CN114963623A - 换热设备及换热系统 - Google Patents
换热设备及换热系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114963623A CN114963623A CN202210599918.7A CN202210599918A CN114963623A CN 114963623 A CN114963623 A CN 114963623A CN 202210599918 A CN202210599918 A CN 202210599918A CN 114963623 A CN114963623 A CN 114963623A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchange
- valve
- compressor
- evaporator
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 53
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/40—Fluid line arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
- H05K7/20372—Cryogenic cooling; Nitrogen liquid cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
本申请提供一种换热设备及换热系统,换热设备具有第一换热模式,包括壳体、隔板、蒸发器和压缩机,隔板将壳体内部空间分隔为内循环腔体和外循环腔体;蒸发器和压缩机位于所述内循环腔体内,压缩机的入口与蒸发器的出口之间设有第一阀组,在利用第一换热模式换热时,蒸发器和压缩机通过第一阀组连通。本申请将压缩机设置在内循环腔体中,使得压缩机与蒸发器的温差较小,降低压缩机液击风险。
Description
技术领域
本申请涉及换热技术领域,特别涉及一种换热设备及换热系统。
背景技术
户外机柜或者机房内的设备在持续工作时会产生大量的热量,持续升温会影响机柜或者机房内设备的运行效率,目前采用空调和热交换器进行散热,但是户外机柜或者机房采用空调能耗高;采用热交换器散热能耗低,但是无法满足高环境温度下的制冷要求。采用压缩制冷循环空调和热交换一体机,可以在环境温度低的时工作在热交换模式下、在环境温度高时工作在压缩制冷模式,兼顾节能和满足高环温使用要求。但目前压缩制冷循环空调和热交换一体机中的压缩制冷循环系统和重力热管循环系统相互独立,有两组蒸发器和两组冷凝器,体积大、重量大、成本高,且压缩机设置在室外,具有液击风险。
发明内容
本申请提供能降低压缩机液击风险的换热设备及换热系统。
第一方面,本申请提供一种换热设备,具有第一换热模式,所述换热设备包括壳体、隔板、蒸发器、压缩机;所述隔板将所述壳体内部空间分隔为内循环腔体和外循环腔体,所述内循环腔体用于与室内连通,所述外循环腔体用于与室外连通;所述蒸发器位于所述内循环腔体内;所述压缩机位于所述内循环腔体内,所述压缩机的入口与所述蒸发器的出口之间设有第一阀组;在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口通过第一阀组连通。
其中,所述蒸发器用于将流动至蒸发器表面的热空气冷却降温,且蒸发器表面的热空气将蒸发器内部的换热工质升温。所述压缩机用于将流动至压缩机内的换热工质压缩。
其中,蒸发器位于内循环腔体内,以将内循环腔体内的热空气降温;压缩机位于内循环腔体内,压缩机的入口与蒸发器的出口通过第一阀组连通或者关闭。当压缩机的入口与蒸发器的出口通过第一阀组连通时,蒸发器在冷却内循环腔体内的热空气时,蒸发器内部的换热工质吸收热量变为气态的换热工质,气态的换热工质会流通至压缩机中;当压缩机的入口与蒸发器的出口通过第一阀组关闭时,气态的换热工质不能够流通至压缩机中。
在利用第一换热模式换热时,蒸发器内的换热工质吸收热量变为气体,流入至压缩机中,压缩机压缩气态的换热工质变为高温高压的换热工质,高温高压的换热工质流入冷凝器,以进行换热循环。采用第一换热模式可使室内温度比室外温度低,制冷效果更佳,且能够根据需求来控制室内的温度,能够提升制冷精度。
当第一换热模式不工作时,此时压缩机不工作,将压缩机设置在内循环腔体内,使得压缩机与蒸发器的温差较小,蒸发器中气态的换热工质不会大量进入压缩机中,进而可降低压缩机液击风险。如果将压缩机设置在外循环腔体中,当换热设备切换到第二换热模式时,外循环腔体的温度较低,使得压缩机温度低于蒸发器温度,蒸发器和压缩机之间有较大的压差,蒸发器中气态的换热工质会不断泄露到压缩机中,而压缩机不工作,气态的换热工质在压缩机冷却降温储存,当换热设备切换至第一换热模式时,压缩机再次启动时,压缩机无法将储存在压缩机中的液态的换热工质继续压缩,而具有液击风险,会导致损坏压缩机。在本申请中,将压缩机设置在内循环腔体内,可降低压缩机液击风险。
在一种可能的实现方式中,所述换热设备还具有第二换热模式,所述换热设备还包括冷凝器,所述冷凝器位于所述外循环腔体内,所述冷凝器的入口与所述压缩机的出口连通,所述第一阀组还位于所述冷凝器的入口与所述蒸发器的出口之间,所述冷凝器的出口与所述蒸发器的入口连通;在利用所述第二换热模式换热时,所述蒸发器的出口与所述冷凝器的入口通过所述第一阀组连通。
在利用第二换热模式换热时,压缩机不工作,蒸发器与冷凝器连通,蒸发器中的换热工质在与室内热空气发生热交换后变为气态的换热工质,气态的换热工质流入至冷凝器中,冷凝器将气态的换热工质降温变为液态的换热工质,液态的换热工质流回至蒸发器中。第二换热模式可适用于对换热效果较低的场景。当蒸发器的出口与压缩机的入口通过第一阀组连通时,在本申请中,压缩机位于内循环腔体内,使得压缩机与蒸发器的温差较小,在第二换热模式下,蒸发器中气态的换热工质不会大量进入压缩机中,进而可降低压缩机液击风险。当蒸发器的出口与压缩机的入口通过第一阀组关闭时,使得蒸发器中气态的换热工质不能够进入压缩机,使得换热工质全部在蒸发器和冷凝器之间流动,提升换热设备的换热能力,且还能够有效保护压缩机。
在一种可能的实现方式中,相较于地面,所述冷凝器的高度大于所述蒸发器的高度。使得在第二换热模式时,在冷凝器中液体的换热工质在重力作用下能够快速流回至蒸发器中,提升换热工质工作效率。
在一种可能的实现方式中,所述壳体包括沿第二方向相对设置的第一侧板和第二侧板,所述隔板位于所述第一侧板和所述第二侧板之间,所述隔板包括相互连接的主体板和分部板,所述分部板自所述主体板向所述第二侧板凸出,在所述第二方向上,所述压缩机和所述蒸发器位于所述分部板和所述第一侧板之间。
其中,分部板向主体板的一侧凸出设置,增加内循环腔体的空间,以能够容纳压缩机和蒸发器。在其他实施方式中,隔板可根据换热设备中的部件和管路来设置形状和尺寸,以能够将壳体分隔为内循环腔体和外循环腔体,且能够使得内循环腔体容纳压缩机和蒸发器。
在一实施方式中,所述压缩机和所述蒸发器邻近所述壳体的底板设置,放置在所述底板上,所述压缩机和所述蒸发器沿第二方向并排设置,占据壳体下方的大部分体积,上方的主体板用于分隔壳体上方大部分的空间,分部板凸出设置,使得壳体下方的大部分空间作为内循环腔体的部分,用于收容压缩机和蒸发器。
在一种可能的实现方式中,所述主体板和所述分部板为一体化结构。一体化结构可是隔板的结构强度更高。在一些实施方式中,主体板和分布板可为分体式结构,两者通过螺钉、焊接或者粘结胶固定。
在一种可能的实现方式中,所述壳体包括第一侧板和底板,所述第一侧板和所述底板相交且连接,所述第一侧板位于所述蒸发器远离所述隔板的一侧,所述蒸发器与所述第一侧板之间具有第一间隙,所述蒸发器与所述底板之间具有第二间隙。
其中,第一侧板位于蒸发器远离隔板的一侧,可以是第一侧板沿第二方向Y正对位于蒸发器远离隔板的一侧,也可以是第一侧板不正对隔板。蒸发器对室内热空气H降温时,在蒸发器的表面会产生冷凝水,冷凝水从蒸发器的表面向下流动,设置第一间隙和第二间隙,可避免蒸发器表面的冷凝水通过第一侧板上的第一出风口吹入室内,如果冷凝水内第一风扇吹入室内侧,会影响室内电子设备的性能。
在一种可能的实现方式中,所述蒸发器包括集液管和翅片组件,所述翅片组件与所述集液管之间具有通孔,所述换热设备还包括挡风结构,所述挡风结构至少覆盖所述通孔的一端开口。在一实施方式中,挡风结构覆盖通孔背离第一侧板一端的开口。在其他实施方式中,挡风结构可覆盖通孔两端的开口。其中通孔一般为在蒸发器的加工通孔,通孔尺寸较大,一方面,挡风结构用于避免气流从通孔流通,以保证气流从翅片组件上流通,提升换热效果;另一方面,挡风结构可避免大气流将翅片组件冷却的冷凝水吹到壳体外侧,而影响室内电子设备的性能。其中,挡风结构可以是结构胶、泡棉、钣金等。
