CN112004374A - 一种机柜空调 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种机柜空调，一种机柜空调，包括隔板、分别相对扣设在隔板前后两侧的前盖和后盖，所述前盖与隔板之间形成内循环换热腔，后盖与隔板之间形成外循环换热腔，内循环换热腔与外循环换热腔之间通过隔板相互隔绝。在外循环系统中的基板具有可供制冷剂流动的流道，在基板的最外侧有直接暴露在外部空间散热翅片，其利用空气自然对流进行散热。本发明结构布局合理、紧凑，材料耐腐蚀，模块化设计加工简便，成本较低，易于安装与维修，工作时噪音较小，外观美观，换热效果表现优秀。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体是利用压缩机制冷为负载散热的机柜空调。
背景技术
科学技术在飞速发展，电子元器件的微型化、高密度和高集成性，使得设备的集成性越来越高，这些电子设备工作时会产生大量的热量，这些热量如果不及时排出则会影响设备的稳定和使用寿命。
机柜空调是能够对电气控制柜、电子控制柜等机柜内的空气的温度、相对湿度、流动速度进行调节的装置，目前市场上的机柜空调体积都过于庞大、结构松散、复杂，散热效果不尽人意，生产、安装和维修过程都过于繁琐。如某些无线通讯基站专用整体式空调，其体积较大，制冷效果一般。这一现象对于日益小型化的机柜来说，如此体型庞大，效率一般的空调显然不适合。
因此我们提出一种结构紧凑，制冷效果优秀且易于维护的机柜空调，以克服以上所述现有技术的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种机柜空调，达到结构紧凑，制冷效果好的目的。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种机柜空调，包括隔板、分别相对扣设在隔板前后两侧的前盖和后盖，所述前盖与隔板之间形成内循环换热腔，后盖与隔板之间形成外循环换热腔，内循环换热腔与外循环换热腔之间通过隔板相互隔绝；
所述内循环换热腔内设有内循环换热系统，用于机柜内的空气制冷，所述内循环换热系统包括蒸发器；
所述外循环换热腔中安装有外循环换热系统，外循环换热系统包括冷凝换热器、压缩机以及外循环离心风机，所述蒸发器、压缩机及冷凝换热器通过管道依次连接并形成回路；
所述后盖的后壁板的外表面上设有至少2组上下间隔分布的散热翅片组，2所述散热翅片组中包括多个沿同一方向间隔分布的散热翅片，且相邻两个散热翅片的一端形成外循环出风口，用来引导风向，使经由外循环离心风机引入的风沿着散热翅片的延伸方向流动，这样的多个外循环出风口共同组成外循环出风口组，所述外循环离心风机的出风口与外循环出风口组密闭连通；
后盖的侧壁上设有外循环进风口且外循环进风口设置在外循环出风口的出风方向的背向，用于防止将与散热翅片换热后的热风吸入外循环换热腔，外循环进风口通过外循环换热腔与外循环风机的进风侧连通；
所述冷凝换热器包括用于形成冷媒流道的壳体及设置在壳体内的扰流组件，所述壳体的后壁板即为后盖的后壁板的一部分，壳体的下部设有与蒸发器连接的冷媒流道出口，壳体的上部设有与压缩机连接的冷媒流道进口；所述扰流组件设于壳体的后壁板上，包括自上而下依次交替设置的至少2根左挡条和至少2根右挡条，所述左挡条为直形且横向设置，左挡条的右侧向下倾斜，左挡条的右端向右挡条的右端延伸且与后盖的右侧侧壁间隔距离；所述右挡条为直形且横向设置，右挡条的左侧向下倾斜，右挡条的左端向左挡条的左端延伸且与后盖的左侧侧壁间隔距离；所述左挡条与右挡条之间间隔分布有多个凸起。
