一种具有高集成环控系统的人员设备混合舱的制作方法

1.本发明涉及方舱环控系统，具体涉及一种具有高集成环控系统的人员设备混合舱。


背景技术：

2.液冷源和空调等方舱环控设备在雷达电子设备方舱和人员方舱上广泛使用，用于机柜和组合等电子设备的散热以及人员环控。传统人员和设备混合舱的环控系统设计方法，具有很多不足之处，已经难以满足混合舱的环控技术发展。液冷源为关键电子设备提供冷媒，其可靠性设计对雷达工作可靠性至关重要，而冗余设计往往与紧张的空间尺寸存在矛盾。空调为人员提供适宜环境，舱外液冷源布局难以满足其在方舱上独立的安装空间。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是如何使人员设备混合舱的环控系统集成度、可靠性高。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有高集成环控系统的人员设备混合舱，包括舱体、空调系统、液冷源系统和冷凝风机，所述空调系统包括空调冷凝器，所述液冷源系统包括液冷冷凝器，所述空调冷凝器设置在所述液冷冷凝器上方且与对应的所述液冷冷凝器倾斜贴近设置，所述液冷冷凝器和所述空调冷凝器固定于所述舱体外的一端，所述冷凝风机用于所述空调冷凝器和对应的所述液冷冷凝器的散热。
5.本发明的有益效果是：同时解决电子设备液冷散热和人员环控问题，空调系统为舱体内的人员活动区域降温，液冷源系统为舱体内的舱内设备降温。液冷冷凝器和空调冷凝器并排倾斜设置，节省舱体外的空间，结构紧凑，并且空气流动时可以与冷凝器充分换热。液冷冷凝器和空调冷凝器共用一个冷凝风机，集成度高，节省能源。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7.进一步，所述液冷源系统还包括液冷压缩机和液冷换热器，所述液冷冷凝器、所述液冷换热器和所述液冷压缩机依次连接形成液冷回路，所述液冷换热器固定于所述舱体内，并用于与舱内设备换热，所述液冷压缩机固定于液冷冷凝器的下方。
8.进一步，所述空调系统还包括空调压缩机和空调蒸发器，所述空调冷凝器、所述空调蒸发器和所述空调压缩机依次连通形成空调循环，所述空调蒸发器固定于所述舱体内，所述空调压缩机固定于所述空调冷凝器的其中一侧。
9.进一步，还包括供液系统，所述供液系统包括供液泵、膨胀罐和补液罐，所述补液罐与所述供液泵的进液口连通，所述供液泵的出液口与所述液冷源系统连通，所述膨胀罐和所述补液罐与所述供液泵之间的管路连通。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：供液泵将补液罐内的冷却液补充到液冷源系统内，膨胀罐起到补水稳压的作用。
11.进一步，还包括液冷加热器，所述液冷加热器串联在所述补液罐和所述供液泵之
间的管路中。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：为了避免低温工况下冷却液粘度增大，可开启液冷加热器，以保证冷却液的正常流动。
13.进一步，所述供液系统固定于所述空调冷凝器的另一侧，所述液冷加热器固定于所述供液系统上方。
14.进一步，还包括舱外机柜，所述舱外机柜与所述舱体外的一端固定，所述空调冷凝器和所述液冷冷凝器固定于所述舱外机柜内，所述舱外机柜的侧壁设有百叶窗，顶壁具有排风口，所述冷凝风机固定于排放口处且吹风方向朝上。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：舱外设备结构紧凑，散热效果好。
16.进一步，所述液冷源系统为三组，所述冷凝风机为三个，所述空调系统为两组，三个所述液冷冷凝器横向并排设置，三个所述冷凝风机分别在对应的所述液冷冷凝器的上方，两个所述空调冷凝器与其中两个所述液冷冷凝器一一对应设置。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：液冷源系统采用用二备一冗余备份，空调采用用一备一冗余备份，可靠性更高。
18.进一步，还包括控制系统，所述控制系统分别与所述空调系统和所述液冷源系统电连接，且设置于所述空调冷凝器的其中一侧。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：控制系统用于控制空调系统和液冷源系统的启动、停止及运行和备份设备的切换等。
附图说明
20.图1为本发明具有高集成环控系统的人员设备混合舱的管路图；
21.图2为本发明具有高集成环控系统的人员设备混合舱的主视图，图中未显示舱体；
22.图3为本发明具有高集成环控系统的人员设备混合舱的侧视图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.1、液冷冷凝器，2、液冷换热器，3、液冷压缩机，4、空调冷凝器，5、空调蒸发器，6、空调压缩机，7、舱体，8、冷凝风机，9、供液泵，10、膨胀罐，11、补液罐，12、液冷加热器，13、百叶窗，14、控制系统。
具体实施方式
25.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
26.如图1
‑
