层架式调温装置及调温系统的制作方法

本发明涉及一种层架式调温装置及具有该层架式调温装置的调温系统。

背景技术：

随着电子产业的发展，使得对电子元件的运作速度及效果的要求日益提升，然其衍生的散热问题亦愈加严重，进而影响到运行时的性能及稳定性。为使电子装置能够正常运作，一般会于发热电子元件上加装散热元件，借此将热能导出。目前应用于电子装置的散热装置主要是为热交换装置，通过将其架构于电子装置内，引导电子装置外部的冷气流与电子设备内部的热气流进行热交换，以降低电子设备内部的温度。

请参考图1a及图1b所示，其分别为一种现有的热交换装置的立体示意图及气流路径示意图。

现有的热交换装置1具有一机壳10、一热交换器11、一第一风扇12及一第二风扇13。其中，热交换器11、第一风扇12、第二风扇13是设置于机壳10内部，且热交换器11与机壳10定义而形成彼此相互隔离的内循环路径14及外循环路径15。第一风扇12设置于内循环路径14中以架构于驱动内循环气流，即由机壳10的一侧面引导因电子装置9的发热元件91运作所产生的热气流进入热交换装置1的内循环路径14。同时，第二风扇13设置于外循环路径15中以驱动外循环气流，即由机壳10的另一侧面引导电子设备2外部的冷空气流入热交换装置1的外循环路径15，如此一来，热交换器11便可对相对较高温的内循环气流及相对较低温的外循环气流进行热交换作用，进而使内循环气流降温并提供至电子装置9的发热元件91，以达成降低电子装置9内部温度的功效。

然而，使用现有的热交换装置1来降低电子装置9内部温度时，需预留热交换装置1的安装空间而使机壳10的厚度与体积变大；另外，热交换装置1用于引导外循环气流的第二风扇13是外露于电子装置9，当第二风扇13运转时噪音会直接传递到电子装置9的外部；另外，外露于电子装置9的第二风扇13也需加强防水、防尘等级，避免外界水气或灰尘进入第二风扇13而降低风扇寿命。此外，若发热元件91的数量较多时，也可能因为这些发热元件91与热交换装置1的设置位置不等距的缘故，而使这些发热元件91有散热不均的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种层架式调温装置与调温系统。本发明可依据电子装置的热交换需求设计对应的层架式调温装置，不需改装机壳，也不会有电子装置散热不均或加热不均的问题。另外，层架式调温装置的风扇运转时的声音也不会传递到外部环境，因此不会有噪音问题，更不需加强风扇的防水、防尘等级。此外，本发明的层架式调温装置与具有该层架式调温装置的调温系统的是模组化的设计，使得安装及维修也相当方便与容易。

本发明提出一种层架式调温装置，可与至少一电子装置配合应用，层架式调温装置包括一固定支架以及一热交换器。电子装置以可拆装方式设置于固定支架上。热交换器以可拆装方式设置于固定支架上，并与电子装置层排设置，且热交换器具有一热交换核心，热交换核心具有一第一侧面及与第一侧面相对的一第二侧面以及多个内循环通道与多个外循环通道。所述多个内循环通道与所述多个外循环通道呈彼此交错隔离配置，且一内循环气流于所述多个内循环通道与电子装置之间流动，一外循环气流由热交换核心的第一侧面穿过所述多个外循环通道后流动至热交换核心的第二侧面。其中，热交换器与电子装置或固定支架共同构造出一密封回路，且内循环气流于密封回路内流动。

在一实施例中，层架式调温装置还包括至少一第一风扇，第一风扇设置于热交换核心的第一侧面或第二侧面，且第一风扇运转形成外循环气流。另外，层架式调温装置还包括至少一第二风扇，第二风扇设置于热交换核心的一第三侧面或与第三侧面相对的一第四侧面，第三侧面与第四侧面分别位于第一侧面与第二侧面之间，且第二风扇运转形成内循环气流。

