CN103322844A

CN103322844A - 一种热交换装置

Info

Publication number: CN103322844A
Application number: CN2013102653633A
Authority: CN
Inventors: 高禹丰
Original assignee: Individual
Current assignee: Shenzhen Dongweifeng Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: CN103322844B

Abstract

本发明公开了一种热交换装置，包括壳体、密封隔板、若干换热模组单元及风扇，密封隔板将壳体分隔形成冷空间和热空间，换热模组单元包括相对于密封隔板倾斜设置的弯曲成蛇形的微孔扁管，且微孔扁管位于热空间的部分低于冷空间的部分，蛇形的微孔扁管的相邻两个直管段之间的设置有便于散热的翅片，微孔扁管设置成由多个微孔形成多通道的结构，微孔扁管内填充有热交换用的工质，微孔扁管的两端通过管接头与连通管连接形成封闭空间。本发明通过微孔扁管内工质的热流传输实现隔板两侧冷热空间的热交换，生产成本低、运行可靠、热转换效率高。

Description

一种热交换装置

技术领域

本发明涉及一种热交换装置，特别是应用于化工行业及电子行业的热交换装置。

背景技术

热交换装置涉及到诸多行业的热交换场合；对于电子行业、通信行业从某种意义上分析，对发热电子元器件及装置其单位面积或空间功耗的迅速散热，已经成为其限制性环节；因此，国际、国内的电子行业功耗型电控系统、通信基站密闭式电柜内功耗散热装置的研发成为业内重要的课题。

目前，国际、国内在该领域比如功耗性电控系统或通信基站密闭式电柜，大都采用制冷空调或涡流方式冷却，但空调系统使得电控系统或通信基站自身的能耗大幅度增加，且增加了投资和维护费用，而涡流方式冷却需要设置高压气源或直接安装空压机，亦同样增加了一次性投资成本及运行维护成本；藉此，业内需要一次性投资降低、运行可靠和少维护或在一定期限内免维护，其能够稳定、可靠的将其功耗热量通过热交换的模式散发出去，以期稳定电控系统的工作环境。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供生产成本低、运行可靠、热转换效率高的一种热交换装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种热交换装置，包括

壳体，设置有冷端进风口和冷端出风口、热端进风口和热端出风口；

密封隔板，竖直设置于壳体内并与壳体密封连接，用以在壳体内分隔形成冷空间和热空间，所述的冷端进风口和冷端出风口位于冷空间，所述的热端进风口和热端出风口位于热空间；

至少一个换热模组单元，其穿过密封隔板并置于冷空间和热空间内，包括相对于密封隔板倾斜设置的弯曲成蛇形的微孔扁管，且微孔扁管位于热空间的部分低于冷空间的部分，蛇形的微孔扁管的相邻两个直管段之间的设置有便于散热的翅片，所述微孔扁管设置成由多个微孔形成多通道的结构，微孔扁管内填充有热交换用的工质，微孔扁管的两端通过管接头与连通管连接形成封闭空间；

风扇，安装于壳体上并位于冷端进风口的一侧。

作为上述技术方案的改进，所述连通管设置成由多个微孔形成多通道的结构。

进一步，所述连通管、微孔扁管的多个微孔均呈一字形排列。

进一步，所述管接头设置有两个相贯通的接通孔，所述两个管接头中至少有一个接通孔设置有将与其连接的微孔扁管和/或连通管的部分微孔阻塞以提高均温性的挡片，且封闭空间始终形成闭合回路。

进一步，所述两个管接头中的其中一个管接头上设置有灌注工质的注入口，注入口设置有防止工质倒流的单向阀。

进一步，所述密封隔板由多个插板相互插接后粘合或焊接形成。

进一步，所述密封隔板与壳体采用粘合或焊接方式密封连接。

本发明的有益效果是：本发明通过在密封隔板一侧的热空间内，翅片吸收从热端进风口进入的空气流体的热量，并通过微孔扁管将其吸收的热量传导给微孔扁管内部工质，工质吸热后的热运动将热量携带至密封隔板另一侧的冷空间内的微孔扁管的微孔中，并通过微孔扁管将其热量导出，继而传递给翅片，在风扇的强制对流换热作用下，冷空间内的翅片吸收的热量被扩散，致使冷空间内微孔扁管的工质被降温，并靠重力回流至热空间，从而完成换热过程。本发明无需使用外部动力，依靠冷、热空间的温度差及重力势能即可完成换热，生产成本低、运行可靠、热转换效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的示意图；

