CN108716865A - 一种空气热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空气热交换装置。空气热交换装置包括：热风管道、热风循环风机、热交换箱体、空气收集器、冷风管道和冷风循环风机，热风管道的进风口与待冷却设备的出风口连接，且热风管道上设置有热风循环风机，设置在冷却水中的热交换箱体的进风口与热风管道的出风口连接，热交换箱体的出风口与空气收集器的进风口连接，空气收集器的出风口与冷风管道的进风口连接，且冷风管道上设置有冷风循环风机，冷风管道的出风口与待冷却设备的进风口连接。本发明利用冷却水的温度低、热容量大、热交换快的特点，把热空气引入冷却水中，空气在冷却水中由下往上浮动，由冷却水带走空气中的热量，从而获得低成本的冷气为设备散热，以达到节能减排的目的。

Description

一种空气热交换装置

技术领域

本发明涉及散热设备领域，特别是涉及一种空气热交换装置。

背景技术

生产生活中许多设备在运行中会产生巨大的热量，为了保证设备的正常运行，需要大量的冷气对其进行降温。目前，用于设备散热的方式主要有空调制冷散热、新风系统散热和把设备浸在绝缘油里散热等方式。其中，利用空调制冷空气以带走设备热量的散热方式，存在能耗高，能源效率低和成本高的缺点。新风系统散热是通过抽取和过滤温度较低的空气为设备降温，这种散热方式受季节差异的限制，无法做到长期使用，而且对空气质量要求非常高，PM2.5的过滤成本很高，甚至高于空调。把设备浸在绝缘油里面，通过循环的油带走热量的散热方式也存在投资高，运营成本高的问题。

因此，如何提供一种低成本的散热装置，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气热交换装置，所述空气热交换装置利用冷却水的温度低、热容量大、热交换快的特点，把热空气引入冷却水中，热空气在冷却水中由下往上浮动，由冷却水带走其中的热量，从而获得低成本的冷气，以达到节能减排的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种空气热交换装置，所述空气热交换装置包括：热风管道、热风循环风机、热交换箱体、空气收集器、冷风管道和冷风循环风机，其中，

所述热风管道的进风口与待冷却设备的出风口连接，且所述热风管道上设置有所述热风循环风机，所述热交换箱体的进风口与所述热风管道的出风口连接，所述热交换箱体的出风口与所述空气收集器的进风口连接，所述空气收集器的出风口与所述冷风管道的进风口连接，且所述冷风管道上设置有与所述冷风管道连通的所述冷风循环风机，所述冷风管道的出风口与所述待冷却设备的进风口连接，其中，所述热交换箱体设置在冷却水中，且所述热交换箱体设置有进水口和出水口。

可选的，所述空气热交换装置还包括控制器和热风温度传感器，其中，

所述热风温度传感器设置在所述热风管道的进风口处，所述热风温度传感器用于采集所述待冷却设备排出的热风的温度数据；

所述控制器分别与所述热风温度传感器、所述热风循环风机、所述空气收集器和所述冷风循环风机连接，所述控制器用于获取所述热风温度传感器采集的热风的温度数据，并当所述热风的温度数据大于设定的热风温度阈值时，发出启动指令以启动所述热风循环风机、所述空气收集器和所述冷风循环风机。

可选的，所述空气热交换装置还包括与所述控制器连接的冷风温度传感器，所述冷风温度传感器设置在所述冷风管道中，所述冷风温度传感器用于采集所述冷风管道中冷风的温度数据，所述控制器用于获取所述冷风温度传感器采集的所述冷风的温度数据，并当所述冷风的温度数据小于或者等于设定的冷风温度阈值时，发出停止指令以控制所述热风循环风机、所述空气收集器和所述冷风循环风机停止工作。

可选的，所述空气热交换装置还包括分别与所述控制器连接的冷风湿度传感器和冷风除湿器，其中，

所述冷风除湿器与所述冷风管道连通，所述冷风湿度传感器设置在所述冷风管道中，所述冷风湿度传感器用于采集所述冷风管道中冷风的湿度数据，所述控制器用于获取所述冷风湿度传感器采集的所述冷风的湿度数据，并当所述冷风的湿度数据大于设定的冷风湿度阈值时，发出除湿启动指令以控制所述冷风除湿器工作。

可选的，所述空气热交换装置还包括与所述控制器连接的显示器，所述显示器用于显示所述热风温度传感器采集的温度数据、所述冷风温度传感器采集的温度数据和所述冷风湿度传感器采集的湿度数据。

可选的，所述空气热交换装置还包括与所述控制器连接的报警器，所述控制器用于当所述冷风温度传感器采集的冷风的温度数据在设定的冷却周期内大于所述冷风温度阈值，和/或，当所述冷风湿度传感器采集的冷风的湿度数据在设定的除湿周期内大于所述冷风湿度阈值时，发出报警指令以控制所述报警器发出报警信息。

