风墙式空调机组的制作方法

1.本实用新型涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种风墙式空调机组。


背景技术：

2.随着物联网、5g、边缘计算等信息化概念的落地，各种存储计算设备以几何倍数激增，这使得数据中心规模不断扩大。随之而来的除了更高效的处理能力，还有飙升的能耗。目前，北京、上海、广州等一线城市对于限定数据中心pue的政策逐步趋严，数据中心新建、改造面临严峻挑战，面对这种情况，作为数据中心pue的关键部分，冷却系统的节能性必将面临重大挑战。风墙空调技术成为数据中心节能应用的一个重要突破方向。风墙空调技术是一种利用自然冷源或冷冻水提供冷源的节能技术，其最大的一个特点是可以通过风墙控制系统、风机组和表冷器组成的风墙空调系统，实现对数据中心高密度热量的服务器进行降温处理。
3.现有技术中，单台风墙机组为一体式结构，体积大，如采用整机运输方式，需要采用大型吊装设备进行装车、卸货，成本高；如果需要高楼层安装，单台风墙机组无法使用工业电梯运输，必须采用大型吊装设备送至高层，同时需要对房体结构进行拆除，操作难度很大。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种风墙式空调机组，以解决现有技术中的风墙空调机组体积大导致运输不便的问题。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种风墙式空调机组，包括沿竖直方向布置的多个制冷模块，每个制冷模块包括：外壳，限定出腔体，外壳上还设有进风口和出风口；换热器，位于腔体内，换热器用于冷却空气；以及风机，位于腔体内，风机用于将冷却后的空气输送至待冷却设备；其中，自进风口至出风口的方向，换热器和风机依次布置。
6.进一步地，每个制冷模块还包括：接水盘，位于换热器的下方；排水结构，设置在腔体内，并位于换热器的一侧，接水盘与排水结构连通，且相邻两个制冷模块的排水结构通过连接管连通。
7.进一步地，接水盘上设有集水槽，排水结构包括：第一排水管，与接水盘连接，且位于接水盘的上方，第一排水管的一端伸入集水槽内；第二排水管，与集水槽连通；其中，相邻两个制冷模块中，位于上方的制冷模块的第二排水管与连接管的一端连通，相邻两个制冷模块中位于下方的制冷模块的第一排水管与连接管的另一端连通，以连通相邻两个制冷模块的两个排水结构。
8.进一步地，排水结构还包括：支撑件，支撑件包括底板和与底板连接的两个侧板，底板上设有供第一排水管穿出的装配通孔，侧板与接水盘连接。
9.进一步地，制冷模块的外壳具有相对设置的第一侧和第二侧，第一侧设有凸起，第
二侧设有与凸起卡接配合的凹槽，以使相邻两个制冷模块卡接配合。
10.进一步地，外壳包括支撑框架、与支撑框架连接的底座、与支撑框架连接的顶盖和周向侧壁，底座与顶盖相对设置，底座的下表面凸出于支撑框架的下表面形成凸起，顶盖与支撑框架限定出凹槽，当风墙式空调机组装配时，相邻的两个制冷模块中位于上方的制冷模块的底座置于下方的制冷模块的凹槽内。
11.进一步地，外壳的内壁面上设有与腔体连通的安装槽，制冷模块还包括位于安装槽内的电气控制箱，电气控制箱的门板与外壳的内壁面平齐。
12.进一步地，换热器包括多个相互连通的换热管，多个换热管形成“w”型结构；或者，多个换热管形成“v”型。
13.进一步地，每个制冷模块还包括设置在换热器和风机之间的均流板，均流板的形状与换热器的至少部分外形相适配，并且均流板上开设有多个均匀布置的通孔。
14.进一步地，风墙式空调机组还包括能够支撑多个制冷模块的基座，每个制冷模块还包括：风阀，位于出风口处，风阀能够控制腔体与外部环境连通或者断开；空气过滤器，位于进风口处，以对进入的空气进行过滤。
