热交换器、热交换器芯体及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200710194727.8

申请日:

2007.11.29

公开号:

CN101451796A

公开日:

2009.06.10

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):F28F 13/06申请日:20071129授权公告日:20100818终止日期:20161129|||专利权的转移IPC(主分类):F28F 13/06变更事项:专利权人变更前权利人:华为技术有限公司变更后权利人:深圳市华为安捷信电气有限公司变更事项:地址变更前权利人:518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼变更后权利人:518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为基地B区2号楼登记生效日:20120222|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

F28F13/06; F28F3/08; H05K7/20; B21D53/04; B23P15/26

主分类号:

F28F13/06

申请人:

华为技术有限公司

发明人:

李 智; 欧道才; 程北锋

地址:

518129广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼

优先权:

专利代理机构:

北京德琦知识产权代理有限公司

代理人:

宋志强;麻海明

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内容摘要

本发明实施例公开了一种机柜用热交换器,所述机柜用热交换器包括热交换器芯体、内循环风扇和外循环风扇,所述内循环风扇,用于将机柜内部气流提供给所述热交换器芯体;所述外循环风扇,用于将所述机柜外部气流提供给所述热交换器芯体;其中,所述热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台。本发明实施例还公开了热管理系统、热交换器芯体以及热交换器芯体的制造方法。本发明实施例方案提高了热交换器的换热效率。

权利要求书

1、  一种机柜用热交换器,其特征在于,所述机柜用热交换器包括热交换器芯体、内循环风扇和外循环风扇,所述内循环风扇,用于将机柜内部气流提供给所述热交换器芯体;所述外循环风扇,用于将所述机柜外部气流提供给所述热交换器芯体;其中,所述热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台;
在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。

2、
  如权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

3、
  如权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

4、
  如权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述网格结构的前1/2部分处为:
当N为偶数时,所述网格结构的前1/2部分为从网格结构的第一层至第1/2×N层;
当N为奇数时,所述网格结构的前1/2部分为网格结构的第一层至1/2×(N-1)层,以及第1/2×(N-1)+1层上被该薄片网格结构中心的一个网格分开的两部分网格中的一部分网格。

5、
  一种热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括内通风管道、外通风管道和热交换器芯体,所述热交换器芯体设于所述内通风管道和外通风管道中,其中,所述热交换器由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台;在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。

6、
  如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

7、
  如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

8、
  一种热交换器芯体,其特征在于,所述热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台;
在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。

9、
  如权利要求8所述的热交换器芯体,其特征在于,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

10、
  如权利要求8所述的热交换器芯体,其特征在于,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

11、
  一种热交换器芯体的制造方法,其特征在于,该方法包括:
在组成热交换器芯体的每一薄片上,从网格结构的第一层网格顺时针方向的第一个网格开始在第一层网格上冲N-1个凸台,从第一层网格往内逐层减少两个凸台,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称;每个薄片上的网格结构以N乘以N排列,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络以及冲有凸台的网格外,其余网格冲凹坑,当N为偶数时,除冲有凸台的网格外,其余网格冲凹坑;
将多个薄片按照间距层叠;
将所述层叠后的多个薄片封装为相隔离的内循环风道和外循环风道,构成热交换器芯体。

12、
  如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述从第一层网格往内逐层减少两个凸台,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
从第一层往内的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该偶数层网格冲比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该奇数层网格冲比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

13、
  如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述从第一层网格往内逐层减少两个凸台,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
从第一层往内的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。