在一实施例中，层架式调温装置还包括一支撑壳体及两风罩，热交换核心可通过支撑壳体设置于固定支架上。其中，支撑壳体具有对应于第三侧面与第四侧面的两个分支部，且所述两风罩分别对应设置于所述两分支部，并分别罩设于电子装置的两个开口。

本发明还提出一种层架式调温装置，可与至少一电子装置配合应用。层架式调温装置包括一固定支架以及一调温器。电子装置以可拆装方式设置于固定支架上。调温器以可拆装方式设置于固定支架上，并与电子装置层排设置。

在一实施例中，调温器为一热交换器；在另一实施例中，调温器为一发热器。

本发明又提出一种调温系统，包括一本体、至少一电子装置以及至少一层架式调温装置。本体具有一容置空间。电子装置设置于容置空间。另外，层架式调温装置设置于容置空间，并与电子装置配合应用，层架式调温装置包含一固定支架以及一调温器。其中，电子装置以可拆装方式设置于固定支架上，且调温器亦以可拆装方式设置于固定支架上，并与电子装置层排设置。

在一实施例中，本体可为一建筑物或一机柜。

在一实施例中，调温器为一发热器，且电子装置是叠设于发热器上。

在一实施例中，调温系统还包括至少一隔板，隔板可隔开对应于第一侧面与第二侧面的外循环气流。

承上所述，本发明的层架式调温装置与调温系统中，可依据电子装置的需求而设计对应的层架式调温装置，相较于现有技术而言，不需要改装机壳，也不会有电子装置散热不均或加热不均的问题。另外，层架式调温装置的风扇运转时的声音也不会传递到外界环境，因此不会有噪音问题，更不需加强风扇的防水、防尘等级。此外，由于层架式调温装置与调温系统是模组化设计，因此当故障时，只要抽换故障的层架式调温装置即可，故安装及维修也相当方便与容易。

附图说明

图1a及图1b分别为一种现有的热交换装置的立体示意图及气流路径示意图。

图2a至图2d分别为本发明较佳实施例的一种层架式调温装置与一电子装置的组合示意图、分解示意图及气流流动示意图。

图3为本发明另一实施例的层架式调温装置与电子装置的组合示意图。

图4及图5分别为本发明较佳实施例的一种调温系统的不同示意图。

其中，附图标记说明如下：

1热交换装置

10机壳

11热交换器

12第一风扇

13第二风扇

14内循环路径

15外循环路径

2层架式调温装置

2a层架式调温装置

2b层架式调温装置

2c层架式调温装置

2d层架式调温装置

21固定支架

22调温器

221热交换核心

222第一风扇

2221散热鳍片

223第二风扇

23支撑壳体

231外壳

2321第一分支部

2322第二分支部

2323第三分支部

2324第四分支部

24风罩

25风罩

26外循环路径

27内循环路径

28发热元件

3电子装置

4a调温系统

4b调温系统

41本体

411入口

412容置空间

42顶部

43隔板

44隔板

45滤网

9电子装置

91发热元件

d1第一方向

d2第二方向

h开口

o1开口

o2开口

o3开口

o4开口

i内循环通道

o外循环通道

s螺丝

s1第一侧面

s2第二侧面

s3第三侧面

s4第四侧面

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的层架式调温装置与调温系统，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。本发明所有实施态样的图示只是示意，不代表真实尺寸与比例。此外，以下实施例的内容中所称的方位“上”及“下”只是用来表示相对的位置关系。再者，一个元件形成在另一个元件“上”、“之上”、“下”或“之下”可包括实施例中的一个元件与另一个元件直接接触，或也可包括一个元件与另一个元件之间还有其他额外元件使一个元件与另一个元件无直接接触。

