CN117989756A - 用于蒸发器的集气管和用于重力热管空调的蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸发器技术领域，特别涉及一种用于蒸发器的集气管和用于重力热管空调的蒸发器，集气管包括本体，所述本体设置第一容腔和第二容腔；所述第一容腔设置第一接口，所述第一接口用于连接回气管；所述第二容腔设置第二接口和多个盘管接管，所述第二接口用于连接供液管；所述盘管接管用于连接蒸发器的盘管出口端；所述盘管接管内部间隙套设内套管，所述内套管与所述第一容腔连接。蒸发器包括盘管及盘管外侧设置的铝翅片，所述盘管采用多条平行直铜管竖直设置；作为盘管的直铜管的上端与前述集气管的盘管接管焊接；所述直铜管的下端与分液管焊接，所述分液管用于连接供液管。本发明用于服务器机柜能够避免机柜内上部发生局部过热宕机。

Description

用于蒸发器的集气管和用于重力热管空调的蒸发器

技术领域

本发明涉及蒸发器技术领域，特别涉及一种用于蒸发器的集气管和用于重力热管空调的蒸发器。

背景技术

空调系统中的蒸发器，多数采用制冷剂在其盘管内蒸发为气体吸热的方式给目标对象（例如房间或者机柜等内部的空气）进行散热降温，由于制冷剂蒸发潜热比制冷剂显热对于换热效率有明显优势，为了充分提高蒸发器的换热效率，采用蒸发器的盘管内部充满液态制冷剂是最佳的，但是盘管内部充满液态制冷剂会给盘管内相变后变化成气态的制冷剂带来流动阻碍，因此，一般蒸发器的盘管内部不可能充满液态制冷剂，造成蒸发器的盘管内部越靠近盘管出口位置没有液态制冷剂的可能越高，即蒸发器的盘管内部越靠近盘管出口位置的换热效果越差，影响了蒸发器的整体换热效率。

有一些特殊有散热需求的对象，其内部热分布沿高度差异明显，例如数据中心的服务器机柜，机柜内部的服务器等设备按照高度分层安装，由于内部发热密集，热空气向上聚集效应明显，往往容易造成机柜内部上端温度过高导致服务器等设备宕机。近年来发展起来的机柜级散热设备例如背板冷门、机柜前冷门、列间空调或者沿同列机柜整体设置的风墙等，蒸发器距离热源近，对于防止机柜内部服务器等设备宕机有重要作用；但是，由于蒸发器一般采用下进（即下部接制冷剂供液管）上出（即上部接制冷剂回气管）接管，机柜上部正好对应蒸发器的盘管出口方位，能够存在液态制冷剂的可能性小，换热效果较差，导致这些机房空调设备的对于柜内部上端局部温度过高问题仍然难以解决。尤其是重力热管式数据中心空调，没有设置专用动力装置推进制冷剂流动，依靠液态制冷剂的重力让其流动到蒸发器，气态制冷剂依靠热力因素产生的气压差促使流动，蒸发器盘管中的液态制冷剂液位及态制冷剂对气态制冷剂形成的流动阻力都会影响换热效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于蒸发器的集气管，包括本体，所述本体设置第一容腔和第二容腔；

所述第一容腔设置第一接口，所述第一接口用于连接回气管；

所述第二容腔设置第二接口和多个盘管接管，所述第二接口用于连接供液管；所述盘管接管用于连接蒸发器的盘管出口端；

所述盘管接管内部间隙套设内套管，所述内套管与所述第一容腔连接。

优选地，所述盘管接管和内套管的截面呈同心的双层圆环形。

优选地，所述内套管向远离本体方向的延伸长度比所述盘管接管的延伸长度不大于第一距离。

优选地，所述本体包括间隙套装设置的双层紫铜管，内层紫铜管形成第一容腔，内层紫铜管与外层紫铜管的间隙形成第二容腔。

优选地，所述本体采用两条紫铜管平行并列设置分别作为第一容腔和第二容腔，所述第一容腔连接的内套管从远离盘管接管的一侧穿入作为第二容腔的紫铜管并延伸到盘管接管内部，穿入口焊接密封。