15.应用本实用新型的技术方案，在每个制冷模块内，外部空气通过进风口进入腔体后与换热器进行热交换，风机能够提供驱动力，将冷却后的空气吹向出风口并输送至待冷却设备。多个制冷模块沿竖直方向可拆卸地连接，这样设置可以根据实际需要在竖直方向设置不同数量的制冷模块，同时风墙式空调机组可以拆分成多个体积较小的制冷模块，便于运输和搬运，解决了电梯、通道等通行空间偏小、风墙式空调机组搬运困难的问题，能够满足不同机房的安装需求；同时，模块化的设计能够使零部件小型化、批量化，有利于所有零部件的批量化加工和整机组装。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本实用新型的风墙式空调机组的实施例的结构示意图；
18.图2示出了根据图1的风墙式空调机组的实施例的内部结构示意图(其中，外壳未示出)；
19.图3示出了图2的风墙式空调机组的制冷模块的结构示意图(其中，制冷模块的方向为图1的制冷模块顺时针旋转90
°
)；
20.图4示出了图2的风墙式空调机组的a处放大图；
21.图5示出了图3的制冷模块的接水盘和排水结构连接的示意图；
22.图6示出了本实用新型的风墙式空调机组的另一实施例的结构示意图；
23.图7示出了本实用新型的风墙式空调机组的另一实施例的结构示意图；以及
24.图8示出了本实用新型的风墙式空调机组的另一实施例的结构示意图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.100、制冷模块；101、空气过滤器；102、换热器；1021、换热管；103、均流板；104、风机；105、风阀；106、电气控制箱；107、门板；108、周向侧壁；112、底座；113、顶盖； 115、进风
口；116、出风口；117、排水结构；121、第一排水管；122、支撑件；1221、底板； 1222、侧板；1223、装配通孔；1226、连接板；1227、避让空间；123、集水槽；124、第二排水管；125、连接管；201、支撑框架；2011、横梁；2012、纵梁；203、凹槽；205、外壳； 2051、安装槽；206、腔体；220、接水盘；900、基座。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
28.需要说明的是，因产品结构特点，单台风墙机组的体积大，在运输方面，如采用整机运输方式，机组需要采用大型吊装设备进行装车、卸货，成本高；如果需要高楼层安装，传统风墙无法使用工业电梯运输，必须采用大型吊装设备送至高层，同时需要对房体结构进行拆除，操作难度很大。另外，在安装方面，很多厂商会采取散件发货至客户安装现场，导致安装现场零部件零散分布，员工需要到处寻找零部件，存在零部件易丢失等现象，增加施工现场管理难度；而如果散件发货现场组装，由于员工技能及现场管理等问题，存在产品质量管控失效隐患，导致产品一致性无法保证，客户满意度不高等质量问题。现有技术的单台风墙机组不便于安装和运输，因此，本实用新型的实施例提供了一种便于安装和运输的风墙式空调机组。
29.需要说明的是，本实用新型的风墙式空调机组的模块化结构、换热器102的具体结构、相邻两个制冷模块100之间的连接结构以及排水结构117等设计不局限于风墙空调，也可以应用于其他的空调产品中。
30.需要说明的是，图6至图8示出了风墙式空调机组的另外三个实施例的结构示意图，其中，图6示出了风墙式空调机组包括两个制冷模块100的实施例，图7示出了风墙式空调机组包括四个制冷模块100的实施例，图8示出了风墙式空调机组包括六个制冷模块100的实施例。
31.如图1至图3所示，本实用新型的实施例提供了一种风墙式空调机组。风墙式空调机组包括沿竖直方向布置的多个制冷模块100，每个制冷模块100包括外壳205、换热器102和风机104，其中，外壳205限定出腔体206，外壳205上还设有进风口115和出风口116；换热器102位于腔体206内，换热器102用于冷却空气；风机104位于腔体206内，风机104用于将冷却后的空气输送至待冷却设备；其中，自进风口115至出风口116的方向，换热器102 和风机104依次布置。