请参照图2a至图2c所示，其分别为本发明较佳实施例的一种层架式调温装置与一电子装置的组合示意图、分解示意图及气流流动示意图。

层架式调温装置2与至少一电子装置3配合应用，并包括一固定支架21以及一调温器22。

电子装置3以可拆装方式设置于固定支架上21。而调温器22一样以可拆装方式设置于固定支架21上，并与电子装置3层排设置。本实施例是两支固定支架21分别立于调温器22与电子装置3的左右两侧，且调温器22与电子装置3是分别通过多个螺丝s可拆装地锁合于固定支架21上，以通过调温器22调节电子装置3的温度为例。在不同的实施例中，调温器22与电子装置3亦可利用嵌合方式可拆装地固定于固定支架21上，或者电子装置3也可直接锁合于调温器22上而与调温器22连接；又或者，固定支架21可为一滑轨，使得调温器22与电子装置3可分别滑动地、可拆装地安装于滑轨(固定支架21)上，本发明均不限定。

调温器22与电子装置3可沿一第一方向d1层排配置，或沿一第二方向d2层排配置，或者调温器22与电子装置3也可倾斜地层排设置。于此，第一方向d1为水平方向，而第二方向d2为垂直方向，且第一方向d1与第二方向d2实质上相互垂直。如图2a及2b所示，本实施例的固定支架21位于调温器22与电子装置3的左、右两侧，且调温器22与电子装置3分别是水平放置，并沿第二方向d2重叠配置，且分别锁合于固定支架21上。在不同的实施例中，若固定支架21位于调温器22与电子装置3的上、下两侧时，则电子装置3与调温器22可为沿第一方向d1重叠配置(垂直放置)，或者调温器22与电子装置3也可倾斜地层排设置，本发明并不限制。

在一实施例中，当电子装置3具有一发热源时，调温器22可为一热交换器(散热器)而将电子装置3所产生的热量带走，借此降低电子装置3的温度来维持其正常运作；在另一实施例中，当电子装置3例如位于相当寒冷的地区(如下雪地区)时，为了避免电子装置3因温度太低而故障，调温器22亦可为一发热器。其中，发热器具有一发热元件，发热元件可产生热量以对电子装置3加温，使电子装置3运作正常。

本实施例的调温器22是以热交换器(用于电子装置3的散热)为例。本实施例的调温器22虽为热交换器，但以下的说明仍以调温度22称之。

调温器22(热交换器)具有一热交换核心221，热交换核心221具有一第一侧面s1及与第一侧面s1相对的一第二侧面s2。热交换核心221还具有一第三侧面s3及与第三侧面s3相对的一第四侧面s4，且第三侧面s3与第四侧面s4分别位于第一侧面s1与第二侧面s2之间。另外，热交换核心221还具有多个内循环通道i与多个外循环通道o，一内循环气流可于热交换核心221的多个内循环通道i与电子装置3之间流动，且一外循环气流可外界经由热交换核心221的第一侧面s1穿过多个外循环通道o后流至热交换核心221的第二侧面s2排出。于此，内循环气流是表示气流只于电子装置3与调温器22内部流动，并不与调温器22外界的空气流通，而外循环气流是表示气流除了可于调温器22内流动外，亦与调温器22外界的空气流通，以下将会详细说明。

图2d为图2b的热交换核心221的示意图。请同时参照图2c及图2d所示，以说明本实施例的调温器22(热交换器)的热交换核心221的热交换原理。

在本实施例中，热交换核心221包括多个散热鳍片2221，且多个散热鳍片2221是平行堆叠设置。此处所使用的散热鳍片2221是以铝片为例，然非以此为限，其他具有高度散热性的材料亦可使用，本发明不以此不限。

在本实施例中，如图2d所示，是以热交换核心221具有六个相邻设置且平行排列的散热鳍片2221来说明。详细而言，热交换核心221于对应第一侧面s1之处形成三个可供外界气体流入的开口o1.而相对于三个开口o1的位置，热交换核心221于对应第二侧面s2之处具有对应于三个开口o1的另三个开口o2，通过这些开口o1、o2的对应设置，可于热交换核心221内形成三个外循环通道o。另外，热交换核心221于对应第三侧面s3之处形成三个可供内部气体流入的开口o3，而相对于三个开口o3的位置，热交换核心221于对应第四侧面s4之处具有对应于三个开口o3的另三个开口o4，通过这些开口o3、o4的对应设置，可于热交换核心221内形成三个内循环通道i。

