CN107003072A - 用于热传递的热虹吸块和热虹吸系统 - Google Patents

用于热传递的热虹吸块和热虹吸系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及热传递。该热传递通过设置为用于或装配于热传递的热虹吸块、热虹吸管或热虹吸系统获得。该热虹吸块设置为使制冷剂在用流体连通器装置相互连接的第一集管和第二集管之间循环,该流体连通器装置包括其间具有翅片的多根MPE管。该第一集管可具有容置空间,该容置空间适用于容置液体制冷剂并将液体制冷剂经由液体连通器分配至第二集管。该热虹吸块可为密封的。本发明还涉及包括至少第一热虹吸块的热虹吸系统。该第一热虹吸块可设置为蒸发器,或者其中第一集管中的容置空间连接至冷凝器。该热力学系统可在第一热虹吸块和冷凝器之间具有管道。第一热虹吸块可设置为放置于建筑、房屋或柜子内部。

Description

用于热传递的热虹吸块和热虹吸系统 发明领域
[0001] 本发明涉及热传递。该热传递通过设置为用于或装配于热传递的热虹吸块、热虹 吸管或热虹吸系统获得。该热虹吸块设置为使制冷剂在用流体连通器装置相互连接的第一 集管和第二集管之间循环,该流体连通器装置包括其间具有翅片的多根多孔挤压(MPE)管。 该第一集管可具有容置空间,该容置空间适用于容置液体制冷剂并将液体制冷剂经由液体 连通器分配至第二集管。该热虹吸块可为密封的。
[0002] 本发明还涉及包括至少第一热虹吸块的热虹吸系统。该第一热虹吸块可设置为蒸 发器,其中第一集管中的容置空间连接至冷凝器。该热力学系统可在第一热虹吸块和冷凝 器之间具有管道。第一热虹吸块可设置为放置于建筑、房屋或柜子内部。
[0003] 发明背景
[0004] 已知热虹吸管为有效的包括冷却的热交换器。通常地,热虹吸管具有通过单独管 道相互连接的冷凝器和蒸发器,该管道用于在蒸发器和冷凝器之间传输制冷剂。管道中可 具有阀,用于控制制冷剂的流动。在一结构中,蒸发器在待冷却的柜子内部,冷凝器在柜子 外部,并且热虹吸管设置为当柜子内的温度达到接近设定点时,阀关闭,来自冷凝器的液体 不能进入蒸发器。然后所有制冷剂将从蒸发器蒸发进入冷凝器,并且在冷凝器中冷凝。从而 热虹吸管停止工作。
[0005] 当柜子内的温度升高时,阀又将打开,制冷剂又能进入蒸发器,并且热虹吸管又开 始工作。
[0006] 已知阀可放置于管道中。为了按预期或几乎按预期进行工作,必须设计、精确制造 并测试非常复杂的阀。为了克服观察到的问题,并完善阀,本领域技术人员必须专注于设计 非常精密的阀。这种阀的设计可出现有关阀部件比如外壳和阀盖的细节。这种阀还可包括 外壳中的波纹管,并且需要注意波纹导管、波纹垫圈、波纹止动件和波纹填充管。
[0007] 此外,因为结构复杂,这种阀部件构建的阀非常昂贵。
[0008] 发明目的
[0009] 本发明的目的在于克服一个或多个这些问题。
发明内容
[0010] 本发明的一个目的可通过热虹吸块实现,该热虹吸块设置为使制冷剂在用流体连 通器装置相互连接的第一集管和第二集管之间循环,该流体连通器装置包括其间具有翅片 的多根MPE管,并且其中该第一集管可具有容置空间,该容置空间适用于容置液体制冷剂并 将液体制冷剂经由液体连通器分配至第二集管。
[0011] 由此获得可用于装配热虹吸系统的热虹吸块。该热虹吸块可为热虹吸系统的基本 部分,可以低成本进行安装和运行,因为该热虹吸块很简单,并且该热虹吸块可作为标准件 大规模生产。这种标准的热虹吸块将极大地减少并消除故障。
[0012] 该液体连通器可为管道,其允许液体制冷剂轻易地从第一集管流至第二集管。该 容置空间或该容置空间的一部分可设置为收集液体并使其漏至液体连通器。
[0013] 本发明的一个目的可通过热虹吸系统实现,该热虹吸系统包括公开的至少第一热 虹吸块。该第一热虹吸块可设置为蒸发器,该蒸发器在第一集管内具有连接至冷凝器的容 置空间。此热力学系统可在第一热虹吸块和冷凝器之间具有管道。第一热虹吸块可设置为 放置在建筑、房屋或柜子里面。在中间可具有能穿过分隔外面和里面的墙壁的管道。热虹吸 系统可设置为或具有装置用于设置系统,使得来自冷凝器的液体由于重力轻易地进入容置 空间,并由此获得液体连通。
[0014] 这种设置使得能够基于相同的无源元件或热虹吸块建立热传递。一个热虹吸块可 在墙的暖侧,另一虹吸块可在墙的冷侧,仅具有一根窄管穿过墙壁。
[0015] 在热虹吸系统的一实施方式中,冷凝器可为第二热虹吸块。第二热虹吸块可具有 安装的或卸除的液体连通器。
[0016] 在热虹吸系统的一实施方式中,冷凝器为第二热虹吸块。第一热虹吸块的容置空 间可经由管道连接至第二热虹吸块的容置空间。
[0017] 在热虹吸系统的一实施方式中,第一热虹吸块设置为安装在墙壁内,第二热虹吸 块设置为安装在墙外,管道设置为穿过墙壁。
[0018] 在一实施方式中,热虹吸块还可在容置空间中包括阀,其设置为控制制冷剂通过 分隔器向第一集管或来自第一集管的流动,其中阀根据容置空间中的压力,在关闭设定点 具有关闭特点,并且在打开设定点具有打开特点。
[0019] 阀的运行将单独并连同特定实施方式详细公开。公开的阀可为集成的或在热虹吸 块中类似地应用,热虹吸系统可由热虹吸块建立,这样其可更精确地工作,并具有根据设定 点的设计工作模式。
[0020] 在一实施方式中,容置空间可形成为波纹管外壳,第一集管管部分形成为波纹垫 圈。
[0021] 在一实施方式中,波纹管附接至第一集管部分,并可根据容置空间中的压力朝着 分隔器膨胀。
[0022] 在一实施方式中,阀集成在容置空间中。
[0023] 在一实施方式中,热虹吸块还可包括隔板,以便将热虹吸块安装为垂直热虹吸管, 其中第一集管作为液体集管,第二集管作为蒸汽集管,其中隔板分隔蒸发器和冷凝器的垂 直热虹吸管。
[0024] 在一实施方式中,热虹吸块还可包括隔板,以便将热虹吸块安装为水平热虹吸管, 其中第一集管作为液体集管,第二集管作为蒸汽集管,其中隔板分隔蒸发器和冷凝器的水 平热虹吸管,该蒸发器具有含蒸发段的第一集管和含蒸发段的第二集管,该冷凝器具有含 冷凝器段的第一集管和含冷凝器段的第二集管。
[0025] 在一实施方式中,至少一些翅片的宽度基本为MPE管的宽度的一半。
[0026] 在一实施方式中,一半宽度的翅片可根据为蒸发器或冷凝器的MPE管的区段,在 MPE管之间,沿MPE管的宽度以不同深度自由安装或调节。
[0027] 在一实施方式中,液体连通器为可拆卸的,并且该容置空间为可重新密封的。