说明书

热交换器、热交换器芯体及其制造方法
技术领域
本发明涉及热交换技术,尤其涉及机柜用热交换器、热管理系统、热交换器芯体以及热交器芯体的制造方法。
背景技术
目前,通常使用的热交换器包括机柜用热交换器和传统热交换器。下面分别进行介绍。
通讯设备常置于通讯机柜内,为了满足通讯设备的防护(IP,InternationalProtect)等级要求,解决通讯设备的散热,通讯机柜上需要使用热交换器,这类热交换器称为机柜用热交换器。随着通讯系统集成度越来越高,通讯设备发热量越来越大,在不改变通讯机柜和机柜用热交换器体积的条件下,现有的机柜用热交换器已经不能满足散热量增加的需求,因此需要在不增加机柜用热交换器体积的条件下提高机柜用热交换器的换热效率。
参见图1(a),为现有技术中机柜用热交换器的内循环流场示意图,图1(b)为现有技术中机柜用热交换器的外循环流场示意图,其机柜用热交换器主要包括内循环风扇11、外循环风扇13、热交换器芯体12、壳体16和隔板17。
壳体16,用于放置热交换器芯体12、内循环风扇11和外循环风扇13。
热交换器芯体12与壳体16成45度角摆放,热交换器芯体12由多个金属薄片按照间距层叠而成,金属薄片用特定的封装方式封装成热交换器内相隔离的内循环风道和外循环风道,两个相邻风道内的气流通过金属壁的导热实现热量的交换。每个金属薄片为N乘以N的网格结构,N为自然数,表示网格结构的层数,每个网格冲有凹坑或凸台,通常,上一层薄片的凸台与下一层薄片的凹坑相对应。如图中标注出的凸台14和凹坑15:图中在金属薄片的不同方向上分别均匀冲有8个凸台和8个凹坑,用空白表示的圈为凸台,用阴影表示的圈为凹坑,凸台和凹坑相间隔。
内循环风扇11,用于将机柜内部气流提供给热交换器芯体12的内循环风道进行热交换。
外循环风扇13,用于将机柜外部气流提供给热交换器芯体12的外循环风道进行热交换。
由内循环风扇11提供的机柜内部气流经过热交换器芯体12的内循环风道进行热交换后,输出到机柜内部。由外循环风扇13提供的机柜外部气流经过交换器芯体12的外循环风道进行热交换器后,输出到机柜外部。这样,在机柜内部气流通过热交换器芯体时,通过机柜外部气流经过该热交换器芯体后,降低了通过热交换器芯体12的机柜内部气流的温度,从而实现了机柜内部气流与机柜外部气流的热交换。
隔板17,用于隔离内循环与外循环的气流。
实际运用时,可将传统热交换器放置于通风管道内,此时,热交换器芯体与通风管道壁成45度,不包括内循环风扇和外循环风扇,内部气流和外部气流通过通风管道提供给热交换器芯体。
发明人在实现本发明过程中发现,现有的热交换器因其凸台与凹坑的均匀间隔分布形式,导致内、外循环风道内气流阻力大,噪音高;并且将出现换热死区,如图1(c)中示出的气流无法到达的阴影部分,该阴影部分就是换热死区,从而导致换热效率低。
发明内容
本发明实施例提供一种机柜用热交换器,该机柜用热交换器能够提高换热效率。
本发明实施例提供一种热管理系统,该热管理系统能够提高换热效率。
本发明实施例提供一种热交换器芯体,该热交换器芯体能够提高换热效率。
本发明实施例提供一种热交换器芯体的制造方法,该方法能够提高换热效率。
一种机柜用热交换器,包括热交换器芯体、内循环风扇和外循环风扇,所述内循环风扇,用于将机柜内部气流提供给所述热交换器芯体;所述外循环风扇,用于将所述机柜外部气流提供给所述热交换器芯体;其中,所述热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台;
在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。
一种热管理系统,包括内通风管道、外通风管道和热交换器芯体,所述热交换器芯体设于所述内通风管道和外通风管道中,其中,所述热交换器由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台;在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。
一种热交换器芯体,所述热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台;
在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。
一种热交换器芯体的制造方法,包括:
在组成热交换器芯体的每一薄片上,从网格结构的第一层网格顺时针方向的第一个网格开始在第一层网格上冲N-1个凸台,从第一层网格往内逐层减少两个凸台,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称;每个薄片上的网格结构以N乘以N排列,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络以及冲有凸台的网格外,其余网格冲凹坑,当N为偶数时,除冲有凸台的网格外,其余网格冲凹坑;
将多个薄片按照间距层叠;
将所述层叠后的多个薄片封装为相隔离的内循环风道和外循环风道,构成热交换器芯体。