特别须说明的是，上述的开口o3、o4是分别间隔设置，因此所形成的三个内循环通道i亦为间隔设置。同样地，开口o1、o2是分别间隔设置，因此所形成的三个外循环通道i亦为间隔设置。另外，上述的三个外循环通道o与三个内循环通道i亦分别为间隔设置，且三个内循环通道i与三个外循环通道o亦相互间隔设置，使得三个内循环通道i与三个外循环通道o是呈彼此交错隔离配置。换言之，于图2d中的六个散热鳍片2221所组成的流道中，是为一内循环通道i邻设一外循环通道o，且内循环通道i内的气流方向与外循环通道o内的气流方向具有实质90度的夹角。再特别说明的是，在此所称的“实质上相同”，并非限制多个内循环通道i与多个外循环通道o内的气流夹角正好为90度，而是涵盖因制造瑕疵、少数特殊状况、或学说实作上所能允许的误差，可例如但不限于正负5度的误差，本发明并不限制。

通过上述的内循环通道i与外循环通道o的交替设置，使相邻层为不同循环层，此时外循环通道o所带入的外界冷空气(由第一侧面s1流入)会与内循环通道i所带入的热空气(由第三侧面s3流入)进行热交换，使得外循环通道o内的空气可通过散热鳍片2221经由热传导的方式将热量带走，并由第二侧面s2流出(为热空气)，达到散热的效果。另外，由于内循环通道i的热量被带走，故由第四侧面s4流出的内循环气流将变冷，此较冷气流可进入电子装置3内部，借此降低电子装置3的温度。另外，通过热交换核心221间隔通道的设计，隔层对流交叉可使散热效率大幅提升。

请再参照图2b及图2c所示，层架式调温装置2还包括至少一第一风扇222及至少一第二风扇223，第一风扇222运转时可形成上述的外循环气流，而第二风扇223运转时可形成上述的内循环气流。其中，第一风扇222可设置于热交换核心221的第一侧面s1或第二侧面s2，而第二风扇223可设置于热交换核心221的第三侧面s3或第四侧面s4。本实施例是以具有三个第一风扇222及两个第二风扇223，这些第一风扇222可称为外循环风扇，并分别安装于热交换核心221的第一侧面s1，而这些第二风扇223可称为内循环风扇，并分别安装于热交换核心221的第三侧面s3为例。第一风扇222与第二风扇223的数量并非限制性的，且此处所指的第一风扇222与第二风扇223是分别以轴流风扇为例，然其他类型的风扇，如横流风扇或斜流风扇亦可运用，本发明并不限制。于此实施例中，第一风扇222与第二风扇223是分别包覆于壳体内，并借由壳体的多个开口与外界空气连通。

另外，在本实施例中，层架式调温装置2还包括一支撑壳体23及两个风罩24、25。其中，热交换核心221是通过支撑壳体23而设置于固定支架21上。本实施例的支撑壳体23具有一外壳231，且热交换核心221被支撑壳体23的外壳231所包覆。于此，外壳231分别具有对应于第一风扇222与第二风扇223的开口(图未显示)，使得外循环气流可由这些第一风扇222经外壳231的开口进入外循环通道o，且内循环气流可由第二风扇223经外壳231的开口进入内循环通道i。

另外，支撑壳体23还具有连接于外壳231的多个分支部，多个分支部可区分为对应于第一侧面s1的一第一分支部2321、对应于第二侧面s2的第二分支部2322、对应于第三侧面s3的一第三分支部2323与对应于第四侧面s4的一第四分支部2324。其中，第一分支部2321、第二分支部2322、第三分支部2323与第四分支部2324彼此连接，而调温器22位于第一分支部2321、第二分支部2322、第三分支部2323与第四分支部2324所围设的空间内，且第一分支部2321与第二分支部2322分别与外壳231连接。另外，风罩24对应设置于第三分支部2323上，而风罩25对应设置于第四分支部2324上，且风罩24、25分别罩设于电子装置3的两个开口h(两个开口h与电子装置3内部连通)。

