CN106766404A - 微通道冷凝器 - Google Patents

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Abstract

一种微通道冷凝器，包括第一集管、第二集管、多根微通道冷凝管路和平板热管，多根微通道冷凝管路的两端分别焊接于第一集管和第二集管，多根微通道冷凝管路、第一集管和第二集管相通，平板热管的一端设于相邻的两根微通道冷凝管路之间，平板热管与微通道冷凝管路的接触区域采用粘接或焊接固定为一体。另一实施方式的微通道冷凝器，其微通道冷凝结构为呈蜿蜒的蛇形管式的单个微通道冷凝管路。上述微通道冷凝器，用平板热管取代翅片结构，增大了散热面积，提高了肋效率。平板热管与微通道冷凝管路通过粘接或焊接方法结合为一体，能有效降低传热热阻。平板热管与微通道冷凝管路之间互不连通，内部工质的流动互不影响，提高了冷凝器的可靠性。

Description

微通道冷凝器
技术领域
本发明属于风冷散热装置领域，尤其涉及一种微通道冷凝器。
背景技术
随着科学技术的发展，在信息系统、大功率器件等诸多应用领域中散热量急剧增大，热流密度急剧升高，对相应的散热设备或制冷系统提出了更高的要求。
目前，在制冷系统中的冷凝器一般为盘管式冷凝器，盘管外部套上若干铝片或铜片形成翅片，利用强制风冷将热量带走。还有一种冷凝器是由许多平行流铝管制成的，相邻的平行流铝管之间布置波浪形翅片，构成微通道冷凝器。在热量传递过程中，气态工质在冷凝管路内凝结放热，热量经过冷凝管壁向外部的翅片传递，通过翅片与空气的对流换热将热量向外界排散。
冷凝管路内的凝结换热系数、翅片与空气间的对流换热系数对冷凝器总体换热性能有重要的影响。通常散热翅片很薄，受肋效率限制，翅片高度不能太大，现有翅片的基部与末端存在较大的温差，若想提高散热能力，只能增加翅片数量和冷凝管路长度，使冷凝器在平面方向上不断增大面积才能满足散热要求。为了提高冷凝器的散热能力，不仅要想办法增大凝结换热系数和换热面积，尤其要增大翅片散热面积和提高翅片的肋效率。
热管是一种高效的相变传热设备，具有优异的均温性能，被称为热量的超导体。中国专利文献CN8712070110公开的《冰箱热管散热器》介绍了一种夹持在家用电冰箱原冷凝管子上的热管散热器，用来增大冷凝器的散热面积，但是由于夹持块存在较大接触热阻，传热效果受到限制。
中国专利文献CN12011110280435.2公开的《冷凝端扩展型一体化平板热管》提供了一种使平板热管与散热翅片一体化的散热装置，散热翅片内部存在空腔，与平板热管连通，通过散热翅片扩展平板热管冷凝面积，虽然消除了平板热管与散热翅片间的接触热阻，但是结构复杂，需要封装部位较多，由于是整体连通结构，一旦某一个部位发生泄漏，将导致整个散热装置失效。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种能够高效散热且可靠性好的微通道冷凝器。
一种微通道冷凝器，包括第一集管、第二集管、多根微通道冷凝管路和平板热管，所述第一集管和所述第二集管平行设置，所述多根微通道冷凝管路平行设置，所述多根微通道冷凝管路的两端分别焊接于所述第一集管和所述第二集管，所述多根微通道冷凝管路、所述第一集管和所述第二集管相通，所述平板热管的一端设于相邻的两根所述微通道冷凝管路之间，所述平板热管与所述微通道冷凝管路的接触区域采用粘接或焊接固定为一体。
在其中一个实施例中，所述微通道冷凝管路的形状为扁平的长条状。
在其中一个实施例中，所述平板热管的一端伸入两根相邻的所述微通道冷凝管路之间的长度大于等于所述微通道冷凝管路的2倍宽度。
在其中一个实施例中，相邻的两根所述微通道冷凝管路之间设有至少两片平板热管。
在其中一个实施例中，所述平板热管包括金属质平板、至少一个毛细结构和传热工质，所述毛细结构设于所述金属质平板内部，所述毛细结构为微槽或毛细芯，所述毛细结构的长度与所述平板热管的长度相同，所述传热工质在所述毛细结构的腔体中循环流动传递热量。
在其中一个实施例中，所述毛细结构的截面形状为方形、圆形或带凸起的异形结构。
在其中一个实施例中，所述第一集管上设有进气管，所述第二集管上设有出液管。
一种微通道冷凝器，包括微通道冷凝管路和平板热管，所述微通道冷凝管路呈蛇形弯曲设置，所述微通道冷凝管路包括多段平行设置的微通道冷凝直管和连接相邻的所述微通道冷凝直管的微通道冷凝弯管，所述平板热管的一端设于相邻的两段所述微通道冷凝直管之间，所述平板热管与所述微通道冷凝直管的接触区域采用粘接或焊接固定为一体。
在其中一个实施例中，相邻的两段所述微通道冷凝直管之间设有至少两片平板热管。