从上述方案可以看出,本发明实施例通过改变热交换器芯体的薄片上的凸台、凹坑位置关系来改变热交换器芯体内气流的方向,使内、外循环风道内气流场均匀分布,从而,消除了换热死区,提高了热交换的换热效率。
附图说明
图1(a)为现有技术中机柜用热交换器的内循环流场示意图;
图1(b)为现有技术中机柜用热交换器的外循环流场示意图;
图1(c)为现有技术中机柜用热交换器的换热死区示意图;
图2为本发明实施例机柜用热交换器的总体外形结构示意图;
图3(a)为本发明实施例构成内循环通道的其中一个薄片4×4网格结构示意图;
图3(b)为本发明实施例构成外循环通道的其中一个薄片4×4网格结构示意图;
图4(a)为本发明实施例构成内循环通道的其中一个薄片5×5网格结构示意图;
图4(b)为本发明实施例构成外循环通道的其中一个薄片5×5网格结构示意图;
图5(a)为本发明实施例构成内循环通道的其中一个薄片6×6网格结构示意图;
图5(b)为本发明实施例构成外循环通道的其中一个薄片6×6网格结构示意图;
图6(a)为本发明实施例4×4网格结构的机柜用热交换器的内循环流场分布示意图;
图6(b)为本发明实施例4×4网格结构的机柜用热交换器的外循环流场分布示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明进一步详细说明。
本发明实施例对热交换器芯体进行了改进,具体为改进了组成热交换器芯体的薄片上的凸台、凹台的布置,从而提高热交换器换热效率。
具体地,本发明实施例的热交换器至少包括热交换器芯体,该热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台。通常,上一层薄片的凸台与下一层薄片的凹坑相对应,即,上一层薄片的凸台与下一层薄片的凹坑相抵。薄片封装为相隔离的内循环风道和外循环风道。其中,每一薄片上布置的凸台为:在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。
对于N为偶数时,所述网格结构的前1/2部分为从网格结构的第一层至第1/2×N层,所述网格结构的后1/2部分为从网格结构的1/2×N+1层至第N层。
对于N为奇数时,所述网格结构的前1/2部分为网格结构的第一层至1/2×(N-1)层,以及第1/2×(N-1)+1层上被该薄片网格结构中心的一个网格分开的两部分网格中的一部分网格;所述后1/2部分为从网格的1/2×(N+1)+1层至第N层,以及第1/2×(N-1)+1层上被该薄片网格结构中心的一个网格分开的两部分网格中的另一部分网格。
可选地,薄片上布置的凸台为:在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处;后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。
可选地,薄片上布置的凸台为:在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处;后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。这种偶数层和奇数层冲的凸台的布置也能够提高热换效率。
根据具体需要所述薄片可以为不同的材料,如:可以为金属薄片或塑料薄片,热交换器用于空调中时所述薄片还可以采用纸片实现,等等。
本发明实施例中的热交换器可以采用传统热交换器或机柜用热交换器。当热交换器为传统热交换器时,该热交换器只包括机柜用热交换器中的热交换器芯体。下面以机柜用热交换器为例,对本发明实施例的热交换器进行说明。
参见图2,为本发明实施例机柜用热交换器的总体外形结构示意图,该机柜用热交换器包括内循环风扇11、外循环风扇13、壳体16、隔板17、热交换器芯体22和风扇固定板18。
其中内循环风扇11、外循环风扇13、壳体16、隔板17与图1中相同。该热交换器还可以包括风扇固定板18,用于将外循环风扇固定于壳体内。
该热交换器还包括与壳体成45度角放置的热交换器芯体22,该热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台。通常,上一层薄片的凸台与下一层薄片的凹坑相抵,凸台的高度和凹坑的高度之和为相邻两层薄片之间的间距。薄片封装为相隔离的内循环风道和外循环风道。其中,每一薄片上布置的凸台为:在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。
下面以图3、4和5对本发明实施例相邻两薄片上凸台和凹坑的布置进行举例说明,图中,用空白表示的圈为凸台,用阴影表示的圈为凹坑。图3为本发明实施例4×4网格结构示意图,其中的(a)为构成内循环通道的其中一个薄片的网格结构示意图,(b)为构成外循环通道的其中一个薄片的网格结构示意图,(b)所示的薄片是(a)所示的薄片在薄片所在的平面上转90度角放置而成;图4为本发明实施例5×5网格结构示意图,其中的(a)为构成内循环通道的其中一个薄片的网格结构示意图,(b)为构成外循环通道的其中一个薄片的网格结构示意图,(b)所示的薄片是(a)所示的薄片在薄片所在的平面上转90度角放置而成;图5为本发明实施例6×6网格结构示意图,其中的(a)为构成内循环通道的其中一个薄片的网格结构示意图,(b)为构成外循环通道的其中一个薄片的网格结构示意图,(b)所示的薄片是(a)所示的薄片在薄片所在的平面上转90度角放置而成。图3、4和5中,每一薄片上布置的凸台为:在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。由图3、4和5可见,本发明实施例中薄片上冲的凸台不像现有技术那样均匀布置,而是逐层减少两个,形成“Z”形分布。