请同时参照图2c及图2d所示，通过上述的设计，当这些第一风扇222带动调温器22外界的气流(温度较低)分别由经由对应于第一侧面s1的开口o1进入并穿过多个外循环通道o时，气流可经由散热鳍片2221的热交换作用而成为较高温的空气，并由开口o2由热交换核心221的第二侧面s2流出，此即为外循环气流。外循环气流可与调温器22的外部气流连通而形成一开放回路(与装置外界连通)，其所流经的路径形成一外循环路径26。另外，当这些第二风扇223带动对应于第三侧面s3的气流(此气流带有电子装置3内部热源的热量，温度较高，并由电子装置3右侧的开口h流出)分别由经由对应于第三侧面s3的开口o3进入并穿过多个内循环通道i时，气流可经由散热鳍片2221的热交换作用而成为较低温的空气(热量通过散热鳍片2221传导至外循环气流)，并由开口o4由热交换核心221的第四侧面s4流出，经由风罩25的导引，此较低温度的气流可通过电子装置3左侧的另一开口h再回流至电子装置3的内容，此称为内循环气流(只在设备内流通，与装置外界不连通)。其中，调温器22(热交换器)与电子装置3可共同构造出一密封回路。本实施例是调温器22(热交换器)的热交换核心221的多个内循环通道i、支撑壳体23及风罩24、25与电子装置3共同构造出密封回路，而内循环气流可于密封回路内流动，且内循环气流流经的路径形成一内循环路径27。

请参照图3所示，其为本发明另一实施例的层架式调温装置与电子装置的组合示意图。

于此实施例中，由下而上叠设的装置依序为一个层架式调温装置2a、两个电子装置3、一个层架式调温装置2与一个电子装置3。其中，层架式调温装置2、2a与三个电子装置3共用两个固定支架21。本实施例的层架式调温装置2、2a分别为热交换器。层架式调温装置2a与层架式调温装置2具有相同的元件及技术特征，只是因应其上叠设的两个电子装置3，故层架式调温装置2a的调温器的尺寸与对应风扇的数量或尺寸设计得较多或较大，使得其散热能力较强。其中，层架式调温装置2的技术内容已于上述中详述，而层架式调温装置2a的技术特征可参照层架式调温装置2，不再多作说明。因此，本发明可依据电子装置的数量及热交换需求而设计对应的层架式调温装置，相较于现有技术而言，不需改装机壳，也不会有电子装置散热不均的问题。

另外，请分别参照图4及图5所示，其分别为本发明较佳实施例的一种调温系统的不同示意图。

如图4所示，调温系统4a包括一本体41、至少一电子装置及至少一层架式调温装置。

本体41可例如但不限于为建筑物或机柜。建筑物例如是安装通讯设备的机房或是配电室，而机柜可为电子设备的机壳，并不限定。本体41具有一容置空间412。

层架式调温装置与电子装置配合应用，且电子装置与层架式调温装置分别设置于容置空间412。其中，层架式调温装置可包含一固定支架(图未显示)及一调温器，且层架式调温装置与电子装置分别设置于固定支架上，并与电子装置贴合且层排设置。

本实施例的调温器为一热交换器(用于电子装置的散热)。如图4所示，电子装置3的数量是7个，而层架式调温装置共有4个，由下而上依序为层架式调温装置2b、2c、2、2。因此，因应调温系统4a的电子装置3的设置数量，本实施例是于层架式调温装置2b之上叠设3个电子装置3，3个电子装置3上再叠设层架式调温装置2c与两个电子装置3，之后再依序往上叠设一个层架式调温装置2、一个电子装置3、一个层架式调温装置2与一个电子装置3。与图3相同，层架式调温装置2b、2c与上述的层架式调温装置2具有相同的元件及技术特征，只是因应其上叠设的电子装置3的数量不同，其散热能力不同。层架式调温装置2的技术内容已于上述中详述，而层架式调温装置2b、2c的技术特征可参照上述层架式调温装置2，于此不再多作说明。