优选地，所述第一容腔采用紫铜管，第二容腔截面为弧形或者半圆形的紫铜片焊接在第一容腔的紫铜管外侧壁形成。

优选地，所述内套管与所述第一容腔采用焊接，所述第二容腔和盘管接管采用焊接。

优选地，所述本体采用铝合金型材制作工艺制作成具有第一容腔和第二容腔的长管，长管两端焊接有端盖。

优选地，所述本体、盘管接管和内套管都采用金属材料制作。

本发明还提供了一种用于重力热管空调的蒸发器，包括盘管及盘管外侧设置的铝翅片，所述盘管采用多条平行直铜管竖直设置；

作为盘管的直铜管的上端与前述集气管的盘管接管焊接；所述直铜管的下端与分液管焊接，所述分液管用于连接供液管。

本发明提供的用于蒸发器的集气管，通过在本体设置第一容腔和第二容腔分别用于连接回气管和供液管，并配合在与蒸发器的盘管连接的盘管接管内部间隙设置内套管，内套管用于蒸发器的盘管内蒸发成气体的制冷剂的流出，而内套管外壁与盘管接管内壁的间隙用于将供液管提供的液态制冷剂引流入蒸发器的盘管内，一方面保障蒸发器盘管靠近出口端能够有液态制冷剂用于蒸发吸热，充分利用盘管的换热面积进行高效换热；另一方面可以降低蒸发器盘管的入口端的液态制冷剂供应量，降低蒸发器盘管的液态制冷剂充注量及液面高度，使得蒸发成气态的制冷剂在上升过程中少受充注的液态制冷剂阻挡，能够更容易地到达蒸发器盘管的出口端由内套管流入集气管，本发明的集气管在同时用于气体的制冷剂的流出和液态制冷剂引入过程中，由于特殊的结构设计，可以避免流向相反的气态制冷剂和液态制冷剂发生冲突导致系统的制冷剂循环出现堵塞；本发明提供的用于重力热管空调的蒸发器，通过采用上述集气管，实现从蒸发器的上、下两端提供液态制冷剂，解决了蒸发器上端可能由于液态制冷剂不足甚至缺乏导致温度较高无法有效换热的问题，在此基础上，还能够避免蒸发器上端流向相反的气态制冷剂和液态制冷剂的冲突导致系统的制冷剂循环出现堵塞，采用本发明，能够提高充分利用蒸发器的换热面积，提高蒸发器的换热效率，减少甚至避免蒸发器出现上、下换热不均现象，用于数据中心的服务器机柜时，能够有效地避免出现机柜内热量在机柜内上部聚集导致局部过热，避免服务器机柜内上部放置的服务器和/或交换机等电子设备发生过热宕机。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的实施例做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种用于蒸发器的集气管的结构示意图；

图2为本发明的用于蒸发器的集气管图1实施例的A-A截面示意图；

图3为本发明的用于蒸发器的集气管的实施例二截面示意图；

图4为本发明的用于蒸发器的集气管的实施例三截面示意图；

图5为本发明的用于蒸发器的集气管的实施例四截面示意图；

图6为本发明的用于重力热管空调的蒸发器的实施例示意图。

具体实施方式

下面参照附图，详细说明实施例。但是，可以对实施例施加多样变更，专利申请的权利范围并非由这种实施例限制或限定。应理解为对实施例的所有变更、均等物以及替代物包含于权利范围。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。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申请中的具体含义。

实施例中使用的术语只用于说明的目的，不得解释为要限定之意。只要在文句上未明白地表示不同，单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，“包括”或“具有”等术语是要指定在说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，应理解为不预先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

第一、第二等术语可以用于说明多样的构成要素，但构成要素不得由术语所限定。术语只用于将一个构成要素区别于其他构成要素的目的，例如在不超出实施例概念所决定的权利范围的情况下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。

只要未不同地定义，包含技术性或科学性术语在内，在此使用的所有术语具有与实施例所属技术领域普通技术人员一般理解的内容相同的意义。诸如一般使用的字典中定义的术语，应解释为具有与相关技术的文脉上具有的意义一致的意义，只要在本申请中未明确定义，不得过于地或过度地解释为形式上的意义。

