CN221006035U - 冷却装置、冷却装置组件、制冷器、热泵和朗肯循环*** - Google Patents

冷却装置、冷却装置组件、制冷器、热泵和朗肯循环*** Download PDF

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Abstract

本申请涉及冷却装置、冷却装置组件、制冷器、热泵和朗肯循环***。一种冷却装置(1)，借助冷却空气流(2)来冷却流体；冷却装置(1)的两侧面(3a、3b)包括一对板状换热器(4a、4b)，板状换热器(4a、4b)布置成相对于彼此倾斜；板状换热器(4a、4b)设有横向通道，横向通道使冷却空气流(2)的分流(2a，2b)流通；冷却装置(1)的上板(7)在侧面(3a、3b)的两个上边缘之间延伸并包括至少一个圆形开口(8)；板状换热器(4a、4b)的两个上端之间的距离大于板状换热器(4a、4b)的两个相对下端之间的距离；风扇(9)安装在圆形开口(8)中或圆形开口的顶部上；其特征在于，圆形开口(8)不延伸到板状换热器(4a、4b)的上端。

Description

冷却装置、冷却装置组件、制冷器、热泵和朗肯循环***
技术领域
本实用新型涉及借助冷却空气流来冷却流体的冷却装置，并且涉及设有这种冷却装置的制冷器、热泵或朗肯循环***。
背景技术
更具体地说，本实用新型涉及一种冷却装置，冷却装置的两个相对侧面由一对板状换热器形成，板状换热器具有在流体和冷却空气流之间进行换热的换热表面，板状换热器布置成垂直于同一平面并且相对于彼此倾斜，板状换热器设置有横向通道，横向通道用于使冷却空气流的分流经由换热器流通到换热器之间的空间中。
这种冷却装置从现有技术中是已知的，例如在WO 2008/102626A1和WO 2008/102627 A1中所描述的。
更具体地，在WO 2008/102626 A1和WO 2008/102627 A1中描述了这种冷却装置的组件，其中，各冷却装置布置成在由换热器之一形成的一侧上尽可能地彼此靠近。
结果，该组件的总长度保持尽可能短，从而该组件可以保持尽可能紧凑。
WO 2008/102626 A1和WO 2008/102627 A1中的冷却装置的上侧由包括用于排出冷却空气的至少一个圆形开口的上板形成，该上板在换热器的两个上端之间延伸，其中，两个上端彼此之间的距离大于换热器的两个相对下端之间的距离。风扇安装在上板的开口的顶部，位于由换热器和上板包围的空间的外部。
为了保持组件的总长度尽可能短，使用具有尽可能最小对应开口的尽可能最小风扇，其中，开口的直径大致等于换热器两个上端之间的距离。
这样做的缺点是，就能效和冷却能力而言，风扇在不太有利的方式下运行，即：风扇消耗大量能量，输出冷却空气的流量小，该流量在换热器的冷却表面上也不均匀地分布。
在当前普遍关注能效的背景下，需要一种能效更高的冷却装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是为上述缺点和/或其他缺点中的至少一个提供解决方案。
更具体地说，本实用新型的目的是提供一种高能效的冷却装置。
为此，本实用新型涉及一种冷却装置，用于借助冷却空气流来冷却流体，
其中，冷却装置的两个相对侧面包括一对板状换热器，板状换热器具有在流体和冷却空气流之间进行换热的换热表面，
板状换热器布置成垂直于同一第一平面并且相对于彼此倾斜，
其中，板状换热器设置有横向通道，横向通道用于使冷却空气流的分流经由板状换热器流通到板状换热器之间的空间中，
其中，冷却装置的上侧由上板形成，上板在侧面的两个上边缘之间延伸并且包括至少一个圆形开口，圆形开口用于将冷却空气流从板状换热器之间的空间排出，
其中，风扇安装成：
在上板中的圆形开口的顶部的外部；或
在上板中的圆形开口中，其中，风扇不从上板延伸超出由板状换热器的两个上端形成的第二平面，
其中，根据在垂直于风扇的旋转轴线的投影平面中的垂直投影在板状换热器的两个上端之间的距离大于根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器的两个相对下端之间的距离，
其特征在于，根据所述投影平面中的垂直投影的圆形开口不延伸到根据所述投影平面中的垂直投影的板状换热器的两个上端。
根据所述投影平面中的垂直投影的圆形开口和换热器两个上端之间的距离局部地确保了上板和其中一个换热器之间的内拐角中的额外压降，这通常会导致风扇相应的额外能耗。然而，由于该距离和冷却装置上侧的额外压降，令人惊讶地较高流量的冷却空气流在换热器下端处流过换热器之间的空间。
以上的技术效果是，与根据所述投影平面中的垂直投影在圆形开口与换热器两个上端之间没有距离的冷却装置相比，根据本实用新型的冷却装置中的总空气阻力减小。