32.在上述技术方案中，三个制冷模块100沿竖直方向可拆卸地连接，这样可以根据实际应用的场景灵活设置不同数量的制冷模块100和每个制冷模块100内的风机的数量(比如，如图6至图8所示，还可以设置两个、四个或六个制冷模块100)，使风墙式空调机组在竖向上和横向上进行扩展，同时风墙式空调机组可以拆分成多个体积较小的制冷模块100，便于运输和搬运。在每个制冷模块100内，外部空气通过进风口115进入腔体206后与换热器102进行热交换，风机104能够提供驱动力，将冷却后的空气吹向出风口116并输送至待冷却设备。
33.通过上述设置，将风墙式空调机组设置为模块化结构，每个制冷模块100的体积较小，便于运输和现场安装，从而能够在确保产品质量的同时缩短施工周期；同时，模块化的
设计能够使零部件小型化、批量化，有利于所有零部件的批量化加工和整机组装。
34.优选地，风机104采用后倾离心风机，后倾离心风机风量大、效率高、噪音低，这样，采用体积较小的风机104即可满足所需的送风风量，从而降低了风墙式空调机组的尺寸。
35.如图3和图5所示，在本实用新型的实施例中，每个制冷模块100还包括接水盘220和排水结构117，其中，接水盘220位于换热器102的下方；排水结构117设置在腔体206内，并位于换热器102的一侧，接水盘220与排水结构117连通，且相邻两个制冷模块100的排水结构117通过连接管125连通。
36.在上述技术方案中，换热器102在与空气进行热交换的过程中产生的冷凝水能够流入接水盘220中，接水盘220中收集的冷凝水再流入排水结构117中，由于多个制冷模块100沿竖直方向布置，在重力作用下，多个制冷模块100产生的冷凝水能够经过排水结构117和连接管 125汇聚到最下方的制冷模块100，并排出风墙式空调机组。
37.通过上述设置，可以避免冷凝水在换热器102的表面堆积或飞溅，从而能够确保风墙式空调机组具有稳定的制冷效果，同时，也可以避免因冷凝水长期堆积在腔体206内导致降低风墙式空调机组的使用寿命的问题。
38.如图3和图5所示，在本实用新型的实施例中，接水盘220上设有集水槽123，排水结构 117包括第一排水管121和第二排水管124，其中，第一排水管121与接水盘220连接，且位于接水盘220的上方，第一排水管121的一端伸入集水槽123内；第二排水管124与集水槽 123连通；其中，相邻两个制冷模块100中，位于上方的制冷模块100的第二排水管124与连接管125的一端连通，相邻两个制冷模块100中位于下方的制冷模块100的第一排水管121 与连接管125的另一端连通，以连通相邻两个制冷模块100的两个排水结构117。
39.在上述技术方案中，第一排水管121的上端通过连接管125与位于上方的制冷模块100 的排水结构117连通，第一排水管121的下端位于集水槽123内且不与集水槽123的内壁面接触，这样可以确保第一排水管121内的冷凝水能够顺畅地流入集水槽123内；同时，接水盘 220内的冷凝水也能够流入集水槽123内，第二排水管124的上端与集水槽123的底壁连通，第二排水管124的下端与位于下方的制冷模块100的排水结构117连通。
40.通过上述设置，多个制冷模块100产生的冷凝水能够经过排水结构117和连接管125汇聚到最下方并排出。
41.如图3和图5所示，在本实用新型的实施例中，排水结构117还包括：支撑件122，支撑件122包括底板1221和与底板1221连接的两个侧板1222，底板1221上设有供第一排水管 121穿出的装配通孔1223，侧板1222与接水盘220连接。
42.在上述技术方案中，支撑件122还包括与分别与两个侧板1222连接的两个连接板1226，连接板1226和底板1221分别位于侧板1222的两侧。
43.优选地，底板1221和侧板1222之间的夹角呈90
°
，连接板1226与侧板1222之间的夹角也为90
°
，也就是说，支撑件122形成“几”字型，“几”字型的中间形成供接水盘220内的冷凝水流入集水槽123的避让空间1227。