[0028] 本发明的一个目的通过热虹吸块实现。热虹吸块设置为使制冷剂在用流体连通器 装置相互连接的第一集管和第二集管之间循环,该流体连通器装置包括多根MPE管。管之间 可具有翅片。第一集管具有容置空间,其适于容置液体制冷剂,并将液体制冷剂经由液体连 通器分配至第二集管。液体连通器可为管道,并设置在集管中,这样液体制冷剂将由于重力 进入液体连通。
[0029] 由此热虹吸系统的基本部分可以低成本安装和工作,因为其很简单,并且热虹吸 块可大量地生产。
[0030] 在一实施方式中,热虹吸块可在容置空间中包括阀。阀可设置为控制制冷剂通过 分隔器向第一集管或来自第一集管的流动,其中阀设置为根据容置空间中的压力,在关闭 设定点关闭,并在打开设定点打开。这可通过波纹管式阀实现。
[0031] 由此,热虹吸管可更精确地工作,并具有根据设定点的设计工作模式。阀可为波纹 管式阀。该阀可集成在容置空间中。在一实施方式中,阀外壳集成在容置空间中,并且波纹 管本身可选择性地进行安装。
[0032] 在热虹吸块的一实施方式中,液体连通器为可卸除的,并且容置空间为可重新密 封的。由此相同的热虹吸块可用于装配热虹吸系统,该热虹吸系统基于两个相同的热虹吸 块,并且仅在必要时安装液体连通器。
[0033] 本发明的一个目的可通过热虹吸系统实现,该热虹吸系统至少包括所公开的第一 热虹吸块。第一热虹吸块可设置为蒸发器,其第一集管中的容置空间连接至冷凝器。此热力 学系统可在第一热虹吸块和冷凝器之间具有管道。第一热虹吸块可设置为放置在建筑、房 屋或柜子内。冷凝器可设置为放置在外面。其间具有管道,其穿过分隔外面和里面的墙壁。 热虹吸系统可设置或具有装置用于设置系统,使得来自冷凝器的液体由于重力轻易地进入 容置空间并由此进入液体连通器。
[0034] 这种设置使得能够基于相同的无源元件或热虹吸块建立热传递。一个热虹吸块可 在墙壁的暖侧,另一热虹吸块可在墙壁的冷气,仅有窄管穿过墙壁。
[0035] 在热虹吸系统的一实施方式中,冷凝器可为第二热虹吸块。第二热虹吸块可具有 安装的或卸除的液体连通器。
[0036] 在热虹吸系统的一实施方式中,冷凝器为第二热虹吸块。第一热虹吸块的容置空 间可经由管道连接至第二热虹吸块的容置空间。
[0037] 在热虹吸系统的一实施方式中,第一热虹吸块设置为安装在墙内,第二热虹吸块 设置为安装在墙外,管道设置为穿过墙壁。
[0038] 在一实施方式中,热虹吸系统还可在第一热虹吸块和第二热虹吸块之间包括阀。
[0039] 本发明的一个目的通过热虹吸块实现,该热虹吸块设置为使制冷剂在用液体连通 器装置相互连接的第一集管和第二集管之间循环,该液体连通器装置包括多根其间具有翅 片的MPE管,其中热虹吸块为密封的,并含有制冷剂。
[0040] 这种热虹吸块可批量生产,并很容易根据安装进行修改。热虹吸块不需要外部电 源。
[0041] 需要注意热虹吸块为密封的,并预充入制冷剂。该密封可为永久的,如此热虹吸块 具有含制冷剂的内部空间,使得其能够在热虹吸块内传输热量。
[0042] 在一实施方式中,具有隔板。该隔板设置为将热虹吸块安装为垂直热虹吸系统,其 中第一集管为液体集管,第二集管为蒸汽集管,其中隔板分隔蒸发器和冷凝器的水平热虹 吸系统。由此热传递基本为垂直方向。
[0043] 在热虹吸块的一实施方式中,隔板设置为将热虹吸块安装为水平热虹吸系统,其 中第一集管为液体集管,第二集管为蒸汽集管,其中隔板分隔蒸发器和冷凝器的水平热虹 吸系统,该蒸发器具有含蒸发段的第一集管和含蒸发段的第二集管,该冷凝器具有含冷凝 器段的第一集管和含冷凝器段的第二集管。由此热传递基本为水平方向。
[0044] 本发明的一个目的可通过热虹吸管实现,该热虹吸管设置为使制冷剂与冷凝器和 蒸发器相互作用,该冷凝器和蒸发器通过用于引导气体制冷剂从蒸发器流向冷凝器的装置 相互连接。这种装置可为蒸汽集管。在较低的重力水平上,具有当热虹吸管如预期工作时用 于引导液体制冷剂流向蒸发器的装置。热虹吸管可包括阀,该阀设置为控制制冷剂从冷凝 器流向蒸发器,并根据热虹吸管中的压力,在关闭设定点关闭,在打开设定点打开。该阀可 包括波纹管,该波纹管设置为作用于控制制冷剂流动,并且或设置为打开和关闭通过该分 隔器的制冷剂流,该分隔器分隔冷凝器和蒸发器。波纹管可位于用于引导液体制冷剂流动 的装置的容置空间中,该容置空间容置来自冷凝器的制冷剂。这种装置可为液体集管。
[0045] 通过设置适于覆盖波纹管的容置空间,提供集成阀装置。这种集成阀比分别安装 的阀单元包括较少的阀部件。
[0046] 虽然仍然需要调节或定制化服务,来使阀在打开设定点打开,在关闭设定点关闭, 但是该已公开的构造包含较少可调节的部件和较少将随着压力和温度变化而改变的部件。
[0047] 此外,集成阀组件将更容易构建,因为必须相互附上或附接的元件较少。
[0048] 虽然公开了用于引导气体制冷剂从蒸发器流向冷凝器的装置可为蒸汽集管,用于 引导液体制冷剂流向蒸发器的装置可为液体集管,并且以上装置关于重力水平相对彼此放 置,这可理解为当为了工作而放置并如预期工作时如此设置。但是,对于结构元件等,可不 需要参考。
[0049] 本领域技术人员将理解公开的热虹吸管具有元件,比如冷凝器、蒸发器和制冷剂, 它们根据热虹吸管的预期工作而进行描述。同样的,蒸发器和冷凝器可为相似结构元件,但 是当热虹吸管装配用于工作时,它们具有明确特有的功能。
[0050] 在一实施方式中,热虹吸管可设置为使制冷剂与冷凝器和蒸发器相互作用。该相 互作用可通过用空气管道相互连接的冷凝器和蒸发器提供。一管道可设置为引导气体制冷 剂从蒸发器流向冷凝器。一管道可设置为液体管道,设置为引导液体制冷剂从冷凝器流向 蒸发器。这可理解为是热虹吸管如预期工作时。通常冷凝器将放置为其重力水平高于蒸发 器的重力水平,这样制冷剂将由于重力在液体管道中从冷凝器流向蒸发器。热虹吸管可包 括阀,其设置为控制制冷剂的流动,并在关闭设定点关闭,在打开设定点打开。阀可包括波 纹管,其作用于打开和关闭阀,其中波纹管位于集管的容置空间中,容置来自液体管道的制 冷剂,其中通过阀座将容置空间与分配空间分开,该分配空间分配用于蒸发的制冷剂。
[0051] 在一实施方式中,用于引导液体制冷剂流动的装置形成为液体集管,微通道热交 换器进入液体集管作为多孔挤出(MPEs)管。
[0052] 在一实施方式中,MPEs可建立为不进入容置空间,由此进一步确保容置空间中的 环境更可控,由此波纹管的膨胀与收缩更稳定精确,因此阀的打开和关闭更精确。
[0053] 在一实施方式中,容置空间形成为波纹管外壳,可为集管端部的集管部件形成为 波纹垫圈,波纹管附接至集管部件,并可根据热虹吸管中的压力向着分隔器膨胀。
[0054] 因此,集管的机构元件用于形成外壳,并因此通过形成热虹吸管的组成部分的阀, 制冷剂的热力学条件和/或大多数的热虹吸管与波纹管更紧密联系,由此确保如预期的一 致运行。