下面以图3中(a)的所示的网格结构为例对薄片上凸台的布置进行说明,其网络结构为4×4,该网格结构包括四层:第一层31、第二层32、第三层33和第四层34。第一层有3个空白表示的圈,也就是有4-1=3个凸台;从第一层31向内逐层减少两个凸台,由于紧挨第一层31的是第二层32,为偶数层,因此,在第二层32上沿着逆时针方向对应第一层31凸台的第一个网格,也就是图3中的(a)中标为35的网格开始,冲3-2=1个凸台;冲完第一层31和第二层32的凸台,也就完成了网格结构的前1/2部分的凸台,将后1/2部分网格结构的凸台,也就是第三层33和第四层34的凸台冲为与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称即可。
下面再以图5中(a)所示的网格结构为例对薄片上凸台的布置进行说明,其网格结构为6×6,该网格结构包括六层:第一层51、第二层52、第三层53、第四层54、第五层55和第六层56。第一层51有5个空白表示的圈,也就是有6-1=5个凸台;从第一层51向内逐层减少两个凸台,由于紧挨第一层51的是第二层52,为偶数层,因此,在第二层52上沿着逆时针方向对应第一层51凸台对应的第一个网格,也就是图5中的(a)标为57的网格开始,冲5-2=3个凸台;紧挨第二层52的是第三层53,为奇数层,因此,在第三层53上沿着逆时针方向对应第二层52凸台的第一个网格往逆时针方向移一个开始网格开始,也就是从图5中的(a)标为58的网格开始,冲第三层53的3-2=1个凸台;冲完第一层51、第二层52和第三层53的凸台,也就完成了网格结构的前1/2部分的凸台,将后1/2部分网格结构的凸台,也就是第四层54、第五层55和第六层56冲为与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对即可。
图3和图5中的网格结构为偶数层的情况,下面以图4中(a)所示的网格结构为例对网格结构为奇数层情况时薄片上凸台的布置进行说明。图4的网格结构为5×5,该网格结构包括五层,由于为奇数层,薄片网格中心的一个网格43,不冲凹坑,也不冲凸台。第一层有4个空白表示的圈,也就是有5-1=4个凸台;从第一层向内逐层减少两个凸台,由于紧挨第一层的是第二层,为偶数层,因此,在第二层上沿着逆时针方向对应第一层凸台的第一个网格冲4-2=2个凸台;冲完第一层和第二层的凸台,就完成了网格结构的前1/2部分的凸台,所述前1/2部分也就是图中标为41的虚线框内的网格结构,将后1/2部分网格结构的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称即可,所述后1/2部分网格结构也就是图中标为42的虚线框内的网格结构。
图6中的(a)为内循环流场分布,是本发明实施例4×4网格结构的机柜用热交换器的内循环流场分布示意图,图中内循环风扇提供给热交换器芯体的内部气流主体的方向与隔板平行,也就是与热交换器芯体成45度角,内循环风扇提供的内部气流通过凸台的阻挡,改变了内循环气流的方向,使内循环流场均匀分布在内循环风道内。同理,图6(b)示出了本发明实施例4×4网格结构的机柜用热交换器的外循环流场分布,外循环风扇提供的外部气流通过凸台的阻挡,改变了外循环气流的方向,使外循环流场均匀分布在外循环风道内。从图6(a)和6(b)可以看出,此时的热交换器芯体中内、外循环风道内的气流都均匀分布,不存在换热死区。
这里说明一点,对于通讯机柜安装在户外的情况,由于使用的机柜用热交换器长期置于户外不方便进行维护,从耐久角度考虑,其热交换器芯体的薄片宜采用金属薄片实现。
本发明实施例的热交换器根据内循环风扇和外循环风扇的送风主体与热交换器芯体成45度角的特点,所述送风主体也就是内循环风扇和外循环风扇传送给热交换器的风的主要部分。在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。这样布置的凸台改变了内、外循环风道内气流的方向,使气流场均匀分布在热交换器芯体中的内、外循环风道内,消除了换热死区,减少了气流振动,降低了噪声,增加了热交换器的送风量,提高了热交换的换热效率。
实际运用时传统热交换器可置于通风道内,该通风道可以是任何能够将内部气流和外部气流进行交换的通风道。传统热交换器与机柜用热交换器的热交换器芯体相同,这里不再赘述。进风主体与传统热交换器成45度角,和机柜用热交换器类似地,气流场均匀分布在热交换器芯体中的内、外循环风道内,消除了换热死区,减少了气流振动,降低了噪声,增加了热交换器的送风量,提高了热交换的换热效率。
