CN215572363U - 空热一体机及其换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空热一体机及其换热装置，所述空热一体机包括第一换热装置和第二换热装置，所述第一换热装置包括第一壳体以及设置于所述第一壳体内的第一热交换器和第一风机，所述第一壳体形成第一进风口和第一出风口，所述第一进风口和第一出风口分别位于所述第一热交换器的前后两侧，气流在所述第一风机的作用下在所述第一壳体内由前向后流过所述第一热交换器并与所述第一热交换器进行热交换；所述第二换热装置包括第二壳体和设置于所述第二壳体内的第二热交换器，所述第一壳体叠置于所述第二壳体上，本实用新型有效提高第一风机的气流的利用率、提升第一热交换器的热交换效率，整体上风量足、散热好，可以满足各种大冷量系统的换热需求。

Description

空热一体机及其换热装置

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，特别是涉及一种空热一体机及其换热装置。

背景技术

随着充电行业的兴起，充电机柜的运用越来越普及。为达到快速充电的效果，充电机柜中采用的充电模块功率高，如此也使得充电机柜内部的热密度高。为保证充电机柜运行在安全温度范围内，需要配备温控设备对充电机柜散热。

充电机柜用的温控设备由内部热交换器和外部热交换器构成，其中内部热交换器吸收充电机柜的热量并转移至外部热交换器，外部热交换器将所吸收的热量散发至环境空气中。为加强外部热交换器与环境空气的热交换，通常还会设置风机对外部热交换器送风，但是现有方案中风机设置于外部热交换器的侧面，存在风量不够、难以满足更大冷量系统的换热需求的问题。

实用新型内容

有鉴于此，提供一种风量足、散热好的换热装置以及应用该换热装置的空热一体机。

本实用新型提供一种换热装置，包括第一壳体以及设置于所述第一壳体内的第一热交换器和第一风机，所述第一壳体形成第一进风口和第一出风口，所述第一进风口和第一出风口分别位于所述第一热交换器的前后两侧，气流在所述第一风机的作用下在所述第一壳体内由前向后流过所述第一热交换器并与所述第一热交换器进行热交换。

进一步地，所述第一进风口形成于所述第一壳体的正面的底部，所述第一出风口形成于所述第一壳体的背面的顶部或者形成于所述第一壳体的顶面的后侧，气流在所述第一壳体内由前向后流动的同时由下向上流动。

进一步地，所述第一热交换器在所述第一壳体内倾斜设置，由所述第一壳体的顶部的前侧朝向所述第一壳体的底部的后侧倾斜。

进一步地，所述第一壳体包括第一柜体以及活动地连接于所述第一柜体的前侧的第一柜门，所述第一进风口形成于所述第一柜门；所述第一风机设置于所述第一柜门的内侧并正对所述第一进风口。

本实用新型还提供一种空热一体机，包括上述换热装置和第二换热装置，所述第二换热装置包括第二壳体和设置于所述第二壳体内的第二热交换器，所述第一壳体叠置于所述第二壳体上。

进一步地，所述第二壳体的左侧板或右侧板的内侧设置有第二风机，气流在所述第二风机的作用下在所述第二壳体内沿左右方向流过所述第二热交换器并与所述第二热交换器进行热交换，所述第二壳体的背面的左右两侧其中之一形成第二进风口、其中之另一形成第二出风口。

进一步地，所述第二壳体的左侧板或右侧板的内侧连接有安装架，所述安装架形成沿所述第二壳体的前后方向延伸的滑槽；所述第二风机连接有支架，所述支架滑动地插接于所述安装架的滑槽内。

进一步地，所述支架的横截面呈几字形，包括连接板、分别由所述连接板的上下两侧同向折弯延伸的两个中间板以及分别由所述两个中间板背向折弯延伸的两个滑板，所述第二风机连接于所述连接板上，所述两个滑板滑动地插接于所述滑槽内。

进一步地，所述安装架的后端设置有定位板对所述支架向后的滑动限位，所述定位板在对应所述支架的中间板的位置处形成第一切口，所述中间板的后端形成第二切口，所述第一切口和第二切口呈十字状相交。

