CN113606675B - 一体式空调和机柜 - Google Patents

Abstract

本申请属于制冷技术领域，涉及一种一体式空调和机柜。其中，一体式空调包括：壳体以及容置于壳体内的冷凝器、蒸发器、第一管道、第二管道、节流元件和隔板；冷凝器、第一管道、节流元件、蒸发器、第二管道依次串联设置；蒸发器、节流元件和第二管道位于隔板的一侧，冷凝器和第一管道位于隔板的相对侧，且第一管道和第二管道分别对应贴合隔板。利用本申请实施例提供的一体式空调，通过隔板将冷凝器所处的热风腔与蒸发器所处的冷风腔间隔开，减小了冷风腔中的冷量损失，进而提升了整机的能效。且第一管道和第二管道之间进行换热，整体形成一个经济器，还可以提升压缩机的回气管温度，从而防止压缩机的液击现象，进而提升整机能效。

Description

一体式空调和机柜

技术领域

本申请涉及制冷技术领域，尤其涉及一种一体式空调和机柜。

背景技术

目前，随着5G时代的发展，户外机柜这种微站的数量大大增加，为微站设备降温的制冷设备运用最广泛的就是一体化机柜300。冷凝侧和蒸发侧的制冷元器件整体化是一体化机柜300的主要特点之一。通讯设备产生的热量通过传导、辐射的方式传递到室外机柜内，如热量不能很好的被冷却，则会影响通讯设备的正常使用。一体化机柜300其小型化、一体化的特点，使其在小热量户外柜上应用广泛。

目前市面上的一体化机柜300整体布局大多数如图1所示，一体化机柜300多是通过中间的钣金隔板310来将蒸发侧和冷凝侧的制冷元器件进行隔断，使冷凝侧和蒸发侧各自形成独立的通道来完成制冷循环，制冷侧位于户外机柜内部给通讯设备进行降温，一体化机柜的冷凝侧位于户外机柜的外部并且绝大部分暴露在自然环境当中。

隔板310在一体化机柜300上主要有两个方面的作用：①隔断热风腔和冷风腔，使其各自成为独立风腔，并且对风腔内的风场进行干预；②隔板310阻隔热风腔通过对流、传导方式将热量传递到冷风腔。

同时，目前市面上的一体化机柜300出于成本方面考虑，节流方式多采用毛细管，但在实际应用过程中会遇到室外工况较低、室内负荷不大的情况。在这种情况下，毛细管无法自动调节冷媒量，从而会导致回气管内冷媒极易出现液态状态，会对压缩机运行产生重大危害，严重时会导致压缩机液击，从而导致压缩机损害。

发明内容

为了解决相关技术中的一体化机柜在使用过程中出现的压缩机液击现象从而导致能效不高的技术问题，本申请提供了一种一体式空调和机柜。

第一方面，本申请提供一种一体式空调，包括：壳体以及容置于所述壳体内的冷凝器、蒸发器、第一管道、第二管道、节流元件和隔板；

所述冷凝器、所述第一管道、所述节流元件、所述蒸发器、所述第二管道依次串联设置；

所述蒸发器、所述节流元件和所述第二管道位于所述隔板的一侧，所述冷凝器和所述第一管道位于所述隔板的相对侧，且所述第一管道和所述第二管道分别对应贴合所述隔板。

可选地，所述第一管道配置为液态冷媒由所述第一管道的上端流向所述第一管道的下端；所述第二管道配置为气态冷媒由所述第二管道的下端流向所述第二管道的上端。

可选地，所述隔板具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有第一凹槽，所述第一管道嵌入所述第一凹槽中。