在一种可能的实现方式中,所述第一阀组包括第一阀门,所述第一阀门连接在所述冷凝器的入口和所述蒸发器的出口之间;在利用所述第二换热模式换热时,所述冷凝器的入口和所述蒸发器的出口通过所述第一阀门连通。使得换热工质在冷凝器和蒸发器之间流通。在一实施方式中,在利用第一换热模式换热时,冷凝器的入口和蒸发器的出口通过第一阀门关闭。其中,压缩机与冷凝器一直保持连通状态,压缩机与蒸发器一直保持连通状态,在第一换热模式时,冷凝器的入口和蒸发器的出口通过第一阀门关闭,此时换热工质只能通过压缩机流入至冷凝器中。在利用第二换热模式换热时,压缩机不工作,并将压缩机设置在内循环腔体中,使得换热工质从蒸发器直接流入至冷凝器中。在一实施方式中,第一阀门为二通阀,通过二通阀使蒸发器和冷凝器之间连通或者关闭。在其他实施方式中,第一阀门也可为其他结构形成的阀门,只要能够实现蒸发器和冷凝器之间连通或者关闭即可,在此不做限定。
在一种可能的实现方式中,所述第一阀组还包括第二阀门和第三阀门,所述第二阀门连接在所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口之间,所述第三阀门连接在所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口之间;在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第二阀门连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第三阀门连通。以使得换热工质在蒸发器和压缩机之间、压缩机和冷凝器之间流通。
在一实施方式中,在利用第二换热模式换热时,蒸发器的入口和压缩机的出口通过第二阀门关闭,压缩机的出口和冷凝器的入口通过第三阀门关闭,冷凝器的入口和蒸发器的出口通过第一阀门连通。其中,在利用第二换热模式换热时,通过第二阀门和第三阀门关闭,来避免蒸发器中的换热工质流入至压缩机中,提升热管换热效率,且能够有效保护压缩机。
在一种可能的实现方式中,所述第一阀组还包括第四阀门,所述第一阀门还连接在所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口之间,所述第四阀门连接在所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口之间;在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第一阀门连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第四阀门连通。以使得换热工质在蒸发器和压缩机之间、压缩机和冷凝器之间流通。
在一实施方式中,在利用第二换热模式换热时,所述蒸发器的入口和所述压缩机的出口通过所述第一阀门关闭,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第四阀门关闭。通过第一阀门控制蒸发器和冷凝器之间、以及蒸发器与压缩机之间连通或者关闭,节省设计空间,可适用更多种应用场景。
在一种可能的实现方式中,所述第一阀组还包括第五阀门,所述第一阀门还连接在所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口之间,所述第五阀门连接在所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口之间;在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第五阀门连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门连通。以使得换热工质在蒸发器和压缩机之间、压缩机和冷凝器之间流通。
在一实施方式中,在利用所述第二换热模式换热时,所述蒸发器的入口和所述压缩机的出口通过所述第五阀门关闭,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门关闭。在一实施方式中,所述第一阀门为三通阀,所述第五阀门为二通阀。在一实施方式中,通过第一阀门控制蒸发器和冷凝器之间、以及压缩机与冷凝器之间连通或者关闭,节省设计空间,可适用更多种应用场景。
在一种可能的实现方式中,所述第一阀门包括间隔设置的第一通道和第二通道,所述第一阀门还连接在所述压缩机的入口和所述压缩机的出口之间;在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第一阀门中的第一通道连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门中的第二通道连通;在利用所述第二换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门中的第一通道连通。
在利用第二换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门的第一通道连通,所述压缩机的入口和所述压缩机的出口通过所述第一阀门的第二通道连通。换热工质的流通路径为:蒸发器、第一通道、冷凝器。通过旋转第一阀门的可使第一通道和第二通道连接在不同的路径上,示例性的,当在利用第一换热模式换热时,第一阀门的位置如图所示,当切换至第二换热模式时,将第一阀门顺时针旋转,使得第一通道连通在蒸发器和冷凝器之间。通过具有第一通道和第二通道的第一阀门控制第二换热模式和第一换热模式中的换热工质的流通路径,节省设计空间,可适用更多种应用场景。
在一种可能的实现方式中,所述第一阀组还包括第六阀门,所述第六阀门连接在所述压缩机的入口和所述压缩机的出口之间。在一实施方式中,第六阀门为旁路阀门,当换热需求较低时,既不需要太强的制冷量时,压缩机运行到最低转速依然有过大的制冷量时,打开第六阀门,让部分换热工质回流至压缩机内,减小流至冷凝器中的换热工质,降低压缩机驱动换热工质的实际能力,从而使换热设备制冷量和所需冷制量匹配。
在一实施方式中,所述第六阀门的开度可以调节,当所需制冷能力减小时,可增大第六阀门的开度,以减少流至冷凝器中的换热工质;当所需制冷能力增大时,可减小第六阀门的开度,直至全关。
在一种可能的实现方式中,所述第二阀组包括第三通道和第四通道,所述第三通道的通流截面积大于所述第四通道的通流截面积;在利用所述第一换热模式换热时,所述冷凝器的出口和所述蒸发器的入口通过所述第四通道连通;在利用所述第二换热模式换热时,所述冷凝器的出口和所述蒸发器的入口通过所述第三通道连通。
其中,第三通道的通流截面积大于第四通道的通流截面积,使得第三通道的流通阻力小于第四通道的流通阻力。在第二换热模式时,换热工质吸收热量后变为高温高压的换热工质,高温高压状态的换热工质具有流动动力,换热工质主要依靠自身的状态提供流通动力,流通动力一般比较小,在本申请中,在第二换热模式时,冷凝器的出口和蒸发器的入口通过第三通道连通,第三通道的流通阻力小,有利于换热工质流通,提升在第二换热模式下的换热效率。其中第三通道和第四通道的具体通流截面积可根据实际需要来设置。其中,可通过驱动第二阀组旋转或者移动来使第三通道切换为第四通道、或者使第四通道切换为第三通道。在一实施方式中,可控制第四通道的流量大小,使得在第一换热模式时,实现精密的流量调节。
在一种可能的实现方式中,所述第二阀组为两段式电子膨胀阀或者带刻槽的球阀。两段式电子膨胀阀或者带刻槽的球阀可更精确的控制第一换热模式和第二换热模式切换,且能够精确控制在第一换热模式时流量调节。
在一实施方式中,所述第二阀组位于内循环腔体内。内循环腔体内环境更安全,比外循环腔体的灰尘少,不被风吹雨淋,且内循环腔体没有烟雾腐蚀第二阀组,使得第二阀组的使用寿命更长,不易被损坏。在一些情况下也可以将第二阀组设置在外循环腔体内。
第二方面,本申请提供一种换热系统,所述换热系统包括收容室、发热源和如上面任一项所述的换热设备,所述发热源位于所述收容室内,所述换热设备中的内循环腔体与所述收容室连通,所述换热设备用于对所述发热源散热。将本申请的换热设备应用在换热系统上,使得换热设备的液击风险降低,且能够集第一换热模式和第二换热模式于一体,可提升换热设备的换热效果,使得换热设备能够满足换热系统中的多种换热需求,适用更多种换热场景;第一换热模式和第二换热模式共用冷凝器和蒸发器,使得换热设备重量轻、体积小、成本低,应用在换热系统中,可节约换热系统的体积,且方便安装;再一方面,将压缩机设置在内循环腔体中,使得在第二换热模式下,压缩机与蒸发器的温差较小,避免换热工质流入压缩机中,降低压缩机液击风险,提升换热设备的使用寿命,降低维修成本,还能够提升热管换热效率,进而能够对换热系统有效降温,提升换热系统中的发热设备的工作效率。
在一种可能的实现方式中,所述换热设备安装在所述收容室的侧壁上。在所述收容室的侧壁上开孔,将所述换热设备嵌入在开孔中并与侧壁固定,这种安装方式可减小换热系统的体积。
在一种可能的实现方式中,所述换热系统为机柜、集装箱或者数据中心。当换热系统为机柜时,收容室为机柜的壳体,换热设备安装在机柜壳体的侧壁上。