进一步地，还包括压缩机以及节流阀，所述第一热交换器包括冷凝换热管和冷凝器，所述第二热交换器包括蒸发换热管和蒸发器，所述冷凝换热管和所述蒸发换热管相连构成第一循环回路，所述压缩机、所述冷凝器、所述节流阀以及所述蒸发器相串联构成第二循环回路。

相较于现有技术，本实用新型空热一体机的第一换热装置在其第一热交换器的前后两侧进风和出风，气流沿前后方向流向第一热交换器的表面，气流与第一热交换器可以有更大的热交换面积，如此提高第一风机的气流的利用率、提升第一热交换器的热交换效率；另外，将第一风机设置于第一换热装置的前后方向上，第一壳体的正面或者背面相对于其左右侧面可以有更大的安装空间，第一风机的数量、尺寸可以根据需要增大，使得本实用新型空热一体机风量足、散热好，可以满足各种大冷量系统的换热需求。

附图说明

图1为本实用新型空热一体机一实施例的示意图。

图2为图1所示空热一体机的爆炸图。

图3为图1所示空热一体机的内部结构示意图。

图4为图1所示空热一体机打开第二壳体拆装第二风机的示意图。

图5为图4中第二壳体的安装架和第二风机的放大图。

图6为第二风机与支架的组装示意图。

图7为支架与安装架的装配示意图。

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。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

本实用新型附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

本实用新型提供一种空热一体机，主要用于电子设备的散热，如用于充电机柜等的散热。图1-3所示为本实用新型空热一体机的一具体实施例，所示空热一体机包括上下相叠的两个换热装置，以下分别称第一换热装置10和第二换热装置30。

第一换热装置10包括第一壳体12以及设置于第一壳体12内的第一热交换器14和第一风机16。第二换热装置30包括第二壳体32以及设置于第二壳体32内的第二热交换器34和第二风机36。第一壳体12、第二壳体32均为六面体结构，第一壳体12叠置于第二壳体32的上方，两者之间可以通过螺钉等可拆卸地连接，方便运输与组装。第一热交换器14和第二热交换器34分别为蒸发换热器和冷凝换热器，两者之间通过管路相连构成制冷剂的循环回路。使用时，制冷剂在蒸发换热器吸热蒸发、在冷凝换热器放热冷凝，完成热量的转移。如图2所示，第一壳体12的底面和第二壳体32的顶面设置有相对应的接口，用于第一热交换器14和第二热交换器34的管路连接。

本实施例中，第一热交换器14为冷凝换热器，如冷凝换热管等；第二热交换器34为蒸发换热器，如蒸发换热管等，两者相连构成被动温控系统(热管制冷系统)。制冷剂在第二热交换器34吸热蒸发后，由于密度减小而自动向上流动至第一热交换器14；制冷剂蒸汽在第一热交换器14放热冷凝后，在重力的作用下自动回流至第二热交换器34，如此不断循环实现热量的不断转移。第一风机16对应第一热交换器14设置，加速第一热交换器14对电子设备的热量的吸收；第二风机36对应第二热交换器34设置，加速第二热交换器34向环境空气散发热量，提升本实用新型空热一体机的整体散热效率，确保电子设备运行在安全温度范围内。

第一风机16为轴流风机，驱动气流在第一壳体12内由前向后流动。第一壳体12的正面形成第一进风口120、背面形成第一出风口122，第一热交换器14位于第一进风口120和第一出风口122之间，气流在由前向后流动的过程中流过第一热交换器14的表面并与之形成热交换。由于气流是在前后方向上流动，气流与第一热交换器14的热交换面积可以更大，有效提升第一风机16的气流的利用率、提高第一热交换器14的换热效率。较佳地，第一风机16为多个，第一壳体12的正面对应每一第一风机16形成一个第一进风口120。通过多个第一风机16的设置可以有效提升吹向第一热交换器14的风量，进一步提高第一热交换器14的换热效率。

