CN207622586U - 气体冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体冷却装置，包括：外壳、连接在外壳的底部的风机、连接在外壳内的换热器、连接换热器的进液管、以及连接换热器的出液管。外壳的底部设有出气口，顶部设有进气口。风机位于出气口处。换热器包括：第一布液器、第二布液器、以及换热组件；换热组件包括：多个阵列分布的翅片管；每个翅片管包括：导液管和多块连接导液管且以导液管为轴向外辐射的散热片；散热片的延伸方向与导液管的延伸方向一致。上述气体冷却装置，延长单位体积气体在换热组件中的行程和时间，从而增加气体和液体的热交换的时间和行程，提升热交换效率，增强气体的冷却效果。

Description

气体冷却装置

技术领域

本实用新型涉及冷却设备技术领域，特别是涉及一种气体冷却装置。

背景技术

冷却设备是一种用于降温设备。作为冷却设备中的一种，气体冷却装置是一种以气体作为冷媒的设备，例如末端空调、冷风柜、空调室内机、或冷冻水精密空调等，其利用液体对气体进行降温，将降温后的气体输送至需要调节温度的场所。而传统的气体冷却装置中，气体与液体的热交换的行程和时间都不足，并且气体和液体的分布均匀度不好，导致热交换效率低，气体的冷却效果不明显。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种气体冷却装置，其利用高效布液结构，使得气体和液体通过内部压力差带来的流动实现最大程度的均匀分布，并且具有风阻小、换热面积大、气体与液体的热交换的时间和行程长、气体和液体采用逆流热交换方式等优点，增强气体的冷却效果。

一种气体冷却装置，包括：

外壳；外壳的底部设有出气口；外壳的顶部设有进气口；

连接在外壳的底部的风机；风机位于出气口处；

连接在外壳内的换热器；换热器包括：位于外壳中且靠近出气口一端的第一布液器、位于外壳中且靠近进气口一端的第二布液器、以及连接在第一布液器和第二布液器之间的换热组件；第一布液器设有进液端口、多根间隔设置的第一支均流器以及连接在第一支均流器两端的第一主均流器；进液端口通过第一主均流器连通第一支均流器；相邻两根第一支均流器之间的间隙为出气间隙；所述第一主均流器和第一支均流器内部均设置有用于均匀分流液体的均流板；第二布液器设有出液端口、多根间隔设置的第二支均流器以及连接在第二支均流器之间的第二主均流器；出液端口通过第二主均流器连通第二支均流器；相邻两根第二支均流器之间的间隙为进气间隙；换热组件包括：多个阵列分布的翅片管；每个翅片管包括：导液管和多块连接导液管且以导液管为轴向外辐射的散热片；导液管的一端连通第一支均流器；导液管的另一端连通第二支均流器；散热片的延伸方向与导液管的延伸方向一致；相邻两个翅片管的外轮廓边紧靠设置；

连接换热器的进液管；进液管连接进液端口；以及

连接换热器的出液管；出液管连接出液端口。

上述气体冷却装置，作为冷媒的液体从进液管导入到第一布液器的进液端口，通过第一主均流器被其内部设置的均流板进行分流，然后通过第一支均流器再次被其内部设置的均流板进行分流后进入到换热组件的翅片管中，液体通过翅片管上的导液管流向第二布液器，最后通过第二支均流器汇流到出液端口排出，其构成了从下往上走的液体流向。而气体从外壳的顶部的进气口进入后顺着第二布液器的进气间隙中进入到换热组件中，经过翅片管后从第一布液器的出气间隙排出，接着，气体在风机的驱动下，从外壳的底部的出气口排出外面，其构成了从上往下走的气体流向，最终形成了液体流向与气体流向相逆的结构，并且气体在顺着翅片管上的散热片的延伸方向流通时，通过散热片与导液管中的液体进行热交换，再者散热片与导液管的延伸方向一致，能够降低气体流通时所遭受的阻力，降低气体流动的能量损失。此外，散热片为多块并且以导液管为轴向外辐射设置，使得每个翅片管都能提供较大的热交换面积，并且气体被散热片分流，不仅增加气体与翅片管的接触面，还减小了气体在换热组件上单位面积的流通量，延长单位体积气体在换热组件中的行程和时间，从而增加气体和液体的热交换的时间和行程，提升热交换效率，增强气体的冷却效果。