在一种可能的实现方式中,所述发热源为服务器、基带处理单元、锂电池或者电源等。其中电源是指开关电源,用于将交流市电整流成直流电,以给用电设备供电。锂电池包括单个电池或者电池组,锂电池是单独的用于市电停电时给用电设备供电,锂电池还用在光伏储能场景中是白天储能夜间放电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请一实施例提供的换热系统的结构示意图;
图2a是本申请一实施例提供的换热系统的结构示意图;
图2b是本申请一实施例提供的换热系统的结构示意图;
图3是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图4是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图5是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图6是本申请一实施例提供的换热设备为第一换热模式时的示意图;
图7是本申请一实施例提供的换热设备为第二换热模式时的示意图;
图8a是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图8b是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图9a是本申请一实施例提供的换热设备中隔板的结构示意图;
图9b是本申请一实施例提供的换热设备中隔板的结构示意图;
图10是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图11是本申请一实施例提供的换热设备中蒸发器的结构示意图;
图12是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图13是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图14是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图15是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图16是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图17是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图18是本申请一实施例提供的换热设备的结构示意图;
图19a是本申请一实施例提供的换热设备中冷凝器、第二阀组和蒸发器的结构示意图;
图19b是本申请一实施例提供的换热设备中冷凝器、第二阀组和蒸发器的结构示意图;
图20是本申请一实施例提供的换热设备为第一换热模式时第二阀组的结构示意图;
图21是本申请一实施例提供的换热设备为第二换热模式时第二阀组的结构示意图;
图22是本申请一实施例提供的换热设备为第二换热模式时第二阀组的结构示意图;
图23是本申请一实施例提供的换热设备为第一换热模式时第二阀组的结构示意图。
具体实施方式
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描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
本文中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本文中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。
本申请提供一种换热设备,具有第一换热模式,所述换热设备包括壳体、隔板、蒸发器和压缩机;隔板将所述壳体内部空间分隔为内循环腔体和外循环腔体,所述内循环腔体用于与室内连通,所述外循环腔体用于与室外连通;蒸发器位于所述内循环腔体内;压缩机位于所述内循环腔体内,所述压缩机的入口与所述蒸发器的出口之间设有第一阀组;在利用所述第一换热模式时,所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口通过第一阀组连通。本申请提供的换热设备将压缩机设置在内循环腔体中,使得当压缩机不工作时,压缩机与蒸发器的温差较小,避免换热工质流入压缩机中,降低压缩机液击风险。
请参阅图1,图1为本申请一实施方式提供的换热系统1的结构示意图,换热系统1包括收容室11、发热源12和如上所述的换热设备10,发热源12位于收容室11内,换热设备10中的内循环腔体110与收容室11连通,换热设备10用于对发热源12散热。其中发热源12在工作时会产生热量,收容室11与内循环腔体110连通,换热设备10将收容室11中的热风驱动至内循环腔体110内,将热风冷却降温后变为冷风,冷风流回收容室11内对发热源12降温。
在本实施方式中,换热设备10安装在收容室11的侧壁上,在收容室11的侧壁上开孔,将换热设备10嵌入在开孔中并与侧壁固定,这种安装方式可减小换热系统1的体积。其中内循环腔体110朝向发热源12的侧壁上设有入风口和出风口,入风口和出风口正对收容室11设置,收容室11通过入风口和出风口与内循环腔体110实现气流循环。外循环腔体120背离发热源12的侧壁上也设有入风口和出风口,该入风口和出风口朝向外界设置,并与外界连通,以实现外循环腔体120与外界之间的气流循环。
在一实施方式中,换热系统1为机柜、集装箱或者数据中心。当换热系统1为机柜时,收容室11为机柜的壳体,换热设备10安装在机柜壳体的侧壁上。
在一实施方式中,发热源为服务器、基带处理单元、锂电池或者电源等。其中电源是指开关电源,用于将交流市电整流成直流电,以给用电设备供电。锂电池包括单个电池或者电池组,锂电池是单独的用于市电停电时给用电设备供电,锂电池还用在光伏储能场景中是白天储能夜间放电。
示例性的,换热系统1为机柜,当发热源12为服务器时,服务器工作发热,持续高温会降低服务器的使用寿命,甚至导致服务器宕机或损坏,因此,需要机柜具有较好的散热能力,采用本申请的换热设备10可提升对机柜的散热能力,使得服务器能够正常的工作,且具有较高的使用寿命。
在一些实施方式中,换热设备10可位于收容室11的外部,或者可位于收容室11的内部,具体可根据换热系统1的尺寸和换热需求来设置。
示例性的,如图2a所示,换热设备10位于收容室11的外部,换热设备10的内循环腔体110通过第一风管13与收容室11连通,以使内循环腔体110与收容室11之间实现气流循环,换热设备10的外循环腔体120具有开口与室外连通。当换热设备10位于收容室11的外部时,可适用于尺寸较小的换热系统1中,例如换热系统1为机柜或者集装箱,其中收容室11可为机柜的外壳体或者集装箱的箱壳体。
如图2b所示,示例性的,换热设备10位于收容室11的内部时,换热设备10的内循环腔体110具有开口与收容室11连通,换热设备10的外循环腔体120通过第二风管14与室外连通,以使外循环腔体120与室外之间实现气流外循环。当换热设备10位于收容室11的内部时,可适用于尺寸较大的换热系统1中,例如换热系统1为数据中心,其中收容室11可为数据中心的机房。
示例性的,换热系统1为数据中心,一般的,数据中心的服务器具有多个,这些服务器在工作时会产生大量的热量,可根据需要设置多个换热设备10,共同提升对数据中心的散热效果,提升数据中心的数据处理效率。当换热系统1为机柜或者集装箱时,也可根据需要设置多个换热设备10。
下面将结合附图和具体实施方式对本申请所提供的换热设备10进行具体说明。
请参阅图3,图3为本申请一实施方式提供的换热设备10的结构示意图,换热设备10具有第一换热模式和第二换热模式,换热设备10包括壳体100、隔板200、蒸发器300、压缩机400、冷凝器500、第一阀组600、第二阀组700、第一风扇800和第二风扇900。其中,蒸发器300用于将流动至蒸发器300表面的热空气冷却降温,且蒸发器300表面的热空气将蒸发器300内部的换热工质升温。压缩机400用于将流动至压缩机400内的换热工质压缩。冷凝器500用于将流动至冷凝器500表面的冷空气升温,且冷凝器500表面的冷空气将冷凝器500内部的换热工质降温。
其中,蒸发器300、冷凝器500以及蒸发器300和冷凝器500之间的管道、第一风扇800和第二风扇900用于配合实现第二换热模式,蒸发器300、压缩机400、冷凝器500以及蒸发器300、压缩机400、冷凝器500之间的管道、第一风扇800和第二风扇900用于配合实现第一换热模式。其中,第一换热模式也称空调换热模式,第二换热模式也称热管换热模式。
其中,隔板200将壳体100内部空间分隔为内循环腔体110和外循环腔体120,内循环腔体110用于与室内连通,外循环腔体120用于与室外连通。例如,内循环腔体110与收容室11内连通,外循环腔体120与收容室11外部连通。
在一实施方式中,第一风扇800位于内循环腔体110内,第一风扇800用于实现内循环,第一风扇800驱动室内的热空气进入内循环腔体110内,热空气在内循环腔体110进行降温后再流动至室内,以实现内循环。