如图4所示，第一壳体12包括第一柜体124和活动地连接于第一柜体124的前侧的第一柜门126。第一柜体124与第一柜门126可以通过铰链、合页等可转动地铰接，使得第一柜门126可以旋转开合。第一柜门126上设置有把手128，方便用户开合第一柜门126。较佳地，第一柜门126与第一柜体124之间设置有门锁，使得第一柜门126在常态下保持闭合。较佳地，把手128与门锁联动，用户按压把手128开锁进而可以拉开第一柜门126。类似地，第二壳体32包括第二柜体324和铰接于第二柜体324的前侧的第二柜门326。第二柜门326与第二柜体324之间同样设置有门锁使第二柜门326在常态下保持闭合，第二柜门326上设置有把手328方便用户开合第二柜门326。

如图3所示，第一风机16安装于第一柜门126的内侧、第一热交换器14设置于第一柜体124内，第一风机16位于第一热交换器14的前侧。打开第一柜门126时，可以对第一风机16、第一热交换器14分别进行拆装，相互之间不构成影响，如此不仅方便了第一换热装置10的前期组装，更方便了第一换热装置10的后期维护。较佳地，第一热交换器14倾斜设置，其顶端靠近第一壳体12的顶部的前侧、底端靠近第一壳体12的底部的后侧，如此在第一热交换器14的底部与第一柜门126之间间隔出空间安装第一风机16。第一壳体12的正面相对于其左右侧面具有更大的尺寸，可以方便大尺寸或者多个第一风机16的设置。图示实施例中，第一风机16为两个，沿第一柜门126的左右方向排布。

较佳地，第一进风口120形成于第一柜门126的底部，第一出风口122形成于第一柜体124的顶部。在上下方向上，第一出风口122高于第一进风口120；在前后方向上，第一进风口120和第一出风口122位于第一壳体12的不同侧面。在第一风机12的作用下，如图4中虚线箭头所示，外部环境空气由第一进风口120进入第一壳体12，在第一壳体12内由前向后流动的同时由下向上流动，顺应热空气自动向上流动的趋势，最后由第一出风口122排出至外部环境中。如此，不仅可以加速气流与第一热交换器14的热交换，提升第一热交换器14的换热效率，还避免了由第一出风口122排出的热空气扩散至第一进风口120，避免热空气回流而影响第一换热装置10的换热效率。

应当理解地，第一出风口122也可以设置于第一壳体12的顶面的后侧，即设置于第一壳体12的顶面靠近背面的位置，同样使得第一进风口120和第一出风口122分别位于第一热交换器14的前后两侧，第一风机16的气流在第一壳体12内向后并向上流动而流过第一热交换器14的表面，快速地带走第一热交换器14的热量。另外，图示实施例中，第一风机16正对第一进风口120设置，在其它实施例中也可以将第一风机16正对第一出风口122设置，即设置于第一壳体12的背面的内侧或者设置于第一壳体12的顶面的内侧。再另外，根据第一壳体12的正面或者背面的形状、尺寸等，第一风机16也可以在纵向上呈一列排布，或者第一风机16也可以呈阵列状排布，不以具体实施例为限。

如图3所示，第二风机36和第二热交换器34均安装于第二柜体324内且左右并排设置。打开第二柜门326可以即对第二风机36、第二热交换器34单独进行拆装，两者之间相互不影响。图示实施例中，第二风机36安装于第二柜体324的左侧板上，其气流沿左右方向流过第二热交换器34。第二风机36优选地为多个，如图示的2个等，沿上下方向排布。第二热交换器34竖立于第二柜体324的底面上，相对于第二壳体32的前后方向或者左右方向偏转一定的角度，使得第二风机36的气流方向与第二热交换器34的表面呈一定的夹角，加强第二热交换器34与气流的热交换，提升第二热交换器34的换热效果。