可选地，所述第二表面上设置有第二凹槽，所述第二管道嵌入所述第二凹槽中。

可选地，所述第一凹槽的断面形状包括曲线形、直线形或折线形中的至少一种；且/或，所述第二凹槽的断面形状包括曲线形、直线形或折线形中的至少一种。

可选地，所述曲线形包括正弦波形。

可选地，所述第一管道包括微通道换热器，所述第二管道包括微通道换热器，所述隔板包括微通道板。

可选地，所述第一管道与所述第一凹槽之间填充导热介质，且/或，所述第二管道与所述第二凹槽之间填充导热介质。

可选地，所述第一凹槽占所述第一表面的面积比例为10％至100％；且/或，所述第二凹槽占所述第二表面的面积比例为10％至100％。

第二方面，本申请提供一种机柜，包括柜体和上述的一体式空调；所述一体式空调容置于所述柜体中。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的一种一体式空调，一方面通过隔板将冷凝器所处的热风腔与蒸发器所处的冷风腔间隔开，从而使得隔板形成冷墙，避免热风腔中的热量传递到冷风腔中，且还避免了外界的热量进入到冷风腔中，减小了冷风腔中的冷量损失，进而提升了整机的效能。

另一方面，与冷凝器连通的第一管道和与蒸发器连通的第二管道在隔板的两侧进行贴合，从而使得第一管道和第二管道之间进行换热，整体形成一个经济器，提升了整机的能效。且第一管道和第二管道之间连通，可以提升压缩机的回气管温度，从而避免压缩机液击的现象发生。

本申请实施例还提供一种机柜，包括柜体和上述的一体式空调。将一体式空调应用到机柜中，能够减小压缩机回气管内的冷媒形成液态状态，避免对压缩机的运行产生过大危害。还可以避免出现压缩机液击现象，减小对压缩机的损害。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种一体化机柜的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种机柜的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的隔板、第一管道和第二管道的一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种隔板的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种隔板的侧视图；

图6为本申请实施例提供的隔板、第一管道和第二管道的另一结构示意图；

图7为本申请实施例提供的隔板、第一管道和第二管道的又一结构示意图。

附图标记：

100、一体式空调；110、壳体；120、冷凝器；130、蒸发器；140、第一管道；150、第二管道；160、隔板；170、节流元件；180、压缩机；200、机柜；210、柜体；

161、第一表面；162、第二表面；163、第一凹槽；164、第二凹槽；

141、第一弯折部；151、第二弯折部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参考图2至图7，本申请实施例提供一种一体式空调100，包括壳体110以及容置于壳体110内的冷凝器120、蒸发器130、第一管道140、第二管道150、节流元件170和隔板160；冷凝器120、第一管道140、节流元件170、蒸发器130、第二管道150依次串联设置；蒸发器130、节流元件170、第二管道150位于隔板160的一侧，冷凝器120和第一管道140位于隔板160的相对侧。且第一管道140和第二管道150分别对应贴合隔板160。

利用本申请实施例提供的一体式空调100，一方面第一管道140和第二管道150分别设置在隔板160的相对两侧。通过隔板160将冷凝器120所处的热风腔与蒸发器130所处的冷风腔间隔开，从而使得隔板160形成冷墙，避免热风腔中的热量传递到冷风腔中，且还避免了外界的热量进入到冷风腔中，减小了冷风腔中的冷量损失，进而提升了整机的效能。另一方面，与冷凝器120连通的第一管道140和与蒸发器130连通的第二管道150在隔板160的两侧进行贴合，从而使得第一管道140和第二管道150之间进行换热，整体形成一个经济器，提升了整机的能效。且第一管道140和第二管道150之间连通，可以提升压缩机180的回气管温度，从而避免压缩机180液击的现象发生。

本申请实施例提供的一体式空调100中的隔板160布局方式与现有技术中的一体式空调的隔板布局方式相同。因此，本申请实施例提供的一体式空调100无需对结构进行较大的调整，适用性比较好。

参考图2，第一管道140配置为液态冷媒由第一管道140的上端流向第一管道140的下端；第二管道150配置为气态冷媒由第二管道150的下端流向第二管道150的上端。