请参阅图3和图4,在一实施方式中,内循环腔体110上设有第一出风口111和第一入风口112,第一出风口111和第一入风口112与室内连通,第一风扇800位于第一入风口112处,第一风扇800用于驱动室内热空气从第一入风口112进入内循环腔体110内,并从第一出风口111排出。示例性的,第一出风口111位于第一入风口112的下方。其中,第一风扇800可根据内循环腔体110内的布局来设置安装位置,示例性的,第一风扇800位于第一出风口111处或者第一风扇800位于第一入风口112处。
在一实施方式中,第二风扇900位于外循环腔体120内,第二风扇900用于实现内循环,第二风扇900驱动室外的冷空气进入外循环腔体120内,冷空气在外循环腔体120吸收冷凝器500的任亮后升温再流动至室外,以实现外循环。
请参阅图3和图5,在一实施方式中,外循环腔体120上设有第二出风口121和第二入风口122,第二出风口121和第二入风口122与室外连通,第二风扇900位于第二入风口122处,第二风扇900用于驱动室外冷空气从第二出风口121进入外循环腔体120内,并从第二入风口122排出。示例性的,第二出风口121位于第二入风口122的上方。其中,第二风扇900可根据外循环腔体120内的布局来设置安装位置,示例性的,第二风扇900位于第二出风口121处或者第二风扇900位于第二入风口122处。
其中,蒸发器300位于内循环腔体110内(如图3所示),以将内循环腔体110内的热空气降温;压缩机400位于内循环腔体110内,压缩机400的入口401与蒸发器300的出口302通过第一阀组600连通或者关闭。当压缩机400的入口401与蒸发器300的出口302通过第一阀组600连通时,蒸发器300在冷却内循环腔体110内的热空气时,蒸发器300内部的换热工质吸收热量变为气态的换热工质,气态的换热工质会流通至压缩机400中;当压缩机400的入口401与蒸发器300的出口302通过第一阀组600关闭时,气态的换热工质不能够流通至压缩机400中。
冷凝器500位于外循环腔体120内,冷凝器500的入口501与压缩机400的出口402连通,冷凝器500的入口501还与蒸发器300的出口302通过第一阀组600连通或者关闭,冷凝器500的出口502与蒸发器300的入口301连通。其中,当冷凝器500的入口501还与蒸发器300的出口302通过第一阀组600连通时,蒸发器300的换热工质受热后会流通至冷凝器500中;当冷凝器500的入口501还与蒸发器300的出口302通过第一阀组600关闭时,蒸发器300的换热工质受热后不能够流通至冷凝器500中。
在利用第一换热模式换热时,压缩机400工作,蒸发器300的出口与压缩机400的入口通过第一阀组600连通,压缩机400的出口与冷凝器500的入口连通,冷凝器500的出口与蒸发器300的入口连通,蒸发器300的出口与冷凝器500的入口通过第一阀组600关闭。
如图6所示,在利用第一换热模式换热时,蒸发器300、压缩机400、冷凝器500依次连通,当第一风扇800驱动室内热空气H1进入内循环腔体110内时,热空气流动至蒸发器300的表面,蒸发器300内部的换热工质与热空气发生热交换,室内热空气H1变为室内冷空气C1进入室内,以对室内降温;其中,蒸发器300内的换热工质吸收热量变为气体,流入至压缩机400中,压缩机400压缩气态的换热工质变为高温高压的换热工质,高温高压的换热工质流入冷凝器500中;第二风扇900驱动室外冷空气C2进入外循环腔体120内,室外冷空气C2与冷凝器500中高温高压的换热工质发生热交换,室外冷空气C2升温变为室外热空气H2排出至室外,冷凝器500中高温高压的换热工质变为低温的液态的换热工质,液态换热工质再流回蒸发器300中继续对室内热空气H1换热降温。采用第一换热模式可使室内温度比室外温度低,制冷效果更佳,且能够根据需求来控制室内的温度,能够提升制冷精度。
当第一换热模式不工作时,此时压缩机400不工作,将压缩机400设置在内循环腔体110内,使得压缩机400与蒸发器300的温差较小,蒸发器300中气态的换热工质不会大量进入压缩机400中,进而可降低压缩机400液击风险。如果将压缩机400设置在外循环腔体120中,当换热设备10切换到第二换热模式时,外循环腔体120的温度较低,使得压缩机400温度低于蒸发器300温度,蒸发器300和压缩机400之间有较大的压差,蒸发器300中气态的换热工质会不断泄露到压缩机400中,而压缩机400不工作,气态的换热工质在压缩机400冷却降温储存,当换热设备10切换至第一换热模式时,压缩机400再次启动时,压缩机400无法将储存在压缩机400中的液态的换热工质继续压缩,而具有液击风险,会导致损坏压缩机400。
在利用第二换热模式换热时,第一阀组600还位于蒸发器300的出口与压缩机400的入口之间,蒸发器300的出口与冷凝器500的入口通过第一阀组600连通,冷凝器500的出口与蒸发器300的入口连通。
如图7所示,在利用第二换热模式换热时,压缩机400不工作,蒸发器300与冷凝器500连通,蒸发器300中的换热工质在与室内热空气H1发生热交换后变为气态的换热工质,气态的换热工质流入至冷凝器500中,冷凝器500将气态的换热工质降温变为液态的换热工质,液态的换热工质流回至蒸发器300中。第二换热模式可适用于对换热效果较低的场景。
在利用第二换热模式换热时,当蒸发器300的出口与压缩机400的入口通过第一阀组600连通时,在本申请中,压缩机400位于内循环腔体110内,使得压缩机400与蒸发器300的温差较小,在第二换热模式下,蒸发器300中气态的换热工质不会大量进入压缩机400中,进而可降低压缩机400液击风险。如果将压缩机400设置在外循环腔体120中,当换热设备10切换到第二换热模式时,外循环腔体120的温度较低,使得压缩机400温度低于蒸发器300温度,蒸发器300和压缩机400之间有较大的压差,蒸发器300中气态的换热工质会不断泄露到压缩机400中,而压缩机400不工作,气态的换热工质在压缩机400冷却降温储存,最终实际参与换热的换热工质减少,也就是说很少的换热工质在蒸发器300和冷凝器500之间流动,导致换热设备10的换热能力不能满足要求;并且当换热设备10切换至第一换热模式时,压缩机400再次启动时,压缩机400无法将储存在压缩机400中的液态的换热工质继续压缩,而具有液击风险,会导致损坏压缩机400。因此,在本申请中,将压缩机400设置在内循环腔体110中,使得压缩机400与蒸发器300的温差较小,降低压缩机400液击风险,且能保证热管换热效率。
在利用第二换热模式换热时,当蒸发器300的出口与压缩机400的入口通过第一阀组600关闭时,使得蒸发器300中气态的换热工质不能够进入压缩机400,使得换热工质全部在蒸发器300和冷凝器500之间流动,提升换热设备10的换热能力,且还能够有效保护压缩机400。
本申请提供的换热设备10,一方面,集第一换热模式和第二换热模式于一体,可提升换热设备10的换热效果,使得换热设备10能够满足多种换热需求,适用更多种换热场景;另一方面,第一换热模式和第二换热模式共用冷凝器500和蒸发器300,使得换热设备10重量轻、体积小、成本低;再一方面,将压缩机400设置在内循环腔体110中,使得在第二换热模式下,压缩机400与蒸发器300的温差较小,避免换热工质流入压缩机400中,降低压缩机400液击风险,且提升热管换热效率。
在一种可能的实现方式中,相较于地面,冷凝器500的高度大于蒸发器300的高度。使得在第二换热模式时,在冷凝器500中液体的换热工质在重力作用下能够快速流回至蒸发器300中,提升换热工质工作效率。
请结合图4和图5,在一实施方式中,壳体100包括沿第一方向X相对设置的顶板101和底板102,沿第二方向Y相对设置的第一侧板103和第二侧板104,以及沿第三方向Z相对设置的第三侧板105和第四侧板106,第一侧板103、第三侧板105、第二侧板104和第四侧板106依次连接,顶板101和底板102位于第一侧板103、第三侧板105、第二侧板104和第四侧板106沿第一方向X的两端,其中第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两相交。在本实施方式中,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z相互垂直,其中,第一方向X为换热设备10的高度方向,第二方向Y为换热设备10的宽度方向,第三方向Z为换热设备10的长度方向。其中,换热设备10在工作时,底板102邻近地面设置,顶板101位于上方。在一些实施方式中,第二方向Y为换热设备10的长度方向,第三方向Z为换热设备10的宽度方向。
在本实施方式中,隔板200和第二侧板104、以及隔板200与第一侧板103之间的部分顶板101、部分底板102围设成外循环腔体120,隔板200和第一侧板103、以及隔板200与第二侧板104之间的部分顶板101、部分底板102围设呈内循环腔体110。其中,第一出风口111和第一入风口112设置在第一侧板103上,第二出风口121和第二入风口122设置在第二侧板104上。其中,第一出风口111、第一入风口112、第二出风口121和第二入风口122的尺寸和形状可根据需要来设置,再次不做限定。