最终，这令人惊讶地导致根据本实用新型的冷却装置中的风扇的能耗更低。
与根据所述投影平面中的垂直投影在圆形开口与换热器两个上端之间没有距离的冷却装置相比，本实用新型还具有的技术效果是流过根据本实用新型的冷却装置的冷却空气流的流量更高更均匀。
这保证了根据本实用新型的冷却装置中的换热器具有更大的冷却能力。
在根据本实用新型的冷却装置的优选实施例中，圆形开口的直径与根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器上端之间的距离之比至多等于0.95，优选至多等于0.90，更优选至多等于0.85。
圆形开口的直径与根据所述投影平面中的垂直投影在换热器上端之间的距离之比越小，本实用新型的上述技术效果就越大。
在根据本实用新型的冷却装置的另一个优选实施例中，风扇安装在上板中的圆形开口的顶部的外部上，并且在风扇和上板之间没有中间空间。
由于根据所述投影平面中的垂直投影在换热器上端之间的距离，因此在风扇和上板之间不需要中间空间，以获得高能效的冷却装置。
因此，冷却装置的高度不需要增大，并且冷却装置保持紧凑。
在根据本实用新型的冷却装置的另一个优选实施例中，根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器的上端之间的距离大于1100mm，优选大于1200mm，更优选大于1300mm。
在本例中，根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器的下端之间的距离大于400mm。
通过在换热器的下端之间提供足够的距离，在换热器下端之间的空间中存在足够的空间，以允许冷却空气流的分流朝向圆形开口偏转。
这确保了与根据所述投影平面中的垂直投影的换热器的下端比400mm更为彼此接近的冷却装置相比，根据本实用新型的冷却装置中的空气阻力减小。
在根据本实用新型的冷却装置的另一个优选实施例中，根据所述投影平面中的垂直投影的板状换热器下端之间距离与根据所述投影平面中的垂直投影的板状换热器上端之间距离之比至少等于0.25，优选0.30，更优选0.35。
因此，在换热器下端之间的空间中也有足够的空间，以允许冷却空气流的分流朝向圆形开口偏转，从而产生上述效果。
本实用新型还涉及一种冷却装置组件，包括多个根据本实用新型任一上述实施例所述的冷却装置，其特征在于，
各冷却装置布置成在侧面之一的上边缘上彼此抵靠。
如果一个冷却装置不足以为特定应用提供所需的冷却能力，则冷却装置组件可以按能够提供所需冷却能力的模块化方式形成。
本实用新型还涉及一种制冷器，设有冷凝器，该冷凝器
由根据本实用新型任一上述实施例的冷却装置形成；或
由根据本实用新型的冷却装置组件形成。
本实用新型还涉及一种热泵，设有冷凝器，该冷凝器
由根据本实用新型任一上述实施例的冷却装置形成；或
由根据本实用新型的冷却装置组件形成。
最后，本实用新型还涉及一种朗肯循环***，设有冷凝器，该冷凝器
由根据本实用新型任一上述实施例的冷却装置形成；或
由根据本实用新型的冷却装置组件形成。
不用说，这种根据本实用新型的制冷器、热泵或朗肯循环***具有与根据本实用新型的冷却装置或冷却装置组件相同的优点。
附图说明
为了更好地展示本实用新型的特征，下面参考附图以非限制性示例的方式描述本实用新型冷却装置的优选实施例，其中：
图1为本实用新型冷却装置的横截面示意图。
具体实施方式
图1显示了根据本实用新型的冷却装置1，用于借助冷却空气流2来冷却流体。该冷却空气流2在图1中用虚线箭头表示。
在本例中，冷却装置1的两个相对侧面3a、3b由一对板状换热器4a、4b形成，换热器具有在流体和冷却空气流2之间进行换热的换热表面。
如图1所示，板状换热器4a、4b布置成垂直于同一第一平面，并且相对于彼此倾斜。
板状换热器4a、4b设有横向通道(图1中未示出)，用于使冷却空气流2经由换热器4a、4b流通到换热器4a、4b之间的空间5中。在本例中，冷却空气流2的分流2a、2b流过每个换热器4a、4b。
优选地，板状换热器4a、4b是微通道换热器。
冷却装置1的上侧6由上板7形成，上板包括至少一个圆形开口8，用于将冷却空气流2从换热器4a、4b之间的空间5排出。
上板7在侧面3a、3b的两个上边缘之间延伸。
此外，风扇9从外部安装在上板7中圆形开口8的顶部上，以吸入冷却空气流2。
在上下文中，“外部”是指相对于换热器4a、4b之间的空间5而言的外部。
为了保持冷却装置1的高度尽可能低，优选地，在风扇9和上板7之间没有中间距离。
在本实用新型的范围内，不排除风扇9安装在上板7的圆形开口8中，只要风扇9不延伸超出由换热器4a、4b的两个上端形成的第二平面即可。
根据与风扇9的旋转轴线垂直的投影平面中的垂直投影在换热器4a、4b的两个上端之间的距离大于根据所述投影平面中的垂直投影在换热器4a、4b的两个相对的下端之间的距离。