[0055] 在一实施方式中,阀集成在蒸发器的集管中。该集成可为不同水平的集成。在一实 施方式中,集成为阀的封装或装嵌。在一实施方式中,阀的集成采用相同材料,并且阀和集 管为整体结构。
[0056] 在一实施方式中,阀部件至少包括相互附接的波纹管、分离器和集管部件。这些阀 部件可由可铜焊的、可软焊的、可焊接的和/或可胶粘的材料制成。因此,提供了容易的部件 装配并确保其有效的热传递性能和相似的膨胀或收缩性能。
[0057] 由此,允许部件以一种容易的方式连接或装配。除了更容易制造,使用可铜焊的部 件还获得一种结构,该结构使得阀能够根据热虹吸管的热力学条件反应并作用,由此如预 期地一致运行。
[0058] 在一实施方式中,波纹管包括不凝性气体。该不凝性气体可设计为其在热虹吸管 预期工作的工作温度水平下是不可凝的。可使用具有不凝性气体的波纹管,并且该波纹管 将提供一种也将响应变化温度的高效部件。不凝性气体具有的压力可接近热虹吸管中工作 的制冷剂的沸点/压力。
[0059] 因此,唯一的问题是选择压力来限定在波纹管内使用的阀的工作温度。或者,可使 用制冷剂或多种制冷剂的混合物来代替气体或不凝性气体。通过使用气体混合物应该可以 以更精确的方式调节沸点,这样超过温度范围就会沸腾。内部压力和波纹管使得还可使用 弹簧,可为朝着波纹管的开口方向工作的弹簧,这样热虹吸管中的压力一减小,弹簧有助于 使阀打开,反之亦然。
[0060] 工作的制冷剂在波纹管外,其压力作用于波纹管上。当饱和的工作制冷剂的温度/ 压力高于波纹管内的不凝性气体时,阀打开。当热虹吸管内的饱和温度/压力降到低于波纹 管内的不凝性气体压力加上来自波纹管弹簧的力乘以面积,波纹管开始关闭。
[0061] 波纹管的工作范围可由波纹管和/或弹簧特性的压力差来限定。
[0062] 波纹管可具有弹簧特点。也应该可能使用双金属弹簧,该双金属弹簧独立于温度, 自动改变其长度。可通过双金属弹簧的一端固定阀门活塞,另一端可关于管子固定。
[0063] 在一实施方式中,冷凝器和蒸发器用气体管道和液体管道相互连接,该气体管道 设置为引导气体制冷剂从蒸发器流向冷凝器,该液体管道设置为引导液体制冷剂从冷凝器 流向蒸发器然后进入容置空间。
[0064] 在一实施方式中,热虹吸管设置为在如预期工作期间,冷凝器放置为其重力水平 高于蒸发器的重力水平,这样制冷剂由于重力将在液体管道中从冷凝器流向蒸发器,并流 至波纹管。
[0065] 在一实施方式中,蒸发器和冷凝器具有共同的用于引导气体制冷剂流动的装置, 用于引导气体制冷剂从蒸发器流向冷凝器;和共同的用于引导液体制冷剂从冷凝器流向蒸 发器的装置。
[0066] 共同的蒸汽集管可组成共同的用于引导气体制冷剂流动的装置的基本部分,该装 置用于引导气体制冷剂从蒸发器流向冷凝器。
[0067] 在一实施方式中,阀位于共同的用于引导液体制冷剂流动的装置的容置空间中, 该共同的装置可为共同的液体集管,其中分隔器分隔蒸发器段和冷凝器段的共同的用于引 导液体制冷剂流动的装置,可为共同的液体集管。
[0068] 本发明的一个目的通过热虹吸管的生产方法实现。热虹吸管可设置为使制冷剂与 冷凝器和蒸发器相互作用。通过可为蒸汽集管的,当热虹吸管如预期工作时用于引导气体 制冷剂从蒸发器流向冷凝器的装置,以及在较低重力水平上用于引导液体制冷剂流向蒸发 器的装置,该冷凝器和蒸发器相互连接。热虹吸管包括阀,该阀设置为控制制冷剂从冷凝器 流向蒸发器,并根据热虹吸管中的压力,在关闭设定点关闭,在打开设定点打开。该方法可 包括以下动作:
[0069] 提供阀部件,该阀部件包括波纹管,其中阀部件设置为附接至用于将液体制冷剂 引至蒸发器的装置,该装置可为液体集管。
[0070] 提供冷凝器部件,该冷凝器部件设置为装配成与蒸发器相互连接。
[0071] 提供蒸发器部件,该蒸发器部件设置为装配成与冷凝器相互连接,并且具有附接 于装配的蒸发器的容置空间中的阀部件。
[0072] 附接阀部件至至少一些蒸发器部件或者冷凝器上,以形成装配时蒸发器内部有集 成阀的蒸发器。
[0073] 装配热虹吸管,通过可为蒸汽集管的用于将气体制冷剂引至冷凝器的装置,以及 可为液体集管的用于将液体制冷剂引至冷凝器的装置,使蒸发器部件和冷凝器部件相互连 接。
[0074] 由此,这些动作形成具有波纹管的热虹吸管,该波纹管能够作用以打开和关闭阀, 波纹管将位于液体集管的容置空间中,该容置空间设置为当热虹吸管如预期工作时,容置 制冷剂。
[0075] 在一实施方式中,通过将阀部件铜焊至蒸发器部件以形成具有集成阀的蒸发器, 完成附接阀部件的动作。
[0076] 本领域的技术人员将理解铜焊为可互换使用的熔融、加热或类似的工序的一部 分。在一实施方式中,附接的动作包括烤或加热具有附接的阀部件的蒸发器部件的动作。
[0077] 在一实施方式中,提供冷凝器部件和提供蒸发器部件的动作包含提供部件以形成 蒸发器和冷凝器,该蒸发器和冷凝器具有共同的用于引导气体制冷剂流动的装置,其可为 共同的蒸汽集管,用于引导气体制冷剂从蒸发器流向冷凝器;并具有共同的用于引导液体 制冷流动的装置,其可为共同的液体集管,用于引导液体制冷剂从冷凝器流向蒸发器。
[0078] 在单个集管或共同的集管的实施方式中,阀部件可集成至集管中,作为建立集管 的工序或动作的一部分。同样地,建立蒸发器和/或冷凝器的动作可包括建立具有阀的集管 的子动作。
[0079] 因此,制造热虹吸管的工序甚至更简单。
[0080] 在一实施方式中,附接动作包含在共同的用于引导液体制冷剂流动的装置可为共 同的液体集管的容置空间中附接阀部件的动作,其分隔蒸发器段和冷凝器段的共同的用于 引导液体制冷剂流动的装置,可为共同的液体集管。
[0081] 本发明的一个目的通过热虹吸管实现,该热虹吸管包括含有气态和液态流体的蒸 发器段和冷凝器段。该蒸发器段包括MPE管,用于引导MPE管的微通道中的气态流体,还包括 从MPE管的至少一表面突出的扣合翅片(zipper fin)。该冷凝器段包括MPE管,用于引导MPE 管的微通道中的液态流体,还包括从冷凝器段的MPE管的至少一表面突出的扣合翅片。
[0082] 本发明还涉及一种根据本发明的热虹吸管调节环境介质温度的方法,其中热空气 供至蒸发器段,冷空气供至冷凝器段。
[0083] 本发明还涉及热虹吸管和方法的应用。
[0084] 热虹吸管的原理包括撤去密封外壳,然后在热虹吸管的蒸发器段中充入适合的带 热量的流体,蒸发,然后在热虹吸管的冷凝器段中冷凝,由此散热。冷凝的液体回到蒸发器 段。通过此蒸发和冷凝步骤的热传导远大于例如金属的热传导,因此热虹吸管的原理适用 于热交换和冷却。