在其中一个实施例中，所述平板热管包括金属质平板、至少一个毛细结构和传热工质，所述毛细结构设于所述金属质平板内部，所述毛细结构为微槽或毛细芯，所述毛细结构的长度与所述平板热管的长度相同，所述传热工质在所述毛细结构的腔体中循环流动传递热量。
上述微通道冷凝器采用微通道结构作为冷凝管道，可以提高管路内部的换热面积和凝结换热系数，使冷凝管路的结构更加紧凑。用平板热管取代铜、铝翅片结构，不仅能够增大散热面积，还能有效地提高肋效率。平板热管与微通道冷凝管路都是平面结构，且壁厚都很薄，接触面积大，通过粘接或焊接方法结合为一体，能有效降低传热热阻。平板热管与微通道冷凝管路之间互不连通，内部工质的流动互不影响，提高了冷凝器的可靠性。通过平板热管与微通道管路结合的结构，增强微通道冷凝器散热能力，同时提高了微通道冷凝器可靠性。
附图说明
图1为一实施方式的微通道冷凝器的结构示意图；
图2为图1所示的微通道冷凝器的剖面结构示意图；
图3为图1所示的微通道管路并联式的微通道冷凝结构的示意图；
图4为平板热管的结构示意图；
图5为一实施方式的蛇形管式的微通道冷凝结构的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1和图2，一实施方式的微通道冷凝器100，包括第一集管110、第二集管120、多根微通道冷凝管路130和平板热管140。
第一集管110和第二集管120平行设置。第一集管110上设有进气管112，第二集管120上设有出液管122。第一集管110和第二集管120的两端均设有端盖114。
多根微通道冷凝管路130平行设置，多根微通道冷凝管路130的两端分别焊接于第一集管110和第二集管120。进一步的，多个微通道冷凝管路130等间距并列排列，其间距等于平板热管140的厚度。微通道冷凝管路130的两端伸入第一集管110和第二集管120内部，与第一集管110和第二集管120装配和焊接。微通道冷凝管路130内部设有多个微通道132。第一集管110、第二集管120和多根微通道冷凝管路130相通。如图3所示，多根微通道冷凝管路130与第一集管110和第二集管120、进气管112和出液管122组成制冷工质流动和凝结通道。
平板热管140的一端设于相邻的两根微通道冷凝管路130之间，平板热管140与微通道冷凝管路130的接触区域采用粘接或焊接固定为一体。具体的，平板热管140与微通道冷凝管路130的接触区域采用低温焊料进行焊接固定；或在接触区域平面上涂抹导热胶进行粘接固定；或在接触区域平面上涂抹导热脂，再用其他夹紧装置进行紧固。请参考图4，为平板热管140的结构示意图。平板热管140的外表面为平面结构。平板热管140包括金属质平板、至少一个毛细结构和传热工质，毛细结构设于所述金属质平板内部，毛细结构为微槽或毛细芯，毛细结构的长度与平板热管140的长度相同，传热工质在毛细结构的腔体中循环流动传递热量。毛细结构的截面形状为方形、圆形或带凸起的异形结构。平板热管140与微通道冷凝管路130可以选用相同或不同材质金属。平板热管140的传热工质与微通道冷凝管路130的制冷工质可以相同，也可以不同。平板热管140与微通道冷凝管路130组装的剖面结构如图2所示。
请参考图1，在本实施方式中，微通道冷凝管路130的形状为扁平的长条状。平板热管140的一端伸入两根相邻的微通道冷凝管路130之间的长度大于等于微通道冷凝管路130的2倍宽度。相邻的两根微通道冷凝管路130之间设有至少两片平板热管140。若干平板热管140组成二维阵列，与微通道冷凝管路130进行装配，平板热管140与微通道冷凝管路130呈垂直或倾斜一定角度进行装配固定。平板热管140与微通道冷凝管路130接触的区域为蒸发区域，其他区域为冷凝区域，通过强制风冷对平板热管140的冷凝区域进行冷却。
此外本申请还提供另一实施方式的微通道冷凝器，其结构和图1-2所示的微通道冷凝器100的结构基本相同。不同的是，本申请另一实施方式的微通道冷凝器的微通道冷凝结构和微通道冷凝器100的微通道冷凝结构的结构不同。本申请另一实施方式的微通道冷凝器的微通道冷凝管路的结构如图5所示，微通道冷凝结构为呈蜿蜒的蛇形管式的单个微通道冷凝管路。而微通道冷凝器100的微通道冷凝结构如图3所示，为若干微通道冷凝管路30的并联结构。
具体的，本申请另一实施方式的微通道冷凝器包括微通道冷凝管路210和平板热管，微通道冷凝管路210呈蛇形弯曲设置，微通道冷凝管路210包括多段平行设置的微通道冷凝直管212和连接相邻的微通道冷凝直管212的微通道冷凝弯管214，平板热管的一端设于相邻的两段微通道冷凝直管212之间，平板热管220与微通道冷凝直管212的接触区域采用粘接或焊接固定为一体。