根据所述投影平面中的垂直投影的圆形开口8不延伸到根据所述投影平面中的垂直投影的换热器4a、4b的两个上端。换句话说，圆形开口8的直径小于根据所述投影平面中的垂直投影在换热器4a、4b的两个上端之间的距离。
图1中的直径是在圆形开口8的直径最大的平面中测量的。
示例：
在根据图1的冷却装置的第一示例中，其中：
换热器的上端之间的距离为1111mm；
换热器的下端之间的距离为404mm；
板状换热器的上端和下端之间的长度为1176mm，
板状换热器具有2020mm的宽度；
上板包括两个相邻的圆形开口，圆形开口具有1084mm的直径；
在上板中的每个圆形开口的顶部的外部安装有螺旋直径为1000mm的风扇，该风扇具有直径为275mm的轮毂并且以每分钟940转的转速运行；
在冷却装置上的总压降为154Pa的情况下，实现了17.32m3/s的冷却空气流量。
该冷却装置的冷却能力为191.02kW。
在该冷却装置中，由一个风扇消耗的功率为5.716kW。
如果在该冷却装置中换热器下端之间的距离减小到304mm(其他条件不变)，并且换热器下端之间距离与换热器上端之间距离之比因此为0.274，则每个风扇消耗的功率进一步减小到5.681kW。
换言之，如果根据所述投影平面中的垂直投影在换热器下端之间距离与根据所述投影平面中的垂直投影在换热器上端之间距离之比减小到0.274的值，则每个风扇消耗的功率继续改善。
如果在该冷却装置中换热器下端之间距离进一步减小到204mm(其他条件不变)，并且换热器下端之间距离与换热器上端之间距离之比因此为0.184，则每个风扇消耗的功率再次增大到5.696kW。
换言之，如果根据所述投影平面中的垂直投影在换热器下端之间距离与根据所述投影平面中的垂直投影在换热器上端之间距离之比减小到0.184的值，则每个风扇消耗的功率开始再次劣化。
在如图1所示的根据本实用新型的冷却装置的第二示例中，
换热器上端之间的距离为1211mm；
换热器下端之间的距离为407mm；
板状换热器的上端和下端之间的长度为1176mm；
板状换热器具有2020mm的宽度；
上板包括两个相邻的圆形开口，圆形开口具有1084mm的直径；
在上板的每个圆形开口的顶部的外部安装有螺旋直径为1000mm的风扇，该风扇具有直径为275mm的轮毂并且以每分钟940转的转速运行。
对于根据该第二示例的冷却装置，在冷却装置上的总压降为148Pa的情况下，实现了17.64m3/s的冷却空气流量。
根据该第二示例的冷却装置的冷却能力为193.46kW。
在该冷却装置中，由一个风扇消耗的功率为5.633kW。
如果在该冷却装置中换热器下端之间的距离减小到307mm(其他条件不变)，并且根据所述投影平面中的垂直投影在换热器下端之间距离与根据所述投影平面中的垂直投影在换热器上端之间距离之比因此为0.254，则每个风扇消耗的功率进一步减小到5.626kW。
换言之，如果根据所述投影平面中的垂直投影在换热器下端之间距离与根据所述投影平面中的垂直投影在换热器上端之间距离之比减小到0.254的值，则每个风扇消耗的功率继续改善。
在如图1所示的根据本实用新型的冷却装置的第三示例中，
换热器上端之间的距离为1310mm；
换热器下端之间的距离为410mm；
板状换热器的上端和下端之间的长度为1176mm；
板状换热器具有2020mm的宽度；
底板包括两个相邻的圆形开口，圆形开口具有1084mm的直径；
在上板的每个圆形开口的顶部的外部安装有螺旋直径为1000mm的风扇，该风扇具有直径为275mm的轮毂并且以每分钟940转的转速运行。
对于根据该第三示例的冷却装置，在冷却装置上的总压降为143Pa的情况下，实现了17.80m3/s的冷却空气流量。
根据该第三示例的冷却装置的冷却能力为194.80kW。
在该冷却装置中，由一个风扇消耗的功率为5.588kW。
如果在该冷却装置中换热器下端之间距离减小到310mm(其他条件不变)，并且换热器下端之间距离与换热器上端之间距离之比因此为0.237，则每个风扇消耗的功率增大到5.647kW。
换言之，如果根据所述投影平面中的投影在换热器下端之间距离与根据所述投影平面中的投影在换热器上端之间距离之比减小到0.237的值，则每个风扇消耗的功率开始劣化。
换热器最下端之间距离超过400mm的冷却装置上述各示例表明：随着换热器上端之间距离增大从而导致圆形开口与换热器上端之间距离增大(其他条件不变)，冷却装置中的冷却空气流量增大并且冷却装置上的压降减小。
此外，随着圆形开口和换热器上端之间距离的增大(其他条件不变)，冷却装置的冷却能力也增大，同时每个风扇消耗的功率减少。
本实用新型决不限于图中所示并且通过示例描述的实施例，而是在不脱离权利要求限定的实用新型范围的情况下根据本实用新型的冷却装置可以按各种变型来实施。

