專利名稱：整體式熱管熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱交換器，尤其涉及一種熱管熱交換器，屬于制冷設(shè)備技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電力、通訊或電氣等行業(yè)，廣泛使用到控制機(jī)柜。為了防止潮氣、灰塵或有害氣 體進(jìn)入機(jī)柜，機(jī)柜通常對(duì)外封閉。在運(yùn)行中，因機(jī)柜中器件自身發(fā)出熱量或者戶外陽(yáng)光照 射，機(jī)柜中溫度會(huì)不斷升高，如不及時(shí)散熱勢(shì)必會(huì)影響機(jī)柜中器件的正常運(yùn)行。因此，在這 些行業(yè)中應(yīng)用的控制機(jī)柜中需配置專門的換熱器對(duì)機(jī)柜內(nèi)空氣散熱。在目前換熱器中，從性能上能滿足以上使用場(chǎng)合要求的產(chǎn)品有板翅式換熱器、錯(cuò) 流板式換熱器以及熱管換熱器。板翅式換熱器制作工藝復(fù)雜，耗材多，重量又重，制作成本 高導(dǎo)致售價(jià)高。而錯(cuò)流板式換熱器具有質(zhì)輕、體積小、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、制作成本低的優(yōu)勢(shì)，但 是其具有溫度梯度的損失，其換熱效率仍有限，并且它需要在熱交換雙方有一定溫差的條 件下才能正常工作。如果夏天室外溫度高達(dá)45攝氏度，而控制機(jī)柜中溫度在50攝氏度，則 錯(cuò)流板式換熱器就不能正常工作了。熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，其當(dāng)量傳熱量是最優(yōu)良的金屬如銀、銅、 鋁等的幾百倍，甚至上千倍，因此有“近超導(dǎo)熱體”之稱。它通過(guò)在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì) 的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意 改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此近年來(lái)，熱管在各領(lǐng)域都得到了很大 的應(yīng)用。因此，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用熱管技術(shù)的熱管熱交換器以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)柜的控溫。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種整體式熱管熱交換器，其傳熱效率高，流體熱阻為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是關(guān)于一種整體式熱管熱交換器，其包括外殼體、收 容于外殼體內(nèi)的熱管換熱器裝置及至少與外殼體固定連接的隔板。熱管換熱器裝置包括蒸 發(fā)端及冷凝端。隔板與外殼體共同將整體式熱管熱交換器分隔成內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán) 換熱系統(tǒng)。所述熱管換熱器裝置具有沿與水平方向傾斜一定角度延伸形成的連接部。該連 接部連接冷凝端及蒸發(fā)端并被隔板穿過(guò)從而分隔形成第一連接部及第二連接部。其中第一 連接部與上述蒸發(fā)端共同位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)，第二連接部與上述冷凝端共同位于外循 環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述連接部與水平方向的傾斜角度為1°至89° 之間。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱管換熱器裝置的冷凝端及蒸發(fā)端相互平 行。[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述連接部形成有若干鏤空通槽，其中隔板包括 分別穿過(guò)鏤空通槽并封閉鏤空通槽的上隔板及下隔板。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上隔板下端及下隔板上端分別形成有若干齒 狀分隔片，每一上隔板的齒狀分隔片與每一下隔板的齒狀分隔片互相重疊并共同穿過(guò)鏤空 通槽而封閉該鏤空通槽。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上隔板及下隔板為階梯狀，上隔板具有與冷 凝端平行的第一安裝部、與第一安裝部大致平行并形成有上述齒狀分隔片的第一間隔部、 及傾斜延伸并分別連接上述第一安裝部及第一間隔部的第一延伸部；下隔板具有與蒸發(fā)端 平行的第二安裝部、與第二安裝部大致平行并形成有上述齒狀分隔片的第二間隔部、及傾 斜延伸并分別連接上述第二安裝部及第二間隔部的第二延伸部。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還具有安裝于上述第一安裝部的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)及安裝 于上述第二安裝部的冷凝風(fēng)機(jī)，其中冷凝風(fēng)機(jī)與冷凝端對(duì)正并共同位于外循環(huán)換熱系統(tǒng) 內(nèi)，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)端對(duì)正并共同位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還具有風(fēng)機(jī)固定板，所述蒸發(fā)風(fēng)機(jī)及冷凝風(fēng)機(jī)分 別安裝于風(fēng)機(jī)固定板后固定于第一、第二安裝部。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱管換熱器裝置包括位于冷凝端頂部的上集 流管、位于蒸發(fā)端底部的下集流管、分別與上集流管及下集流管連通且中部可流通流體介 質(zhì)的扁管，其中每一扁管呈Z形。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱管換熱器裝置還包括分布于相鄰扁管之間 的散熱翅片，其中連接部處未設(shè)置散熱翅片，從而形成上述鏤空通槽。本實(shí)用新型的有益效果是整體式熱管交換器結(jié)構(gòu)，傳熱效率高，流體阻損小，功 熱比大。