请参阅图8a、图8b、图9a和图9b,图8a和图8b为换热设备10去掉壳体100的结构示意图,图9a和图9b为隔板200的结构示意图,在一种可能的实现方式中,隔板200位于第一侧板103和第二侧板104之间,隔板200包括相互连接的主体板210和分部板220,分部板220自主体板210向第二侧板104凸出,在第二方向Y上,压缩机400和蒸发器300位于分部板220和第一侧板103之间。在一实施方式中,压缩机400和蒸发器300沿第二方向Y并排设置。
请参阅图8a,在本实施方式中,压缩机400和蒸发器300邻近底板102设置,放置在底板102上,压缩机400和蒸发器300沿第二方向Y并排设置,占据壳体100下方的大部分体积,上方的主体板210用于分隔壳体100上方大部分的空间,分部板220凸出设置,使得壳体100下方的大部分空间作为内循环腔体110的部分,用于收容压缩机400和蒸发器300。
在本实施方式中,分部板220向主体板210的一侧凸出设置,增加内循环腔体110的空间,以能够容纳压缩机400和蒸发器300。在其他实施方式中,隔板200可根据换热设备10中的部件和管路来设置形状和尺寸,以能够将壳体100分隔为内循环腔体110和外循环腔体120,且能够使得内循环腔体110容纳压缩机400和蒸发器300。
请结合图3、图8a和图8b,在本实施方式中,第一风扇800和蒸发器300沿第一方向X排布,压缩机400与蒸发器300沿第二方向Y排布,相较于蒸发器300,压缩机400更靠近外循环腔体120设置;第二风扇900和冷凝器500沿第一方向X排布,冷凝器500位于第二风扇900的上方,冷凝器500与第一风扇800沿第二方向排布,且位于第二风扇900、压缩机400和蒸发器300的上方,通过这种设置可使壳体100内部部件排布紧凑,节约体积,有利于换热设备10小型化。在其他实施方式中,可根据需要来排布内部部件。
在一种可能的实现方式中,主体板210和分部板220为一体化结构。一体化结构可是隔板200的结构强度更高。在一些实施方式中,主体板210和分部板220可为分体式结构,两者通过螺钉、焊接或者粘结胶固定。
请参阅图10,在一种可能的实现方式中,壳体100包括第一侧板103和底板102,第一侧板103和底板102相交且连接,第一侧板103位于蒸发器300远离隔板200的一侧,蒸发器300与第一侧板103之间具有第一间隙107,蒸发器300与底板102之间具有第二间隙108。
其中,第一侧板103位于蒸发器300远离隔板200的一侧,可以是第一侧板103沿第二方向Y正对位于蒸发器300远离隔板200的一侧,也可以是第一侧板103不正对隔板200。蒸发器300对室内热空气H1降温时,在蒸发器300的表面会产生冷凝水,冷凝水从蒸发器300的表面向下流动,设置第一间隙107和第二间隙108,可避免蒸发器300表面的冷凝水通过第一侧板103上的第一出风口112吹入室内,如果冷凝水内第一风扇800吹入室内侧,会影响室内电子设备的性能。
请参阅图10和图11,在一种可能的实现方式中,蒸发器300包括集液管310和翅片组件320(如图11所示),翅片组件320与集液管310之间具有通孔330,换热设备10还包括挡风结构1000(如图10所示),挡风结构1000至少覆盖通孔330的一端开口。在图10中,挡风结构1000覆盖通孔330背离第一侧板103一端的开口。在其他实施方式中,挡风结构1000可覆盖通孔330两端的开口。其中通孔330一般为在蒸发器300的加工通孔,通孔尺寸较大,一方面,挡风结构1000用于避免气流从通孔330流通,以保证气流从翅片组件320上流通,提升换热效果;另一方面,挡风结构1000可避免大气流将翅片组件320冷却的冷凝水吹到壳体100外侧,而影响室内电子设备的性能。其中,挡风结构1000可以是结构胶、泡棉、钣金等。
当集液管310沿第二方向Y的尺寸大于翅片组件320沿第二方向Y的尺寸时,使得集液管310相较于翅片组件320更靠近第一侧板103时,此时第一间隙107为集液管310与第一侧板103之间的间隙,翅片组件320与第一侧板103之间的间隙大于第一间隙107,将集液管310与第一侧板103之间设置第一间隙,可保证整个蒸发器300与第一侧板103之间具有间隙,以达到避免冷凝水吹入室内。
其中,蒸发器300还包括多个微通道扁管340,多个微通道扁管340沿集液管310的延伸方向排布,且集液管310与每一个微通道扁管340连通,翅片组件320固定在扁管340上,换热工质从集液管310流通至微通道扁管340,并从微通道扁管340另一侧的集液管310流出。
在一实施方式中,挡风结构1000位于通孔330远离第一侧板103的一侧。在一些实施方式中,挡风结构1000位于通孔330邻近第一侧板103的一侧。
请参阅图12,在一种可能的实现方式中,第一阀组600包括第一阀门610,第一阀门610连接在冷凝器500的入口501和蒸发器300的出口302之间;在利用第二换热模式换热时,冷凝器500的入口501和蒸发器300的出口302通过第一阀门610连通。以使得换热工质在冷凝器500和蒸发器300之间流通。
在一实施方式中,在利用第一换热模式换热时,冷凝器500的入口501和蒸发器300的出口302通过第一阀门610关闭。在本实施方式中,压缩机400与冷凝器500一直保持连通状态,压缩机400与蒸发器300一直保持连通状态,在利用第一换热模式换热时,冷凝器500的入口501和蒸发器300的出口302通过第一阀门610关闭,此时换热工质只能通过压缩机400流入至冷凝器500中。在利用第二换热模式换热时,压缩机400不工作,并将压缩机400设置在内循环腔体110中,使得换热工质从蒸发器300直接流入至冷凝器500中。在一实施方式中,第一阀门610为二通阀,通过二通阀使蒸发器300和冷凝器500之间连通或者关闭。在其他实施方式中,第一阀门610也可为其他结构形成的阀门,只要能够实现蒸发器300和冷凝器500之间连通或者关闭即可,在此不做限定。
其中,在第一阀门610和蒸发器300的出口302之间通过管道连通,在第一阀门610和冷凝器500的入口501之间通过管道连通。压缩机400与蒸发器300之间通过管道连通,压缩机400与冷凝器500之间通过管道连通。管道的管径、长度和形状可根据需要来设置,在此不做限定。
请参阅图13,在一种可能的实现方式中,第一阀组600还包括第二阀门620和第三阀门630,第二阀门620连接在蒸发器300的出口302和压缩机400的入口401之间,第三阀门630连接在压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501之间;在第一换热模式时,蒸发器300的出口302和压缩机400的入口401通过第二阀门620连通,压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501通过第三阀门630连通;冷凝器500的入口501和蒸发器300的出口302通过第一阀门610关闭。以使得换热工质在蒸发器300和压缩机400之间、压缩机400和冷凝器500之间流通。
在一实施方式中,在利用第二换热模式换热时,蒸发器300的入口301和压缩机400的出口402通过第二阀门620关闭,压缩机400的出口和冷凝器500的入口通过第三阀门关闭,冷凝器500的入口501和蒸发器300的出口302通过第一阀门610连通。
在本实施方式中,在利用第二换热模式换热时,通过第二阀门620和第三阀门630关闭,来避免蒸发器300中的换热工质流入至压缩机400中,提升热管换热效率,且能够有效保护压缩机400。其中第二阀门620和第三阀门630为二通阀。在其他实施方式中,第二阀门620和第三阀门630也可为其他结构形成的阀门,在此不做限定。
其中,第二阀门620与蒸发器300的出口302之间、以及第二阀门620与压缩机400的入口401之间通过管道连通;第三阀门630与压缩机400的出口402之间、以及第三阀门630与冷凝器500的入口501之间通过管道连通。
在一些实施方式中,可不设置第三阀门630,压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501之间通过管道连通,通过第二阀门620控制压缩机400的入口和蒸发器300的出口之间连通或者关闭。
请参阅图14,在一种可能的实现方式中,第一阀组600还包括第四阀门640,第一阀门610还连接在蒸发器300的出口302和压缩机400的入口401之间,第四阀门640连接在压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501之间;在利用第一换热模式换热时,蒸发器300的出口302和压缩机400的入口401通过第一阀门610连通,压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501通过第四阀门640连通。以使得换热工质在蒸发器300和压缩机400之间、压缩机400和冷凝器500之间流通。
