專利名稱：整體式熱管熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，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)，廣泛使用到控制機柜。為了防止潮氣、灰塵或有害氣體進入機柜，機柜通常對外封閉。在運行中，因機柜中器件自身發(fā)出熱量或者戶外陽光照射，機柜中溫度會不斷升高，如不及時散熱勢必會影響機柜中器件的正常運行。因此，在這些行業(yè)中應用的控制機柜中需配置專門的換熱器對機柜內(nèi)空氣散熱。在目前換熱器中，從性能上能滿足以上使用場合要求的產(chǎn)品有板翅式換熱器、錯流板式換熱器以及熱管換熱器。板翅式換熱器制作工藝復雜，耗材多，重量又重，制作成本高導致售價高。而錯流板式換熱器具有質(zhì)輕、體積小、生產(chǎn)工藝簡單、制作成本低的優(yōu)勢，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45攝氏度，而控制機柜中溫度在50攝氏度，則錯流板式換熱器就不能正常工作了。熱管是一種具有高導熱性能的傳熱元件，其當量傳熱量是最優(yōu)良的金屬如銀、銅、 鋁等的幾百倍，甚至上千倍，因此有“近超導熱體”之稱。它通過在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。因此近年來，熱管在各領(lǐng)域都得到了很大的應用。因此，本發(fā)明提供一種應用熱管技術(shù)的熱管熱交換器以實現(xiàn)對機柜的控溫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種整體式熱管熱交換器，其傳熱效率高，流體熱阻小。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是關(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)。作為本發(fā)明的進一步改進，所述連接部與水平方向的傾斜角度為1°至89°之間。作為本發(fā)明的進一步改進，所述熱管換熱器裝置的冷凝端及蒸發(fā)端相互平行。作為本發(fā)明的進一步改進，所述連接部形成有若干鏤空通槽，其中隔板包括分別穿過鏤空通槽并封閉鏤空通槽的上隔板及下隔板。
作為本發(fā)明的進一步改進，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鏤空通槽而封閉該鏤空通槽。作為本發(fā)明的進一步改進，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。作為本發(fā)明的進一步改進，還具有安裝于上述第一安裝部的蒸發(fā)風機及安裝于上述第二安裝部的冷凝風機，其中冷凝風機與冷凝端對正并共同位于外循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)，蒸發(fā)風機與蒸發(fā)端對正并共同位于內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)。作為本發(fā)明的進一步改進，還具有風機固定板，所述蒸發(fā)風機及冷凝風機分別安裝于風機固定板后固定于第一、第二安裝部。作為本發(fā)明的進一步改進，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。作為本發(fā)明的進一步改進，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，其中連接部處未設置散熱翅片，從而形成上述鏤空通槽。本發(fā)明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I是本發(fā)明整體式熱管熱交換器的組裝立體示意圖。圖2是本發(fā)明整體式熱管熱交換器另一角度的組裝立體示意圖,圖3是本發(fā)明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。
具體實施例方式本發(fā)明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熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量， 具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。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。而且，熱管熱交換器不需要壓縮機，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，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)冷凝端流動并遇冷凝結(jié)向散熱區(qū)放出潛熱。冷凝液借毛細力或重力的作用回流，繼續(xù)受熱汽化，這樣熱管內(nèi)熱量通過工質(zhì)的相變過程進行的往復循環(huán)傳導，將大量熱量從加熱區(qū)傳遞到散熱區(qū)。請參閱圖I至圖4，于本發(fā)明優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明整體式熱管熱交換器100用于為機柜、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)風機5、冷凝風機8及電氣控制系統(tǒng)I。本發(fā)明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設有柜內(nèi)側(cè)進風口 311及柜內(nèi)側(cè)出風口 312 的后蓋板31、一對側(cè)板35、底座34、頂蓋33及分別于其上部及下部開設有柜外側(cè)出風口 322及柜外側(cè)進風口 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24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(未標號)。位于下方的熱管換熱器裝置2構(gòu)成本發(fā)明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)成本發(fā)明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置的齒狀分隔片40。當上隔板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，將連接部23的第一連接部231及第二連接部232間隔設置于內(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與設置于底座34上方的集水槽36固定連接。隔板4還穿過熱管換熱器裝置2的中部。蒸發(fā)風機5設置在風機固定板51上然后固定安裝于上隔板41 的第一安裝部410上。冷凝風機8設置在風機固定板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)風機5和冷凝風機8的安裝維護十分便捷。此外，冷凝風機8另一側(cè)安裝有擋風板82，其用來引導外部空氣進入冷凝風機8。因此，本發(fā)明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)進風口 311對正的蒸發(fā)風機5、隔板4、及與柜內(nèi)側(cè)出風口 312對正的熱管換熱器裝置2的蒸發(fā)端21組成。當本發(fā)明整體式熱管熱交換器100工作時，柜內(nèi)部的熱空氣在蒸發(fā)風機5的作用下，流經(jīng)柜內(nèi)側(cè)進風口 311并自上向下流動至熱管換熱器裝置2的第一連接部231，穿過該第一連接部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)出風口 312送入機柜內(nèi)，對機柜進行降溫。下隔板42呈階梯坡度，有利于風向的導流，增強換熱效率。因為下隔板42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，有利于引流的風力反向彈回蒸發(fā)端21。本發(fā)明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)進風口 321對正的冷凝風機8、隔板4及與柜外側(cè)出風口 322對正的熱管換熱器裝置2 的冷凝端22組成。當柜外的空氣在冷凝風機8的作用下，經(jīng)柜外側(cè)進風口 321進入冷凝風機8、并自下而上流動至熱管換熱器裝置2的第二連接部232，穿過該第二連接部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，并借助毛細力或重力的作用回流至蒸發(fā)端21重新對柜內(nèi)熱空氣進行冷卻并自身汽化。上隔板41呈階梯坡度，有利于風向的導流，增強換熱效率。因為上隔板41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)為負壓，流體介質(zhì)在扁管25及集熱管24之間流通，流路簡單順暢，流體阻損小。本發(fā)明整體式熱管熱交換器100通過被隔板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)簡單、傳熱效率高，功熱比大。特別需要指出的是，本發(fā)明具體實施方式
中僅以該整體式熱管熱交換器100作為示例，在實際應用中其他類型的整體式熱管熱交換器均適用本發(fā)明揭示的原理。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的教導下所作的針對本發(fā)明的等效變化，仍應包含在本發(fā)明權(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I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I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I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)風機及安裝于上述第二安裝部的冷凝風機，其中冷凝風機與冷凝端對正并共同位于外循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)，蒸發(fā)風機與蒸發(fā)端對正并共同位于內(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，還具有風機固定板，所述蒸發(fā)風機及冷凝風機分別安裝于風機固定板后固定于第一、第二安裝部。
9.如權(quán)利要求I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，其中連接部處未設置散熱翅片，從而形成上述鏤空通槽。
全文摘要
本發(fā)明關(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)。本發(fā)明整體式熱管熱交換器結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效率高，流體阻損小，功熱比大。
文檔編號F28F9/00GK102607304SQ20111002414
公開日2012年7月25日 申請日期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 申請人:蘇州昆拓熱控系統(tǒng)股份有限公司