由于层架式调温装置2b、2c、2的内循环气流只于调温器内部的内循环通道及电子装置3之间流动(密封回路)，因此图4未显示显示内循环气流与其路径，而图4所显示的箭头是外循环气流所形成的外循环路径26。另外，调温系统4还可包括至少一隔板。本实施例是两个隔板43、44为例。隔板43设置于最上面的电子装置3之上，且隔板44设置于层架式调温装置2b与本体41的底部之间。借由隔板43、44可隔开对应于第一侧面s1与第二侧面s2的外循环气流，避免第一侧面s1温度较低的空气与第二侧面s2温度较高的气流互相混合。

此外，调温系统4a还可包括一顶部42，顶部42为一罩体，并与本体41连接以形成容置空间412。顶部42具有至少一出口，外循环气流可由本体41的一入口411进入容置空间412后，经过层架式调温装置2b、2c、2的热交换后由顶部42的出口排出至外部。当然，顶部42也可设置一排风扇将较高温的外循环气流强制排出。此外，入口411可设有一滤网45来过滤空气，使灰尘不会累积于层架式调温装置2或电子装置3。

另外，如图5所示，调温系统4b亦包括一本体41、至少一电子装置及至少一层架式调温装置。

本体41的技术内容可参照上述，不再说明。层架式调温装置与电子装置配合应用，且电子装置与层架式调温装置分别设置于容置空间412。其中，层架式调温装置可包含一固定支架(图未显示)及一调温器，且层架式调温装置与电子装置分别设置于固定支架上，并与电子装置贴合且层排设置。

于此实施例中，调温系统4b例如是位于相当寒冷的地区(如下雪地区)，为了避免电子装置3因温度太低而发生故障，因此本实施例的调温器为一发热器(用于加温电子装置3周围的空气)。

如图5所示，本实施例的电子装置3的数量是7个，而层架式调温装置(发热器)只有1个，且电子装置3依序叠设于层架式调温装置2d上。另外，层架式调温装置2d的调温器具有一发热元件28，而风扇可由第一侧面s1将外循环气流抽至层架式调温装置2d内，并由发热元件28加热后，由第二侧面s2排出的外循环气流具有较高温度，借此加热容置空间412的温度而使电子装置3运作正常。当然，为了换气需求，本体41亦可具有入口(图未显示)，以由外部将空气抽入本体41内。另外，本实施例的顶部42不具有出口，不过，在其他的实施例中，顶部42亦可设置出口及排风扇，以将本体41内的空气排至本体41之外。

再说明的是，若调温系统4b所在的天气温度上升而不需要加热时，则可关闭层架式调温装置2d的发热元件28；或者，在又一实施例中，层架式调温装置2d也可同时具有发热元件28与上述层架式调温装置2(具散热功能)的所有技术内容，使得层架式调温装置2d同时具有发热与热交换两种功能，因此，使用者可因应其需求选择开启发热器或热交换器，本发明亦不限定。

承上，于本发明的调温系统中，可依据电子装置的热交换需求而设计对应的层架式调温装置，相较于现有技术而言，不需改装本体，也不会有电子装置散热不均或加热不均的问题。另外，层架式调温装置的风扇运转时的声音也不会传递到本体外的环境，因此不会有噪音问题，更不需加强风扇的防水、防尘等级。此外，由于是模组化设计，因此当层架式调温装置故障时，只要抽换故障的层架式调温装置即可，故层架式调温装置与调温系统的安装及维修也相当方便与容易。

综上所述，本发明的层架式调温装置与调温系统中，可依据电子装置的需求而设计对应的层架式调温装置，相较于现有技术而言，不需要改装机壳，也不会有电子装置散热不均或加热不均的问题。另外，层架式调温装置的风扇运转时的声音也不会传递到外界环境，因此不会有噪音问题，更不需加强风扇的防水、防尘等级。此外，由于层架式调温装置与调温系统是模组化设计，因此当故障时，只要抽换故障的层架式调温装置即可，故安装及维修也相当方便与容易。

以上所述仅为举例性，而非为限制性的。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求书的范围中。