如图4和图5所示，第二风机36与第二柜体324左侧板滑动连接，使得第二风机36可以相对第二柜体324前后抽拉，进一步方便第二风机36的安装与维护。请同时参阅图6-7，第二柜体324的左侧板的内侧连接有安装架38，安装架38上形成沿前后方向延伸的滑槽380。第二风机36安装于一支架39上，较佳地支架39的横截面呈几字形，包括连接板390、分别由连接板390的上下两侧同向折弯延伸的两个以及分别由两个中间板392背向折弯延伸的两个滑板394。第二风机36固定于连接板390上，两个滑板394滑动地插接于滑槽380内使得支架39可以沿着滑槽380前后滑动。

较佳地，安装架38的后端设置有定位板382对支架39向后的滑动限位，定位板382在对应支架39的中间板392的位置处形成第一切口384，中间板392的后端形成第二切口396，第一切口384和第二切口396呈十字状相交将中间板392和定位板382插接定位。在支架39滑动至安装架38插接定位后，安装架38的前端和支架39的前端可以通过螺钉等固定连接，使得支架39以及支架上的第二风机36固定不会抖动、减小噪音的产生。在其它实施例中，支架39和安装架38也可以有其它定位方式，如卡扣定位等，只要能方便第二风机36的拆装与后期维护即可。

本实施例中，第二风机36为离心风机，第二壳体32的背面的右侧开设有第二进风口320、左侧开设有第二出风口322，气流在第二壳体32内由右向左流动。在其它实施例中，第二进风口320也可以设置于第二壳体32的背面左侧、第二出风口322也可以设置于第二壳体32的背面右侧，气流在第二壳体32内由左向右流动。较佳地，第二壳体32内设置有隔板329隔开第二风机36和第二热交换器34，隔板39的设置也使得第二进风口320和第二出风口322只能通过第二风机36相连通，避免进风与出风相干扰。使用时，第二进风口320与电子设备的出风口对接、第二出风口322与电子设备的进风口对接，冷空气由第二出风口322输送至电子设备内部，电子设备内的热空气由第二进风口320抽吸至第二换热装置30中，与第二热交换器34进行换热降温。

本实用新型空热一体机运行时，电子设备内的热空气通过第二进风口320进入第二换热装置30并在第二风机36的作用下流过第二热交换器34；第二热交换器34内的制冷剂吸收流过的热空气中的热量蒸发，制冷剂蒸汽自动流向第一热交换器14；外部环境空气在第一风机16的作用下由第一进风口120进入第一换热装置10并流向第一热交换器14；制冷剂蒸汽在第一热交换器14释放热量并冷凝、气流吸收第一热交换器14释放的热量并最终通过第一出风口122向外排出；冷凝后的制冷剂液体自动回流至第二热交换器34以再次吸热，经过第二热交换器34吸热降温后的冷空气由第二出风口322回流至电子设备以再次吸收电子设备的热量。在其它实施例中，第二进风口320、第二出风口322也可以设置于第二壳体32的左右侧板上，第二风机36也可以选用轴流风机。

本实用新型空热一体机通过气流在电子设备和第二换热装置30内的循环快速地带走电子设备的热量；同时，通过制冷剂在第一热交换器14与第二热交换器34之间的循环快速地将电子设备的热量散发至外部环境空气中，实现对电子设备的有效散热。由于第二热交换器34是相变吸热，其热交换效率相对于热传导可以是几十倍甚至上百倍，因此流向电子设备的冷空气相较于外部环境空气温度可以更低，更好地对电子设备散热；类似地，第一热交换器14是相变放热，可以更快地将热量散发至外部环境空气中，因此本实用新型空热一体机整体的换热效率更高。

上述实施例中，第一热交换器14为冷凝换热管、第二热交换器34为蒸发换热管，两者构成被动温控系统，通过制冷剂的蒸发、冷凝实现热量的转移。第一风机16设置于第一热交换器14的前后方向上，其气流朝向第一热交换器14的表面吹送，第一热交换器14的有效热交换面积更大、热交换效率更高。另外，第一壳体12的正面或者背面相对于左右侧面可以有更大的安装空间，第一风机16的数量、尺寸可以根据需要增加，如此第一风机16的风量可以根据需要进行提升，其气流可以遍布第一热交换器14的整个表面，使得本实用新型空热一体机风量足、散热好，可以满足各种大冷量系统的换热需求。