在一实施方式中,在利用第二换热模式换热时,蒸发器300的入口和压缩机400的出口通过第一阀门610关闭,压缩机400的出口和冷凝器500的入口通过第四阀门640关闭。
在本实施方式中,第一阀门610为三通阀,第四阀门640为二通阀。本实施方式通过第一阀门610控制蒸发器300和冷凝器500之间、以及蒸发器300与压缩机400之间连通或者关闭,节省设计空间,可适用更多种应用场景。
其中,第一阀门610与蒸发器300之间、第一阀门610与冷凝器500之间、第一阀门610与压缩机400之间通过管道连通;第四阀门640与压缩机400的出口402之间、以及第四阀门640与冷凝器500的入口501之间通过管道连通。
请参阅图15,在一种可能的实现方式中,第一阀组600还包括第五阀门650,第一阀门610还连接在压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501之间,第五阀门650连接在蒸发器300的出口302和压缩机400的入口401之间;在利用第一换热模式换热时,蒸发器300的出口302和压缩机400的入口401通过第五阀门650连通,压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501通过第一阀门610连通。以使得换热工质在蒸发器300和压缩机400之间、压缩机400和冷凝器500之间流通。
在一实施方式中,在利用第二换热模式换热时,蒸发器300的入口301和压缩机400的出口402通过第五阀门650关闭,压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501通过第一阀门610关闭。在本实施方式中,第一阀门610为三通阀,第五阀门650为二通阀。本实施方式通过第一阀门610控制蒸发器300和冷凝器500之间、以及压缩机400与冷凝器500之间连通或者关闭,节省设计空间,可适用更多种应用场景。
其中,第一阀门610与蒸发器300之间、第一阀门610与冷凝器500之间、第一阀门610与压缩机400之间通过管道连通;第五阀门650与压缩机400的入口401之间、以及第五阀门650与蒸发器300的出口302之间通过管道连通。
请参阅图16和图17,在一种可能的实现方式中,第一阀门610包括间隔设置的第一通道611和第二通道612,第一阀门610还连接在压缩机400的入口401和压缩机400的出口402之间;在利用第一换热模式换热时,(如图16所示),蒸发器300的出口302和压缩机400的入口401通过第一阀门610中的第一通道611连通,压缩机400的出口402和冷凝器500的入口501通过第一阀门610中的第二通道612连通。换热工质的流通路径为:蒸发器300、第一通道611、压缩机400、第二通道612、冷凝器500。
在利用第二换热模式换热时(如图17所示),蒸发器300的出口302和冷凝器500的入口501通过第一阀门610的第一通道611连通,压缩机400的入口401和压缩机400的出口402通过第一阀门610的第二通道612连通。换热工质的流通路径为:蒸发器300、第一通道611、冷凝器500。
在本实施方式中,通过旋转第一阀门610的可使第一通道611和第二通道612连接在不同的路径上,示例性的,当在利用第一换热模式换热时,第一阀门610的位置如图16所示,当切换至第二换热模式时,将第一阀门610顺时针旋转90°,使得第一通道611连通在蒸发器300和冷凝器500之间(如图17所示)。本实施方式通过具有第一通道611和第二通道612的第一阀门610控制第二换热模式和第一换热模式中的换热工质的流通路径,节省设计空间,可适用更多种应用场景。
其中,第一阀门610与蒸发器300的出口302、冷凝器500的入口501、压缩机400的入口401和压缩机400的出口402之间均可通过管道连通。
请参阅图18,在一种可能的实现方式中,第一阀组600还包括第六阀门660,第六阀门660连接在压缩机400的入口401和压缩机400的出口402之间。在本实施方式中,第六阀门660为旁路阀门,当换热需求较低时,既不需要太强的制冷量时,压缩机400运行到最低转速依然有过大的制冷量时,打开第六阀门660,让部分换热工质回流至压缩机400内,减小流至冷凝器500中的换热工质,降低压缩机400驱动换热工质的实际能力,从而使换热设备制冷量和所需冷制量匹配。
在一实施方式中,第六阀门660的开度可以调节,当所需制冷能力减小时,可增大第六阀门660的开度,以减少流至冷凝器500中的换热工质;当所需制冷能力增大时,可减小第六阀门660的开度,直至全关。
需要说明的是,第六阀门660可适用于图12至图15中的实施例中,将第六阀门660连接在图12至图15所示的实施例中的压缩机400的入口401和压缩机400的出口402之间。
请参阅图19a和图19b,在一种可能的实现方式中,第二阀组700包括第三通道710和第四通道720,第三通道710的通流截面积大于第四通道720的通流截面积;在利用第一换热模式换热时,(如图19a所示),冷凝器500的出口502和蒸发器300的入口301通过第四通道720连通;在利用第二换热模式换热时,(如图19b所示),冷凝器500的出口和蒸发器300的入口通过第三通道710连通。其中第三通道710的通流截面积大于第四通道720的通流截面积,使得第三通道710的流通阻力小于第四通道720的流通阻力。在第二换热模式时,换热工质吸收热量后变为高温高压的换热工质,高温高压状态的换热工质具有流动动力,换热工质主要依靠自身的状态提供流通动力,流通动力一般比较小,在本申请中,在第二换热模式时,冷凝器500的出口和蒸发器300的入口通过第三通道710连通,第三通道710的流通阻力小,有利于换热工质流通,提升在第二换热模式下的换热效率。其中第三通道710和第四通道720的具体通流截面积可根据实际需要来设置。其中,可通过驱动第二阀组700旋转或者移动来使第三通道710切换为第四通道720、或者使第四通道720切换为第三通道710。在一实施方式中,可控制第四通道720的流量大小,使得在第一换热模式时,实现精密的流量调节。
请参阅图20和图21,在一实施方式中,第二阀组700为两段式电子膨胀阀730,两段式电子膨胀阀730包括阀壳体731、第一阀芯732、第二阀芯733、弹簧734,阀壳体731包括相对设置的第一侧壳7311和第二侧壳7312、以及位于第一侧壳7311和第二侧壳7312之间的第三侧壳7313,第三侧壳7313上开设有第一阀入口735,第一侧壳7311上开设有第一阀出口736,其中第一阀入口735与冷凝器500的出口502连通,第一阀出口736与蒸发器300的入口301连通,第二阀芯733位于阀壳体731内,第一阀芯732穿设在第二侧壳7312中,且延伸第二阀芯733内,弹簧734的一端与第二侧壳7312相对固定,弹簧734套设在第一阀芯732的一端上,弹簧734的另一端与第二阀芯733固定。第二阀芯733内设有收容通道7331,第一阀芯732的另一端位于收容通道7331内,第二阀芯733设有第一开口7332和第二开口7333,第一开口7332与第一阀入口735相对设置且相互连通,第二开口7333与第一阀出口736相对设置且相互连通,第一开口7332和第二开口7333与收容通道7331连通,第二阀芯733远离弹簧734的一端位于第二开口7333中。
当在利用第一换热模式换热时,(如图20所示),第一阀入口735、第一开口7332、部分收容通道7331、第二开口7333和第一阀出口736构成所述的第四通道720,其中可控制第一阀芯732远离第一阀出口736运动,来控制第四通道720的开度,以实现流通面积的精密调节,实现精密的流量调节。
当切换为第二换热模式时(如图21所示),驱动第一阀芯732远离第一阀出口736运动,第一阀芯732驱动第二阀芯733远离第一阀出口736运动,弹簧734被压缩,此时,第一阀入口735、第二阀芯733与阀壳体731内壁之间的空间和第一阀出口736构成所述的第三通道710,其中第三通道710的流通面积大,具有较低的流通阻力,有利于换热工质流通,提升换热效率。当需要再次切换为第一换热模式时,驱动第一阀入口735、第二阀芯733靠近第一阀出口736运动,其中弹簧734复位驱动第一阀入口735、第二阀芯733移动,可提升切换速度。通过驱动第一阀芯732和第二阀芯733运动可实现第三通道710与第四通道720之间切换。
需要说明的是,两段式电子膨胀阀730的结构不限于图20所示的结构,还包括更多个部件或者少几个部件,只要能够通过驱动第一阀芯732和第二阀芯733运动可实现第三通道710与第四通道720之间切换即可,还能通过控制第一阀芯732远离第一阀出口736运动,来控制第四通道720的开度,以实现流通面积的精密调节。