[0085] 在热虹吸管中的流体可由单一化学种类组成,或由多种化学种类的混合物组成, 例如为共沸混合物或接近共沸混合物。
[0086] 热虹吸管的内部结构包括内部的闭合循环,其使得能够进行上述的两相循环。因 为热虹吸管为密封闭合两相系统,内部密封外壳中仅出现纯液体和气体,只要热虹吸管的 工作条件介于流体的三相点和其临界点之间,流体将保持饱和。
[0087] 最初开发用于汽车工业,基于热虹吸管原理的传统热交换器实现了电子器件冷却 的广泛商业流通。该原理具有毫无疑问的优势,即无需可移动的部件而可运行循环。
[0088] 这类热交换器用数根平行布置的扁管的交换器段构建,具有其中有流体流动的导 管,并配备有百叶窗式的波纹翅片(扣合翅片),用于与周围环境进行热交换。所有扁管连接 至多个被称为集管的空心管道。整个构造通常由铝制成,并且可以单独工序在传送炉中焊 接。传统的热交换器通常由两个(或更多)这种交换器段组成,至少一段作为蒸发器段运行, 并且至少一段作为冷凝器段运行,其中两段或多段通过至少一气体导管、一液体导管和所 述集管连接。
[0089] 现有技术具有许多缺点:热力学上地,通过各种管道连接而相互连接的单独的蒸 发器段和冷凝器段的设计,使部分热交换器关于热吸收以及散热不能充分有效利用。特别 地,冷却热点因此具有相当大的风险,即热交换器的分段结构意味着不适当的低效冷却,例 如,因为容置了最多的热通量因此最需要冷却的热交换器的部件却冷却不良。
[0090] 关于构建或设计,现有技术还具有缺点:数个集管要通过连接管道相互连接,以便 使液体和气体能够在热交换器中流动。这些通常为长并弯曲的连接管道至少在两个方面降 低了冷却能力:连接管道增加了热交换器的体积但并没有提高冷却能力,该能力由于限制 了热交换器周围的气流而进一步降低。
[0091] 此外,增加的内部体积增加了对热交换器中流体量的需求,导致有关成本和环境 的缺点。
[0092] 因此本发明的目的在于提供一种系统,其没有上述缺点,或至少将提供现有技术 的有效替换。
[0093] 这通过在介绍中表明的这类热虹吸管来实现,其中该热虹吸管也包括第一集管和 第二集管,其中蒸发器段的MPE管连接至第一集管,这样第一集管和微通道彼此液体连通, 其中冷凝器段的MPE管连接至第二集管,这样第二集管和属于冷凝器段的MPE管中的微通道 彼此气体联通。通过蒸发器段MPE管和冷凝器段MPE管的微通道,第一集管和第二集管彼此 直接流体连通。
[0094] 由此提供了一种闭合循环,而不需要使用连接管道,其中集管的数目进一步减少 为仅需要两根集管。集管为传统的集管,即具有引导流体的内部空间的管道。液体以及气体 部分地在循环中的相同管道一一MPE管和/或集管中传导,因为两种介质彼此相关,以致液 体自身将位于管的一端,而气体则在另一端,由此两种介质之间将不会发生任何交换。
[0095] 由此热虹吸管可设计为其包括与现有技术热虹吸管相反的单独表面,现有技术的 热虹吸管包括至少两个单独的段,其通过各种连接管道连接至其他部分的集管。本发明因 此实现一种紧凑型热虹吸管,其相对于现有技术占据非常小的空间。两段可自由选择并排 放置,即成为平面部件,或彼此重叠设置,此处构建的是平面部件。在此连接中,平面部件指 的是热虹吸管是装配的紧凑结构,其中两段并非彼此分开,而是显示为矩形平面,在两段之 间没有空气间隙,因此不需要连接管道。
[0096] 通过这个设计,根据本发明的热交换器/热虹吸管由此消除了对上述连接管道系 统的需求,因此,体积减小,对流体的需求减小。由此实现更高的特定冷却能力和减少的环 境压力。热交换器/热虹吸管可设计为具有可选择的高度和宽度,并具有用于循环的内部几 何结构。
[0097] 该几何结构由此包括蒸发器段,在其中流体吸收热时蒸发。流体来自第一集管,在 其中该流体为液态,上升至MPE管的微通道中,在其中流体变为气体,然后升至冷凝器段,在 其中气体冷凝。气体通过第二集管引向MPE管,在其中气体冷凝,属于冷凝器段的MPE管微通 道作用为下落通道。流体在重力的作用下返回至较低蒸发器段的第一集管。经由从蒸发器 段以及冷凝器段的微通道在两个集管之间的直接流体连接指的是没有插入连接管道,以确 保闭合循环。
[0098] 热传导通过金属热传导发生。与外界环境的热交换可由此通过传导、对流、辐射或 其组合而发生。
[0099] 在根据本发明的热交换器/热虹吸管中的流体优选为烃类、氟化烃、水、氨、酒精或 丙酮或其共沸混合物或近似共沸混合物。
[0100] 热虹吸管可由铝基材料制成,该材料便宜并易于加工。有利地,热虹吸管可由Al-Si镀层材料制成,其很便宜并且易于加工,或通过银焊剂(silflux)或复合合金焊剂技术制 备。
[0101] 在根据权利要求2的另一适当的实施方式中,在位于冷凝器段中的扣合翅片和位 于蒸发器段中的扣合翅片之间,设置有不具有扣合翅片仅包括MPE管的区域。由此可将隔板 放置在涉及的区域,而不干扰翅片。
[0102] 在根据权利要求3的另一适当的实施方式中,蒸发器段的MPE管与冷凝器段的MPE 管直接流体连通,由此热虹吸管的冷凝器段置于蒸发器段上方。由此实现一种简单的结构, 其中MPE管在两段之间连续设置。这使得能很容易地生产热虹吸管。
[0103] 在根据权利要求4的另一适当的实施方式中,蒸发器段的扣合翅片和冷凝器段的 扣合翅片的宽度与MPE管的宽度基本相同。在此连接中,宽度是指MPE管的外表面的宽度,其 垂直于MPE管的微通道测量。在此实现一种热虹吸管,由此可将通风设备可选择地放置在蒸 发器段中的热虹吸管的一侧上。冷凝段中的通风设备可置于热虹吸管的相对侧。
[0104] 在根据权利要求5的另一适当的实施方式中,蒸发器段的扣合翅片和冷凝器段的 扣合翅片的宽度基本为MPE管的宽度的一半,并且冷凝器段的扣合翅片相对蒸发器段的扣 合翅片,以垂直于MPE管的微通道方向偏移。由此实现一种设计,其中从蒸发器段中的扣合 翅片到其中液体蒸发并上升至冷凝器段的MPE管部分,具有直接的连通,但是在蒸发器段的 扣合翅片和其中冷凝液体向下流的MPE管部分之间,没有直接连通。相应地,实现从冷凝器 段中扣合翅片到其中冷凝液体流下的MPE管部分的直接连通,但是在冷凝器段的扣合翅片 和其中气体上升的MPE管部分之间没有直接的连通。
[0105] 在根据权利要求6的另一适当的实施方式中,热虹吸管的外周为盒状体,其宽度基 本对应于第一集管或第二集管的长度,其高度基本对应于第一集管和第二集管的外侧之间 测量的距离,其厚度基本对应于第一集管或第二集管的直径。通过此设计实现了紧凑单元。 第一集管和第二集管的外侧指的是位于各个集管上的最远离于相对集管的表面。
