CN111380238A - 温控设备及其热交换单元 - Google Patents

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CN111380238A CN201811608719.8A CN201811608719A CN111380238A CN 111380238 A CN111380238 A CN 111380238A CN 201811608719 A CN201811608719 A CN 201811608719A CN 111380238 A CN111380238 A CN 111380238A
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汪则鑫
陈加伟
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Abstract

本发明提供一种温控设备，设置于第一环境及第二环境。温控设备包括热交换单元、压缩机、循环回路以及工作流体。热交换单元分隔为第一热交换区及第二热交换区，热交换单元包括多个散热鳍片及至少一管路，管路先循行于第一热交换区再循行于第二热交换区中，并由散热鳍片进行散热，第一热交换区对应设置于第一环境，第二热交换区对应设置于第二环境。循环回路连通热交换单元及压缩机。工作流体位于循环回路之中，压缩机对工作流体做功，以使工作流体执行温度调控的功能。

Description

温控设备及其热交换单元
技术领域
本发明关于一种温控设备及其热交换单元，特别关于一种同时具有冷凝器及蒸发器功能的热交换单元。
背景技术
传统通信机柜内部摆放有电子通讯设备、电源转换器，或备用电池等。机柜本体多为金属材质制作而成，柜内外部隔绝防尘防水，以保护柜内电子组件。柜体内部为一密闭空间，一般多在柜体上装散热设备以防止柜内温度过高。
现有存在的散热设备例如混合型空调机，是将热管式热交换器与空调式热交换器装在一起达到双机一体的功能，但需包含两件以上的热管式热交换器，内部管路配置复杂并需要使用管路路径切换阀、膨胀阀等组件，且须通过焊接将复杂的管路连通，不仅提高成本、增加工时，更容易造成组装失误。
因此，若能提供一种同时具有冷凝器及蒸发器功能的热交换单元，使应用该热交换单元的温控设备能减少元件使用数量，以减少焊接处理进而降低组装失误，将会对此领域的技术带来相当大的突破。
发明内容
本发明的目的为提供一种具有同时具有冷凝器及蒸发器功能的热交换单元以及应用其的温控设备。相较于现有的温控设备，本发明的温控设备能减少组件使用数量，以减少焊接处理进而降低组装失误，更能使温控设备体积缩小，达到降低成本、强化整体功能，并且能提高散热面积等优点。
本发明提供一种温控设备，设置于第一环境及第二环境。温控设备包括热交换单元、压缩机、循环回路以及工作流体。热交换单元分隔为第一热交换区及第二热交换区，热交换单元包括多个散热鳍片及至少一管路，至少一管路先循行于第一热交换区再循行于第二热交换区中，并由散热鳍片进行散热，第一热交换区对应设置于第一环境，第二热交换区对应设置于第二环境。循环回路连通热交换单元及压缩机。工作流体位于循环回路之中，压缩机对工作流体做功，以使工作流体执行温度调控的功能。
在一实施例中，第一热交换区为冷凝区，第二热交换区为蒸发区。
在一实施例中，至少一管路包括一入口以及一出口，入口以及出口分别位于第一热交换区及第二热交换区，热交换单元通过至少一管路的入口以及出口与循环回路连接。
在一实施例中，至少一管路为多个管路，多个该管路中的至少其中之一邻近入口以及出口的管径较大，远离入口以及出口的管径较小。
在一实施例中，至少一管路为多个管路，多个该管路中的至少其中之一无法使工作流体流通。
在一实施例中，温控设备更包括一第一风扇及一第二风扇，第一风扇对应第一热交换区设置于第一环境，第二风扇对应第二热交换区设置于第二环境。
在一实施例中，第一热交换区及第二热交换区中的多个该散热鳍片非连续设置。
在一实施例中，至少一管路为扁平管、圆管、椭圆管、矩形管或波纹管。