另外，在参照附图进行说明方面，与附图标号无关，相同的构成要素赋予相同的附图标号，并省略对此的重复说明。在说明实施例方面，当判断认为对相关公知技术的具体说明可能不必要地混淆实施例要旨时，省略该详细说明。

如图1-5所示，本发明实施例提供了一种用于蒸发器的集气管，包括本体1，所述本体1设置第一容腔11和第二容腔12；

所述第一容腔11设置第一接口13，所述第一接口13用于连接回气管；

所述第二容腔12设置第二接口14和多个盘管接管15，所述第二接口14用于连接供液管；所述盘管接管15用于连接蒸发器的盘管出口端；

所述盘管接管15内部间隙套设内套管16，所述内套管16与所述第一容腔11连接。

上述实施例通过在本体设置第一容腔和第二容腔分别用于连接回气管和供液管，并配合在与蒸发器的盘管连接的盘管接管内部间隙设置内套管，内套管用于蒸发器的盘管内蒸发成气体的制冷剂的流出，而内套管外壁与盘管接管内壁的间隙用于将供液管提供的液态制冷剂引流入蒸发器的盘管内，一方面保障蒸发器盘管靠近出口端能够有液态制冷剂用于蒸发吸热，充分利用盘管的换热面积进行高效换热；另一方面可以降低蒸发器盘管的入口端的液态制冷剂供应量，降低蒸发器盘管的液态制冷剂充注量及液面高度，使得蒸发成气态的制冷剂在上升过程中少受充注的液态制冷剂阻挡，能够更容易地到达蒸发器盘管的出口端由内套管流入集气管，本发明的集气管在同时用于气体的制冷剂的流出和液态制冷剂引入过程中，由于特殊的结构设计，可以避免流向相反的气态制冷剂和液态制冷剂发生冲突导致系统的制冷剂循环出现堵塞。

在一个实施例中，如图1-4所示，所述盘管接管15和内套管16的截面呈同心的双层圆环形；

所述内套管16向远离本体方向的延伸长度比所述盘管接管15的延伸长度不大于第一距离。

上述实施例的盘管接管和内套管的截面呈同心的双层圆环形，可以使得盘管接管和内套管两者的间隙沿管壁周向均匀，使得液态制冷剂能够更均匀地通过间隙导向沿盘管接管的内壁面往下流动，而在盘管接管内部的中心部位没有液态制冷剂阻挡气态制冷剂的流动；内套管可以比盘管接管短使得内套管的下端完全在盘管接管内，也可以两者底部平齐，还可以是内套管可以比盘管接管长且内套管的下端从盘管接管的下端穿出一定长度，但是穿出部分的长度最好不要超过第一距离，第一距离可以根据盘管出口距离盘管有效换热面的尺寸确定，盘管出口距离盘管有效换热面的尺寸是指盘管位于边板背离翅片侧的长度，采用第一距离控制使得内套管不会伸入盘管有效换热面太多，导致影响盘管有效换热面处的气态制冷剂流出。

在一个实施例中，如图3所示，所述本体1包括间隙套装设置的双层紫铜管，内层紫铜管形成第一容腔11，内层紫铜管与外层紫铜管的间隙形成第二容腔12；

或者，

如图4所示，所述本体1采用两条紫铜管平行并列设置分别作为第一容腔11和第二容腔12，所述第一容腔11连接的内套管16从远离盘管接管15的一侧穿入作为第二容腔12的紫铜管并延伸到盘管接管15内部，内套管16穿入作为第二容腔12的紫铜管的穿入口焊接密封。

上述实施例提供了两种不同的第一容腔和第二容腔结合的结构：一种是采用双层截面尺寸不同的紫铜管套装方式，由直径较小的内层紫铜管作为第一容腔，内层紫铜管与直径较大的外层紫铜管的间隙形成第二容腔；另一种是采用分别两条紫铜管平行并列设置分别作为第一容腔和第二容腔，第一容腔连接的内套管由径向穿透第二容腔并延伸至盘管接管处；本方案使得第一容腔和第二容腔制作简单，相关密封结合部都可以采用铜管焊接工艺，工艺有保障，成本较低，容易实现；另外采用紫铜管能够更好地与蒸发器盘管的紫铜管焊接。