[0106] 在根据权利要求7的另一适当的实施方式中,热虹吸管在冷凝器段以及蒸发器段 包括多根MPE管,并且热虹吸管在宽度上的每一侧通过板件终止,该板件靠着最外侧放置的 扣合翅片结束。扣合翅片设置在MPE管之间,并焊至/焊接至或通过其它热传导方式固定至 MPE管的外侧。但是,如所述,最外面的扣合翅片将固定至端板的一长侧面,这样热虹吸块显 得紧凑。两段中MPE管的数目可根据热虹吸管的应用相同或不同。当冷凝器段和蒸发器段彼 此叠放时,MPE管的数目相同。
[0107] 在根据权利要求8的另一适当的实施方式中,热虹吸管包括IP板,其中IP板位于冷 凝器段的扣合翅片和蒸发器段的扣合翅片之间的区域。该板可安装为使板的表面分布垂直 于MPE管的微通道的纵向,这是当蒸发器段直接位于冷凝器段下方时的情况。如果冷凝器段 置于蒸发器段旁边,分布板将也置于两段之间,但是表面分布平行于MPE管的微通道的纵 向。
[0108] 本发明还涉及在介绍中所述的方法,其中来自第一集管的液体在蒸发段中加热, 在属于蒸发器段的MPE管中上升,并以气态到达第二集管,其中气体在热虹吸管的冷凝器段 中,优选从气体进入的一侧冷凝成液体,然后由此通过属于冷凝器段的MPE管从离开第二集 管的区域落下进入第一集管。
[0109] 本发明还涉及如上所述的热虹吸管以及如上所述的方法用于房屋中的热循环和 冷却优选冷却电子元件的应用。
[0110] 在另一适当的实施方式中,所有的MPE管引导气态以及液态的流体。
[0111] 在另一适当的实施方式中,热虹吸块由导热的金属优选为铝合金制成。
[0112] 在另一适当的实施方式中,蒸发器段以及冷凝器段中的扣合翅片设置为具有百叶 窗翅片。
[0113] 在另一适当的实施方式中,在冷凝器段中的MPE管作用为冷凝流体/正冷凝流体的 下落通道。
附图说明
[0114] 本发明的实施方式将描述于附图中,其中:
[0115] 本发明参照附图仅通过实施例进行描述,其中:
[0116] 图1示出了热虹吸管,其具有的冷凝器在重力水平上高于蒸发器;
[0117] 图2示出了热虹吸管,其具有的阀放置于冷凝器和蒸发器之间相互连接的管道中;
[0118] 图3示出了热虹吸管,其中阀位于液体集管的容置空间中;以及容置空间的特写;
[0119] 图4示出了A)阀是关闭的以及B)阀是打开的;
[0120] 图5示出了热虹吸管,其具有共同的用于引导液体制冷剂流动的装置,此处为共同 的液体集管,用于引导液体制冷剂从冷凝器流向蒸发器,蒸发器和冷凝器具有共同的用于 引导气体制冷剂流动的装置,此处为共同的蒸汽集管;
[0121] 图6示出了热虹吸管,其具有共同的液体集管,该液体集管在容置空间中具有阀;
[0122] 图7示出了生产具有集成阀的热虹吸管的动作;
[0123] 图8图示了根据本发明的热虹吸管的第一实施方式;
[0124] 图9图示了根据本发明的热虹吸管的第二实施方式;
[0125] 图10图示了放置在遮盖物内的图1或图2中的热虹吸管;
[0126] 图11图示了用于根据本发明的热虹吸管的扣合翅片,其包括百叶窗翅片;
[0127] 图12图示了根据本发明的热虹吸管的第三实施方式;
[0128] 图13图示了图12的实施方式的延续,其具有阀;
[0129] 图14示出了热虹吸块;
[0130] 图15示出了分离式热虹吸系统,其包括为蒸发器的热虹吸块和为冷凝器的热虹吸 块;
[0131] 图16示出了另一分离式热虹吸系统结构;
[0132]图17不出了具有阀的分尚式热虹吸系统;
[0133] 图18示出了分离式热虹吸系统,其在为蒸发器的热虹吸块和为冷凝器的热虹吸块 之间的管道中具有阀;并且
[0134] 图19示出了热虹吸块和垂直安装与水平安装。
[0135] 发明的详细说明
Figure CN107003072AD00151
Figure CN107003072AD00161
[0138] 图1示出了热虹吸管10,其设置为使制冷剂12在冷凝器20和蒸发器30之间循环。制 冷剂12在具有翅片的MPE14管内循环并分布,尽可能地覆盖更大的面积,以便在制冷剂12和 环境之间有效地转换热能。
[0139] 冷凝器20由冷凝部件21组成。具有用于将气体制冷剂引至冷凝器20的装置。那些 装置22可包括蒸汽集管24。蒸发器30由蒸发器部件31组成。具有用于将液体制冷剂引至蒸 发器32的装置。那些装置32可包括液体集管34。
[0140] 在所示的热虹吸管10的实施方式中,冷凝器20在重力水平上高于蒸发器30、以及 用于将气体制冷剂引至冷凝器的装置22,该装置22具有蒸汽集管24,该蒸汽集管24供有经 由气体管道70来自蒸发器30的气体制冷剂12。在返回侧,蒸发器30在重力水平上低于冷凝 器20、以及用于将液体制冷剂引至蒸发器的装置32,该装置32具有液体集管34,该液体集管 34供有经由液体管道72来自冷凝器20的液体制冷剂12。
[0M1]作为图1的延续,图2示出了相似的热虹吸管10的结构,其中液体管道72中插有阀 50 〇
[0142] 阀50包括阀部件51,并且其设置为在关闭设定点53关闭52,并在打开设定点55打 开54〇
[0143] 阀50的打开54和关闭52可根据热虹吸管10中的压力进行。本领据的技术人员将能 够处理不同制冷剂12的温度和压力。
[0144] 图3示出了热虹吸管10,其具有冷凝器20和蒸发器30,并设置有连接冷凝器20和蒸 发器30的液体管道72。用于将液体制冷剂引至蒸发器的装置32包括液体集管34,其设置有 容置空间40,用于容置来自液体管道72的液体制冷剂12。
[0145] 容置空间40包括分隔器63,其分隔冷凝器20和蒸发器30的至少基本部分。
[0146] 容置空间40设置有或设置为阀50。在此实施方式中,阀50功能为具有分隔器62的 容置空间40的主要部分,该分隔器62设置有孔洞或通道,该孔洞或通道从容置空间40到液 体集管34,或通常到用于将液体制冷剂引至蒸发器的装置32。
[0147] 阀50设置有波纹管60,并且容置空间40设置为围绕波纹管60的波纹管外壳65。相 对分隔器62具有阀部件51,该阀部件51具有标准波纹阀中的波纹垫圈的功能。在此实施方 式中,该波纹垫圈66为集管。波纹管60附接67至波纹垫圈66。
[0148] 进一步示出了 MPE14进入蒸发器30的液体集管34,并延伸至冷凝器20以及翅片16。
[0149] 图4示出了阀50设置为A)关闭52分隔器62的开口,然后B)由于波纹管60根据热虹 吸管10或容置空间40内的压力膨胀或收缩,打开54分隔器的开口。
[0150] 波纹管60可包括或包含不凝性气体,其设计为有助于在给定关闭设定点53和打开 设定点55打开54和关闭52。