图2是本发明去除壳体和风扇后的示意图；

图3是本发明中的微孔扁管的示意图；

图4是本发明中的连通管的示意图；

图5是本发明采用挡片阻塞时封闭空间连通的一种状态示意图；

图6是本发明采用挡片阻塞时封闭空间连通的另一状态示意图。

具体实施方式

参照图1至图6，本发明的一种热交换装置，包括

壳体1，设置有冷端进风口101和冷端出风口102、热端进风口103和热端出风口104；

密封隔板2，竖直设置于壳体1内并与壳体1密封连接，用以在壳体内分隔形成冷空间11和热空间12，所述的冷端进风口101和冷端出风口102位于冷空间11，所述的热端进风口103和热端出风口104位于热空间12；

至少一个换热模组单元3，其穿过密封隔板2并置于冷空间11和热空间12内，包括相对于密封隔板2倾斜设置的弯曲成蛇形的微孔扁管31，且微孔扁管31位于热空间12的部分低于冷空间11的部分，蛇形的微孔扁管31的相邻两个直管段之间的设置有便于散热的翅片32，所述微孔扁管31设置成由多个微孔形成多通道的结构，微孔扁管31内填充有热交换用的工质，微孔扁管31的两端通过管接头33与连通管34连接形成封闭空间；

风扇4，安装于壳体1上并位于冷端进风口101的一侧。

本发明通过在密封隔板2一侧的热空间12内，翅片32吸收从热端进风口103进入的空气流体的热量，并通过微孔扁管31将其吸收的热量传导给微孔扁管31内部工质，工质吸热后的热运动将热量携带至密封隔板2另一侧的冷空间11内的微孔扁管31的微孔中，并通过微孔扁管31将其热量导出，继而传递给翅片32，在风扇4的强制对流换热作用下，冷空间11内的翅片32吸收的热量被扩散，致使冷空间11内微孔扁管31的工质被降温，并靠重力回流至热空间12，从而完成换热过程。本发明无需使用外部动力，依靠冷、热空间11、12的温度差及重力势能即可完成换热，生产成本低、运行可靠、热转换效率高。

在本具体实施例中，为了便于换热模组单元3的组装，所述密封隔板2由多个插板相互插接后粘合或焊接形成；优选地，为了使冷空间11与热空间12互不相通，所述密封隔板2与壳体1采用粘合或焊接方式密封连接，当然也可以将密封隔板2与壳体1铆接后用玻璃胶密封。

本发明中的换热模组单元3均可独立工作，换热模组单元3的组合可据空间尺寸的许可范围设计选择；每一换热模组单元3的工质特性及填充率可根据与所处空间的热流强度环境设计选择；当热空间12热流强度局部过高，且换热模组单元3的工质填充率为100%时，该换热模组单元3的传热过程相当于液态流体脉动式传导传输热能的方式进行热能传输；当换热模组单元3的工质填充率为30%~70%时，该换热模组单元3因工质受热蒸发而形成气态和液态两种状态混合的两相脉动式流动。此外，所述工质可以由单一组分或若干组分组合而成；若干组分可形成共沸点或保持各自的沸点。特别地，当工质有若干组分组成并保持各自的沸点时，工质在封闭空间内形成紊流，传热快，散热效果佳。

优选地，所述连通管34及微孔扁管31采用铝合金或导热性能好的有机材料制成；该类材料在500倍高倍显微镜下视野中没有明显的针孔，可保持高温、高压下的气密性及水密性。