可选的，所述热交换箱体的出水口高于进水口。

可选的，所述热交换箱体的进风口设置在所述热交换箱体的底部。

可选的，所述冷风管道的外表面包裹有保温层。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的空气热交换装置包括：热风管道、热风循环风机、热交换箱体、空气收集器、冷风管道和冷风循环风机。待冷却设备产生的热风通过热风循环风机和热风管道输送到设置在冷却水中的热交换箱体中，热空气在浮力的作用下由下向上运动，带动热交换箱体中的冷却水自下往上运动，从而使热交换箱体中的冷却水保持较低的温度。同时，热空气在运动过程中接触到温度较低的冷却水，热量被循环的冷却水带走，降温后的空气浮出水面后进入空气收集器内，冷风循环风机抽取空气收集器内已经降温的空气，通过冷风管道输入给待冷却设备进行降温制冷。本发明利用冷却水的温度低、热容量大、热交换快的特点，把热空气引入冷却水中，空气在冷却水中由下往上浮动，由冷却水带走空气中的热量，从而获得低成本的冷气为设备散热，以达到节能减排的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种空气热交换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种空气热交换装置，所述空气热交换装置利用冷却水的温度低、热容量大、热交换快的特点，把热空气引入冷却水中，热空气在冷却水中由下往上浮动，由冷却水带走其中的热量，从而获得低成本的冷气，以达到节能减排的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的一种空气热交换装置的结构示意图。如图1所示，一种空气热交换装置，所述空气热交换装置用于冷却设备1，所述空气热交换装置包括：热风管道2、热风循环风机3、热交换箱体4、空气收集器5、冷风管道6和冷风循环风机7、控制器8、冷风除湿器9、显示器10、报警器11、热风温度传感器、冷风湿度传感器、冷风温度传感器、其中，

所述热风管道2的进风口与设备1的出风口连接，且所述热风管道2上设置有所述热风循环风机3，所述热交换箱体4的进风口与所述热风管道2的出风口连接，所述热交换箱体4的出风口与所述空气收集器5的进风口连接，所述空气收集器5的出风口与所述冷风管道6的进风口连接，且所述冷风管道6上设置有与所述冷风管道6连通的所述冷风循环风机7，所述冷风管道6的出风口与设备1的进风口连接，其中，所述热交换箱体4设置在冷却水中，且所述热交换箱体4设置有进水401口和出水口402。其中，图1中的虚线表示冷却水的水面。

为了便于热空气带动热交换箱体4中的冷却水自下往上运动，本实施例中所述热交换箱体4的进风口设置在所述热交换箱体4的底部，且所述热交换箱体4的出水口402高于进水口401。为了保证冷却效果，可设置多个进水口和出水口，同时，可在所述冷风管道6的外表面包裹保温层。

本实施例中，所述热风温度传感器设置在所述热风管道2的进风口处，所述热风温度传感器用于采集待冷却的设备1排出的热风的温度数据。所述控制器8分别与所述热风温度传感器、所述热风循环风机3、所述空气收集器5和所述冷风循环风机7连接，所述控制器8用于获取所述热风温度传感器采集的热风的温度数据，并当所述热风的温度数据大于设定的热风温度阈值时，发出启动指令以启动所述热风循环风机3、所述空气收集器5和所述冷风循环风机7。

所述冷风温度传感器与所述控制器8，所述冷风温度传感器设置在所述冷风管道6中，所述冷风温度传感器用于采集所述冷风管道6中冷风的温度数据，所述控制器8用于获取所述冷风温度传感器采集的所述冷风的温度数据，并当所述冷风的温度数据小于或者等于设定的冷风温度阈值时，发出停止指令以控制所述热风循环风机3、所述空气收集器5和所述冷风循环风机7停止工作。

冷风湿度传感器和冷风除湿器9分别与所述控制器8连接，其中，所述冷风除湿器9与所述冷风管道6连通，所述冷风湿度传感器设置在所述冷风管道6中，所述冷风湿度传感器用于采集所述冷风管道6中冷风的湿度数据，所述控制器8用于获取所述冷风湿度传感器采集的所述冷风的湿度数据，并当所述冷风的湿度数据大于设定的冷风湿度阈值时，发出除湿启动指令以控制所述冷风除湿器9工作。

本实施例中，显示器10和报警器11与所述控制器8连接，所述显示器10用于显示所述热风温度传感器采集的温度数据、所述冷风温度传感器采集的温度数据和所述冷风湿度传感器采集的湿度数据。当所述冷风温度传感器采集的冷风的温度数据在设定的冷却周期内大于所述冷风温度阈值，和/或，当所述冷风湿度传感器采集的冷风的湿度数据在设定的除湿周期内大于所述冷风湿度阈值时，所述控制器8会发出报警指令，控制所述报警器11发出报警信息。本实施例中，报警器11为声光报警器。