Claims (10)

1.一种冷却装置，用于借助冷却空气流来冷却流体，
其中，冷却装置(1)的两个相对侧面(3a、3b)包括一对板状换热器(4a、4b)，板状换热器具有在流体和冷却空气流(2)之间进行换热的换热表面，
板状换热器(4a、4b)布置成垂直于同一第一平面并且相对于彼此倾斜，
其中，板状换热器(4a、4b)设置有横向通道，横向通道用于使冷却空气流(2)的分流(2a，2b)经由板状换热器(4a、4b)流通到板状换热器(4a、4b)之间的空间(5)中，
其中，冷却装置(1)的上侧(6)由上板(7)形成，上板在侧面(3a、3b)的两个上边缘之间延伸并且包括至少一个圆形开口(8)，圆形开口用于将冷却空气流(2)从板状换热器(4a、4b)之间的空间(5)排出，
其中，风扇(9)安装成：
在上板(7)中的圆形开口(8)的顶部的外部；或
在上板中的圆形开口(8)中，其中，风扇(9)不从上板(7)延伸超出由板状换热器(4a、4b)的两个上端形成的第二平面，
其中，根据在垂直于风扇(9)的旋转轴线的投影平面中的垂直投影在板状换热器(4a、4b)的两个上端之间的距离大于根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器(4a、4b)的两个相对下端之间的距离，
其特征在于，
根据所述投影平面中的垂直投影的圆形开口(8)不延伸到根据所述投影平面中的垂直投影的板状换热器(4a、4b)的两个上端。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，圆形开口(8)的直径与根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器(4a、4b)上端之间的距离之比至多等于0.95，或至多等于0.90，或至多等于0.85。
3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，
风扇(9)安装在上板(7)中的圆形开口(8)的顶部的外部上，并且在风扇(9)和上板(7)之间没有中间空间。
4.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，
根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器(4a、4b)的上端之间的距离大于1100mm，或大于1200mm，或大于1300mm。
5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，
根据所述投影平面中的垂直投影在板状换热器(4a、4b)的下端之间的距离大于400mm。
6.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，
根据所述投影平面中的垂直投影的板状换热器(4a、4b)下端之间距离与根据所述投影平面中的垂直投影的板状换热器(4a、4b)上端之间距离之比至少等于0.25，或0.30，或0.35。
7.一种冷却装置组件，包括多个根据权利要求1-6任一项所述的冷却装置，其特征在于，
各冷却装置(1)布置成在侧面(3a、3b)之一的上边缘上彼此抵靠。
8.一种制冷器，设置有冷凝器，其特征在于，冷凝器：
由根据权利要求1至6中任一项所述的冷却装置(1)形成；或
由根据权利要求7所述的冷却装置组件形成。
9.一种热泵，设置有冷凝器，其特征在于，冷凝器：
由根据权利要求1至6中任一项所述的冷却装置(1)形成；或
由根据权利要求7所述的冷却装置组件形成。
10.一种朗肯循环***，设有冷凝器，其特征在于，冷凝器：
由根据权利要求1至6中任一项所述的冷却装置(1)形成；或
由根据权利要求7所述的冷却装置组件形成。
CN202322790523.8U 2022-10-19 2023-10-18 冷却装置、冷却装置组件、制冷器、热泵和朗肯循环*** Active CN221006035U (zh)

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