在其它实施例中，第一热交换器14还可以包括冷凝器，第二热交换器34还可以包括蒸发器。冷凝换热管和蒸发换热管串联构成第一循环回路，蒸发器、冷凝器通过连接管路与压缩机、节流阀等串联构成第二循环回路。第二循环回路为主动温控系统，通过压缩机做功提升换热效率。较佳地，冷凝器采用平行流换热器，换热效率更高。蒸发器可以与蒸发换热管共用第二风机36，也可以分别设置风机送风；类似地，冷凝器可以与冷凝换热管共用第一风机16，也可以分别设置风机送风。在电子设备的热负载较小时，可以仅通过第一循环回路散热降温；当电子设备的热负载较大时，可以启动第二循环回路加强散热，如此可以根据实际需求变换作业模式，在保证电子设备安全运行的前提下减小能耗。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种换热装置，包括第一壳体以及设置于所述第一壳体内的第一热交换器和第一风机，其特征在于，所述第一壳体形成第一进风口和第一出风口，所述第一进风口和第一出风口分别位于所述第一热交换器的前后两侧，气流在所述第一风机的作用下在所述第一壳体内由前向后流过所述第一热交换器并与所述第一热交换器进行热交换。

2.如权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一进风口形成于所述第一壳体的正面的底部，所述第一出风口形成于所述第一壳体的背面的顶部或者形成于所述第一壳体的顶面的后侧，气流在所述第一壳体内由前向后流动的同时由下向上流动。

3.如权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述第一热交换器在所述第一壳体内倾斜设置，由所述第一壳体的顶部的前侧朝向所述第一壳体的底部的后侧倾斜。

4.如权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一壳体包括第一柜体以及活动地连接于所述第一柜体的前侧的第一柜门，所述第一进风口形成于所述第一柜门；所述第一风机设置于所述第一柜门的内侧并正对所述第一进风口。

5.一种空热一体机，包括第一换热装置和第二换热装置，其特征在于，所述第一换热装置为权利要求1-4任一项所述的换热装置，所述第二换热装置包括第二壳体和设置于所述第二壳体内的第二热交换器，所述第一壳体叠置于所述第二壳体上。

6.如权利要求5所述的空热一体机，其特征在于，所述第二壳体的左侧板或右侧板的内侧设置有第二风机，气流在所述第二风机的作用下在所述第二壳体内沿左右方向流过所述第二热交换器并与所述第二热交换器进行热交换，所述第二壳体的背面的左右两侧其中之一形成第二进风口、其中之另一形成第二出风口。

7.如权利要求6所述的空热一体机，其特征在于，所述第二壳体的左侧板或右侧板的内侧连接有安装架，所述安装架形成沿所述第二壳体的前后方向延伸的滑槽；所述第二风机连接有支架，所述支架滑动地插接于所述安装架的滑槽内。

8.如权利要求7所述的空热一体机，其特征在于，所述支架的横截面呈几字形，包括连接板、分别由所述连接板的上下两侧同向折弯延伸的两个中间板以及分别由所述两个中间板背向折弯延伸的两个滑板，所述第二风机连接于所述连接板上，所述两个滑板滑动地插接于所述滑槽内。

9.如权利要求8所述的空热一体机，其特征在于，所述安装架的后端设置有定位板对所述支架向后的滑动限位，所述定位板在对应所述支架的中间板的位置处形成第一切口，所述中间板的后端形成第二切口，所述第一切口和第二切口呈十字状相交。

10.如权利要求5所述的空热一体机，其特征在于，还包括压缩机以及节流阀，所述第一热交换器包括冷凝换热管和冷凝器，所述第二热交换器包括蒸发换热管和蒸发器，所述冷凝换热管和所述蒸发换热管相连构成第一循环回路，所述压缩机、所述冷凝器、所述节流阀以及所述蒸发器相串联构成第二循环回路。

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