在其中一个实施例中，外壳的侧部将换热器包围密封。

在其中一个实施例中，该气体冷却装置还包括：连接在外壳内的气体加湿器；气体加湿器位于第二布液器和进气口之间。

在其中一个实施例中，气体加湿器为喷雾加湿器、或超声波雾化加湿器、或湿膜加湿器中的一种或多种。

在其中一个实施例中，相邻两个翅片管上相靠近的散热片之间相互错位。

在其中一个实施例中，第一布液器还设有连接在第一主均流器端部的分流侧管；分流侧管与第一主均流器之间相互连通；进液端口连接在分流侧管上。

在其中一个实施例中，散热片沿导液管的径向方向的截面为直片形或弯曲形。

在其中一个实施例中，均流板为孔板或为百叶形状排布的导向片。

在其中一个实施例中，散热片设有分支部。

在其中一个实施例中，第二支均流器的垂直于长度方向的截面为朝背离换热组件凸伸的子弹头形状或三角形。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的气体冷却装置的示意图；

图2为图1所示的气体冷却装置中的换热器的示意图；

图3为图2所示的换热器的俯视示意图；

图4为图2所示的换热器的侧面示意图；

图5为图2所示的换热器中的翅片管的示意图；

图6为图5所示的翅片管沿导液管的径向方向所截取的截面示意图；

图7为图3所示的换热器中的A局部的放大示意图；

图8为图5所示的翅片管中的散热片的其他实施方式之一的截面示意图；

图9为图5所示的翅片管中的散热片的其他实施方式之二的截面示意图；

图10为图5所示的翅片管中的散热片的其他实施方式之三的截面示意图；

图11为图5所示的翅片管中的散热片的其他实施方式之四的截面示意图；

图12为图2所示的换热器中的一种实施方式的第一布液器的半剖视图；

图13为图12中的B局部的放大示意图；

图14为图2所示的换热器中的另一种实施方式的第一布液器的半剖视图；

图15为图14中的C局部的放大示意图；

图16为图2所示的换热器中的一种实施方式的第二布液器翻转180°后的半剖示意图；

图17为图2所示的换热器中的另一种实施方式的第二布液器翻转180°后的半剖示意图；

图18为图2所示的换热器的另一种实施方式的示意图；

附图中各标号的含义为：

10-气体冷却装置；

20-外壳，21-出气口，22-进气口；

30-风机；

40-换热器，41-第一布液器，42-第二布液器，43-换热组件，44-进液端口， 45-第一支均流器，46-第一主均流器，47-出液端口，48-第二支均流器，49-第二主均流器，410-翅片管，411-导液管，(412，412a，412b，412c，412d)-散热片，413-孔板，414-导向片，415-分流侧管；

50-进液管

60-出液管。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参见图1至图17，为本实用新型的一种实施方式的气体冷却装置10的示意图。

如图1所示，该气体冷却装置10包括：外壳20、连接在外壳20的底部的风机30、连接在外壳20内的换热器40、连接换热器40的进液管50、以及连接换热器40的出液管60。其中，外壳20用于提供热交换的空间场所，风机30用于加速和控制气体在外壳20内的流动速度，换热器40为液体与气体的热交换部件，进液管50用于输送液体到换热器40，而出液管60则用于液体在换热完毕后的回流导出。各部件的结构说明如下：

如图1所示，该外壳20的底部设有出气口21，而顶部则设有进气口22，并且出气口21和进气口22正对设置。此外，外壳20的侧部将换热器40包围密封，避免气体从外壳20的侧部泄露，保证气体的流向为从上到下。

该风机30位于外壳20的出气口21处，通过风机30的运转，在外壳20内腔的底部形成负压，带动气体从外壳20的顶部的进气口22更加顺畅和迅速地流向外壳20的底部的出气口21。

如图2至图4所示，该换热器40包括：位于外壳20中且靠近出气口21一端的第一布液器41、位于外壳20中且靠近进气口22一端且平行于第一布液器 41设置的第二布液器42、以及连接在第一布液器41与第二布液器42之间的换热组件43。其中，第一布液器41用于引入液体和对液体进行分流，并且作为气体在换热器40中的排出端口使用。第二布液器42用于汇集液体和将液体排出，并且作为气体在换热器40中的输入端口使用。换热组件43用于将液体从第一布液器41导流至第二布液器42，并且将气体从第二布液器42导流至第一布液器41，还作为气体与液体的热交换的主要场所使用。