进一步，所述连通管34设置成由多个微孔形成多通道的结构，多个微孔增加了连通管34的湿周面积，一方面提高了连通管34的换热效率；另一方面减小工质对连通管34的压力，延长连通管34的使用寿命，优选地，为了使加工简单，所述连通管34、微孔扁管31的多个微孔均呈一字形排列。

考虑到热空间12内的热流强度并不是在整个热空间12内均匀分布的，越靠近热端进风口103的地方其热流强度越强，故工质在封闭空间内温度不均匀，降低了换热效果，为解决该问题，所述管接头33设置有两个相贯通的接通孔，所述两个管接头33中至少有一个接通孔设置有将与其连接的微孔扁管31和/或连通管34的部分微孔阻塞以提高均温性的挡片331，且封闭空间始终形成闭合回路。如：当采用一个管接头33阻塞时，参照图5，该管接头33将与其连接的微孔扁管31的部分微孔阻塞，同时将与其连接的连通管34的部分微孔阻塞，而该管接头33的两个接通孔始终处于贯通的状态，即封闭空间始终形成闭合回路；当采用两个管接头33阻塞时，参照图6，其中一个管接头33将与其连接的微孔扁管31或连通管34的部分微孔阻塞，同时另一个管接头33将与其连接的微孔扁管31或连通管34的部分微孔阻塞，而连通管34的两端始终与换热模组单元3处于贯通的状态，即封闭空间始终形成闭合回路等。本发明通过将部分微孔的通道阻塞，使得被阻塞通道的工质回流，并通过管接头33与其他通道内的工质不断地混合、分流，从而实现提高均温性和换热效率的目的。

进一步，所述两个管接头33中的其中一个管接头33上设置有灌注工质的注入口，为了防止灌注工质时工质从微孔扁管31内倒流出来，所述注入口设置有防止工质倒流的单向阀5，此外，为了避免封闭空间内存在空气而影响换热效率，在灌注工质之前必须对封闭空间进行抽真空处理，单向阀5还具有防止空气进入封闭空间的作用。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/ 或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种热交换装置，其特征在于：包括

壳体（1），设置有冷端进风口（101）和冷端出风口（102）、热端进风口（103）和热端出风口（104）；

密封隔板（2），竖直设置于壳体（1）内并与壳体（1）密封连接，用以在壳体内分隔形成冷空间（11）和热空间（12），所述的冷端进风口（101）和冷端出风口（102）位于冷空间（11），所述的热端进风口（103）和热端出风口（104）位于热空间（12）；

至少一个换热模组单元（3），其穿过密封隔板（2）并置于冷空间（11）和热空间（12）内，包括相对于密封隔板（2）倾斜设置的弯曲成蛇形的微孔扁管（31），且微孔扁管（31）位于热空间（12）的部分低于冷空间（11）的部分，蛇形的微孔扁管（31）的相邻两个直管段之间的设置有便于散热的翅片（32），所述微孔扁管（31）设置成由多个微孔形成多通道的结构，微孔扁管（31）内填充有热交换用的工质，微孔扁管（31）的两端通过管接头（33）与连通管（34）连接形成封闭空间；

风扇（4），安装于壳体（1）上并位于冷端进风口（101）的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于：所述连通管（34）设置成由多个微孔形成多通道的结构。

3.根据权利要求2所述的一种热交换装置，其特征在于：所述连通管（34）、微孔扁管（31）的多个微孔均呈一字形排列。

4.根据权利要求2所述的一种热交换装置，其特征在于：所述管接头（33）设置有两个相贯通的接通孔，所述两个管接头（33）中至少有一个接通孔设置有将与其连接的微孔扁管（31）和/或连通管（34）的部分微孔阻塞以提高均温性的挡片（331），且封闭空间始终形成闭合回路。

5.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于：所述两个管接头（33）中的其中一个管接头（33）上设置有灌注工质的注入口，注入口设置有防止工质倒流的单向阀（5）。

6.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于：所述密封隔板（2）由多个插板相互插接后粘合或焊接形成。

7.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于：所述密封隔板（2）与壳体（1）采用粘合或焊接方式密封连接。