CN115551294A - 一种用于雷达环控的空气冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于雷达环控的空气冷却装置，涉及空气冷却装置领域，换热器芯体包括多个翅片和传热管，每个翅片包括翅片主体和多个分支，多个翅片的翅片主体相互平行且间隔设置，分支的一端与翅片主体固定连接，另一端向进风方向倾斜延伸，多个分支沿翅片主体的长度方向间隔排列且交错的设置在翅片主体的两侧。本发明的有益效果是：翅片采用类似树枝状的结构，优选采用3D打印成型，翅片由于设置了分支，因而在相同的换热器芯体体积下，翅片具有更大的传热面积，从而能够增强换热器芯体的换热能力，使结构更加紧凑、轻量化。此外，树枝状结构能够与空气充分接触，帮助空气中的水的冷凝，从而降低出风口的空气干度，利于电子设备的工作环境。

Description

一种用于雷达环控的空气冷却装置

技术领域

本发明涉及空气冷却装置领域，具体涉及一种用于雷达环控的空气冷却装置。

背景技术

雷达方舱、机柜内电子设备采用风冷散热时，电子设备的热量散到空气中，还需要采用空气冷却装置进行二次换热，将内部的热量带走，如采用空调、气液换热器等。

气液换热器通过低温的冷却液与空气进行换热，达到降低方舱和机柜内部温度的目的。目前雷达系统的气液换热器一般采用防冻液等作为液冷冷却介质，且换热器翅片一般为平直片、波纹片等，整体换热效果有限，且同等换热效果下占用空间大。优化换热器的翅片设计、采用高效传热冷却介质是提升换热效果、增加换热器紧凑度的有力途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高换热器换热效果。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于雷达环控的空气冷却装置，包括换热器芯体，所述换热器芯体包括多个翅片和多个传热管，每个所述翅片包括翅片主体和多个分支，多个所述翅片的所述翅片主体相互平行且间隔设置，所述分支的一端与所述翅片主体固定连接，另一端向进风方向倾斜延伸，多个所述分支沿所述翅片主体的长度方向间隔排列且交错的设置在所述翅片主体的两侧，多个所述传热管穿过多个所述翅片。

本发明的有益效果是：传热管内用于供冷却介质流动，低温的冷却介质与翅片间的空气进行换热，为空气降温。翅片采用类似树枝状的结构，优选采用3D打印成型，翅片由于设置了分支，因而在相同的换热器芯体体积下，翅片具有更大的传热面积，从而能够增强换热器芯体的换热能力，使结构更加紧凑、轻量化。此外，树枝状结构能够与空气充分接触，帮助空气中的水的冷凝，从而降低出风口的空气干度，利于电子设备的工作环境。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述翅片主体为折线形板状。

采用上述进一步方案的有益效果是：进一步增加空气沿翅片移动的路径，提高换热效果。

进一步，相邻所述翅片之间的所述分支交错设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：在增加空气换热效果的同时，避免相邻翅片的分支阻碍空气的流动。

进一步，多个所述传热管相互平行且间隔设置，并与进风方向垂直。

进一步，还包括箱体，所述箱体具有出风口和进风口，且所述换热器芯体固定于所述箱体内，并位于出风口和进风口之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：空气从进风口进入，经过换热器芯体换热降温后，从出风口排出。

进一步，所述箱体上设有进液口和出液口，所述换热器芯体还包括分液管和集液管，所述进液口与所述分液管连通，所有所述传热管的进口均与所述分液管连通，所有所述传热管的出口均与所述集液管连通，所述集液管与所述出液口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：低温的冷却介质从进液口经由分液管进入各个分液管，与翅片间的空气进行换热，冷却介质温度升高，回到集液管，最终汇总到出液口流出。

进一步，所述出风口和所述进风口分别设于所述箱体同一侧壁的两端。

采用上述进一步方案的有益效果是：箱体内的空气流动路线类似于C形，箱体结构紧凑，空气冷却装置排布方便，且相比于出风口和进风口设置在箱体相对侧壁上的方案，本方案可以延长空气在箱体内停留时间，保证换热效果。

进一步，所述传热管内的冷却介质为超临界二氧化碳。

采用上述进一步方案的有益效果是：传热管利用超临界二氧化碳受热发生相变来增大换热效率。二氧化碳具有液汽密度比小、冷却稳定性好、不易燃易爆、无毒无腐蚀，是一种理想的两相换热介质。采用超临界二氧化碳作为冷却介质给空气散热，同样可以增强换热器芯体的换热效率，减小换热器芯体的体积重量。