在一个实施例中，如图5所示，所述第一容腔11采用紫铜管，第二容腔12截面为弧形或者半圆形的紫铜片焊接在第一容腔的紫铜管外侧壁形成。

上述实施例采用一个紫铜管作为第一容腔，另外在紫铜管外侧面通过紫铜片设置第二容腔，弧形或者半圆形的紫铜片可以是将紫铜管轴向剖开得到，可以减少本体用材料，降低重量。

在一个实施例中，所述内套管与所述第一容腔采用焊接，所述第二容腔和盘管接管采用焊接；

所述本体采用铝合金型材制作工艺制作成具有第一容腔和第二容腔的长管，长管两端焊接有端盖。

上述实施例采用焊接工艺连接，工艺成熟，密封可靠，容易实现；本体若采用铝合金型材制作工艺制作成具有第一容腔和第二容腔，可以提高制作效率，铝合金材料可以降低重量。

在一个实施例中，所述本体、盘管接管和内套管都采用金属材料制作，例如紫铜管、不锈钢或者铝合金。

上述实施例的本体、盘管接管和内套管都采用金属材料制作，可以保障强度，能够耐受较大的工作压力，不易发生变形或者损坏；另外，能够更好地与蒸发器盘管连接。

如图6所示，本发明实施例提供了一种用于重力热管空调的蒸发器，包括盘管2及盘管2外侧设置的铝翅片3，所述盘管2采用多条平行直铜管竖直设置；

作为盘管2的直铜管的上端与前述集气管的盘管接管15焊接；所述直铜管的下端与分液管4焊接，所述分液管4通过供液接口41连接供液管。

上述实施例通过采用上述集气管，实现从蒸发器的上、下两端提供液态制冷剂，解决了蒸发器上端可能由于液态制冷剂不足甚至缺乏导致温度较高无法有效换热的问题，在此基础上，还能够避免蒸发器上端流向相反的气态制冷剂和液态制冷剂的冲突导致系统的制冷剂循环出现堵塞，采用本发明，能够提高充分利用蒸发器的换热面积，提高蒸发器的换热效率，减少甚至避免蒸发器出现上、下换热不均现象，用于数据中心的服务器机柜时，能够有效地避免出现机柜内热量在机柜内上部聚集导致局部过热，避免服务器机柜内上部放置的服务器和/或交换机等电子设备发生过热宕机。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于蒸发器的集气管，其特征在于，包括本体，所述本体设置第一容腔和第二容腔；

所述第一容腔设置第一接口，所述第一接口用于连接回气管；

所述第二容腔设置第二接口和多个盘管接管，所述第二接口用于连接供液管；所述盘管接管用于连接蒸发器的盘管出口端；

所述盘管接管内部间隙套设内套管，所述内套管与所述第一容腔连接。

2.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述盘管接管和内套管的截面呈同心的双层圆环形。

3.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述内套管向远离本体方向的延伸长度比所述盘管接管的延伸长度不大于第一距离。

4.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述本体包括间隙套装设置的双层紫铜管，内层紫铜管形成第一容腔，内层紫铜管与外层紫铜管的间隙形成第二容腔。

5.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述本体采用两条紫铜管平行并列设置分别作为第一容腔和第二容腔，所述第一容腔连接的内套管从远离盘管接管的一侧穿入作为第二容腔的紫铜管并延伸到盘管接管内部，穿入口焊接密封。

6.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述第一容腔采用紫铜管，第二容腔截面为弧形或者半圆形的紫铜片焊接在第一容腔的紫铜管外侧壁形成。

7.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述内套管与所述第一容腔采用焊接，所述第二容腔和盘管接管采用焊接。

8.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述本体采用铝合金型材制作工艺制作成具有第一容腔和第二容腔的长管，长管两端焊接有端盖。

9.根据权利要求1所述的用于蒸发器的集气管，其特征在于，所述本体、盘管接管和内套管都采用金属材料制作。

10.一种用于重力热管空调的蒸发器，其特征在于，包括盘管及盘管外侧设置的铝翅片，所述盘管采用多条平行直铜管竖直设置；

作为盘管的直铜管的上端与权利要求1-9中任意一项所述集气管的盘管接管焊接；所述直铜管的下端与分液管焊接，所述分液管用于连接供液管。