本发明实施例还提供一种热管理系统,包括内通风管道、外通风管道和热交换器芯体,所述热交换器芯体设于所述内通风管道和外通风管道中,其中,所述热交换器由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络外,其余网格冲有凹坑或凸台,当N为偶数时,每个网格冲有凹坑或凸台;在每个薄片网格结构的第一层网格上从顺时针方向第一个网格开始在该层网格冲有N-1个凸台,凸台数从第一层网格往内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称。
可选地,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。
可选地,所述在每个薄片网格结构的第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,凸台数从第一层向内逐层减少两个,直到网格结构的前1/2部分处,包括:
在每个薄片的网格结构第一层上从顺时针方向第一个网格开始在该层冲有N-1个凸台,从第一层往内顺序的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲有比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲有比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。
本发明实施例还提供了一种热交换器芯体的制造方法,该方法包括:
在组成热交换器芯体的每一薄片上,从网格结构的第一层网格顺时针方向的第一个网格开始在第一层网格上冲N-1个凸台,从第一层网格往内逐层减少两个凸台,直到网格结构的前1/2部分处,后1/2部分的凸台与前1/2部分的凸台关于垂直通过该薄片中心点的直线成轴对称;每个薄片上的网格结构以N乘以N排列,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络以及冲有凸台的网格外,其余网格冲凹坑,当N为偶数时,除冲有凸台的网格外,其余网格冲凹坑;
将多个薄片按照间距层叠;
将所述层叠后的多个薄片封装为相隔离的内循环风道和外循环风道,构成热交换器芯体。
所述在组成热交换器芯体的每一薄片上,从网格结构的第一层网格顺时针方向的第一个网格开始在第一层网格上冲N-1个凸台,从第一层网格往内逐层减少两个凸台,直到网格结构的前1/2部分处,可以包括:
在组成热交换器芯体的每一薄片上,从网格结构的第一层网格顺时针方向的第一个网格开始在第一层网格上冲N-1个凸台,从第一层往内的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该偶数层网格冲比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该奇数层网格冲比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。
所述在组成热交换器芯体的每一薄片上,从网格结构的第一层网格顺时针方向的第一个网格开始在第一层网格上冲N-1个凸台,从第一层网格往内逐层减少两个凸台,直到网格结构的前1/2部分处,也可以包括:
在组成热交换器芯体的每一薄片上,从网格结构的第一层网格顺时针方向的第一个网格开始在第一层网格上冲N-1个凸台,从第一层往内的偶数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格往逆时针方向移一个网格开始,在该偶数层网格冲比上一层少两个的凸台,从第一层往内顺序的奇数层上,沿着逆时针方向对应上一层凸台的第一个网格开始,在该奇数层网格冲比上一层少两个的凸台,所述奇数层不包括第一层,直到网格结构的前1/2部分处。
本发明实施例的热交换器方案根据内循环风扇和外循环风扇的送风主体与热交换器芯体成45度角的特点布置的凸台,改变了内、外循环风道内气流的方向,使气流场均匀分布在热交换器芯体中的内、外循环风道内,消除了换热死区,减少了气流振动,降低了噪声,增加了热交换器的送风量,提高了热交换的换热效率。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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本发明实施例公开了一种机柜用热交换器,所述机柜用热交换器包括热交换器芯体、内循环风扇和外循环风扇,所述内循环风扇,用于将机柜内部气流提供给所述热交换器芯体;所述外循环风扇,用于将所述机柜外部气流提供给所述热交换器芯体;其中,所述热交换器芯体由多个薄片按照间距层叠而成,每个薄片为N乘以N的网格结构,每个薄片共N层网格,每层网格设置有N个网格,N为自然数,当N为奇数时,除每个薄片网格结构中心的一个网络。

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