进一步，还包括风机组件，所述风机组件与所述箱体固定连接，且位于所述出风口内。

采用上述进一步方案的有益效果是：风机组件为空气提供驱动力，将热空气经由进风口吸进，再经过换热器芯体的翅片和传热管，与传热管内的低温冷却介质进行换热，达到出风口空气温度降低的目的。

进一步，所述风机组件包括多个风机，多个所述风机并排设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：设计时可根据所需的风量及出风口大小，选择适当数量的风机，调节灵活度高。

附图说明

图1为本发明用于雷达环控的空气冷却装置结构三维图；

图2为本发明用于雷达环控的空气冷却装置内部结构示意图；

图3为本发明用于雷达环控的空气冷却装置的剖视图；

图4为本发明换热器芯体的结构示意图；

图5为本发明翅片结构示意图。

图3和图5中的箭头表示空气流动的方向。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、后盖板；2、框架；3、出风口；4、进风口；5、进液口；6、出液口；7、分液管；8、集液管；9、换热器芯体；10、第一风机；11、第二风机；12、第三风机；13、翅片；131、翅片主体；132分支；14、传热管。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图5所示，本实施例提供一种用于雷达环控的空气冷却装置，包括换热器芯体9，所述换热器芯体9包括多个翅片13和多个传热管14，每个所述翅片13包括翅片主体131和多个分支132，多个所述翅片13的所述翅片主体131相互平行且间隔设置，所述分支132的一端与所述翅片主体131固定连接，另一端向进风方向倾斜延伸，多个所述分支132沿所述翅片主体131的长度方向间隔排列且交错的设置在所述翅片主体131的两侧，多个所述传热管14穿过多个所述翅片13。

传热管14内用于供冷却介质流动，低温的冷却介质与翅片13间的空气进行换热，为空气降温。翅片13采用类似树枝状的结构，优选采用3D打印成型，翅片13由于设置了分支132，因而在相同的换热器芯体9体积下，翅片13具有更大的传热面积，从而能够增强换热器芯体的换热能力，使结构更加紧凑、轻量化。此外，树枝状结构使得空气沿翅片主体131流动过程中，当一部分空气流动至分支132与翅片主体131之间的夹角时，一部分空气被挡住并与分支132和翅片主体131充分接触，随后被后方新来的空气吹出，并随另一部分空气继续向前流动，由此，既增加了翅片13的表面积，还延长了空气与翅片13接触的时间。翅片13还能帮助空气中的水的冷凝，含有水汽的空气在碰撞到温度较低的翅片13后，在翅片13表面凝结，并可沿翅片13下落，从而降低出风口的空气干度，利于电子设备的工作环境。

其中，如图5所示，图中为翅片13的截面形状，也就是说，将该截面形状沿垂直于该截面的方向直线移动所形成的轨迹，即为翅片13结构的外轮廓。

其中，分支132可以为如图5所示的截面是直线型的板状，或者为截面是弧形、波浪形或折线形的板状。

其中，翅片主体131可以为平板状，或波浪形板状，或折线形板状等。

在上述任一方案的基础上，优选的，所述翅片主体131为折线形板状。

折线形的翅片主体131进一步增加空气沿翅片13移动的路径，空气沿两个翅片13之间形成的折线形通道移动，在拐弯处会被折线形翅片主体131轻微阻挡，使空气换向，使得空气在拐弯处与翅片主体131碰撞接触，提高换热效果，也可提高除湿的效果。

在上述任一方案的基础上，相邻所述翅片13之间的所述分支132交错设置。也就是说，如图5所示，沿两个相邻所述翅片13之间的通道，相邻两个所述翅片13相对侧的所有分支132间隔设置，且在通道的两侧依次交错。

空气交替进入到相邻两个翅片13的分支132形成的夹角内，在增加空气换热效果的同时，避免相邻翅片13的分支132阻碍空气的流动。

在上述任一方案的基础上，多个所述传热管14相互平行且间隔设置，并与进风方向垂直。

在上述任一方案的基础上，还包括箱体，所述箱体具有出风口3和进风口4，且所述换热器芯体9固定于所述箱体内，并位于出风口3和进风口4之间。

空气从进风口4进入，经过换热器芯体9换热降温后，从出风口3排出。

在其中一个具体的实施例中，所述箱体包括后盖板1和框架2，框架2的后侧敞口，并通过与其可拆卸连接的后盖板1封闭，框架2上具有出风口3和进风口4。换热器芯体9固定于框架2内。

