CN209265298U - 一种环控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环控设备，属于电子设备舱散热、环控技术领域，包括：一壳体，壳体内设置有空液换热器、半导体除湿组件、进液温度传感器、主控板和风扇，壳体上设置进液接口和出液接口，空液换热器布置在风扇出风处，通过管路依次将进液接口、半导体除湿组件、空液换热器以及出液接口连接构成循环管路，进液温度传感器设置在进液接口处；进液温度传感器的输出端与主控板连接，主控板与半导体除湿组件为电连接。当液冷源温度高于要求工况的空气露点温度的时候，可以利用半导体除湿组件进行深度除湿，具有多级除湿功能。

Description

一种环控设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备散热、环控技术领域，特别涉及一种环控设备。

背景技术

为了保证电子设备在适宜的条件下可靠、稳定工作，电子设备舱内需要维持恒定的环境温度(15℃～40℃)和湿度(20℃～60℃RH)。

目前，在环控设备领域中一般采用机械压缩制冷除湿或半导体制冷技术，前者需要配备压缩冷凝机组，环控系统外形和重量比较大；后者存在半导体制冷器制冷效率低的问题。因此，常规技术并不适用于车载或舰载的电子设备舱对环控设备小型化的要求。

车载或舰载的电子设备一般采用15℃～40℃的液冷源进行冷却，可利用液冷源和空液换热器进行环境空气除湿，但是当液冷源温度大于要求工况的空气露点温度时，仅靠液冷源无法实现除湿。如果采用固定吸附剂进行深度除湿时，需要人工定期对吸附剂进行解吸附，无法实现智能化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种环控设备，以在液冷源温度大于要求工况的空气露点温度时，实现除湿。

为实现以上目的，本实用新型采用一种环控设备，包括：一壳体，壳体内设置有空液换热器、半导体除湿组件、进液温度传感器、主控板和风扇，壳体上设置进液接口和出液接口，空液换热器布置在风扇出风处，通过管路依次将进液接口、半导体除湿组件、空液换热器以及出液接口连接构成循环管路，进液温度传感器设置在进液接口处；

进液温度传感器的输出端与主控板连接，主控板与半导体除湿组件为电连接。

进一步地，所述空液换热器为微通道换热器。

进一步地，所述半导体除湿组件包括半导体制冷片、铝翅片换热器和液冷冷板；

半导体制冷片冷端贴合在铝翅片换热器上，半导体制冷片热端贴合液冷冷板上。

进一步地，所述壳体上设置有排水口，所述壳体内腔后部设置蓄水池和排水通道，排水通道接入排水口；

所述空液换热器安装在蓄水池上部，所述半导体除湿组件安装在空液换热器后部。

进一步地，所述壳体上表面设置风罩，所述风扇安装在风罩内部，风罩顶部为出风口。

进一步地，所述壳体内腔还布置有烟雾传感器、湿度传感器、进风温度传感器和出风温度传感器；进风温度传感器为位于所述空液换热器的进风口处，出风温度传感器为位于所述空液换热器出风口上方；

主控板的输入端分别连接烟雾传感器、湿度传感器、进风温度传感器和出风温度传感器，主控板输出端连接所述风扇；

所述壳体外部布置有显示屏，主控板通过RS485通信接口与显示屏连接。

进一步地，所述壳体内腔还布置有流量传感器和压力传感器，流量传感器设置在所述进液接口与所述空液换热器之间，压力传感器设置在所述空液换热器出口管路上；

流量传感器和压力传感器的输出端连接所述主控板。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：本实用新型中的环控设备中设置了空液换热器和半导体除湿组件，利用空液换热器进行换热与除湿，在液冷源温度高于要求工况的空气露点温度时，利用半导体除湿组件进行深度除湿，提供制冷量不小于200W，可以控制舱内湿度不大于60％，除湿量不小于2.0g/h。利用空液换热器和半导体除湿组件组合，实现了深度除湿的多级除湿功能。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种环控设备的内部结构示意图；