请参阅图22和图23,在一实施方式中,第二阀组700为带刻槽的球阀740。具体的,球阀740包括球阀壳体741和位于球阀壳体741内的球阀芯742,球阀芯742与球阀壳体741的内壁贴合,且球阀芯742能够在球阀壳体741内旋转。球阀芯742包括球阀本体743,球阀本体743内设有沿径向延伸的阀通道744,球阀壳体741包括相对设置的第二阀入口7411和第二阀出口7412,当在利用第二换热模式换热时(如图22所示),第二阀入口7411、阀通道744和第二阀出口7412构成第三通道710。其中,球阀本体743的表面上设有两个凹槽745,其中一个凹槽745邻近第二阀入口7411设置,且该凹槽745的一端与阀通道744相连接且相连通,另一个凹槽745邻近第二阀出口7412设置,且该凹槽745的一端与阀通道744相连接且相连通,所述凹槽745的横截面积小于阀通道744的横截面积,在第一换热模式时(如图23所示),第二阀入口7411、凹槽745、阀通道744和第二阀出口7412构成第四通道720。通过旋转球阀芯742可实现第三通道710与第四通道720之间切换,并且可通过旋转球阀芯742来控制凹槽745位于第二阀入口7411和阀通道744之间的长度,由于凹槽745的横截面积小于阀通道744的横截面积,第四通道720由第二阀入口7411、第二阀入口7411与阀通道744之间的凹槽部分、第二阀出口7412与阀通道744之间的凹槽部分、第二阀出口7412构成,当凹槽745位于第二阀入口7411和阀通道744之间的长度越长,第四通道720的流量越小,当凹槽745位于第二阀入口7411和阀通道744之间的长度越短,第四通道720的流量越大,以此来实现流通面积的精密调节,实现精密的流量调节。
在其他实施方式中,还可在球阀芯742内设有两个通流截面积不同的通道来作为第三通道710和第四通道720。
需要说明的是,带刻槽的球阀740的结构不限于图22所示的结构,还包括更多个部件或者少几个部件,只要能够通过旋转球阀芯742可实现第三通道710与第四通道720之间切换,即可,还能通过旋转球阀芯742运动,来控制第四通道720的流量大小,以实现流通面积的精密调节。
在一实施方式中,第二阀组700位于内循环腔体110内。内循环腔体110内环境更安全,比外循环腔体120的灰尘少,不被风吹雨淋,且内循环腔体110没有烟雾腐蚀第二阀组700,使得第二阀组700的使用寿命更长,不易被损坏。在一些情况下也可以将第二阀组700设置在外循环腔体120内。
以上对本申请实施例所提供的换热设备及换热系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施例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申请的限制。
Claims (16)
1.一种换热设备,其特征在于,具有第一换热模式,所述换热设备包括:
壳体;
隔板,将所述壳体内部空间分隔为内循环腔体和外循环腔体,所述内循环腔体用于与室内连通,所述外循环腔体用于与室外连通;
蒸发器,位于所述内循环腔体内;
压缩机,位于所述内循环腔体内,所述压缩机的入口与所述蒸发器的出口之间设有第一阀组;
在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口通过第一阀组连通。
2.根据权利要求1所述的换热设备,其特征在于,所述换热设备还具有第二换热模式,所述换热设备还包括冷凝器,所述冷凝器位于所述外循环腔体内,所述冷凝器的入口与所述压缩机的出口连通,所述第一阀组还位于所述冷凝器的入口与所述蒸发器的出口之间,所述冷凝器的出口与所述蒸发器的入口连通;
在利用所述第二换热模式换热时,所述蒸发器的出口与所述冷凝器的入口通过所述第一阀组连通。
3.根据权利要求1所述的换热设备,其特征在于,所述壳体包括沿第二方向相对设置的第一侧板和第二侧板,所述隔板位于所述第一侧板和所述第二侧板之间,所述隔板包括相互连接的主体板和分部板,所述分部板自所述主体板向所述第二侧板凸出,在所述第二方向上,所述压缩机和所述蒸发器位于所述分部板和所述第一侧板之间。
4.根据权利要求3所述的换热设备,其特征在于,所述主体板和所述分部板为一体化结构。
5.根据权利要求1所述的换热设备,其特征在于,所述壳体包括第一侧板和底板,所述第一侧板和所述底板相交且连接,所述第一侧板位于所述蒸发器远离所述隔板的一侧,所述蒸发器与所述第一侧板之间具有第一间隙,所述蒸发器与所述底板之间具有第二间隙。
6.根据权利要求1所述的换热设备,其特征在于,所述蒸发器包括集液管和翅片组件,所述翅片组件与所述集液管之间具有通孔,所述换热设备还包括挡风结构,所述挡风结构至少覆盖所述通孔的一端开口。
7.根据权利要求1所述的换热设备,其特征在于,所述第一阀组包括第一阀门,所述第一阀门连接在所述冷凝器的入口和所述蒸发器的出口之间;
在利用所述第二换热模式换热时,所述冷凝器的入口和所述蒸发器的出口通过所述第一阀门连通。
8.根据权利要求7所述的换热设备,其特征在于,所述第一阀组还包括第二阀门和第三阀门,所述第二阀门连接在所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口之间,所述第三阀门连接在所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口之间;
在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第二阀门连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第三阀门连通。
9.根据权利要求7所述的换热设备,其特征在于,所述第一阀组还包括第四阀门,所述第一阀门还连接在所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口之间,所述第四阀门连接在所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口之间;
在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第一阀门连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第四阀门连通。
10.根据权利要求7所述的换热设备,其特征在于,所述第一阀组还包括第五阀门,所述第一阀门还连接在所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口之间,所述第五阀门连接在所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口之间;
在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第五阀门连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门连通。
11.根据权利要求7所述的换热设备,其特征在于,所述第一阀门包括间隔设置的第一通道和第二通道,所述第一阀门还连接在所述压缩机的入口和所述压缩机的出口之间;
在利用所述第一换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述压缩机的入口通过所述第一阀门中的第一通道连通,所述压缩机的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门中的第二通道连通;
在利用所述第二换热模式换热时,所述蒸发器的出口和所述冷凝器的入口通过所述第一阀门中的第一通道连通。
12.根据权利要求7-11任一项所述的换热设备,其特征在于,所述第一阀组还包括第六阀门,所述第六阀门连接在所述压缩机的入口和所述压缩机的出口之间。
13.根据权利要求1所述的换热设备,其特征在于,所述第二阀组包括第三通道和第四通道,所述第三通道的通流截面积大于所述第四通道的通流截面积;
在利用所述第一换热模式换热时,所述冷凝器的出口和所述蒸发器的入口通过所述第四通道连通;
在利用所述第二换热模式换热时,所述冷凝器的出口和所述蒸发器的入口通过所述第三通道连通。
14.根据权利要求13所述的换热设备,其特征在于,所述第二阀组为两段式电子膨胀阀或者带刻槽的球阀。
15.一种换热系统,其特征在于,所述换热系统包括收容室、发热源和如权利要求1-14任一项所述的换热设备,所述发热源位于所述收容室内,所述换热设备中的内循环腔体与所述收容室连通,所述换热设备用于对所述发热源散热。
16.根据权利要求15所述的换热系统,其特征在于,所述换热系统为机柜、集装箱或者数据中心。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210599918.7A CN114963623A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 换热设备及换热系统 |