在一实施例中，管路包含一毛细管区。管路在毛细管区以外的管路总截面积大于在毛细管区的管路总截面积。
本发明还提供一种热交换单元设置于一第一环境及一第二环境。热交换单元包括多个散热鳍片、至少一管路及至少一工作流体，并分隔为一第一热交换区及一第二热交换区。至少一管路来回循行于第一热交换区及第二热交换区中，并由多个该散热鳍片进行散热。第一热交换区对应设置于第一环境，第二热交换区对应设置于第二环境。至少一工作流体位于至少一管路之中并执行温度调控的功能。
在一实施例中，各管路的两端是互相连接并封闭的。
在一实施例中，第一热交换区及第二热交换区中的多个该散热鳍片非连续设置。
在一实施例中，热交换单元不与任一压缩机连接。
综上所述，本发明的温控设备能减少组件使用数量、减少焊接处理，更能使温控设备体积缩小，达到降低成本、强化整体功能，并且能提高散热面积。
附图说明
图1为本发明温控设备的较佳实施例的示意图。
图2A为图1所示的温控设备的热交换单元的第一实施例的示意图。
图2B为图1所示的温控设备的热交换单元的第二实施例的示意图。
图3A为本发明热交换单元的第三实施例的示意图。
图3B为本发明热交换单元的第四实施例的示意图。
附图标记说明
1、1a、1b、1c：热交换单元
11：散热鳍片
12、12a、12b、12c：管路
121、121a：入口
122、122a：出口
2：压缩机
3：循环回路
41：第一风扇
42：第二风扇
A1、A1’：第一热交换区
A2、A2’：第二热交换区
A3：区域
E1：第一环境
E2：第二环境
R1：温控设备
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明温控设备及热交换单元的较佳实施例，其中相同的组件将以相同的附图标记加以说明。
请参照图1及图2A，图1为本发明温控设备R1的较佳实施例的示意图，图中的温控设备R1，设置于第一环境E1及第二环境E2。温控设备R1包括热交换单元1/1a、压缩机2、循环回路3以及工作流体。热交换单元1/1a分隔为第一热交换区A1及第二热交换区A2。
请参照图2A并同时参照图1，图2A为图1所示的温控设备R1的热交换单元1的第一实施例的示意图。热交换单元1包括多个散热鳍片11及至少一管路12，管路12先循行于第一热交换区A1再循行于第二热交换区A2中，并由散热鳍片11进行散热，第一热交换区A1对应设置于第一环境E1，第二热交换区A2对应设置于第二环境E2。举例而言，温控设备R1的所有组件可设置于同一壳体(图未示)中，温控设备R1仅具有一个热交换单元1，且分隔为第一热交换区A1及第二热交换区A2。第一热交换区A1及第二热交换区A2分别对应设置于第一环境E1及第二环境E2(亦即，部分壳体及第一热交换区A1设置于第一环境E1，部分壳体及第二热交换区A2设置于第二环境E2)。藉此设计，本发明的热交换单元能减少组件使用数量，以减少焊接处理，进而降低组装失误。另外，如图2A所示，管路12先来回循行于第一热交换区A1再来回循行于第二热交换区A2中，特别地，图中虽仅显示一个管路12用以说明，然而，热交换单元1可具有多个管路12，循行方式与图2A相同，本发明并无限制。
在本实施例中，循环回路3连通热交换单元1及压缩机2。工作流体位于循环回路3之中，压缩机2对工作流体做功，以使工作流体执行温度调控的功能。
在本实施例中，第一热交换区A1为冷凝区，第二热交换区A2为蒸发区。第一环境E1例如但不限于室外或壳体外，第二环境E2例如但不限于室内或壳体内，只要第一环境E1与第二环境E2为不同的环境即可。举例而言，通讯设备、电子设备等设备与本发明的温控设备R1设置于同一壳体内(部分壳体及第一热交换区A1设置于第一环境E1，部分壳体及第二热交换区A2设置于第二环境E2)，若要降低通讯设备或电子设备的温度，设置在第二环境E2中的第二热交换区A2将热量带至设置在第一环境E1中的第一热交换区A1以调控温度，此时，第一热交换区A1具有冷凝区的功能，第二热交换区A2具有蒸发区的功能。