图2是环控设备的俯视图；

图3是半导体除湿组件的结构示意图；

图4是图2中A-A方向的剖视图；

图5是MAX3490EESA芯片接口示意图；

图6是24V转12V/5V电路图；

图7是5V转3.3V电路图。

具体实施方式

为了更进一步说明本实用新型的特征，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的保护范围加以限制。

参阅图1至图2所示，本实施例公开了一种环控设备，包括：一壳体10，壳体10内设置有空液换热器1、半导体除湿组件2、进液温度传感器54、主控板51和风扇6，壳体10上设置进液接口71和出液接口72，空液换热器1布置在风扇6出风处，通过管路依次将进液接口71、半导体除湿组件2、空液换热器1以及出液接口72连接构成循环管路，进液温度传感器54设置在进液接口71处；进液温度传感器54的输出端与主控板51连接，主控板51与半导体除湿组件2均为电连接。

需要说明的是，本实施例在壳体10内同时布置空液换热器1和半导体除湿组件2，空液换热器1为机械为机械部件，不用通电，一直处于工作状态，利用空液换热器1换热与除湿。在液冷源温度高于要求工况的空气露点温度时，利用半导体除湿组件2进行深度除湿，利用空液换热器1和半导体除湿组件2实现深度除湿及多级除湿功能。

需要说明的是，主控板51的型号为STM32F103，基于ARM架构，主控板51与双路RS-422串口电路连接。双路RS-422串口电路选用MAX3490EESA芯片，如图5所示，MAX3490EESA芯片的RXD1接口接STM32F103芯片的RO接口，MAX3490EESA芯片的TXD1接口连接STM32F103芯片的DI接口；双路RS-422串口电路的RS422+和RS422-之间接3.3V电源，TS422+和TS422-之间接3.3V电源。

需要说明的是，如图6至图7所示，主控板51还连接有供电电路，供电电路接入24V电压源，将24V转12V时选用模块型号为EOBS030-028S12，24V转5V选用模块型号为EOBS030-028S05，5V转3.3V选用芯片型号为MIC37501-3.3BR。供电电路为STM32F103芯片和MAX3490EESA芯片提供3.3V电压；为2路风机、压力传感器、流量传感器提供24V电压；为烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器提供5V电压；并为输出提供12V电压。

优选地，空液换热器1为微通道换热器。其将内径为100μm～1mm的金属管作为微通道的高效换热器，大大减少了环控设备的尺寸。

优选地，参阅图3所示，半导体除湿组件2包括半导体制冷片21、铝翅片换热器22和液冷冷板23；半导体制冷片21冷端贴合在铝翅片换热器22上，半导体制冷片21热端贴合液冷冷板23上。本实施例将半导体制冷片21冷端贴合铝翅片换热器22，冷量通过传导传递到铝翅片上，对通过翅片表面的空气进行除湿；半导体制冷片21热端贴合液冷冷板23，利用系统提供的液冷源进行冷却。

优选地，参阅图1、图2、图4所示，壳体包括内腔11、风扇罩12和上封板13；内腔11前端两侧有进风口77，内腔前端还设置排水口73、电源接口74、通讯接口75和维修用备份通讯接口76，内腔后部设蓄水池和排水通道，排水通道接入排水口73，冷凝水通过排水通道经排水口排至外部；风扇罩12内部安装风扇6，顶部为出风口78。

所述空液换热器1安装在蓄水池上部，所述半导体除湿组件2安装在空液换热器1后部。其中，空液换热器1布置在前，半导体除湿组件2布置在后，该风道结构设计使通过空液换热器1的风量大，通过半导体组件的风量小，利于半导体制冷器除湿，该种布置方式利于半导体除湿组件2低比例风量除湿，同时满足制冷量和除湿量最大需求。

优选地，壳体内腔还布置有流量传感器3和压力传感器4，压力传感器4设置在空液换热器出口管路上，流量传感器3设置在所述进液接口71与所述进液温度传感器54之间并位于空液换热器进口管路上；主控板51的输入端分别连接流量传感器3和压力传感器4，通过管路依次将进液接口71、流量传感器3、半导体除湿组件2、空液换热器1、压力传感器4、出液接口72连接形成循环。