[0151] 图5示出了根据本发明的热虹吸管10的另一结构。具有冷凝器20和蒸发器30,并设 置为通过将气体制冷剂引至冷凝器的装置22,此处设置为蒸汽集管24,并通过将液体制冷 剂引至蒸发器的装置32,此处设置为液体集管34,循环制冷剂12。一些组件可以从原来的图 上识别。
[0152] 蒸发器20和冷凝器30共享共同的液体集管34,其具有液体集管的蒸发器段80和液 体集管的冷凝器段82。
[0153] 在此实施方式中,蒸发器20和冷凝器30共享共同的蒸汽集管24,其具有蒸汽集管 的蒸发器段84和蒸汽集管的冷凝器段86。
[0154] 在液体集管34的蒸发器段80中设有具有阀50的容置空间40。
[0155] 图6示出了图5中热虹吸管的截面图,其中图6A示出了阀50关闭52,图6B示出了阀 50打开54。
[0156] 容置空间40适于为波纹管外壳65,其中波纹管60附接至波纹垫圈66,并设置为向 分隔器62膨胀,该分隔器62形成为分隔蒸发器段80和冷凝器段82的液体集管34。
[0157] 具有不凝性气体的波纹管60将根据液体集管中的压力膨胀和收缩,并向着分隔器 62膨胀,以关闭蒸发器段80和冷凝器段82之间的连接。
[0158] 在此结构中,具有充气管道,其从热虹吸管10的外部沿着液体集管伸进波纹管60。
[0159] 该充气管道可设置为调节波纹管内部气体的设计或组成,以便改变或调整阀50的 打开和关闭。充气管道还可设置为调节阀内的压力,由此使得能够调节或调整阀的打开和 关闭。可通过螺丝进行机械调节。
[0160] 图7示出了之前图1-图6公开的热虹吸管的生产方法100。
[0161] 该方法100包括将在下文中公开的动作,并且本领域技术人员将知晓能以不同的 顺序完成该动作。
[0162] 一个动作为提供阀部件110。该阀部件51可含有或包括波纹管60,并且该阀部件51 设置为附接至用于将液体制冷剂引至蒸发器的装置34,该装置可为液体集管34。
[0163] 一个动作为提供冷凝器部件120,该冷凝器部件21设置为装配成与蒸发器30相互 连接。
[0164] 一个动作为提供蒸发器部件130,该蒸发器部件31设置为装配成与冷凝器20相互 连接,并且具有附接于装配的蒸发器20的容置空间40中的阀部件51。
[0165] —个动作为将阀部件50附接至至少蒸发器部件31或冷凝器140,以便形成在装配 时蒸发器50内具有集成阀50的蒸发器。
[0166] —个动作为装配热虹吸管150,通过可为蒸汽集管24的用于将气态制冷剂引至冷 凝器的装置22,以及可为液体集管34的用于将液体制冷剂引至冷凝器的装置32,使蒸发器 部件31和冷凝器部件21相互连接。
[0167] 这种动作将形成具有波纹管60的热虹吸管10,该波纹管60能够作用以打开54和关 闭52阀50。波纹管60将位于液体集管34的容置空间40中,该容置空间40设置为当热虹吸管 10如预期工作时,容置制冷剂12。
[0168] 图8至图13展示了实施方式,其具有在之前表格中列举的部件,以及等价或等同于 之前附图,用等价或等同的术语但不同的标号描绘的部件。为了保持相同的数字,但以示区 分,图8至图13中的术语以X开头。
Figure CN107003072AD00181
Figure CN107003072AD00191
[0171] 图8和图9分别示出了根据本发明的热虹吸管的第一实施例实施方式和第二实施 例实施方式,其将结合这两幅图进行说明。
[0172] 热虹吸管Xl包括上部分,其为冷凝器段X3,和下部分,其为蒸发器段X2。蒸发器段 X2包括第一集管X12,该第一集管X12为中空管,其中具有充入口 X8用于将流体X4供应至热 虹吸管。填充开口X8可在其它点,比如在属于冷凝器段X3的第二集管X13上。第一集管X12具 有与MPE管X5的连通/流体连接,该MPE管X5从第一集管X12垂直延伸,并垂直伸至后者的纵 轴。MPE管X5为多孔挤压(MPE)管的缩写,也被称为“微通道管”。它们通过具有的超大内部表 面积提供高效的热传递,因此对于热虹吸管十分理想。
[0173] 扣合翅片X7在MPE管之间固定至相邻MPE管X5的外壁。
[0174] 图10图示了扣合翅片X7、X11的透视图,该扣合翅片X7、X11为以波纹模式排布的金 属薄片,在该技术领域中是公知的术语。每个薄片配备有百叶窗翅片X16,其原则上为从扣 合翅片的一个薄片表面突出的薄片,并且在扣合翅片上具有开口,其中百叶窗翅片指引气 流向下通过开口。百叶窗翅片也是该技术领域中公知的技术术语。
[0175] 还参照图8和图9,最外侧放置的扣合翅片X7、X11在它们的侧面覆盖有板X17,其一 侧移除,用于显示扣合翅片X7、X11的几何结构。
[0176] 冷凝器段X3与蒸发器段的构建方式相同,因此其包括MPE管X9,该MPE管X9为蒸发 器段X2中具有的MPE管X5的连续部分。该MPE管在第二集管Xl 3中打开。
[0177] 图8和图9之间的区别为扣合翅片的尺寸。在图8中,扣合翅片X7、X11的宽度基本等 同于MPE管X9的宽度,并且在冷凝器段X3和蒸发器段X2的扣合翅片X7、X11几何结构相同,并 相对于MPE管X5、X9以相同方式放置。为了使热虹吸管Xl能工作,供至蒸发器段X2的热空气 可可选择地供至扣合翅片的一侧,冷空气可供至冷凝器段X3,与热空气来的一侧相对。
[0178] 在图9中,在两段中的扣合翅片X7、X11基本为MPE管X5、X9的宽度的一半,并且它们 相互偏移设置,这样蒸发器段X2的扣合翅片X7可放置为它们的外端边缘与MPE管的一端部 边缘X18齐平。冷凝器段X3中的扣合翅片Xll放置为它们的外端边缘与MPE管的另一端部边 缘X19齐平。如果这样,由箭头X20所示的热空气将供至蒸发器段X2,并供至扣合翅片与MPE 管的端部边缘X18齐平的表面,由箭头X21示出的冷空气供至冷凝器段3,并供至热虹吸管Xl 的相反表面。在热虹吸管内部的流体移动由箭头X23示出。在冷凝器段X3和蒸发器段X2的扣 合翅片之间,有不具有任何扣合翅片的区域X14。如图10所示,此处可插入IP板X15。这是分 隔两段的隔板。
[0179] 因此,通过供至蒸发器段X2的热空气,热虹吸管Xl工作。蒸发器段X2中的液体将由 此加热并转换为气体,从热虹吸管的蒸发器段2的下部上升至靠着加热外表面的微通道部 分中的MPE管X5。因此,在图9所示的实施方式中,热空气供至合适侧是十分重要的。气体到 达第二集管X13,并在MPE管X9中冷却并转换成液体。液体在重力的作用下,在气体上升的微 通道部分的相反侧通过MPE管X5、X9落下。液体在第一集管X12中收集,开启新循环。