在上述任一方案的基础上，每个传热管14可以独立的接入到冷却介质系统的循环管路中，或者，优选的，所述箱体上设有进液口5和出液口6，所述换热器芯体9还包括分液管7和集液管8，所述进液口5与所述分液管7连通，所有所述传热管14的进口均与所述分液管7连通，所有所述传热管14的出口均与所述集液管8连通，所述集液管8与所述出液口6连通。

低温的冷却介质从进液口5经由分液管7进入各个分液管7，与翅片13间的空气进行换热，冷却介质温度升高，回到集液管8，最终汇总到出液口6流出。所有的传热管14通过进液口5和出液口6接入到冷却介质系统的循环管路中。

在上述任一方案的基础上，所述出风口3和所述进风口4分别设于所述箱体同一侧壁的两端。

如图1至图3所示，箱体设有出风口3和进风口4的侧壁称为前侧壁，与前侧壁相对设置的称为后侧壁，所述换热器芯体9固定于进风口4内侧，且所述换热器芯体9与箱体后侧壁之间具有供空气流通的空间，空气从进风口4进入，经过换热器芯体9后，沿箱体后侧壁向出风口3方向移动，随后从出风口3排出。由此，箱体内的空气流动路线类似于C形，箱体结构紧凑，空气冷却装置排布方便，且相比于出风口3和进风口4设置在箱体相对侧壁上的方案，本方案可以延长空气在箱体内停留时间，保证换热效果。

在上述任一方案的基础上，所述传热管14内的冷却介质为超临界二氧化碳。

传热管14利用超临界二氧化碳受热发生相变来增大换热效率。二氧化碳具有液汽密度比小、冷却稳定性好、不易燃易爆、无毒无腐蚀，是一种理想的两相换热介质。采用超临界二氧化碳作为冷却介质给空气散热，同样可以增强换热器芯体9的换热效率，减小换热器芯体9的体积重量。

在上述任一方案的基础上，还包括风机组件，所述风机组件与所述箱体固定连接，且位于所述出风口3内。

风机组件为空气提供驱动力，将热空气经由进风口4吸进，再经过换热器芯体9的翅片13和传热管14，与传热管14内的低温冷却介质进行换热，达到出风口3空气温度降低的目的。

在上述任一方案的基础上，所述风机组件包括多个风机，多个所述风机并排设置。

设计时可根据所需的风量及出风口3大小，选择适当数量的风机，调节灵活度高。

在其中一个具体的实施例中，如图2所示，风机组件包括竖直并排设置的第一风机10、第二风机11和第三风机12，风机组件的结构紧凑。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于雷达环控的空气冷却装置，包括换热器芯体(9)，其特征在于，所述换热器芯体(9)包括多个翅片(13)和多个传热管(14)，每个所述翅片(13)包括翅片主体(131)和多个分支(132)，多个所述翅片(13)的所述翅片主体(131)相互平行且间隔设置，所述分支(132)的一端与所述翅片主体(131)固定连接，另一端向进风方向倾斜延伸，多个所述分支(132)沿所述翅片主体(131)的长度方向间隔排列且交错的设置在所述翅片主体(131)的两侧，多个所述传热管(14)穿过多个所述翅片(13)。

2.根据权利要求1所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，所述翅片主体(131)为折线形板状。

3.根据权利要求1所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，相邻所述翅片(13)之间的所述分支(132)交错设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，多个所述传热管(14)相互平行且间隔设置，并与进风方向垂直。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，还包括箱体，所述箱体具有出风口(3)和进风口(4)，且所述换热器芯体(9)固定于所述箱体内，并位于出风口(3)和进风口(4)之间。

6.根据权利要求5所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，所述箱体上设有进液口(5)和出液口(6)，所述换热器芯体(9)还包括分液管(7)和集液管(8)，所述进液口(5)与所述分液管(7)连通，所有所述传热管(14)的进口均与所述分液管(7)连通，所有所述传热管(14)的出口均与所述集液管(8)连通，所述集液管(8)与所述出液口(6)连通。

7.根据权利要求5所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，所述出风口(3)和所述进风口(4)分别设于所述箱体同一侧壁的两端。

8.根据权利要求4所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，所述传热管(14)内的冷却介质为超临界二氧化碳。

9.根据权利要求5所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，还包括风机组件，所述风机组件与所述箱体固定连接，且位于所述出风口(3)内。

10.根据权利要求9所述的一种用于雷达环控的空气冷却装置，其特征在于，所述风机组件包括多个风机，多个所述风机并排设置。

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