进一步的，前盖的上部设有内循环出风口，前盖的下部设有内循环进风口；内循环换热系统还包括内循环离心风机，所述内循环离心风机的进风侧与内循环进风口连接，用于机柜内的气流引入内循环换热腔，内循环离心风机的出风侧通过内循环换热腔与内循环出风口连通，用于将换热后的气流送回机柜内部；所述蒸发器位于内循环离心风机的出风侧，用于将通过内循环离心风机引入的机柜内的气流进行换热。
进一步优化的，内循环换热腔的底部设有冷凝水盘。
进一步优化的，前盖的内表面及隔板均贴有保温棉，有效阻止两个腔体之间的热量交换，且可以设备运行时的部分噪音。
进一步优化的，内循环风出风口处设有电加热设备，在柜体温度较低时开启，保持柜体温度在合理范围内。
进一步优化的，所述压缩机为立式压缩机，且有两台，分别安装在外循环换热腔的隔板上。
进一步优化的，蒸发器为L型的不锈钢毛细管蒸发器，蒸发器有2个且环绕内循环离心风机的出风口设置，这样内循环离心风机处于换热器中间，内循环离心风机的出风口对准换热器，一方面能够增大换热面积，另一方面具有一定防震效果。
进一步的，相邻两个所述的散热翅片组中，散热翅片错开设置，使不在同一条直线上。这样可使空气在散热翅片上多流动，增强换热效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
该发明通过利用内循环离心风机将机柜内的湿热空气从内循环进风口吸入，通过内循环换热腔中的蒸发器对温热空气进行降温后，再通过内循环出风口输送回机柜的内部，为机柜内设备降温换热；该发明外部自然风通过进风口进入到柜体内，随后被外循环风机吸入，经过外循环换热腔中的冷凝器中的流道将热量换热之后通过散热翅片排除到外部(后盖位于机柜的外部，且设有散热翅片的一面直接与电器控制柜外部的自然风接触，外部自然风通过外循环进风口吸入，与冷凝器初步换热后，再经由外循环出风口沿着散热翅片的延伸方向吹出，使与散热翅片充分换热，达到冷却冷凝器内冷媒介质的目的)。该发明结构布局合理、紧凑，材料耐腐蚀，模块化设计加工简便，成本较低，易于安装与维修，工作时噪音较小，换热器易于清洁，换热效果表现优秀。
附图说明
图1是本发明机柜空调柜体外部内循环侧视角的结构示意图；
图2是本发明机柜空调柜体内部内循环侧视角的结构示意图；
图3是本发明机柜空调柜体外部外循环侧视角的结构示意图；
图4是本发明机柜空调柜体内部外循环侧视角的装配示意图；
图5是本发明机柜空调柜体内部外循环换热器去除盖板的结构示意图。
图6本发明机柜空调柜体内部外循环换热器的结构示意图。
图中：1-前盖；2-后盖；3-内循环进风口；4-内循环出风口；5-内循换进风口防护网；6-外循环进风口；7-外循环出风口；8-蒸发器；9-内循环离心风机；10-冷凝换热器；1101-壳体的前侧壁板；1102-壳体的后侧壁板；1103-冷媒流道进口；1104-冷媒流道出口；12-左档条；13-右档条；14-凸起；15-散热翅片；16-外循环离心风机；17-风机安装板；18-导风罩；19-压缩机；20-隔板；21-电加热装置；22-泄水盘；23-电控盒。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1和图4，该机柜空调包括隔板20、分别相对扣设在隔板20前后两侧的前盖1和后盖2，所述前盖1与隔板20之间形成内循环换热腔，后盖2与隔板20之间形成外循环换热腔，内循环换热腔与外循环换热腔之间通过隔板20相互隔绝。