图3所示，本实施例提供一种具有高集成环控系统的人员设备混合舱，包括舱体7、空调系统、液冷源系统和冷凝风机8，所述空调系统包括空调冷凝器4，所述液冷源系统包括液冷冷凝器1，所述空调冷凝器4设置在所述液冷冷凝器1上方且与对应的所述液冷冷凝器1倾斜贴近设置，所述液冷冷凝器1和所述空调冷凝器4固定于所述舱体7外的一端，所述冷凝风机8用于所述空调冷凝器4和对应的所述液冷冷凝器1的散热。
27.同时解决电子设备液冷散热和人员环控问题，空调系统为舱体内的人员活动区域降温，液冷源系统为舱体7内的舱内设备降温。液冷冷凝器1和空调冷凝器4并排倾斜设置，节省舱体7外的空间，结构紧凑。并且如图3所示，空气流动时，空气由液冷冷凝器1和空调冷
凝器4的一侧与冷凝器接触，随后部分空气穿过液冷冷凝器1和空调冷凝器4并为其散热，部分空气继续沿其表面斜向上流动再穿过冷凝器，空气可以与冷凝器充分换热。液冷冷凝器1和空调冷凝器4共用一个冷凝风机，集成度高，节省能源。
28.其中，优选的，如图3所示，冷凝风机8向上抽风，空气从液冷冷凝器1和空调冷凝器4一侧进入，从上方排出。
29.其中，可选的，如图3所示，空调冷凝器4位于液冷冷凝器1的上方，或者，空调冷凝器4位于液冷冷凝器1的下方。
30.在上述任一方案的基础上，所述液冷源系统还包括液冷压缩机3和液冷换热器2，所述液冷冷凝器1、所述液冷换热器2和所述液冷压缩机3依次连接形成液冷回路，所述液冷换热器2固定于所述舱体7内，并用于与舱内设备换热，所述液冷压缩机固定于液冷冷凝器1的下方。
31.液冷源系统排布紧凑，连接的管路尽可能的短，节省材料和空间。
32.在上述任一方案的基础上，所述空调系统还包括空调压缩机6和空调蒸发器5，所述空调冷凝器4、所述空调蒸发器5和所述空调压缩机6依次连通形成空调循环，所述空调蒸发器5固定于所述舱体7内，所述空调压缩机6固定于所述空调冷凝器4的其中一侧。
33.具体的，空调蒸发器5用于调控舱体7内的人员活动区域的温度。
34.在上述任一方案的基础上，还包括供液系统，所述供液系统包括供液泵9、膨胀罐10和补液罐11，所述补液罐11与所述供液泵9的进液口连通，所述供液泵9的出液口与所述液冷源系统的管路连通，所述膨胀罐10和所述补液罐11与所述供液泵9之间的管路连通。
35.供液泵9将补液罐11内存储的冷却液补充到液冷源系统内，膨胀罐10起到补水稳压的作用。
36.当液冷源系统为多组时，供液泵9的出液口分别与多个液冷源系统连通，且供液泵9与液冷源系统之间的连接管路上均设有供液阀门，哪个液冷源系统需要补液时，打开对应管路上的供液阀门，使冷却液补充到相应的液冷源系统内。
37.在上述任一方案的基础上，还包括液冷加热器12，所述液冷加热器12串联在所述补液罐11和所述供液泵9之间的管路中。为了避免低温工况下冷却液粘度增大，可在低温时开启液冷加热器12，以保证冷却液的正常流动。
38.在上述任一方案的基础上，所述供液系统固定于所述空调冷凝器4的另一侧，所述液冷加热器12固定于所述供液系统上方。
39.更为具体的，如图2所示，空调压缩机6和供液系统分别位于空调冷凝器4的两侧，结构紧凑，设备集成度高。
40.在上述任一方案的基础上，还包括舱外机柜，所述舱外机柜与所述舱体7外的一端固定，所述空调冷凝器4和所述液冷冷凝器1固定于所述舱外机柜内，所述舱外机柜的侧壁设有百叶窗13，顶壁具有排风口，所述冷凝风机8固定于排放口处且吹风方向朝上。舱体7外部的设备结构紧凑，散热效果好，设置舱外机柜使整体外形美观。
41.在上述任一方案的基础上，所述液冷源系统为三组，所述冷凝风机8为三个，所述空调系统为两组，三个所述液冷冷凝器1横向并排设置，三个所述冷凝风机8分别在对应的所述液冷冷凝器1的上方，两个所述空调冷凝器4与其中两个所述液冷冷凝器1一一对应设置。
42.液冷源系统采用用二备一冗余备份，空调系统采用用一备一冗余备份，可靠性更高。备份的液冷源系统制冷量比用一备一的少，备份的液冷源系统的液冷换热器2面积小，当正常使用的液冷源系统故障时，有备份的液冷源系统。
43.可选的，根据使用工况，还可以增加液冷源系统和空调系统的数量，冷凝风机8的数量与液冷源系统和空调系统之中最多的数量一致。具体来说，液冷源系统设有a组，空调系统设有b组，若a大于或等于b，则冷凝风机8的数量为a，且冷凝风机8与液冷冷凝器1一一对应设置；若a小于b，则冷凝风机8的数量为b，且冷凝风机8与空调冷凝器4一一对应设置。
44.在上述任一方案的基础上，还包括控制系统14，所述控制系统14分别与所述空调系统和所述液冷源系统电连接，且设置于所述空调冷凝器4的其中一侧。
45.控制系统用于控制空调系统和液冷源系统的启动、停止及运行和备份设备的切换等。
46.本实施例中的高集成环控系统，液冷源系统用二备一、空调系统用一备一、一个空调系统与一个液冷源系统共用冷凝风机，控制系统14通过判断冷凝风机8的工作时长确定运行台次，平衡多个空调系统和液冷源系统的寿命。具体来说，当其中一个冷凝风机8工作时间大于其他冷凝风机8时，该冷凝风机8所对应的空调系统和液冷源系统工作时间较长，则控制系统14使这组空调系统和液冷源系统停止工作，切换至另一组空调系统和液冷源系统进行工作。液冷源系统或空调系统发生故障时，控制系统14自动切换至未运行的备份设备，实现了人员和设备混合舱环控系统的高可靠性和高集成度。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
48.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。