在本实施例中，管路12包括一入口121以及一出口122，入口121以及出口122分别位于第一热交换区A1及第二热交换区A2，热交换单元1通过管路12的入口121以及出口122与循环回路3连接。特别地，图中虽仅显示一个管路12用以说明，然而，热交换单元1可具有多个管路12，循行方式与图2A相同，且多个管路12可各具有入口121以及出口122，多个入口121以及多个出口122可各自与循环回路3连接；或者，多个入口121以及多个出口122可先汇集在一起再与循环回路3连接，本发明并无限制。
请参照图2B，为图1所示的温控设备的热交换单元1a的第二实施例的示意图。在本实施例中，热交换单元1a通过管路12a的入口121a以及出口122a与循环回路3连接。管路12a中的至少其中之一邻近入口121a以及出口122a的管径较大，远离入口121a以及出口122a的管径较小。详细而言，管路12a在邻近入口121a以及出口122a的管径较大，远离入口121a以及出口122a的管径较小，管径较小的区域如虚线框A3处所示，具有毛细管功能，可协助调整工作流体于第一热交换区A1及第二热交换区A2中的压力，以增进热交换单元1的热交换效率。特别地，图中虽仅显示一个管路12a用以说明，然而，热交换单元1a具有多个管路12a，多个管路12a中的至少其中之一管径从入口121a处至出口122a处不同(管径依序为大/小/大)，使得热交换单元1a具有毛细管功能。另外，图中虽显示管路12a在虚线框A3处的管径较小，然而，A3处管路12a也可仅有内径较小，外径与其他部分的管路12a相同，即，在外观上整个管路12a的管径皆一致，仅在管路12a的内径有差异，以使热交换单元1a具有毛细管功能。或者，多个管路12a的管径均相同，不过管路12a中的至少其中之一无法使工作流体流通，换言之，多个管路12a中的至少其中之一为封闭的，可使得热交换单元1a具有毛细管功能。在图2B中，可将热交换1a的区域A3视为毛细管区，复数管路12a在区域A3以外的管路总截面积大于在A3区域的管路总截面积。熟习此技术者当可了解毛细管的作用来进行相同功能的变化。
请再参照图1，温控设备R1还可包括一第一风扇41及一第二风扇42，第一风扇41对应第一热交换区A1设置于第一环境E1，第二风扇42对应第二热交换区A2设置于第二环境E2。第一风扇41及第二风扇42用以带动气流，以分别对第一热交换区A1及第二热交换区A2进行热交换。
请再参照图2A及2B，在此二实施例中，第一热交换区A1及第二热交换区A2中的该等散热鳍片11可为连续设置，即散热鳍片11延伸于第一环境E1与第二环境E2。特别地，在另一实施例中，第一热交换区A1及第二热交换区A2中的该等散热鳍片11可为非连续设置，以便于设置于不同环境中。
在此两个实施例中，管路12与管路12a例如但不限于扁平管、圆管、椭圆管、矩形管或波纹管。
请参照图3A，为本发明热交换单元的第三实施例的示意图。在本实施例中，热交换单元1b为独立设置，不与温控设备R1的压缩机2连接。图3A所示的热交换单元1b设置于第一环境E1及一第二环境E2。热交换单元1b包括多个散热鳍片11、至少一管路12b及至少一工作流体，并分隔为一第一热交换区A1’及一第二热交换区A2’，其中管路12b来回循行于第一热交换区A1’及第二热交换区A2’中，并由该等散热鳍片11进行散热，第一热交换区A1’对应设置于第一环境E1，第二热交换区A2’对应设置于第二环境E2，工作流体位于管路12b之中并执行温度调控的功能。图3A所示的热交换单元1b与图2A所示的热交换单元1不同之处为管路的设置方式。图3A所示的管路12b来回循行于热交换单元1b的第一热交换区A1’及第二热交换区A2’；图2A所示的管路12先来回循行于第一热交换区A1再来回循行于第二热交换区A2。
在图3A所示的实施例中，第一热交换区A1’为冷凝区，第二热交换区A2’为蒸发区。第一环境E1例如但不限于室外或壳体外，第二环境E2例如但不限于室内或壳体内，只要第一环境E1与第二环境E2为不同的环境即可。举例而言，通讯设备、电子设备等设备与本发明的热交换单元1b设置于同一壳体内(部分壳体及第一热交换区A1’设置于第一环境E1，部分壳体及第二热交换区A2’设置于第二环境E2)。若要降低通讯设备或电子设备的温度，设置在第二环境E2中的第二热交换区A2’将热量带至设置在第一环境E1中的第一热交换区A1’以调控温度，此时，第一热交换区A1’具有冷凝区的功能，第二热交换区A2’具有蒸发区的功能。