待冷却设备产生的热量，通过热风循环风机和热风管道，输送到冷却水中的交换箱底部，热空气在交换箱底部流入，由于浮力，由下往上运动，在运动过程中接触到温度较低的冷却水，热量被冷却水交换走，空气得到降温，空气浮出水面，进入空气收集器内，冷风循环风机抽取空气收集器内已经降温的空气，经过除湿器除湿获得干燥的冷气直接对设备进行制冷降温，以此循环达到低成本为设备散热的目的。

本发明利用一定深度的水温度很低、热容量大、热交换快的特点，把热空气引入水中，空气在水中由下往上浮动，由水带走空气中的热量，获得低成本的冷气为设备散热。本发明提供的空气热交换装置的优点有：

1)能耗低、成本低。

2)无污染，对环境影响小。

3)时间上四季可实施。

4)区域上不受经纬度影响。

5)来源广，取之不尽。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种空气热交换装置，其特征在于，所述空气热交换装置包括：热风管道、热风循环风机、热交换箱体、空气收集器、冷风管道和冷风循环风机，其中，

所述热风管道的进风口与待冷却设备的出风口连接，且所述热风管道上设置有所述热风循环风机，所述热交换箱体的进风口与所述热风管道的出风口连接，所述热交换箱体的出风口与所述空气收集器的进风口连接，所述空气收集器的出风口与所述冷风管道的进风口连接，且所述冷风管道上设置有与所述冷风管道连通的所述冷风循环风机，所述冷风管道的出风口与所述待冷却设备的进风口连接，其中，所述热交换箱体设置在冷却水中，且所述热交换箱体设置有进水口和出水口。

2.根据权利要求1所述的空气热交换装置，其特征在于，所述空气热交换装置还包括控制器和热风温度传感器，其中，

所述热风温度传感器设置在所述热风管道的进风口处，所述热风温度传感器用于采集所述待冷却设备排出的热风的温度数据；

所述控制器分别与所述热风温度传感器、所述热风循环风机、所述空气收集器和所述冷风循环风机连接，所述控制器用于获取所述热风温度传感器采集的热风的温度数据，并当所述热风的温度数据大于设定的热风温度阈值时，发出启动指令以启动所述热风循环风机、所述空气收集器和所述冷风循环风机。

3.根据权利要求2所述的空气热交换装置，其特征在于，所述空气热交换装置还包括与所述控制器连接的冷风温度传感器，所述冷风温度传感器设置在所述冷风管道中，所述冷风温度传感器用于采集所述冷风管道中冷风的温度数据，所述控制器用于获取所述冷风温度传感器采集的所述冷风的温度数据，并当所述冷风的温度数据小于或者等于设定的冷风温度阈值时，发出停止指令以控制所述热风循环风机、所述空气收集器和所述冷风循环风机停止工作。

4.根据权利要求3所述的空气热交换装置，其特征在于，所述空气热交换装置还包括分别与所述控制器连接的冷风湿度传感器和冷风除湿器，其中，

所述冷风除湿器与所述冷风管道连通，所述冷风湿度传感器设置在所述冷风管道中，所述冷风湿度传感器用于采集所述冷风管道中冷风的湿度数据，所述控制器用于获取所述冷风湿度传感器采集的所述冷风的湿度数据，并当所述冷风的湿度数据大于设定的冷风湿度阈值时，发出除湿启动指令以控制所述冷风除湿器工作。

5.根据权利要求4所述的空气热交换装置，其特征在于，所述空气热交换装置还包括与所述控制器连接的显示器，所述显示器用于显示所述热风温度传感器采集的温度数据、所述冷风温度传感器采集的温度数据和所述冷风湿度传感器采集的湿度数据。

6.根据权利要求4所述的空气热交换装置，其特征在于，所述空气热交换装置还包括与所述控制器连接的报警器，所述控制器用于当所述冷风温度传感器采集的冷风的温度数据在设定的冷却周期内大于所述冷风温度阈值，和/或，当所述冷风湿度传感器采集的冷风的湿度数据在设定的除湿周期内大于所述冷风湿度阈值时，发出报警指令以控制所述报警器发出报警信息。

7.根据权利要求1所述的空气热交换装置，其特征在于，所述热交换箱体的出水口高于进水口。

8.根据权利要求1所述的空气热交换装置，其特征在于，所述热交换箱体的进风口设置在所述热交换箱体的底部。

9.根据权利要求1所述的空气热交换装置，其特征在于，所述冷风管道的外表面包裹有保温层。