内循环换热腔内设有内循环换热系统，用于机柜内的空气制冷，所述内循环换热系统包括蒸发器8。内循环换热系统还包括内循环离心风机9，所述内循环离心风机9的进风侧与内循环进风口3连接，用于将机柜内的气流引入内循环换热腔，内循环离心风机9的出风侧通过内循环换热腔与内循环出风口4连通，用于将换热后的气流送回机柜内部；所述蒸发器8位于内循环离心风机9的出风侧，用于将通过内循环离心风机9引入的机柜内的气流进行换热。
前盖1的上部设有内循环出风口4，前盖1的下部设有内循环进风口3。
机柜空调工作时，内循环离心风机9采用吸风的方式将机柜内温热，潮湿的空气吸入内循环换热腔内，先是经过蒸发器82进行蒸发制冷处理后再通过内循环出风口4将冷风送出。内循环离心风机9通过蒸发侧风机固定板固定在隔板20上。
后盖2与隔板20可以为一体化成型或焊接结构，其重量轻，方便拆卸，同时节省成本。外循环换热腔中安装有外循环换热系统，外循环换热系统包括冷凝换热器10、压缩机19以及外循环离心风机16，蒸发器8、压缩机19及冷凝换热器10通过管道依次连接并形成回路。后盖2的后壁板的外表面上设有2组上下间隔分布的散热翅片15组，2组所述的散热翅片15组中包括多个沿同一方向间隔分布的散热翅片15，本实施例为水平方向间隔分布且散热翅片15为纵向延伸，且相邻两个散热翅片15的底端形成外循环出风口7，用来引导风向，使经由外循环离心风机16引入的风沿着散热翅片15的延伸方向流动，这样的多个外循环出风口7共同组成外循环出风口7组，所述外循环离心风机16的出风口与外循环出风口7组密闭连通。具体的，外循环离心风机16的出风口处连接有导风罩18，导风罩18将风向引导为竖直方向并外循环出风口7连接，使得风向从散热翅片15的底部向上沿着散热翅片吹出，方便增加散热效果，使得流过冷凝散热器的制冷剂在进入蒸发器8前充分降温。
后盖2的侧壁上设有外循环进风口6且外循环进风口6设置在外循环出风口7的出风方向的背向，用于防止将与散热翅片15换热后的热风吸入外循环换热腔，外循环进风口6通过外循环换热腔与外循环风机的进风侧连通。
冷凝换热器10包括用于形成冷媒流道的壳体及设置在壳体内的扰流组件，所述壳体的后壁板即为后盖2的后壁板的一部分，壳体的下部设有与蒸发器8连接的冷媒流道出口1104，壳体的上部设有与压缩机19连接的冷媒流道进口1103；所述扰流组件设于壳体的后壁板上，包括自上而下依次交替设置的至少2根左挡条和至少2根右挡条，所述左挡条为直形且横向设置，左挡条的右侧向下倾斜，左挡条的右端向右挡条的右端延伸且与后盖2的右侧侧壁间隔距离；所述右挡条为直形且横向设置，右挡条的左侧向下倾斜，右挡条的左端向左挡条的左端延伸且与后盖2的左侧侧壁间隔距离；所述左挡条与右挡条之间间隔分布有多个凸起14，所述凸起14与壳体的前侧壁板1101间间隔距离。具体的，壳体包括前壁板和后壁板，后盖2的后壁板的上部向外循环换热腔内凹陷并形成壳体的后壁板，且壳体的后壁板为矩形，其中一组散热翅片15设置在壳体的后壁板的外表面，也即凹陷内，散热翅片15的底部向下延伸至凹陷的底壁，且相邻两个散热翅片15之间的底壁经开口形成所述外循环出风口7。壳体的后壁板的内表面设有矩形凹口，矩形凹口的开口处设置盖板，该盖板用作壳体的前侧壁板1101，从而壳体的前侧壁板1101及具有凹口的壳体的后侧壁板1102共同围成冷媒流道，冷媒流道的出口和冷媒流道的入口均开设在壳体的前侧壁板1101上，扰流组件设置在凹口内。