在本实施例中，该第一布液器41整体为长方体结构设置，其设有两个进液端口44和七根间隔设置的第一支均流器45。两个进液端口44分别设置在每根第一支均流器45的两端。每个进液端口44通过一根第一主均流器46连接到第一支均流器45的一端并且与第一支均流器45连通。在其他实施例中，进液端口44的数量为一个，又或者是多个并且均匀分布在第一布液器41的周缘。第一支均流器45为中空管并且均匀间隔排开，相邻两根第一支均流器45之间的间隙为出气间隙。第一主均流器46与第一支均流器45内部均设置有用于均匀分流液体的均流板(图未示)。

在本实施例中，该第二布液器42整体为与第一布液器41对应的长方体结构设置，其设有两个出液端口47和七根间隔设置的第二支均流器48。两个出液端口47分别设置在每根第二支均流器48的两端。每个出液端口47通过一根第二主均流器49连接到第二支均流器48的一端并且与第二支均流器48连通。在其他实施例中，出液端口47的数量为一个，又或者是多个并且均匀分布在第二布液器42的周缘。第二支均流器48为中空管并且均匀间隔排开，相邻两根第二支均流器48之间的间隙为进气间隙。在本实施例中，第二支均流器48和第一支均流器45为正对平行设置。

在本实施例中，该换热组件43包括：八十四个以12*7阵列分布的翅片管 410。相邻两个翅片管410的外轮廓边紧靠设置(需要说明的是，为了更清楚地展示翅片管410的结构和布局，在本实用新型的附图中的翅片管410之间设置了一定的间距，而实际上本实施例中的相邻两个翅片管410的外轮廓是相互紧靠的，其能让气流更多地与翅片管410接触以提高热交换的效率)。如图5和图 6所示，每个翅片管410包括：导液管411和十六块连接导液管411且以导液管 411为轴向外辐射的散热片412。每个翅片管410的沿导液管411的径向方向的截面的外轮廓为方形。导液管411的一端连通第一支均流器45，导液管411的另一端连通第二支均流器48。散热片412的延伸方向与导液管411的延伸方向一致。在本实施例中，导液管411垂直连接于第一支均流器45和第二支均流器 48之间，并且散热片412沿导液管411的径向方向的截面为直片形。翅片管410 上的散热片412为不对称结构设置，即从散热片412的宽度和角度上综合考虑是不对称的。并且，如图7所示，相邻两个翅片管410的外轮廓边紧靠设置，且相邻两个翅片管410上相靠近的散热片412之间相互错位，使得在散热片412 之间形成的风道能够相互连通，有效地降低风阻。而在其他实施例中，散热片 412为沿导液管411的径向方向的截面为弯曲形，例如，如图8所示，在散热片 412a的中间区域设有弧形凸起部。又或者是，如图9所示，在散热片412b的中间区域设有三角形凸起部。又或者是，如图10所示，在散热片412c中设有凹凸形的弯折部。此外，散热片412还可以设有分支部，例如，如图11所示，散热片412d设有朝向两侧延伸的分叉端。此外，每个翅片管410上的散热片412数量也可以根据需要调整。此外，在其他实施例中，翅片管410沿导液管411 的径向方向的截面的外轮廓形状也可以是其他类型的平行四边形结构，例如菱形，又或者是其他类型的多边形，例如，三角形或平行六边形等。此外，翅片管410的截面的外轮廓也可以各不相同。当需相邻的翅片管410之间相互紧凑拼接时，则可以做成各种形状互补的外轮廓外形。此外相邻两个翅片管410之间也可以预留一定的间隔，以降低气体流动时的阻力。

如图12至图15所示，该均流板可以为孔板413或百叶形状排布的导向片 414。本实用新型实施例中，均流管设置在第一支均流器45和第一主均流器46 内部，用于均匀分流经过第一支均流器45和第一主均流器46中的液体。如图 12或图14，均流板是设置在第一支均流器45内部，液体通过孔板413上的分流孔或百叶形状排布的导向片414所形成的导槽进入到换热组件40中，实现液体的均匀分流。