液态冷媒从第一管道140的上端流向第一管道140的下端，此时液态冷媒由于自身的重力作用，从上往下流动。气态冷媒从第二管道150的下端流向第二管道150的上端，此时气态冷媒由于热气浮力的作用，由下往上流动。

值得说明的是，此处所说的上端和下端分别为管道的两个端口。由于一体式空调100100内部的结构调整，上端和下端并不一定设置在一条直线上或同一个平面内，仅是空间维度里面的上下指代。

第一管道140和第二管道150中的冷媒流向不同。具体地，本申请实施例提供的一体式空调100的冷媒流动过程如下：

冷媒经压缩机180的排气管进入到冷凝器120中，冷媒从冷凝器120的上部管路进入再从冷凝器120的下部管路流出，然后冷媒进入到隔板160一侧的第一管道140中。然后冷媒进入蒸发器130中，之后从蒸发器130中流出，然后流经隔板160另一侧的第二管道150。从第二管道150流出的冷媒进入压缩机180的回气管中，最后冷媒进入压缩机180中。

流经隔板160一侧的第一管道140中的冷媒利用重力由上往下走，流经隔板160另一侧的第二管道150中的冷媒利用热气体浮力由下往上走，这样充分利用冷媒在不同形态下的特性，从而形成逆流换热。例如在名义制冷(内侧27℃/19℃、外侧35℃/24℃)工况下，第二管道150中冷媒的温度一般在10℃至20℃，第一管道140中冷媒的温度一般在40℃至45℃。通过本申请实施例提供的一体式空调100，利用第二管道150中低温冷媒来降低第一管道140中高温冷媒的温度；同时，也利用第一管道140中高温冷媒来提高第二管道150中低温冷媒的温度。

根据第一管道和第二管道的管径以及第一管道和第二管道分别在第一表面和第二表面上的管道长度等不同参数，从而根据实际需求提升一体式空调100的过冷度和回气管的过热度，进而提升整个一体式空调100的能效和运行的可靠性。

第二管道150的温度一般在10℃至20℃左右，隔板160一侧的第二管道150会形成一堵冷墙，通过综合过冷度、过热度和减小冷量损失等因素，可以调整第二管道150和第一管道140占隔板160的表面积比例，从而最大化的避免外侧及热风腔的热量进入冷风腔，提升整个制冷系统的运行效率。

参考图3，隔板160具有相对的第一表面161和第二表面162，第一管道140贴合第一表面161，第二管道150贴合第二表面162。第一管道140与第一凹槽163之间填充导热介质。当然，第二管道150与第二凹槽164之间也可以填充导热介质。导热介质包括导热硅脂或焊锡等材料。

隔板160采用钣金材料制成，隔板160在未经模具冲压时为直板，第一管道140通过导热硅脂和焊锡等方式贴合在隔板160一侧。第二管道150通过导热硅脂和焊锡等方式贴合在隔板160的另一侧。且第一管道140和第二管道150对应贴合，这样可以增大第一管道140和第二管道150的接触面积，进而增大换热效率。当然，本领域技术人员在本申请实施例的基础上，可以根据实际情况设置不同的管道排布方式、以及配置不同的冷媒流向。

第一表面161上设置有第一凹槽163，第一管道140嵌入第一凹槽163中。第二表面162上设置有第二凹槽164，第二管道150嵌入第二凹槽164中。

第一凹槽163的断面形状包括曲线形、直线形或折线形中的至少一种。第二凹槽164的断面形状包括曲线形、直线形或折线形中的至少一种。

第一凹槽163沿隔板160的轴向进行截面，得到第一凹槽163的断面形状。第二凹槽164沿隔板160的轴向进行截面，得到第二凹槽164的断面形状。

第一凹槽163的断面形状可以设置为曲线形，断面形状为曲线形的第一凹槽163能够与第一管径的外部轮廓进行匹配。第二凹槽164的断面形状可以设置为曲线形，断面形状为曲线形的第二凹槽164能够与第二管道150外部轮廓进行匹配，便于第二管道150嵌入在第二凹槽164中，使得第一管道140与第二管道150的接触面积增大。还可以设置第二管道150的外部轮廓为圆柱形，这样能够进一步增大第二管道150与第二凹槽164的接触面积。