[0180] 如上所述,图10图示了具有遮盖物X22的图8或图9所示的热虹吸管XI。该热虹吸管 Xl可适当地附加通风设备,其设置在蒸发器段X2中的位置X24处和冷凝器段X3中的位置X25 处,并因此设置在热虹吸管的每个侧面。
[0181] 图12图示了根据本发明的热虹吸管Xl的第三实施方式,其中两段,冷凝器段X3和 蒸发器段X2,并排布置。由此第一集管Xl 2与冷凝器段X3以及蒸发器段X2中的MPE管X5、X9管 连通,并且第二集管X13与冷凝器段X3以及蒸发器段X2的MPE管X5、X9连通。这与两个前例相 反,前例中第一集管X12与属于蒸发器段X2的MPE管X5液体连通,并且第二集管X13与属于冷 凝器段X3的MPE管X9连通。图X5中图示的热虹吸管Xl的运行原理与前述实施例相同,其中热 供至蒸发器段X2,冷供至冷凝器段X3。液体在蒸发器段中的MPE管中上升,从第一集管Xl 2到 第二集管X13,并且在至第二集管X13的途中转换成气体,气体从此处向着第二集管X13中的 冷区域行进。气体在冷凝器段X3冷凝,并在重力作用下落下通过属于冷凝器段X3的MPE管, 并落入第一集管X12中。
[0182] 附图中剩余的标号表示如上文指明的相同技术部件。
[0183] 图13延续图示了图12的另一实施方式,其中具有在第一集管X12的一端的充入口 X8和阀门50。该阀示出为关闭52和打开54。阀50为波纹管60式的阀,具有安装在波纹垫圈66 上的波纹管60,并朝向分隔器62工作。波纹垫圈66可为集管的整体部分,并且分隔器可为集 管的整体部分。
[0184] 图14A图示了热虹吸块1,其设置为使制冷剂在用流体连通器装置4相互连接的第 一集管31和第二集管311之间循环,该流体连通器装置4包括其间具有翅片16的多根MPE管 14。该热虹吸块1在第一集管31具有容置空间40,并在容置空间40和第二集管311之间具有 连通器5。
[0185] 图14B图示了热虹吸块1的横截面,仅示出了MPE管14。容置空间40为第一集管31的 延长部分。可看出液体连通器5在容置空间40进入第一集管31,以便液态的制冷剂能够经过 连通器5或管道直接流进第二集管311。
[0186]图15不出了包括热虹吸块1的分尚式热虹吸系统10,该热虹吸块1为蒸发器30和冷 凝器20。冷凝器20可为热虹吸块20,其在此实施方式中所示为不具有液体连通器5。
[0187] 图15还示出了安装在房屋中的热虹吸系统10,第一热虹吸块II为蒸发器30,第二 热虹吸块III为冷凝器20。此系统仅需要在墙上有相当小的洞。
[0188] 图16示出了分离式热虹吸系统10的另一结构,其具有附加的管道9。如图所示管道 9可为弯曲的,使得第一热虹吸管II和第二热虹吸管III朝墙,离墙占据较小空间。在此实施 方式中,蒸发器30为第一热虹吸块II,第一集管31经由管道9连接至第二热虹吸管III的第 二集管3II,该第二热虹吸块III形成冷凝器20。
[0189] 图17示出图3的分离式热虹吸系统10的延续,其具有阀。该阀50可安装在第一热虹 吸块的容置空间40中,该第一热虹吸块为蒸发器。阀50可为波纹管式的阀50,其设置为根据 容置空间40中的温度/压强而工作。
[0190] 图18示出图3和图4的分离式热虹吸系统的延续,其在第一热虹吸块II和第二热虹 吸块III之间的管道9中具有阀50,该第一热虹吸块II为蒸发器30,该第二热虹吸块III为冷 凝器20。此处阀50设置为根据管道9中的压力/温度而工作。具有阀50的管道9可与容置空间 40具有共用体积。
[0191] 图19A图示了热虹吸块1,其设置为使制冷剂12在用流体连通器装置4相互连接的 第一集管31和第二集管311之间循环,该流体连通器装置4包括其间具有翅片16的多根MPE 管,其中热虹吸块1为密封的,并含有制冷剂12。
[0192] 图19B图示了热虹吸块1,其具有在第一集管31和第二集管311之间安装的隔板8, 并基本为平行的。所示的实施方式为垂直热虹吸系统10A,其中热传递基本为垂直方向。
[0193] 图19C图示了热虹吸块1,其具有安装为分隔第一集管31和第二集管311的隔板8, 并基本与连通器装置4中的MPE管平行。所示的实施方式为水平热虹吸系统10B,其中热传递 基本为水平方向。
[0194] 本发明的特定具体方面可根据下列事项进行表达。
[0195] 事项1:热虹吸管Xl,包括含有气态和液态流体X4的蒸发器段X2和冷凝器段X3,蒸 发器段X2包括用于引导MPE管X5的微通道内的气态流体X4的MPE管X5、以及从MPE管X5的至 少一个表面突起的扣合翅片X7,冷凝器段X3包括用于引导MPE管X9的微通道内的液态流体 X4的MPE管X9、以及从冷凝器段X3的MPE管X9的至少一个表面突起的扣合翅片XII。其特点在 于热虹吸管Xl包括第一集管X12和第二集管X13,并且蒸发器段X2的MPE管X5连接至第一集 管Xl 2,这样使得第一集管Xl 2和微通道相互液体连通,冷凝器段X3的MPE管X9连接至第二集 管Xl 3,这样使得第二集管Xl 3和属于冷凝器段X3的MPE管X9中的微通道相互气体连通,通过 蒸发器段X2的MPE管X5和冷凝器段X3的MPE管X9的微通道,该第一集管X12和第二集管X13直 接相互流体连通。
[0196] 事项2:根据事项1的热虹吸管,其特点为在位于冷凝器段X3内的扣合翅片Xll和位 于蒸发器段2X内的扣合翅片X7之间,具有区域X14,其不具有任何扣合翅片X7、X11,仅包括 MPE管X5、X9。
[0197] 事项3:根据事项1和事项2的热虹吸管XI,其特点为蒸发器段X2的MPE管X5与冷凝 器段X3的MPE管X9直接流体连通,由此热虹吸管的冷凝器段3布置为高于蒸发器段X2。
[0198] 事项4:根据任一前述事项的热虹吸管XI,其特点为蒸发器段X2的扣合翅片X7和冷 凝器段X3的扣合翅片Xll的宽度与MPE管X5、X9的宽度基本相同。
[0199] 事项5:根据事项1、事项2或事项3的热虹吸管XI,其特点为蒸发器段X2的扣合翅片 X7和冷凝器段X3的扣合翅片Xl 1的宽度基本为MPE管X5、X9的宽度的一半,并且冷凝器段X3 的扣合翅片Xl 1相对蒸发器段X2的扣合翅片X7,以垂直于MPE管X5、X9的微通道方向偏移。
[0200] 事项6:根据任一前述事项的热虹吸管XI,其特点为热虹吸管Xl的外周为盒状体, 其宽度基本对应于第一集管X12或第二集管X13的长度,其高度基本对应于第一集管X12和 第二集管X13的外侧之间测量的距离,其厚度基本对应于第一集管X12或第二集管X13的直 径。
[0201] 事项7:根据任一前述事项的热虹吸管XI,其特点为冷凝器段X3和蒸发器段X2内包 括多根MPE管X5、X9,并且热虹吸管Xl在宽度上的每一侧通过板件X17终止,该板件17靠着最 外侧放置的扣合翅片X7、X11结束。