在本实施方式中，微通道冷凝管路210拉直后，也为扁平的长条状。微通道冷凝管路210的一端设有进气管216，微通道冷凝管路210的另一端设有出液管218。微通道冷凝管路210的一端和进气管216之间通过过渡管215连接。微通道冷凝管路210的一端和出液管218之间通过过渡管215连接。
本申请另一实施方式的微通道冷凝器中，平板热管220的结构和微通道冷凝器100中平板热管120的结构相同，在此不再赘述。
上述微通道冷凝器100工作时，气态制冷工质由冷凝器进气管112流入第一集管110，然后分散流入各个微通道冷凝管路130，在流经微通道冷凝管路130的过程中，气体工质凝结为液体，同时向释放热量。凝结液体继续向前流动，并流出微通道冷凝管路130，在第二集管120中汇集，最后由出液管122流出微通道冷凝器。制冷工质在凝结过程中释放的热量，以导热的方式经微通道冷凝管路130的管壁向与它接触的平板热管140管壁传递，然后再向平板热管140内部传递。平板热管140中的液态的传热工质受热后发生相变吸热，蒸发为气态，气态的传热工质沿着腔体内的气体通道流向平板热管140的冷凝区域。气态传热工质在平板热管140冷凝区域凝结为液态，同时释放热量，液态传热工质沿着毛细结构向蒸发区域回流，释放出的热量由冷空气带走，排散到周围环境中。传热工质在平板热管140内不断地发生相变和循环流动，使平板热管140整体处于均温状态，从而使微通道冷凝器的热量高效地向外界环境排散。
上述微通道冷凝器100采用微通道结构作为冷凝管道，可以提高管路内部的换热面积和凝结换热系数，使冷凝管路的结构更加紧凑。用平板热管140取代铜、铝翅片结构，不仅能够增大散热面积，还能有效地提高肋效率。平板热管140与微通道冷凝管路130都是平面结构，且壁厚都很薄，接触面积大，通过粘接或焊接方法结合为一体，能有效降低传热热阻。平板热管140与微通道冷凝管路130之间互不连通，内部工质的流动互不影响，提高了冷凝器的可靠性。通过平板热管140与微通道管路130结合的结构，增强微通道冷凝器散热能力，同时提高了微通道冷凝器可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微通道冷凝器，其特征在于，包括第一集管、第二集管、多根微通道冷凝管路和平板热管，所述第一集管和所述第二集管平行设置，所述多根微通道冷凝管路平行设置，所述多根微通道冷凝管路的两端分别焊接于所述第一集管和所述第二集管，所述多根微通道冷凝管路、所述第一集管和所述第二集管相通，所述平板热管的一端设于相邻的两根所述微通道冷凝管路之间，所述平板热管与所述微通道冷凝管路的接触区域采用粘接或焊接固定为一体。
2.如权利要求1所述的微通道冷凝器，其特征在于，所述微通道冷凝管路的形状为扁平的长条状。
3.如权利要求2所述的微通道冷凝器，其特征在于，所述平板热管的一端伸入两根相邻的所述微通道冷凝管路之间的长度大于等于所述微通道冷凝管路的2倍宽度。
4.如权利要求1所述的微通道冷凝器，其特征在于，相邻的两根所述微通道冷凝管路之间设有至少两片平板热管。
5.如权利要求1所述的微通道冷凝器，其特征在于，所述平板热管包括金属质平板、至少一个毛细结构和传热工质，所述毛细结构设于所述金属质平板内部，所述毛细结构为微槽或毛细芯，所述毛细结构的长度与所述平板热管的长度相同，所述传热工质在所述毛细结构的腔体中循环流动传递热量。
6.如权利要求5所述的微通道冷凝器，其特征在于，所述毛细结构的截面形状为方形、圆形或带凸起的异形结构。
7.如权利要求1所述的微通道冷凝器，其特征在于，所述第一集管上设有进气管，所述第二集管上设有出液管。
8.一种微通道冷凝器，其特征在于，包括微通道冷凝管路和平板热管，所述微通道冷凝管路呈蛇形弯曲设置，所述微通道冷凝管路包括多段平行设置的微通道冷凝直管和连接相邻的所述微通道冷凝直管的微通道冷凝弯管，所述平板热管的一端设于相邻的两段所述微通道冷凝直管之间，所述平板热管与所述微通道冷凝直管的接触区域采用粘接或焊接固定为一体。
9.如权利要求8所述的微通道冷凝器，其特征在于，相邻的两段所述微通道冷凝直管之间设有至少两片平板热管。
10.如权利要求8所述的微通道冷凝器，其特征在于，所述平板热管包括金属质平板、至少一个毛细结构和传热工质，所述毛细结构设于所述金属质平板内部，所述毛细结构为微槽或毛细芯，所述毛细结构的长度与所述平板热管的长度相同，所述传热工质在所述毛细结构的腔体中循环流动传递热量。
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