PCT/CN2023/095775 WO2023226977A1 (zh) | 2022-05-27 | 2023-05-23 | 换热设备及换热系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210599918.7A CN114963623A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 换热设备及换热系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114963623A true CN114963623A (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=82971925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210599918.7A Pending CN114963623A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 换热设备及换热系统 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114963623A (zh) |
WO (1) | WO2023226977A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023226977A1 (zh) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 华为数字能源技术有限公司 | 换热设备及换热系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2515607Y (zh) * | 2001-12-24 | 2002-10-09 | 上海德尔福汽车空调系统有限公司 | 空调层叠式蒸发器 |
CN201611151U (zh) * | 2010-01-20 | 2010-10-20 | 广东申菱空调设备有限公司 | 节能型一体化基站机房空调机组 |
CN203605382U (zh) * | 2013-11-25 | 2014-05-21 | 深圳市榜样通信有限公司 | 一种基站使用的热管空调换热装置 |
CN108458402A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-28 | 阿尔西制冷工程技术(北京)有限公司 | 组合式空调机组 |
CN111649424A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-11 | 南京佳力图机房环境技术股份有限公司 | 一种热管节能型基站空调机组 |
CN112413860A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 机房空调系统控制方法及系统 |
CN214592518U (zh) * | 2020-11-30 | 2021-11-02 | 南京佳力图机房环境技术股份有限公司 | 一种防反向热传导间接蒸发冷机组 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001066031A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Samson Co Ltd | 蒸気エジェクタバイパス経路を持った真空冷却装置 |
CN101245864B (zh) * | 2008-03-17 | 2010-09-22 | 时代嘉华(中国)科技有限公司 | 用于冷媒循环并用型机房专用机的自力式三通阀 |
CN101245955A (zh) * | 2008-03-17 | 2008-08-20 | 时代嘉华(中国)科技有限公司 | 冷媒自然循环并用型单元式空调机组 |
CN101514856B (zh) * | 2009-03-20 | 2011-01-05 | 清华大学 | 一种带自然供冷供热功能的空气处理装置 |
CN205678782U (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 苏州浩佳节能科技有限公司 | 节能型三维热管机柜空调器 |
CN114963623A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-30 | 华为数字能源技术有限公司 | 换热设备及换热系统 |
-
2022
- 2022-05-27 CN CN202210599918.7A patent/CN114963623A/zh active Pending
-
2023
- 2023-05-23 WO PCT/CN2023/095775 patent/WO2023226977A1/zh unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2515607Y (zh) * | 2001-12-24 | 2002-10-09 | 上海德尔福汽车空调系统有限公司 | 空调层叠式蒸发器 |
CN201611151U (zh) * | 2010-01-20 | 2010-10-20 | 广东申菱空调设备有限公司 | 节能型一体化基站机房空调机组 |
CN203605382U (zh) * | 2013-11-25 | 2014-05-21 | 深圳市榜样通信有限公司 | 一种基站使用的热管空调换热装置 |
CN108458402A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-28 | 阿尔西制冷工程技术(北京)有限公司 | 组合式空调机组 |
CN111649424A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-11 | 南京佳力图机房环境技术股份有限公司 | 一种热管节能型基站空调机组 |
CN112413860A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 机房空调系统控制方法及系统 |
CN214592518U (zh) * | 2020-11-30 | 2021-11-02 | 南京佳力图机房环境技术股份有限公司 | 一种防反向热传导间接蒸发冷机组 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023226977A1 (zh) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 华为数字能源技术有限公司 | 换热设备及换热系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023226977A1 (zh) | 2023-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101809388B (zh) | 冰箱 | |
US10910684B2 (en) | Machine temperature control device | |
CN1987264A (zh) | 空调器 | |
WO2023226977A1 (zh) | 换热设备及换热系统 | |
WO2023044740A1 (zh) | 机箱、储能系统及数据系统 | |
CN216897531U (zh) | 空调器 | |
KR102507362B1 (ko) | 프리쿨링 냉동기를 구비한 데이터센터 국부 냉각시스템 | |
CN210986804U (zh) | 数据中心冷却装置 | |
CN217584935U (zh) | 制冷装置及供冷系统 | |
CN112146211A (zh) | 一种水冷三模式机房空调 | |
KR20090103850A (ko) | 에어컨 | |
CN218820756U (zh) | 一种带热水模块的空气调节系统及基站 | |
CN218163401U (zh) | 结合露点间接蒸发蓄冷的数据中心用空调系统 | |
CN215597747U (zh) | 电化学换热装置和空调室内机 | |
CN220843853U (zh) | 一种集装箱用空调及集装箱 | |
CN110906455B (zh) | 移动空调 | |
CN219288004U (zh) | 一种带新风模块的空气调节系统及基站 | |
CN218920842U (zh) | 空气调节系统 | |
CN219976616U (zh) | 一种空调器 | |
CN217559993U (zh) | 间接蒸发冷却系统 | |
CN213931242U (zh) | 一种水冷三模式机房空调 | |
CN112333988B (zh) | 一种基于智能化动态调节的数据中心制冷系统 | |
KR100466504B1 (ko) | 빙축열 냉방장치 | |
CN216357937U (zh) | 蒸发冷却装置和通信系统 | |
CN212132964U (zh) | 空调系统及集装箱机房 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |