CN220398291U - 换热器及换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器及换热系统，所述换热器包括：进液端和出液端，所述进液端用于制冷剂的流入，所述出液端用于制冷剂的流出；换热管段，所述换热管段设置于所述进液端和所述出液端之间；所述换热管段具有相连的第一换热区和第二换热区，所述第一换热区和所述第二换热区平行设置，且所述第一换热区和所述第二换热区至少部分重叠，所述第一换热区和所述第二换热区的重叠面积大于第一阈值，所述第一端位于所述第一换热区上，所述第二端位于所述第二换热区上，能够利用两侧的第一换热区和第二换热区之间的配合，以降低换热器的换热温差，从而实现均匀换热的效果。

Description

换热器及换热系统

技术领域

本实用新型涉及热交换领域，更具体地，本实用新型涉及一种换热器及换热系统。

背景技术

随着机柜功率密度的不断提升，空调末端的布置越来越靠近服务器机柜，以提升换热效果。背板风墙作为一种传统背板的末端改进方案：将背板从机柜后门取下并集中放置于一列机柜的对面，共用换热通道，这不仅降低了维护的难度，同时也提高了单末端故障后机柜散热的可靠性，成为一种新的近机柜末端方案而广被客户青睐。

在现有的背板风墙结构中，通常液态制冷剂从换热器底部进入，经过热空气蒸发，依次经过过冷区、较凉两相区和过热区，直至变为高温气态，导致换热器不同区域的换热能力存在较大差异。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种换热器及换热系统的新技术方案。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种换热器，所述换热器包括：

进液端和出液端，所述进液端用于制冷剂的流入，所述出液端用于制冷剂的流出；

换热管段，所述换热管段设置于所述进液端和所述出液端之间，所述换热管段包括第一端和第二端，所述第一端和所述进液端相连，所述第二端和所述出液端相连；

所述换热管段具有相连的第一换热区和第二换热区，所述第一换热区和所述第二换热区平行设置，且所述第一换热区和所述第二换热区至少部分重叠，所述第一换热区和所述第二换热区的重叠面积大于第一阈值，所述第一端位于所述第一换热区上，所述第二端位于所述第二换热区上。

可选地，所述第一换热区和所述第二换热区完全重叠，所述第一换热区和所述第二换热区上均具有制冷剂通道，所述制冷剂通道沿所述换热器的高度方向延伸。

可选地，所述第一换热区靠近热源设置，所述第二换热区远离热源设置。

可选地，所述换热管段包括第一管段、第二管段以及连接于所述第一管段和所述第二管段之间的第三管段，所述第一管段和所述第三管段之间具有第一夹角，所述第二管段和所述第三管段之间具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角相同，所述第一换热区位于所述第一管段上，所述第二换热区位于所述第二管段上。

可选地，所述第一换热区覆盖所述第一管段，所述第二换热区覆盖所述第二管段，所述第一管段和所述第二管段至少部分重叠，且所述第一管段和所述第二管段的重叠面积大于所述第一阈值。

可选地，沿所述换热器的高度方向，所述第一管段远离所述第三管段的一端高于所述第二管段远离所述第三管段的一端。

可选地，沿所述换热器的高度方向，所述第一管段远离所述第三管段的一端低于所述第二管段远离所述第三管段的一端。

可选地，沿所述换热器的高度方向，所述第一管段远离所述第三管段的一端的高度与所述第二管段远离所述第三管段的一端的高度相等。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种换热系统，所述换热系统包括风扇和上述的换热器，所述第一换热区靠近所述风扇的出风口设置。

可选地，所述换热系统为背板风墙。

本实用新型的一个技术效果在于，通过设置换热管段具有相连的第一换热区和第二换热区，所述第一换热区和所述第二换热区平行设置，且所述第一换热区和所述第二换热区至少部分重叠，所述第一换热区和所述第二换热区的重叠面积大于第一阈值，所述第一端位于所述第一换热区上，所述第二端位于所述第二换热区上，能够利用两侧的第一换热区和第二换热区之间的配合，以降低换热器的换热温差，从而实现均匀换热的效果。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例的一种换热器的一个示意图；

图2是本实用新型实施例的一种换热器的另一个示意图；

图3是本实用新型实施例的一种换热系统的一个示意图。

附图标记说明：

100、换热器；200、风扇；

1、进液端；2、出液端；3、换热管段；31、第一管段；32、第二管段；33、第三管段。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型提供了一种换热器100，该换热器100可以用于背板风墙的换热中。其中，换热器100可以为微通道换热器，能够降低设备的整体重量，节省制冷剂充注量，节约成本并减少碳排放，从而实现节能减排的目标。

如图1和图2所示，所述换热器100包括：

进液端1和出液端2，所述进液端1用于制冷剂的流入，所述出液端2用于制冷剂的流出；

换热管段3，所述换热管段3设置于所述进液端1和所述出液端2之间，所述换热管段3包括第一端和第二端，所述第一端和所述进液端1相连，所述第二端和所述出液端2相连；

所述换热管段3具有相连的第一换热区和第二换热区，所述第一换热区和所述第二换热区平行设置，且所述第一换热区和所述第二换热区至少部分重叠，所述第一换热区和所述第二换热区的重叠面积大于第一阈值，所述第一端位于所述第一换热区上，所述第二端位于所述第二换热区上。

如图1和图2所示，进液端1用于制冷剂的流入，出液端2用于制冷剂的流出，使得制冷剂能够从进液端1进入换热管段3之中，并在换热管段3中进行换热(热量交换)，换热之后的制冷剂能够从出液端2流出，从而能够实现制冷剂的循环。其中，制冷剂可以为常用的冷却工质，包括但不限于氟利昂、无氟制冷剂等。

换热管段3设置于进液端1和出液端2之间，使得从进液端1流入的制冷剂能够进入换热管段3并在换热管段3中进行换热，而换热之后的制冷剂能够从出液端2流出。具体地，换热管段3包括第一端和第二端，第一端和进液端1相连，第二端和出液端2相连，也即第一端为换热管段3的入口，第二端为换热管段3的出口，制冷剂从第一端进入换热管段3并从第二端流出。

在此基础上，本实用新型实施例设置换热管段3具有第一换热区和第二换热区，第一端位于第一换热区上，第二端位于第二换热区上，使得第一换热区与进液端1相连，第二换热区和出液端2相连。也即，制冷剂从进液端1流入后，先经过第一换热区进行第一次换热，再经过第二换热区进行第二次换热，以此实现叠加换热，能够增强换热器100的热交换能力。

并且，如图1所示，将第一换热区和第二换热区平行设置，也即第一换热区和第二换热区之间夹角为0度，且第一换热区和第二换热区至少部分重叠，使得第一换热区和第二换热区能够至少部分重叠，以能够降低沿换热器100的换热温差，实现均匀换热的效果。

具体地，制冷剂在从进液端1流入第一换热区时，初始状态为低温液态，再经过一定时间的换热后，则会成为液态和气态的混合态，并且温度升高，直至最终在第二换热区内成为高温气态。也即。在制冷剂依次在第一换热区和第二换热区中换热的过程中，制冷剂的温度不断升高，相应的制冷能力则不断降低。设置第一换热区和第二换热区平行，且第一换热区和第二换热区至少部分重叠，使得两侧的第一换热区和第二换热区能够相互配合，以降低换热器100的换热温差，从而实现均匀换热的效果。

其中，设置第一换热区和第二换热区的重叠面积大于第一阈值，以使第二换热区的下半段能够与第一换热区的下半段部分重叠，从而使得第二换热区的制冷能力较弱区域能够与第一换热区的制冷能力较强区域相对，进而两侧的换热区域相互配合以能够实现均匀换热。其中，第一阈值基于制冷剂流量、风速等因素进行调整。

在一个实施例中，可以设置第一换热区和第二换热区完全重叠，使得制冷剂在第一换热区中的低温高度处与制冷剂在第二换热区中的高温高度处平齐，能够进一步降低换热器100的换热温差，从而实现更为均匀的换热效果。

可选地，所述第一换热区和所述第二换热区完全重叠，所述第一换热区和所述第二换热区上均具有制冷剂通道，所述制冷剂通道沿所述换热器100的高度方向延伸。

具体地，本实用新型实施例设置第一换热区和第二换热区完全重叠，使得制冷剂在第一换热区中的低温高度处与制冷剂在第二换热区中的高温高度处平齐，能够进一步降低换热器100的换热温差，从而实现更为均匀的换热效果。

并且，在第一换热区和第二换热区上均形成有制冷剂通道，制冷剂能够在制冷剂通道中流通，并进行热量交换。如图2所示，设置制冷剂通道沿换热器100的高度方向延伸，也即制冷剂通道竖直设置，能够在利用制冷剂实现热量交换的同时，降低制冷剂通道对换热器100中的空间占用，也便于制冷剂通道的布置，同时也便于换热器100的小型化和集成化发展。

可选地，所述第一换热区靠近热源设置，所述第二换热区远离热源设置。

具体地，本实用新型实施例设置第一换热区靠近热源设置，第二换热区远离热源设置，第一换热区的换热能力优于第二换热区的换热能力，以此设置能够保证换热器100对热源的降温效果。其中，热源可以为机柜工作时发热的电子器件，电子器件包括但不限于集成电路板、二极管、三极管晶体管等。

可选地，所述换热管段3包括第一管段31、第二管段32以及连接于所述第一管段31和所述第二管段32之间的第三管段33，所述第一管段31和所述第三管段33之间具有第一夹角，所述第二管段32和所述第三管段33之间具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角相同，所述第一换热区位于所述第一管段31上，所述第二换热区位于所述第二管段32上。

如图1和图2所示，换热管段3包括第一管段31、第二管段32以及连接于第一管段31和第二管段32之间的第三管段33，也即换热管段3由至少三个管段组成，能够便于第一换热区和第二换热区的布置。

具体地，第一管段31和第三管段33之间具有第一夹角，第二管段32和第三管段33之间具有第二夹角，且第一夹角和第二夹角相同，也即第一管段31和第二管段32平行设置。第一管段31、第二管段32和第三管段33均用于布置换热区域，以使制冷剂能够在其中流通并进行热交换。

其中，第一换热区位于第一管段31上，第二换热区位于第二管段32上，使得制冷剂能够依次通过第一管段31和第二管段32。并且，第一管段31上的第一换热区和第二管段32上的第二换热区能够相互配合，以降低换热器100的换热温差，从而实现均匀换热的效果。

值得注意的是，连接于第一管段31和第二管段32之间的第三管段33上也具有换热区域，为了降低换热器100的厚度，该换热区域一般尺寸较小，可以忽略。

可选地，所述第一换热区覆盖所述第一管段31，所述第二换热区覆盖所述第二管段32，所述第一管段31和所述第二管段32至少部分重叠，且所述第一管段31和所述第二管段32的重叠面积大于所述第一阈值。

具体地，本实用新型实施例设置第一换热区覆盖第一管段31，第二换热区覆盖第二管段32，能够增大第一管段31和第二管段32上的换热区域总面积，从而提升该换热器100的换热能力。

在此基础上，设置第一管段31和第二管段32至少部分重叠，可以第一管段31和第二管段32部分重叠，也可以第一管段31和第二管段32完全重叠，均能够利用第一管段31上的第一换热区和第二管段32上的第二换热区的相互配合，以降低换热器100的换热温差，从而实现均匀换热的效果。

其中，第一管段31和第二管段32的重叠面积大于第一阈值，以使第二管段32的下半段能够与第一管段31的下半段部分重叠，从而使得第二管段32的制冷能力较弱区域能够与第一管段31的制冷能力较强区域相对，进而两侧的换热区域相互配合以能够实现均匀换热。其中，第一阈值基于制冷剂流量、风速等因素进行调整。

可选地，沿所述换热器100的高度方向，所述第一管段31远离所述第三管段33的一端高于所述第二管段32远离所述第三管段33的一端。

具体地，本实用新型实施例设置沿换热器100的高度方向，第一管段31远离第三管段33的一端略高于第二管段32远离第三管段33的一端，也即第一管段31的底部略高于第三管段33的底部，使得第一管段31的高度略小于第二管段32的高度，能够利用两侧的第一管段31上的第一换热区和第二管段32上的第二换热区的相互配合，以降低换热器100的换热温差，从而实现均匀换热的效果。

其中，需要避免第一管段31远离第三管段33的一端过高导致的第一管段31的高度不足，保证换热器100的效果。

可选地，沿所述换热器100的高度方向，所述第一管段31远离所述第三管段33的一端低于所述第二管段32远离所述第三管段33的一端。

具体地，本实用新型实施例设置沿换热器100的高度方向，第一管段31远离第三管段33的一端略低于第二管段32远离第三管段33的一端，也即第一管段31的底部略低于第三管段33的底部，使得第一管段31的高度略大于第二管段32的高度，也能够利用两侧的第一管段31上的第一换热区和第二管段32上的第二换热区的相互配合，以降低换热器100的换热温差，从而实现均匀换热的效果。