圖1是本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器的組裝立體示意圖。圖2是本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器另一角度的組裝立體示意圖。圖3是本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器的立體分解示意圖。圖4是圖3所示結(jié)構(gòu)的另一角度的立體分解示意圖。圖5是圖4所示結(jié)構(gòu)的部分組裝立體示意圖。圖6是圖5所示結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種采用熱管作為換熱裝置的整體式熱管熱交換器100。熱管是 一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過(guò)在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱 量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可 控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。由熱管組成的熱管熱交換器具有傳熱效率高、流體阻損小、功熱比 大等優(yōu)點(diǎn)。而且，熱管熱交換器不需要壓縮機(jī)，不需要氟利昂工質(zhì)，其結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量和外形 較小。熱管的工作原理是利用流體介質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝來(lái)傳遞熱量。熱管的流體介質(zhì)根據(jù)成分和比例的不同，分為低溫、中溫和高溫等幾類熱管，較為常見(jiàn)的流體介質(zhì)有氨、水、丙酮 及甲醇等。熱管兩端分別為蒸發(fā)端(加熱端)和冷凝端(散熱端)，兩端之間根據(jù)需要采取絕 熱措施。熱管蒸發(fā)端受熱時(shí)，管內(nèi)流體介質(zhì)汽化，從熱源吸收汽化熱，汽化后蒸汽向另一側(cè) 冷凝端流動(dòng)并遇冷凝結(jié)向散熱區(qū)放出潛熱。冷凝液借毛細(xì)力或重力的作用回流，繼續(xù)受熱 汽化，這樣熱管內(nèi)熱量通過(guò)工質(zhì)的相變過(guò)程進(jìn)行的往復(fù)循環(huán)傳導(dǎo)，將大量熱量從加熱區(qū)傳 遞到散熱區(qū)。請(qǐng)參閱圖1至圖4，于本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式中，本實(shí)用新型整體式熱管熱交換 器100用于為機(jī)柜、蓄電池保溫柜等裝置調(diào)節(jié)溫度。整體式熱管熱交換器100包括拼裝式 外殼體3、收容在外殼體3內(nèi)的熱管換熱器裝置2、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)5、冷凝風(fēng)機(jī)8及電氣控制系統(tǒng) 1。本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器100還包括與外殼體3共同將整體式熱管熱交換器100 分隔成相互隔絕的內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)的隔板4。上述熱管換熱器裝置2被 隔板4分隔后分別位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)中。外殼體3包括分別于其上部及下部開(kāi)設(shè)有柜內(nèi)側(cè)進(jìn)風(fēng)口 311及柜內(nèi)側(cè)出風(fēng)口 312 的后蓋板31、一對(duì)側(cè)板35、底座34、頂蓋33及分別于其上部及下部開(kāi)設(shè)有柜外側(cè)出風(fēng)口 322及柜外側(cè)進(jìn)風(fēng)口 321的前蓋板32。這些組件互相螺鎖或者鉚接連接成為外殼體3。熱管換熱器裝置2整體呈Z字形，其包括位于上、下兩端的上、下集流管24、與上、 下集流管M連通的中部可流通流體介質(zhì)的若干扁管25及與相鄰扁管25釬焊連接的若干 散熱翅片(未標(biāo)號(hào))。位于下方的熱管換熱器裝置2構(gòu)成本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器 100的蒸發(fā)端21，位于上方并與蒸發(fā)端21平行的熱管熱交換器裝置2構(gòu)成本實(shí)用新型整體 式熱管熱交換器100的冷凝端22。熱管換熱器裝置2還具有位于中部的傾斜延伸形成并分 別與蒸發(fā)端21及冷凝端22連接的連接部23。其中，位于中部的連接部23的扁管25之間 并沒(méi)有焊接連接有散熱翅片，因此連接部23的相鄰兩扁管25之間形成有若干沿豎直方向 貫通的鏤空通槽230。蒸發(fā)端21位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)，而冷凝端22位于外循環(huán)換熱系 統(tǒng)內(nèi)，連接部23沿與水平方向呈一定角度傾斜延伸從而連接冷凝端22下端及蒸發(fā)端21上 端。連接部23的與水平方向的傾斜角度可以從1°至89°之間變化。