需要说明的是，本发明制冷剂的相变过程如下，制冷剂先是由压缩机19压缩成高温高压的R134a蒸汽，通过管道进入冷凝换热器10后，在外循环离心风机16的作用下强制散热冷却，并冷凝成常温高压的制冷剂液体，经过干燥过滤器干燥和过滤之后，流经节流组件(节流组件安装在蒸发器的入口处，是一种毛细管，干燥过滤器和节流组件也是本领域的常规技术，此处不再细述)节流降压成低温低压液体，然后经管路输送至蒸发器8，在蒸发器8中吸收从内循环进风口3进入的柜体空气中的热量而蒸发，成为低温低压蒸汽后被压缩机19吸入重新进行压缩，重复上述循环过程。
作为优化，压缩机19通过抱箍安装在隔板20上，压缩机19的进口端通过管路与蒸发器8连接，压缩机19的出口端通过管路与冷凝换热器10相连，压缩机19有两台且为立式压缩机19，该两台压缩机19安装在外循环离心风机16旁，离心风机可以给压缩机19降温，提高其使用寿命。管路在焊接处采用相同管路及焊接材质。本实施例的机柜空调的电控盒23独立安装在内循环换热腔的外侧，可直接拆卸电控盖板对电器元件进行更换和维修。前盖1与后盖2的内外表面使用指定的有机涂覆层，涂覆层具备防砂尘、雨雪侵蚀的能力，具备良好的耐热氧老化的能力和防太阳辐射引起的光老化的能力。本实例结构布局合理、紧凑，材料耐腐蚀，模块化设计加工简便，易于安装与维修，工作时噪音较小，外观美观，换热效果表现优秀。
作为优化，隔板20上贴有保温棉图中未显示，这样有效地减少内循环换热腔和外循环换热腔两个腔体的间的热交换，减少了产品性能损失。前盖1的内表面同样贴有保温棉图中未显示，有效降低了外界环境温度对柜体中温度的影响，降低了柜体中的冷量损失。蒸发器8为L型的不锈钢毛细管换热器，蒸发器8有2个且环绕内循环离心风机9的出风口设置，这样内循环离心风机9处于换热器中间，内循环离心风机9的出风口对准换热器。具体的，蒸发器8围绕着内循环离心风机9，在其右上角呈L型分段安装，这样可以保证蒸发器8有足够的换热面积情况下，既保证了换热效率，并且有足够的抗震动能力。本实施例的机柜空调的电控模块设置在蒸发器8远离内循环离心风机9的一侧，蒸发器8在为机柜内部提供冷风同时，也为电控盒23提供冷风，保证电控模块内的电气元件能够正常工作。档条的设置方式与凸起14结合，使得制冷剂在流动过程中造成较多的湍流效果，相应增加制冷剂与冷凝换热器10之间的换热面积，进而强化传热。
内循环换热腔内，在内循环出风口4处设有电加热设备，电加热设备可以采用PTC加热器或者电加热管，在机柜内温度较低的时候通过电加热装置21进行加热，使机柜内部的温度始终保持在一个合理的范围内。冷凝水盘安装在内循环离心风机9的下方，且紧贴隔板20安装，冷凝水盘使用防腐材料，水盘的排水口处于水盘积水平面的最低点，且排水管相连，这样可以有效降低水盘的储水量，降低细菌微生物的孳生。
作为优化，所述散热翅片15与后盖2一体成型，且均采用导热效果较好的材质制成，本实例采用铝合金材质。散热翅片15采用了自然对流散热的方式，其在后盖2的后侧板的外侧壁上垂直延伸并相互平行间隔排布，其数量至少为两片翅片，两个翅片的间隔不得小于8mm。本实例中翅片分为两组，且两组之间具有分隔间隙，阻止了顶部的散热翅片15的热量迅速传导到下部。两组翅片也可以错开设置，既相互不在一条直线上，这样可使空气在翅片上多流动，增强换热效果，可有效防止灰尘等杂质进入空调内部，另外由于翅片之间具有不小的间隙，则更加方便清理，降低了清理频率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种机柜空调，其特征在于：包括隔板(20)、分别相对扣设在隔板(20)前后两侧的前盖(1)和后盖(2)，所述前盖(1)与隔板(20)之间形成内循环换热腔，后盖(2)与隔板(20)之间形成外循环换热腔，内循环换热腔与外循环换热腔之间通过隔板(20)相互隔绝；