其中，需要避免第二管段32远离第三管段33的一端过高导致的第二管段32的高度不足，保证两侧的第一管段31上的第一换热区和第二管段32上的第二换热区的充分配合，提升换热器100的均匀换热效果。

可选地，沿所述换热器100的高度方向，所述第一管段31远离所述第三管段33的一端的高度与所述第二管段32远离所述第三管段33的一端的高度相等。

具体地，本实用新型实施例设置沿换热器100的高度方向，第一管段31远离第三管段33的一端的高度与第二管段32远离第三管段33的一端的高度相等，也即第一管段31和第二管段32完全重叠，使得制冷剂在第一管段31上的低温高度处与制冷剂在第二管段32上的高温高度处相平齐，能够进一步降低换热器100的换热温差，从而实现更为均匀的换热效果。

本实用新型还提供了一种换热系统，包括风扇200和上述的换热器100，所述第一换热区靠近所述风扇200的出风口设置。

如图3所示，本实用新型实施例提供的换热系统包括风扇200和上述的换热器100，换热器100的第一换热区靠近风扇200的出风口设置，使得能够通过风扇200吹出温度较低的冷风，从而实现良好的换热降温效果。

可选地，所述换热系统为背板风墙，其中换热器100可以为微通道换热器，利用微通道换热器能够降低设备的整体重量，节省制冷剂充注量，节约成本并减少碳排放，从而实现节能减排的目标，同时利用换热器100两侧的第一换热区和第二换热区之间的配合，也能够实现均匀换热的效果。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种换热器(100)，其特征在于，包括：

进液端(1)和出液端(2)，所述进液端(1)用于制冷剂的流入，所述出液端(2)用于制冷剂的流出；

换热管段(3)，所述换热管段(3)设置于所述进液端(1)和所述出液端(2)之间，所述换热管段(3)包括第一端和第二端，所述第一端和所述进液端(1)相连，所述第二端和所述出液端(2)相连；

所述换热管段(3)具有相连的第一换热区和第二换热区，所述第一换热区和所述第二换热区平行设置，且所述第一换热区和所述第二换热区至少部分重叠，所述第一换热区和所述第二换热区的重叠面积大于第一阈值，所述第一端位于所述第一换热区上，所述第二端位于所述第二换热区上。

2.根据权利要求1所述的一种换热器(100)，其特征在于，所述第一换热区和所述第二换热区完全重叠，所述第一换热区和所述第二换热区上均具有制冷剂通道，所述制冷剂通道沿所述换热器(100)的高度方向延伸。

3.根据权利要求1所述的一种换热器(100)，其特征在于，所述第一换热区靠近热源设置，所述第二换热区远离热源设置。

4.根据权利要求1所述的一种换热器(100)，其特征在于，所述换热管段(3)包括第一管段(31)、第二管段(32)以及连接于所述第一管段(31)和所述第二管段(32)之间的第三管段(33)，所述第一管段(31)和所述第三管段(33)之间具有第一夹角，所述第二管段(32)和所述第三管段(33)之间具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角相同，所述第一换热区位于所述第一管段(31)上，所述第二换热区位于所述第二管段(32)上。

5.根据权利要求4所述的一种换热器(100)，其特征在于，所述第一换热区覆盖所述第一管段(31)，所述第二换热区覆盖所述第二管段(32)，所述第一管段(31)和所述第二管段(32)至少部分重叠，且所述第一管段(31)和所述第二管段(32)的重叠面积大于所述第一阈值。

6.根据权利要求5所述的一种换热器(100)，其特征在于，沿所述换热器(100)的高度方向，所述第一管段(31)远离所述第三管段(33)的一端高于所述第二管段(32)远离所述第三管段(33)的一端。

7.根据权利要求5所述的一种换热器(100)，其特征在于，沿所述换热器(100)的高度方向，所述第一管段(31)远离所述第三管段(33)的一端低于所述第二管段(32)远离所述第三管段(33)的一端。

8.根据权利要求5所述的一种换热器(100)，其特征在于，沿所述换热器(100)的高度方向，所述第一管段(31)远离所述第三管段(33)的一端的高度与所述第二管段(32)远离所述第三管段(33)的一端的高度相等。

9.一种换热系统，其特征在于，包括风扇(200)和权利要求1至8中任意一项所述的换热器(100)，所述第一换热区靠近所述风扇(200)的出风口设置。

10.根据权利要求9所述的一种换热系统，其特征在于，所述换热系统为背板风墙。