因此，連接部23具 有位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)的第一連接部231及位于外循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)的第二連接部232。 上述鏤空通槽230形成于第一連接部231及第二連接部232之間。隔板4包括沿上、下方向組配的上隔板41及下隔板42。請(qǐng)參閱圖6，從側(cè)面看，上、 下隔板41、42呈階梯狀。上隔板41包括位于其一端并大致沿豎直方向延伸的第一安裝部 410、與第一安裝部410平行并位于其另一端的第一間隔部413及連接第一安裝部410及第 一間隔部413的傾斜第一延伸部412。下隔板42包括位于其一端并大致沿豎直方向延伸的 第二安裝部420、與第二安裝部420平行并位于其另一端的第二間隔部423及連接第二安裝 部420及第二間隔部423的第二延伸部422。上、下隔板41、42相向的第一間隔部413及第 二間隔部423分別形成有若干間隔設(shè)置的齒狀分隔片40。當(dāng)上隔板41及下隔板42沿豎 直方向組配，第一間隔部413與第二間隔部423的分隔片40彼此重疊穿過(guò)連接部23的通 槽230從而封閉該通槽230以起到隔熱及防止漏熱的效果。同時(shí)，將連接部23的第一連接 部231及第二連接部232間隔設(shè)置于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)。上隔板41與 頂蓋33固定連接，下隔板42與設(shè)置于底座34上方的集水槽36固定連接。隔板4還穿過(guò) 熱管換熱器裝置2的中部。蒸發(fā)風(fēng)機(jī)5設(shè)置在風(fēng)機(jī)固定板51上然后固定安裝于上隔板41的第一安裝部410上。冷凝風(fēng)機(jī)8設(shè)置在風(fēng)機(jī)固定板81上然后固定安裝于下隔板42的第 二安裝部420上。因此，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)5和冷凝風(fēng)機(jī)8的安裝維護(hù)十分便捷。此外，冷凝風(fēng)機(jī) 8另一側(cè)安裝有擋風(fēng)板82，其用來(lái)引導(dǎo)外部空氣進(jìn)入冷凝風(fēng)機(jī)8。因此，本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器100的內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)由后蓋板31、與后 蓋板31的柜內(nèi)側(cè)進(jìn)風(fēng)口 311對(duì)正的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)5、隔板4、及與柜內(nèi)側(cè)出風(fēng)口 312對(duì)正的熱管 換熱器裝置2的蒸發(fā)端21組成。當(dāng)本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器100工作時(shí)，柜內(nèi)部的 熱空氣在蒸發(fā)風(fēng)機(jī)5的作用下，流經(jīng)柜內(nèi)側(cè)進(jìn)風(fēng)口 311并自上向下流動(dòng)至熱管換熱器裝置 2的第一連接部231，穿過(guò)該第一連接部231后被下隔板42攔截，反吹向熱管換熱器裝置2 的蒸發(fā)端21，被蒸發(fā)端21冷卻后經(jīng)柜內(nèi)側(cè)出風(fēng)口 312送入機(jī)柜內(nèi)，對(duì)機(jī)柜進(jìn)行降溫。下隔 板42呈階梯坡度，有利于風(fēng)向的導(dǎo)流，增強(qiáng)換熱效率。因?yàn)橄赂舭?2上部與熱管換熱器裝 置2之間間隔加大，有利于引流較多風(fēng)力，而下隔板42下部平直，與熱管換熱器裝置2之間 的間隔縮小，有利于引流的風(fēng)力反向彈回蒸發(fā)端21。本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器100的外循環(huán)換熱系統(tǒng)由前蓋板32、與前蓋板32 的柜外側(cè)進(jìn)風(fēng)口 321對(duì)正的冷凝風(fēng)機(jī)8、隔板4及與柜外側(cè)出風(fēng)口 322對(duì)正的熱管換熱器裝 置2的冷凝端22組成。當(dāng)柜外的空氣在冷凝風(fēng)機(jī)8的作用下，經(jīng)柜外側(cè)進(jìn)風(fēng)口 321進(jìn)入冷 凝風(fēng)機(jī)8、并自下而上流動(dòng)至熱管換熱器裝置2的第二連接部232，穿過(guò)該第二連接部232 后被上隔板41攔截，反吹向熱管換熱器裝置2的冷凝端22，將在蒸發(fā)端21受熱后汽化并流 動(dòng)至冷凝端22的流體介質(zhì)冷卻，然后變成熱空氣并經(jīng)柜外側(cè)出風(fēng)口 322排出至整體式熱管 熱交換器100外部。被冷卻后的流體介質(zhì)重新凝結(jié)為液體，并借助毛細(xì)力或重力的作用回 流至蒸發(fā)端21重新對(duì)柜內(nèi)熱空氣進(jìn)行冷卻并自身汽化。上隔板41呈階梯坡度，有利于風(fēng) 向的導(dǎo)流，增強(qiáng)換熱效率。因?yàn)樯细舭?1下部呈階梯坡度，與熱管換熱器裝置2之間間隔 加大，有利于引流較多風(fēng)力，而上隔板41上部平直，與熱管換熱器裝置2之間的間隔縮小， 有利于引流的風(fēng)力反向彈回冷凝端22。在扁管25外表穿接的高密度的散熱翅片，可以大幅度減小熱管換熱器裝置2的體 積，同時(shí)大大提高散熱效率。因此，熱管換熱器裝置2的扁管25內(nèi)為負(fù)壓，流體介質(zhì)在扁管25及集熱管M之 間流通，流路簡(jiǎn)單順暢，流體阻損小。本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器100通過(guò)被隔板4分 隔并形成有蒸發(fā)端21和冷凝端22的熱管換熱器裝置2，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳熱效率高，功熱比 大。特別需要指出的是，本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中僅以該整體式熱管熱交換器100 作為示例，在實(shí)際應(yīng)用中其他類型的整體式熱管熱交換器均適用本實(shí)用新型揭示的原理。 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下所作的針對(duì)本實(shí)用新型的等效變 化，仍應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求所主張的范圍中。
