CN109661154A - 一种基于模块化设计的密闭机柜用气液热交换器 - Google Patents

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唐文辉
刘波
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Abstract

本发明公开了一种基于模块化设计的新型气液热交换器，其结构组成包括：控制模块、供风模块、监测模块、换热器、罩壳、导风罩和液冷管路等。该装置将需要经常维修的元器件按照功能分为控制模块、供风模块和监测模块，其中控制模块为供风模块和监测模块供电，同时接收监测模块的信号。供风模块为密闭机柜提供循环风。监测模块则用于监测密闭机柜内部温度和湿度，并将信号发送给控制模块。以上各个模块之间通过电接头实现连接和通信。该气液热交换器安装在密闭机柜背部，适用于舰船舱室维修空间狭窄的情况，维修时只需要从密闭机柜舱室面打开柜门，将需要维修的模块拆除并断开电接头更换即可完成维修。

Description

一种基于模块化设计的密闭机柜用气液热交换器
技术领域
本发明涉及一种密闭机柜用气液热交换器。
背景技术
机柜的环境控制系统主要分为外循环风冷式和内循环风冷式。外循环风冷式环境控制系统通过外部循环通风装置将低温、低湿的空气通过出风管道送至密闭机柜，机柜内部的进风管道则将循环通风装置处理后的空气送至各个热源处，达到降温除湿的目的。该环境控制系统在机柜与循环通风装置之间需要设置通风管道，占用空间较大，且对循环通风装置出风口风压要求较高。内循环风冷式环境控制系统是新型舰载型密闭机柜所采用的环境控制方法，其通过密闭机柜上安装的气液热交换器，将机柜内部空气吸入气液热交换器并与气液热交换器内部的换热器进行换热，最后将冷却后的空气送回机柜内部，从而达到降温除湿的目的。该方案节省了机柜外部回风管道及循环通风装置占用的空间，使得机柜内部空气在机柜内循环流动，同时也避免了外循环式风管的泄漏和外部空气进入机柜内导致机柜内环境恶化的危险。但该方案中气液热交换器在维修时需要先从机柜背部拆除，而密闭机柜周围大多空间狭窄，机柜安装后很难从背后进行维修操作。
由于目前常用气液热交换器安装于密闭机柜背部，其内部易损元器件在维修时，需要将气液热交换器从密闭机柜内部拆除后再进行相应元器件维修。但很多情况下尤其是在舰船舱室内，密闭机柜安装空间有限，其背部和两侧可移动空间极小，这为气液热交换器的维修带来了极大地困难。本发明在舰载密闭机柜气液热交换器的基础上研制出了一种基于模块化设计的气液热交换器。该装置内部结构简单、紧凑，可以从正面进行维修操作，且维修操作简单。
发明内容
本发明提出了一种基于模块化设计的新型气液热交换器，用于解决气液热交换器不易维修的问题。该装置可采用钣金件作为其主体结构，包括控制模块、供风模块、监测模块、换热器、罩壳、导风罩和液冷管路等。其中控制模块为供风模块和监测模块供电，同时接收监测模块的信号，控制模块与供风模块和监测模块之间通过电接头实现电连接；供风模块为密闭机柜内部提供循环风，循环风与换热器换热，达到为密闭机柜降温除湿的目的；监测模块则用于监测机柜内部温度和湿度，并将信号发送给控制模块；罩壳为气液热交换器的外壳，用于安装和支撑各个模块；导风罩将供风模块提供的循环风导入到机柜内部；液冷管路与换热器连接，为换热器提供冷却液，将密闭机柜内部热量带出。
装置中需要经常维修的元器件按照功能分为控制模块、供风模块和监测模块，各个模块之间通过电接头实现点连接。气液热交换器实际维修时只需要从舱室面打开柜门，将各个模块拆除并断开电接头更换相应模块即可。
本发明与已有技术相比，其优点与积极效果是：
1、结构简单、重量轻。本发明的气液热交换器主体结构采用钣金件，因此整体重量较轻。并且由于采用模块化设计，因此结构简单。
2、维修性高、拆装方便。本发明的气液热交换器采用模块化设计，包括控制模块、供风模块和监测模块，各模块均可从所安装的密闭机柜舱室面进行拆装，因此维修方便。
附图说明
图1是气液热交换器安装图。
图2是气液热交换器总装图(去除12)。
图3是控制模块结构原理图。
图4是供风模块结构原理图。
图5是监测模块结构原理图。
其中：1-挡板，2-控制模块，3-供风模块，4-监测模块，5-挡板，6-换热器，7-罩壳，8-排凝管，9-回液管，10-进液管，11-密闭机柜，12-导风罩，201-PCB板，202-托架，203-安装架，301-离心风机，302-U形架，303-面板，304-把手，401-温度传感器，402-湿度传感器，403-转接块。
具体实施方式
基于模块化设计的密闭机柜气液热交换器将各个易损元器件按照功能分为控制模块2、供风模块3和监测模块4，各个模块之间的电气连接通过电连接器连接，维修时只需更换相应故障模块即可。
控制模块安装于气液热交换器的顶部位置，其安装采用导轨导入后螺钉锁死的安装结构，具体结构如图3所示，PCB板201安装在托架202上形成控制模块，安装架203焊接在罩壳7上。维修时，只需要从正面拆除挡板1，松开控制模块2的托架202与安装架203之间的紧固螺钉，并断开相应的电连接器即可拆除控制模块2；反之即可完成控制模块2的安装。
供风模块3安装于气液热交换器上部，具体结构如图4所示。离心风机301安装于U形架302上，U形架302与面板303连接，同时为了便于风机模块拆卸，面板303上安装把手304。维修时，只需要松开供风模块3与气液热交换器罩壳7之间的紧固螺钉，并断开相应的电连接器即可拆除供风模块3；反之即可完成供风模块3的安装。
监测模块4位于供风模块3的离心风机301出风口处，用于监测密闭机柜11内部温湿度信息，具体结构如图5所示。温度传感器401、湿度传感器402安装于转接块403上，转接块403安装罩壳7上。维修时只需松开转接块403与罩壳7之间的紧固螺钉，断开相应的电连接器即可拆除监测模块4；反之即可完成监测模块4的安装。