44.通过上述设置，支撑件122的连接板1226通过锁紧件与接水盘220连接，第一排水管121 穿过装配通孔1223并与底板1221固定连接，从而能够将第一排水管121与接水盘220连接，同时还能够确保接水盘220内的冷凝水流入集水槽123内。如图2至图4所示，在本实用新型的实施例中，制冷模块100的外壳205具有相对设置的第一侧和第二侧，第一侧设有凸
起，第二侧设有与凸起卡接配合的凹槽，以使相邻两个制冷模块100卡接配合。
45.需要说明的是，如图2所示，每个制冷模块100的位于下方的一侧为第一侧，位于上方的一侧为第二侧。
46.在上述技术方案中，每个制冷模块100的顶部设有凹槽，每个制冷模块100的底部设有凸起，这样，在安装时，位于上方的制冷模块100底部的凸起落入位于下方的制冷模块100 顶部的凹槽中即完成安装，再在制冷模块100的四周和中部通过螺栓进行连接固定，即可将多个制冷模块100锁紧，多个制冷模块100之间不会出现前后或左右的相对位移以及脱落的问题。
47.通过上述设置，相邻的两个制冷模块100之间通过凸起和凹槽卡接配合，这样，多个制冷模块100之间能够稳定地连接，安装后的风墙式制冷模块具有较好的牢固性和抗震性，同时在安装时也便于定位。
48.如图2至图4所示，在本实用新型的实施例中，外壳205包括支撑框架201、与支撑框架 201连接的底座112、与支撑框架201连接的顶盖113和周向侧壁108，底座112与顶盖113 相对设置，底座112的下表面凸出于支撑框架201的下表面形成凸起，顶盖113与支撑框架201限定出凹槽203，当风墙式空调机组装配时，相邻的两个制冷模块100中位于上方的制冷模块100的底座112置于下方的制冷模块100的凹槽203内。
49.通过上述设置，相邻的两个制冷模块100之间能够通过凸起和凹槽的卡接配合，实现快速安装。
50.具体地，支撑框架201包括相连接的横梁2011和纵梁2012；其中，支撑框架201包括两个由四根横梁2011首尾连接形成的矩形框，两个矩形框的四角通过四根沿竖直方向延伸的纵梁2012连接，形成支撑框架201。
51.如图1和图3所示，在本实用新型的实施例中，外壳205的内壁面上设有与腔体206连通的安装槽2051，制冷模块100还包括位于安装槽2051内的电气控制箱106，电气控制箱106 的门板107与外壳205的内壁面平齐。
52.在上述技术方案中，电气控制箱106可以采用标准化零件，这样设置的电气控制箱106 具有通用性，能够设置在外壳205上的不同位置，便于使用者根据实际使用需求调整电气控制箱106的位置。
53.通过上述设置，电气控制箱106能够内嵌于腔体206内，这样，制冷模块100的外部结构更加美观，同时，门板107与外壳205的内壁面平齐，便于使用者操作。
54.当然，在本实用新型的附图未示出的实施例中，根据实际使用需求，也可以将电气控制箱106的位置设置为门板107凸出于外壳205的外壁面。
55.如图3所示，在本实用新型的实施例中，换热器102包括多个相互连通的换热管1021，多个换热管1021形成“w”型结构。
56.在上述技术方案中，换热管1021的“w”型结构的具有两个第二开口的一侧朝向进风口 115所在的一侧，换热管1021的“w”型结构的具有一个第一开口的一侧朝向风机104所在的一侧，这样，换热管1021的朝向待冷却空气的一侧具有较大的接触面积，空气能够与换热器102充分进行热交换。
57.通过上述设置，采用“w”型结构的换热管1021，可以增加换热器102的迎风面积，这样能够降低换热器102表面风速，使表面风速不大于2m/s，减少了换热器102阻力，避免换热
器102的表面产生的冷凝水被风机104带入机房的问题；同时，较低的风速还能够降低风机104的静压，从而实现提高整个风墙式空调机组的eer值(energy efficiency ratio，制冷性能系数)的效果。另外，由于这样设置的换热器102无需设置多排换热管1021，还能够降低风机104的功率，从而实现节能的效果。
58.当然，在本实用新型的附图未示出的实施例中，多个换热管1021也可以设置为“v”型。