權(quán)利要求1.一種整體式熱管熱交換器，其包括外殼體、收容于外殼體內(nèi)的熱管換熱器裝置及至 少與外殼體固定連接的隔板；熱管換熱器裝置包括蒸發(fā)端及冷凝端；隔板與外殼體共同將 整體式熱管熱交換器分隔成內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)；其特征在于所述熱管換 熱器裝置具有沿與水平方向傾斜一定角度延伸形成的連接部，該連接部連接冷凝端及蒸發(fā) 端并被隔板穿過(guò)從而分隔形成第一連接部及第二連接部，其中第一連接部與上述蒸發(fā)端共 同位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)，第二連接部與上述冷凝端共同位于外循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，所述連接部與水平方向的 傾斜角度為1°至89°之間。
3.如權(quán)利要求1所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，所述熱管換熱器裝置的冷 凝端及蒸發(fā)端相互平行。
4.如權(quán)利要求1所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，所述連接部形成有若干鏤 空通槽，其中隔板包括分別穿過(guò)鏤空通槽并封閉鏤空通槽的上隔板及下隔板。
5.如權(quán)利要求4所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，所述上隔板下端及下隔板 上端分別形成有若干齒狀分隔片，每一上隔板的齒狀分隔片與每一下隔板的齒狀分隔片互 相重疊并共同穿過(guò)鏤空通槽而封閉該鏤空通槽。
6.如權(quán)利要求5所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，所述上隔板及下隔板為階 梯狀，上隔板具有與冷凝端平行的第一安裝部、與第一安裝部大致平行并形成有上述齒狀 分隔片的第一間隔部、及傾斜延伸并分別連接上述第一安裝部及第一間隔部的第一延伸 部；下隔板具有與蒸發(fā)端平行的第二安裝部、與第二安裝部大致平行并形成有上述齒狀分 隔片的第二間隔部、及傾斜延伸并分別連接上述第二安裝部及第二間隔部的第二延伸部。
7.如權(quán)利要求6所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，還具有安裝于上述第一安 裝部的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)及安裝于上述第二安裝部的冷凝風(fēng)機(jī)，其中冷凝風(fēng)機(jī)與冷凝端對(duì)正并共同 位于外循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)端對(duì)正并共同位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，還具有風(fēng)機(jī)固定板，所述蒸 發(fā)風(fēng)機(jī)及冷凝風(fēng)機(jī)分別安裝于風(fēng)機(jī)固定板后固定于第一、第二安裝部。
9.如權(quán)利要求1所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，所述熱管換熱器裝置包括 位于冷凝端頂部的上集流管、位于蒸發(fā)端底部的下集流管、分別與上集流管及下集流管連 通且中部可流通流體介質(zhì)的扁管，其中每一扁管呈Z形。
10.如權(quán)利要求9所述的整體式熱管熱交換器，其特征在于，所述熱管換熱器裝置還包 括分布于相鄰扁管之間的散熱翅片，其中連接部處未設(shè)置散熱翅片，從而形成上述鏤空通 槽。
專利摘要本實(shí)用新型關(guān)于一種整體式熱管熱交換器，其包括外殼體、收容于外殼體內(nèi)的熱管換熱器裝置及至少與外殼體固定連接的隔板。熱管換熱器裝置包括蒸發(fā)端及冷凝端。隔板與外殼體共同將整體式熱管熱交換器分隔成內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)。所述熱管換熱器裝置具有沿與水平方向傾斜一定角度延伸形成的連接部。該連接部連接冷凝端及蒸發(fā)端并被隔板穿過(guò)從而分隔形成第一連接部及第二連接部。第一連接部與上述蒸發(fā)端共同位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)，第二連接部與上述冷凝端共同位于外循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)。本實(shí)用新型整體式熱管熱交換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱效率高，流體阻損小，功熱比大。
文檔編號(hào)F28D15/02GK201926355SQ20112002020
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者劉明國(guó) 申請(qǐng)人:蘇州昆拓?zé)峥叵到y(tǒng)股份有限公司