Claims (4)

1.一种基于模块化设计的密闭机柜用气液热交换器，其特征在于：包括控制模块(2)、供风模块(3)、监测模块(4)、换热器(6)、罩壳(7)、导风罩(12)和液冷管路(8)、(9)、(10)；其中控制模块(2)为供风模块(3)和监测模块(4)供电，同时接收监测模块(4)的信号，控制模块(2)与供风模块(3)和监测模块(4)之间通过电接头实现电连接；供风模块(3)为密闭机柜(11)内部提供循环风，循环风与换热器(6)换热，达到为密闭机柜(11)降温除湿的目的；监测模块(2)则用于监测机柜内部温度和湿度，并将信号发送给控制模块(2)；罩壳(7)为气液热交换器的外壳，用于安装和支撑各个模块；导风罩(12)将供风模块提供的循环风导入到机柜内部；液冷管路(8)、(9)、(10)与换热器(6)连接，为换热器(6)提供冷却液，将密闭机柜(11)内部热量带出。
2.根据权利要求1所述的基于模块化设计的密闭机柜用气液热交换器，其特征在于：所述的控制模块(2)由PCB板(201)、托架(202)组成，安装架(203)焊接在罩壳(7)上；控制模块(2)安装时，托架(202)沿着安装架(203)上的导轨槽导入，之后用螺钉紧固于安装架(203)上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的基于模块化设计的密闭机柜用气液热交换器，其特征在于：所述的供风模块(3)包括离心风机(301)、U形架(302)、面板(303)和把手(304)；其中离心风机(301)安装于U形架(302)上，U形架(302)和把手(304)安装于面板(303)上；整个供风模块最终通过面板(303)与罩壳(7)固定。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的基于模块化设计的密闭机柜用气液热交换器，其特征在于：所述的监测模块(4)包括温度传感器(401)、湿度传感器(402)和转接块(403)组成；其中温度传感器(401)和湿度传感器(402)均安装于转接块(403)上，转接块(403)安装于气液热交换器罩壳(7)上。
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