59.如图3所示，在本实用新型的实施例中，每个制冷模块100还包括设置在换热器102和风机104之间的均流板103，均流板103的形状与换热器102的至少部分外形相适配，并且均流板103上开设有多个均匀布置的通孔。
60.在上述技术方案中，均流板103的形状与换热器102的“w”型结构的第一开口(即换热器102的朝向风机104所在侧的开口)的形状相同，这样，经过换热器102进行热交换后的冷却气体均能够通过均流板103，从而可以确保风机出风均匀，避免局部风速过大或过小的问题，从而确保待冷却的设备不会出现局部温度过高或高低的问题。
61.具体地，均流板103采用均布大面积网孔的形式，固定于换热器102与风机104之间，达到换热器102表面空气流速均匀，避免局部风速过大或过小的问题，从而能够提升换热器 102的换热效率。
62.本实用新型及本实用新型实施例的风墙式空调机组可以运用在多种场合，例如运用在机房或数据中心中，待冷却的设备则为服务器，风墙式空调机组能够靠墙设置，吹风方向对应服务器，这样，风墙式空调机组不仅占用空间小，而且单位面积制冷量高，制冷效率高。
63.如图3所示，在本实用新型的实施例中，风墙式空调机组还包括能够支撑多个制冷模块的基座900，每个制冷模块100还包括风阀105和空气过滤器101，其中，风阀105位于出风口116处，风阀105能够控制腔体206与外部环境连通或者断开；空气过滤器101位于进风口 115处，以对进入的空气进行过滤。
64.在上述技术方案中，空气过滤器101设置在进风口115处，便于清洁和更换；空气过滤器 101的过滤等级不低于g4标准，这样可以保证空气经空气过滤器101净化后再经过换热器102 冷却降温，从而确保风机104输出的冷却气体能够达到使用标准，避免机组及数据机房内的空气因受到污染而产生安全隐患的问题。
65.优选地，空气过滤器101采用大褶皱波纹形式，这样设置的空气过滤器101的过滤面积大且风阻小，能够提高过滤效率。
66.另外，在上述技术方案中，在制冷模块100开机时，相应的风阀105会开启，保证制冷模块100能够正常地输出冷却气体；在制冷模块100停机时，相应的风阀105会关闭。这样，各制冷模块100形成气流通道隔离，从而能够避免数据机房内的冷空气进入风机104的进风侧导致气流短路的问题。同时，多个制冷模块100能够单独运行，这样能够在不停止整个风墙式空调机组运行的前提下，对某个制冷模块100内部的零件进行维护或更换。
67.优选地，风阀105采用执行器带动多叶片的形式。风阀105的主要作用是实现出风口116 的开启或关闭。因此，只要是能够满足上述要求的风阀105均在本实施例的保护范围之内。
68.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：在每
个制冷模块内，外部空气通过进风口进入腔体后与换热器进行热交换，风机能够提供驱动力，将冷却后的空气吹向出风口并输送至待冷却设备。多个制冷模块沿竖直方向可拆卸地连接，这样设置可以根据实际需要设置不同数量的制冷模块，同时风墙式空调机组可以拆分成多个体积较小的制冷模块，便于运输和搬运，从而能够在确保产品质量的同时缩短施工周期；同时，模块化的设计能够使零部件小型化、批量化，有利于所有零部件的批量化加工和整机组装。多个制冷模块产生的冷凝水能够经过排水结构和连接管汇聚到最下方并排出风墙式空调机组，可以避免冷凝水在换热器的表面堆积或飞溅，从而能够确保风墙式空调机组具有稳定的制冷效果。相邻的两个制冷模块之间通过凸起和凹槽卡接配合，这样，多个制冷模块之间能够稳定地连接，安装后的风墙式制冷模块具有较好的牢固性和抗震性，同时在安装时也便于定位。电气控制箱内嵌于腔体内，这样，制冷模块的外部结构更加美观，同时，门板与外壳的内壁面平齐，便于使用者操作。采用“w”型结构的换热器，可以避免换热器的表面产生的冷凝水被风机带入机房的问题，同时还能够降低风机的功率，从而实现节能的效果。
69.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。