所述内循环换热腔内设有内循环换热系统，用于机柜内的空气制冷，所述内循环换热系统包括蒸发器(8)；
所述外循环换热腔中安装有外循环换热系统，外循环换热系统包括冷凝换热器(10)、压缩机(19)以及外循环离心风机(16)，所述蒸发器(8)、压缩机(19)及冷凝换热器(10)通过管道依次连接并形成回路；所述后盖(2)的后壁板的外表面上设有至少2组上下间隔分布的散热翅片(15)组，2所述散热翅片(15)组中包括多个沿同一方向间隔分布的散热翅片(15)，且相邻两个散热翅片(15)的一端形成外循环出风口(7)，用来引导风向，使经由外循环离心风机(16)引入的风沿着散热翅片(15)的延伸方向流动，这样的多个外循环出风口(7)共同组成外循环出风口(7)组，所述外循环离心风机(16)的出风口与外循环出风口(7)组密闭连通；后盖(2)的侧壁上设有外循环进风口(6)且外循环进风口(6)设置在外循环出风口(7)的出风方向的背向，外循环进风口(6)通过外循环换热腔与外循环风机的进风侧连通；
所述冷凝换热器(10)包括用于形成冷媒流道的壳体及设置在壳体内的扰流组件，所述壳体的后壁板即为后盖(2)的后壁板的一部分，壳体的下部设有与蒸发器(8)连接的冷媒流道出口(1104)，壳体的上部设有与压缩机(19)连接的冷媒流道进口(1103)；所述扰流组件设于壳体的后壁板上，包括自上而下依次交替设置的至少2根左挡条和至少2根右挡条，所述左挡条为直形且横向设置，左挡条的右侧向下倾斜，左挡条的右端向右挡条的右端延伸且与后盖(2)的右侧侧壁间隔距离；所述右挡条为直形且横向设置，右挡条的左侧向下倾斜，右挡条的左端向左挡条的左端延伸且与后盖(2)的左侧侧壁间隔距离；所述左挡条与右挡条之间间隔分布有多个凸起(14)，所述凸起(14)与壳体的前侧壁板(1101)间间隔距离。
2.根据权利要求1所述的机柜空调，其特征在于：前盖(1)的上部设有内循环出风口(4)，前盖(1)的下部设有内循环进风口(3)；内循环换热系统还包括内循环离心风机(9)，所述内循环离心风机(9)的进风侧与内循环进风口(3)连接，用于将机柜内的气流引入内循环换热腔，内循环离心风机(9)的出风侧通过内循环换热腔与内循环出风口(4)连通，用于将换热后的气流送回机柜内部；所述蒸发器(8)位于内循环离心风机(9)的出风侧，用于将通过内循环离心风机(9)引入的机柜内的气流进行换热。
3.根据权利要求1所述的机柜空调，其特征在于：所述内循环换热腔的底部设有冷凝水盘。
4.根据权利要求1所述的机柜空调，其特征在于：所述前盖(1)的内表面和隔板(20)均贴有保温棉。
5.根据权利要求2所述的机柜空调，其特征在于：所述内循环出风口(4)处设有电加热设备。
6.根据权利要求1所述的机柜空调，其特征在于：所述压缩机(19)为立式压缩机(19)，且有两台，分别安装在外循环换热腔的隔板(20)上。
7.根据权利要求1所述的机柜空调，其特征在于：所述蒸发器(8)为L型的不锈钢毛细管换热器，蒸发器(8)有2个且环绕内循环离心风机(9)的出风口设置，这样内循环离心风机(9)处于换热器中间，内循环离心风机(9)的出风口对准换热器。
8.根据权利要求1所述的机柜空调，其特征在于：相邻两个所述的散热翅片(15)组中，散热翅片(15)错开设置，使不在同一条直线上。
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