如图16和图17所示，此外，为了降低进气时的风阻，第二支均流器48的垂直于长度方向的截面为朝背离换热组件43凸伸的子弹头形状或者三角形，通该设计，使得进气间隙的入口处宽度相对于其出口处宽度更大，气体进入时所遭受的阻力更小。此外，第二布液器42中也可以参照第一布液器41来设置均流板和分流侧管。而对于风阻问题，类似地，第一支均流器45的垂直于长度方向的截面可以为朝正向换热组件43凸伸的子弹头形状或者三角形，通该设计，使得出气间隙的入口处宽度相对于其出口处宽度更大，气体出去时所遭受的阻力更小。

如图18所示，在另一实施例中，第一布液器41还可以设有连接在第一主均流器46端部的分流侧管415。分流侧管与第一主均流器46之间相互连通。进液端口44连接在分流侧管415上。液体从进液端口44进入到分流侧管415上分从两股液流，之后再从均流板后再分别进入到第一主均流器46的两端。此外，第二布液器42中也可以参照第一布液器41来设置均流板和分流侧管。

该进液管50从外部贯穿外壳20的侧部后连接到换热器40的进液端口44。在本实施例中，进液管50的数量为两根，其一一对应连接进液端口44。

该出液管60从外部贯穿外壳20的侧部后连接到换热器40的出液端口47。在本实施例中，出液管60的数量为两根，其一一对应连接出液端口47。

工作原理说明：

如图1所示，液体从进液管50进入到换热器40的第一布液器41两侧的进液端口44，经过均流板进行均匀分流，然后进入到第一主均流器46中进行分流，接着液体进入到第一支均流器45中，接着，液体顺着第一支均流器45分流到翅片管410的导液管411中。液体顺着导液管411从下往上汇流到第二布液器 42的第二支均流器48中并且顺着第二支均流器48向第二布液器42两侧的排液端口流入到出液管60后，从出液管60导出。气体从第二布液器42的上方的进气口22，垂直地从相邻两根第二支均流器48之间的进气间隙中进入。翅片管410上的散热片412之间形成用于供气体流通的导风槽，并且这些导风槽与导液管411平行，气体顺着这些导风槽从上往下流向第一布液器41，并且从相邻两根第一支均流器45之间的出气间隙中往下方排出。液体在翅片管410中的流向与气体在翅片管410外的流向相反，两者以逆流的方式借由翅片管410进行热量传递。需要说明的是，翅片管410的数量可以在纵向或/和者横向方向进行布局延伸，进一步提升换热器40的处理能力和换热效率。每个翅片管410上的散热片412的数量也可以根据需求进行增加或者减少。此外，在本实施中的翅片管410相对于第一布液器41和第二布液器42是均匀分布的，其不管在液体还是气体的分流上，都能起到均匀分流的作用，有利于提升换热效率。当然，也不排除在一些实施例中，翅片管410为非均匀分布的。此外，本设计还遵循了高温气体密度下，低温气体密度大的原则，在设计气流走向时，考虑到气体在换热后温度降低，所以将出气口21和风机30设置在外壳20的底部，而进气口 22则设置在外壳20的顶部，有利于减少风机30的工作负荷。需要说明的是，该气体冷却装置10实际应用时，可以根据场景的需要，通过调整气体冷却装置 10的摆放角度来控制出风的方向，并不仅限于竖直方向。

此外，第一布液器41、第二布液器42和换热组件43的材质可以是金属或者塑胶，又或者其他种类的无机合成材料、有机合成材料等。进液管50和出液管60的位置和数量不仅限于本实施例中所列举的，其只要能分别对应与进液端口44、出液端口47连接即可。在其他实施例中，也可以将第一支均流器45直接连接到进液端口44，而第二支均流器48直接连接到出液端口47，此时，则可以省去第一主均流器46和第二主均流器49。又或者是，第一支均流器45和进液端口44之间、第二支均流器48和出液端口47之间分别通过液体导管连通。

另外，在其他实施例中，该气体冷却装置还可以设置连接在外壳20内的气体加湿器。其中，气体加湿器位于第一布液器42和出气口21之间，其用于调节气体的湿度。气体加湿器为喷雾加湿器、或超声波雾化加湿器、或湿膜加湿器中的一种或多种。