在本实施例中，管路12b的两端是互相连接并封闭的。特别地，图中虽仅显示一个管路12b用以说明，然而，热交换单元1b可具有多个管路12b，管路12b循行方式与图3A相同且管路12b的两端各自连接并封闭，本发明并无限制。
在本实施例中，第一热交换区A1’及第二热交换区A2’中的该等散热鳍片11可为非连续设置，以便于设置于不同环境中。
请参照图3B，为本发明热交换单元的第四实施例的示意图。如图所示的热交换单元1c的特征大体上与图3A所示的第三实施例相同，差异之处在于差异在于管路12c的两端各自封闭而不互相连接。在本实施例中，热交换单元1c也为独立设置，不与温控设备R1的压缩机2连接。
综上所述，本发明温控设备以及热交换单元能减少组件使用数量、减少焊接处理、降低组装失误，更能使温控设备体积缩小，达到降低成本、强化整体功能，并且能提高散热面积。
以上所述仅为举例性说明，而非用于进行限制。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请权利要求书的范围中。

Claims (13)

1.一种温控设备，其特征在于，设置于一第一环境及一第二环境，该温控设备包括：
一热交换单元，分隔为一第一热交换区及一第二热交换区，该热交换单元包括多个散热鳍片及至少一管路，该至少一管路先循行于该第一热交换区再循行于该第二热交换区中，并由多个该散热鳍片进行散热，该第一热交换区对应设置于该第一环境，该第二热交换区对应设置于该第二环境；
一压缩机；
一循环回路，连通该热交换单元及该压缩机；以及
一工作流体，位于该循环回路之中。
2.如权利要求1所述的温控设备，其特征在于，该第一热交换区为冷凝区，该第二热交换区为蒸发区。
3.如权利要求1所述的温控设备，其特征在于，该至少一管路包括一入口以及一出口，该入口以及该出口分别位于该第一热交换区及该第二热交换区，该热交换单元通过该至少一管路的该入口以及该出口与该循环回路连接。
4.如权利要求3所述的温控设备，其特征在于，该至少一管路为多个管路，多个该管路中的至少其中之一邻近该入口以及该出口的管径较大，远离该入口以及该出口的管径较小。
5.如权利要求3所述的温控设备，其特征在于，该至少一管路为多个管路，多个该管路中的至少其中之一无法使该工作流体流通。
6.如权利要求1所述的温控设备，其特征在于，还包括一第一风扇及一第二风扇，该第一风扇对应该第一热交换区设置于该第一环境，该第二风扇对应该第二热交换区设置于该第二环境。
7.如权利要求1所述的温控设备，其特征在于，该第一热交换区及该第二热交换区中的多个该散热鳍片非连续设置。
8.如权利要求1所述的温控设备，其特征在于，该至少一管路为扁平管、圆管、椭圆管、矩形管或波纹管。
9.如权利要求1所述的温控设备，其特征在于，该管路包含一毛细管区，该管路在该毛细管区以外的管路总截面积大于在该毛细管区的管路总截面积。
10.一种热交换单元，其特征在于，设置于一第一环境及一第二环境，该热交换单元包括多个散热鳍片、至少一管路及至少一工作流体，并分隔为一第一热交换区及一第二热交换区，其中该至少一管路来回循行于该第一热交换区及该第二热交换区中，并由多个该散热鳍片进行散热，该第一热交换区对应设置于该第一环境，该第二热交换区对应设置于该第二环境，该至少一工作流体，位于该至少一管路之中。
11.如权利要求10所述的热交换单元，其特征在于，各该至少一管路的两端是互相连接并封闭的。
12.如权利要求10所述的热交换单元，其特征在于，该第一热交换区及该第二热交换区中的多个该散热鳍片非连续设置。
13.如权利要求10所述的热交换单元，其特征在于，该热交换单元不与任一压缩机连接。
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