较为优选地，壳体内腔还布置有烟雾传感器52、湿度传感器53、进风温度传感器55和出风温度传感器56；烟雾传感器52、湿度传感器53直接焊接在主控板51上；主控板51的输入端分别连接烟雾传感器52、湿度传感器53、进风温度传感器55和出风温度传感器56，主控板51输出端连接所述风扇6。

较为优选地，壳体外置有触摸屏，触摸屏与环控设备为电连接，具体为主控板51通过RS422通信接口与显示屏连接。本实施例中利用主控板51对压力传感器4、流量传感器3、烟雾传感器52、湿度传感器53、进风温度传感器以及出风温度传感器等采集的信息进行监控，通过RS422通讯把液路(流量、温度、压力)、舱内环境(温度、湿度)、告警信息(超压、堵塞、烟雾、设备故障等)上传给显控屏，可实时监测。

需要说明的是，压力传感器选用3100/3200系列紧凑型高压OEM压力变送器；烟雾检测传感器选用MP-2；流量传感器选用FT-100系列；湿度传感器选用HIH-3610；温度传感器选用PT-100，主控板51通过两路PWM输出用来控制两个风机转速。

需要说明的是，本实施例中的环控设备可做到小型化，环控设备形尺寸不大于300mm×190mm×40mm(长×宽×高，局部高度不超过78mm)，集成了空液换热器1、半导体除湿组件2、流量传感器3、压力传感器4、温度传感器、电控系统、风扇6、接口和壳体等组件；采用了高效微通道空液换热器1，与相同换热量的翅片管式换热器相比，体积缩小30％以上，重量减轻20％以上。并可提供制冷量不小于200W，可以控制舱内湿度不大于60％，除湿量不小于2.0g/h；液冷源温度大于要求工况的空气露点温度的时候，可以利用半导体除湿器进行深度除湿。

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

Claims (7)

1.一种环控设备，其特征在于，包括一壳体，壳体内设置有空液换热器、半导体除湿组件、进液温度传感器、主控板和风扇，壳体上设置进液接口和出液接口，空液换热器布置在风扇出风处，通过管路依次将进液接口、半导体除湿组件、空液换热器以及出液接口连接构成循环管路，进液温度传感器设置在进液接口处；

进液温度传感器的输出端与主控板连接，主控板与半导体除湿组件为电连接。

2.如权利要求1所述的环控设备，其特征在于，所述空液换热器为微通道换热器。

3.如权利要求1或2所述的环控设备，其特征在于，所述半导体除湿组件包括半导体制冷片、铝翅片换热器和液冷冷板；

半导体制冷片冷端贴合在铝翅片换热器上，半导体制冷片热端贴合液冷冷板上。

4.如权利要求1所述的环控设备，其特征在于，所述壳体上设置有排水口，所述壳体内腔后部设置蓄水池和排水通道，排水通道接入排水口；

所述空液换热器安装在蓄水池上部，所述半导体除湿组件安装在空液换热器后部。

5.如权利要求4所述的环控设备，其特征在于，所述壳体上表面设置风罩，所述风扇安装在风罩内部，风罩顶部为出风口。

6.如权利要求1所述的环控设备，其特征在于，所述壳体内腔还布置有烟雾传感器、湿度传感器、进风温度传感器和出风温度传感器；进风温度传感器为位于所述空液换热器的进风口处，出风温度传感器为位于所述空液换热器出风口上方；

主控板的输入端分别连接烟雾传感器、湿度传感器、进风温度传感器和出风温度传感器，主控板输出端连接所述风扇；

所述壳体外部布置有显示屏，主控板通过RS422通信接口与显示屏连接。

7.如权利要求6所述的环控设备，其特征在于，所述壳体内腔还布置有流量传感器和压力传感器，流量传感器设置在所述进液接口与所述空液换热器之间，压力传感器设置在所述空液换热器出口管路上；

流量传感器和压力传感器的输出端连接所述主控板。