曲线形包括正弦波形。隔板160的相对两侧表面可以采用模具等形成断面形状为正弦波形，即具有凹凸形状的曲线。这样，第一管道140可以嵌入第一凹槽163中，第二管道150可以嵌入第二凹槽164中。

第一管道140与第一凹槽163之间采用导热硅脂等材料进行填充，最后用压管块将第一管道140固定到隔板160上的第一凹槽163中。第二管道150与第二凹槽164之间也采用导热硅胶等材料进行填充，然后再用压管块将第二管道150固定到隔板160上的第二凹槽164中。

参考图5，图5为本申请实施例提供的隔板160的侧视图。隔板160被模具冲压成正弦波形状，隔板160的相对表面具有凹凸形状。根据实际需要，可以调整正弦波形状的半径R和长度L。

具体地，根据隔板160两侧的第一管道140和第二管道150的管径来设置正弦波形状的半径R，这样使得隔板160两侧的第一管道140和第二管道150实现更好的贴合，进而提升经济器的作用。还可以根据整机的大小，调整正弦波形状的长度L，这样可以均衡换热和冷媒流动的损失，提升整机的过冷度和过热度，对整机的可靠性和能效是有益的。

第一凹槽163占第一表面161的面积比例为10％至100％，这样可以使得过冷度、过热度、冷墙面积在整个一体式空调100中得到最优的效果。在实际应用中，还可以设置第一凹槽163占据第一表面161的面积比例为50％至80％。将第一凹槽163集中在第一表面161的局部区域，使得过冷度、过热度以及冷墙面积在整个一体式空调100中达到较优的效果。

当然也可以设置第二凹槽164占第二表面162的面积比例为10％至100％。在实际应用中，还可以设置第二凹槽164占据第二表面162的面积比例为50％至80％。

当冷凝器120的冷凝效果不足和回气管的过热度偏小时，可以增加隔板160中第一凹槽163和第二凹槽164的长度，或者调整第一管道140和第二管道150的管径来调整第一管道140和第二管道150占隔板160的面积比例，从而使得过冷度、过热度、冷墙面积在整机中得到最优的效果。

本申请实施例中，第一管道140包括第一弯折部141，第一弯折部141设置在第一管道140靠近隔板160的边缘，且第一弯折部141朝向远离第二管道150的方向延伸。第二管道150包括第二弯折部151，第二弯折部151设置在第二管道150靠近隔板160的边缘，且第二弯折部151朝向远离第一管道140的方向延伸。通过设置第一弯折部141和第二弯折部151，可以避免第一管道140和第二管道150在隔板160的边缘处发生干涉。还可以设置第一管道140为一体成型结构，第二管道150为一体成型结构，这样使得一体式空调100结构简单，且能够大大提升经济器的效率。

一体式空调100还包括压缩机180，压缩机180与冷凝器120连接，压缩机180与第二管道150连接。从压缩机180出来的冷媒，流向冷凝器120，冷媒从冷凝器120流出，然后流入第一管道140。在第一管道140中的冷媒，由于重力作用，从第一管道140的一端流向第一管道140的另一端，即由上往下走。

从第一管道140流出的冷媒流向节流元件170，从节流元件170流出的冷媒流入蒸发器130，从蒸发器130流出的冷媒流向第二管道150。在第二管道150中的冷媒利用热气体浮力由第二管道150的一端向第二管道150的另一端流动，即由下往上走。节流元件170可以为毛细管。

由此，第一管道140中的冷媒与第二管道150中的冷媒证号形成逆流换热。通过本申请实施例提供的一体式空调100，使得第一管道140和第二管道150之间形成一个经济器，从而提升了整机的能效，进而提升了系统运行的可靠性。