上述气体冷却装置10，作为冷媒的液体从进液管50导入到第一布液器41 的进液端口44，经过均流板和第一主均流器46进行分流，然后通过第一支均流器45进行分流后进入到换热组件43的翅片管410中，液体通过翅片管410上的导液管411流向第二布液器42，最后通过第二支均流器48汇流到出液端口 47排出，其构成了从下往上走的液体流向。而气体从外壳的底部的进气口22进入后顺着第二布液器42的进气间隙中进入到换热组件43中，经过翅片管410 后从第一布液器41的出气间隙排出，接着，气体在风机30的驱动下，从外壳的底部的出气口21排出外面，其构成了从上往下走的气体流向，最终形成了液体流向与气体流向相逆的结构，并且气体在顺着翅片管410上的散热片412的延伸方向流通时，通过散热片412与导液管411中的液体进行热交换，再者散热片412与导液管411的延伸方向一致，能够降低气体流通时所遭受的阻力，降低气体流动的能量损失。此外，散热片412为多块并且以导液管411为轴向外辐射设置，使得每个翅片管410都能提供较大的热交换面积，并且气体被散热片412分流，不仅增加气体与翅片管410的接触面，还减小了气体在换热组件43上单位面积的流通量，延长单位体积气体在换热组件43中的行程和时间，从而增加气体和液体的热交换的时间和行程，提升热交换效率，增强气体的冷却效果。

在本实用新型的其他实施例中换热器可以采用包含m(m为大于1的整数) 根支均流器，每个支均流器上连接n(n为大于1的整数)个翅片管，一共m*n 个翅片管呈阵列分布的结构；具体的m和n的取值可以按照实际情况进行取舍，只要能达到冷却效果且方便安装容易加工即可。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气体冷却装置，其特征在于，包括：

外壳；所述外壳的底部设有出气口；所述外壳的顶部设有进气口；

连接在所述外壳的底部的风机；所述风机位于所述出气口处；

连接在所述外壳内的换热器；所述换热器包括：位于所述外壳中且靠近所述出气口一端的第一布液器、位于所述外壳中且靠近所述进气口一端的第二布液器、以及连接在所述第一布液器和所述第二布液器之间的换热组件；所述第一布液器设有进液端口、多根间隔设置的第一支均流器、以及连接在所述第一支均流器两端的第一主均流器；所述进液端口通过所述第一主均流器连通所述第一支均流器；相邻两根所述第一支均流器之间的间隙为出气间隙；所述第一主均流器和第一支均流器内部均设置有用于均匀分流液体的均流板；所述第二布液器设有出液端口、多根间隔设置的第二支均流器以及连接在所述第二支均流器之间的第二主均流器；所述出液端口通过所述第二主均流器连通所述第二支均流器；相邻两根所述第二支均流器之间的间隙为进气间隙；所述换热组件包括：多个阵列分布的翅片管；每个所述翅片管包括：导液管和多块连接所述导液管且以所述导液管为轴向外辐射的散热片；所述导液管的一端连通所述第一支均流器；所述导液管的另一端连通所述第二支均流器；所述散热片的延伸方向与所述导液管的延伸方向一致；相邻两个所述翅片管的外轮廓边紧靠设置；

连接所述换热器的进液管；所述进液管连接所述进液端口；以及

连接所述换热器的出液管；所述出液管连接所述出液端口。

2.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，所述外壳的侧部将所述换热器包围密封。

3.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，还包括：连接在所述外壳内的气体加湿器；所述气体加湿器位于所述第二布液器和所述进气口之间。

4.根据权利要求3所述的气体冷却装置，其特征在于，所述气体加湿器为喷雾加湿器、或超声波雾化加湿器、或湿膜加湿器中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，相邻两个所述翅片管上相靠近的所述散热片之间相互错位。

6.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，所述第一布液器还设有连接在所述第一主均流器端部的分流侧管；所述分流侧管与所述第一主均流器之间相互连通；所述进液端口连接在所述分流侧管上。

7.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，所述散热片沿所述导液管的径向方向的截面为直片形或者弯曲形。

8.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，所述均流板为孔板或为百叶形状排布的导向片。

9.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，所述散热片设有分支部。

10.根据权利要求1所述的气体冷却装置，其特征在于，所述第二支均流器的垂直于长度方向的截面为朝背离所述换热组件凸伸的子弹头形状或三角形。