冷通道沿导热壁的排布方向交替设置，热通道具有与机柜密封配合的热通道进风口和热通道出风口，冷通道具有独立于热通道的冷通道进口和冷通道出口，热通道进风口和冷通道进口为异面设置。
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