参考图7，第一管道140包括铜管或微通道换热器。第二管道150包括铜管或微通道换热器。具体地，设置第一管道140为微通道换热器，第二管道150为微通道换热器，隔板160包括微通道板。这样，铜管采用微通道板作为隔板160的一部分，微通道板与隔板160本体实现紧密连接。从蒸发器130流出的冷媒流向第二管道150，从冷凝器120流出的冷媒流经第一管道140，由此，第一管道140和第二管道150之间形成逆流的形式。在第一管道140中冷媒为液态形态，液态冷媒受到重力作用，沿第一管道140往下流。在第二管道150中的冷媒为气态形式，气态冷媒沿第二管道150往上走。

当然，微通道换热器设计的不同形式、大小、冷媒的不同流向属于本领域技术人员在本申请实施例的基础上可以根据实际需求进行选择。

综上所述，本申请实施例提供一种一体式空调100，一方面通过隔板160将冷凝器120所处的热风腔与蒸发器130所处的冷风腔间隔开，从而使得隔板160形成冷墙，避免热风腔中的热量传递到冷风腔中，且还避免了外界的热量进入到冷风腔中，减小了冷风腔中的冷量损失，进而提升了整机的效能。另一方面，与冷凝器120连通的第一管道140和与蒸发器130连通的第二管道150在隔板160的两侧进行贴合，从而使得第一管道140和第二管道150之间进行换热，整体形成一个经济器，提升了整机的能效。且第一管道140和第二管道150之间连通，可以提升压缩机180的回气管温度，从而避免压缩机180液击的现象发生。

参考图2，本申请实施例还提供一种机柜200，包括柜体210和一体式空调100；一体式空调100容置于柜体210中。将一体式空调100应用到机柜200中，能够减小压缩机180回气管内的冷媒形成液态状态，避免对压缩机180的运行产生过大危害。还可以避免出现压缩机180液击现象，减小对压缩机180的损害。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种一体式空调，其特征在于，包括壳体以及容置于所述壳体内的冷凝器、蒸发器、第一管道、第二管道、节流元件和隔板；

所述冷凝器、所述第一管道、所述节流元件、所述蒸发器、所述第二管道依次串联设置；

所述蒸发器、所述节流元件和所述第二管道位于所述隔板的一侧，所述冷凝器和所述第一管道位于所述隔板的相对侧，且所述第一管道和所述第二管道分别对应贴合所述隔板；

所述隔板具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有第一凹槽，所述第一管道嵌入所述第一凹槽中；所述第二表面上设置有第二凹槽，所述第二管道嵌入所述第二凹槽中；

所述第一凹槽占所述第一表面的面积比例为10%至100%；且/或，所述第二凹槽占所述第二表面的面积比例为10%至100%。

2.根据权利要求1所述的一体式空调，其特征在于，所述第一管道配置为液态冷媒由所述第一管道的上端流向所述第一管道的下端；所述第二管道配置为气态冷媒由所述第二管道的下端流向所述第二管道的上端。

3.根据权利要求1所述的一体式空调，其特征在于，所述第一凹槽的断面形状包括曲线形、直线形或折线形中的至少一种；且/或，所述第二凹槽的断面形状包括曲线形、直线形或折线形中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的一体式空调，其特征在于，所述曲线形包括正弦波形。

5.根据权利要求1所述的一体式空调，其特征在于，所述第一管道包括微通道换热器，所述第二管道包括微通道换热器，所述隔板包括微通道板。

6.根据权利要求1所述的一体式空调，其特征在于，所述第一管道与所述第一凹槽之间填充导热介质，且/或，所述第二管道与所述第二凹槽之间填充导热介质。

7.一种机柜，其特征在于，包括柜体和如权利要求1至6任一项所述的一体式空调；所述一体式空调容置于所述柜体中。

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