[0202] 事项8:根据任一前述事项的热虹吸管XI,其特点为包括IP板X15,该IP板X15位于 冷凝器段X3和蒸发器段X2的扣合翅片X7、X11之间的区域。
[0203] 事项9:通过根据任一前述事项的热虹吸管XI,用于调节环境介质的温度的方法, 其中热空气供至蒸发器段X2,冷空气供至冷凝器段X3,其特点为来自第一集管X12的流体在 蒸发器段X2中加热,在属于蒸发器段X2的MPE管X5中上升,并以气态到达第二集管Xl 3,然后 该气体在热虹吸管的冷凝器段X3中,优选从气体进入的一侧,冷凝成液体,由此从离开第二 集管Xl 3的区域,经由属于冷凝器段X3的MPE管X9,落至第一集管Xl 2中。
[0204] 事项10:根据事项1至8中任一项的热虹吸管Xl以及根据事项9的方法,用于在房屋 中循环热量以及冷却优选冷却电子元件的应用。
[0205] 事项11:热虹吸管或热虹吸系统10,设置为使制冷剂12与冷凝器20与蒸发器30相 互作用,通过当热虹吸管10如预期工作时用于引导气体制冷剂流从蒸发器流向冷凝器20的 装置22,以及在较低重力水平用于引导液体制冷剂流向蒸发器的装置32比如液体集管34, 该冷凝器20与蒸发器30相互连接;其中该热虹吸管10包括阀50,该阀50设置为控制制冷剂 从冷凝器20向蒸发器30的流动,并根据热虹吸管10中的压力,在关闭设定点53关闭52,在打 开设定点55打开54;其中阀55包括波纹管60,该波纹管60设置为作用于打开54和关闭52分 隔器62,该分隔器62分隔冷凝器20和蒸发器30,其中波纹管60位于用于引导液体制冷剂流 动的装置32比如液体集管34的容置空间40中,设置为容置来自冷凝器20的制冷剂12。
[0206] 事项12:根据事项11的热虹吸管10,其中用于引导液体制冷剂12流动的装置形成 为液体集管34,微通道热交换器进入该液体集管34作为多孔挤出(MPEs)管。
[0207] 事项13:根据事项11或12的热虹吸管10,其中容置空间40形成为波纹管外壳65,集 管部件66形成为波纹垫圈,并且波纹管60附接至集管部件66,并可根据热虹吸管10中的压 力朝着分隔器62膨胀。
[0208] 事项14:根据事项11或12的热虹吸管10,其中阀50集成在蒸发器30的集管34中。
[0209] 事项15:根据事项11至15中任一项的热虹吸管10,其中阀部件至少包括波纹管60、 分隔器62和集管部件66,每个都相互附接,并由可铜焊的,可软焊的,可焊的,以及/或可粘 的材料制成。
[0210] 事项16:根据事项11至16中任一项的热虹吸管10,其中波纹管60包括不凝性气体。
[0211] 事项17:根据事项11至16中任一项的热虹吸管10,其中冷凝器20和蒸发器30用气 体管道70和液体管道72相互连接,该气体管道70设置为引导气体制冷剂从蒸发器30流向冷 凝器20,该液体管道72设置为将液体制冷剂从冷凝器20引向蒸发器30,并进入容置空间40 中。
[0212] 事项18:根据事项17的热虹吸管10,设置为,在按预期工作期间,冷凝器20放置为 其重力水平高于蒸发器30的重力水平,这样制冷剂将由于重力在液体管道72中从冷凝器20 流向蒸发器30,并流至波纹管60。
[0213] 事项19:根据事项11至16中任一项的热虹吸管10,其中蒸发器和冷凝器具有共同 的用于引导液体制冷剂流动的装置32,该装置32用于引导液体制冷剂从冷凝器20流向蒸发 器30;或/并且具有共同的用于引导气体制冷剂流动的装置22,该装置22用于引导气体制冷 剂从蒸发器30流向冷凝器20。
[0214] 事项20:根据事项19的热虹吸管10,其中阀50位于共同的用于引导液体制冷剂流 动的装置32的容置空间40中,其中分隔器62分隔蒸发器段80和冷凝器段82的共同的用于引 导液体制冷剂32流动的装置。
[0215] 事项21:热虹吸管10的生产方法100,该热虹吸管10设置为使制冷剂12与冷凝器和 蒸发器30相互作用,通过当热虹吸管10如预期工作时用于引导气体制冷剂从蒸发器流向冷 凝器20的装置22,以及在较低重力水平上用于引导液体制冷剂流向蒸发器的装置32,冷凝 器和蒸发器30相互连接;其中热虹吸管10包括阀50,其设置为控制制冷剂从冷凝器20向蒸 发器30的流动,并根据热虹吸管10中的压力,在关闭设定点53关闭52,在打开设定点55打 开;该方法100包括下列动作:
[0216] •提供阀部件110,该阀部件51包括波纹管60,其中阀部件51设置为附接至用于将 液体制冷剂引至蒸发器的装置32,比如液体集管34;
[0217] •提供冷凝器部件120,该冷凝器部件21设置为装配成与蒸发器30相互连接;
[0218] •提供蒸发器部件130,该蒸发器部件31设置为装配成与冷凝器20相互连接,并具 有附接在装配的蒸发器20的容置空间40中的阀部件51;
[0219] •将阀组件50附接140至至少一些蒸发器部件31,以形成装配时蒸发器50内部有 集成阀50的蒸发器,并且
[0220] •装配热虹吸管,通过用于将气体制冷剂引至冷凝器的装置22比如蒸汽集管24, 以及用于将液体制冷剂引至蒸发器32的装置比如液体集管34,使蒸发器部件31和冷凝器部 件21相互连接;
[0221] 以形成具有波纹管60的热虹吸管10,该波纹管60能够作用于打开54和关闭52阀 50,波纹管60位于液体集管34的容置空间40中,该容置空间40设置为当热虹吸管10如预期 工作时容置制冷剂12。
[0222] 事项22:根据事项21的方法,其中通过将阀部件51铜焊至蒸发器部件31,完成附接 140阀部件的动作,以形成具有集成阀50的蒸发器30。
[0223] 事项23:根据事项21或22的方法100,其中附接140的动作包括烤或加热150具有附 有阀部件的蒸发器部件31的动作。
[0224] 事项24:根据事项21至23中任一项的方法,其中提供冷凝器部件120和提供蒸发器 部件130的动作包括提供部件21、31以形成蒸发器和冷凝器,该蒸发器和冷凝器具有共同的 用于引导气体制冷剂的装置22,用于引导气体制冷剂从蒸发器30流向冷凝器20;以及具有 共同的用于引导液体制冷剂的装置32,用于引导液体制冷剂从冷凝器20流向蒸发器30。
[0225] 事项25:根据事项24的方法,其中附接140的动作包括在共同的用于引导液体制冷 剂流动的装置31的容置空间40中附接140阀部件51的动作,分隔蒸发器段80和冷凝器段82 的共同的用于引导液体制冷剂流动的装置32。

Claims (37)

1. 热虹吸块(I),所述热虹吸块(1)设置为使制冷剂(12)在用流体连通器装置(4)相互 连接的第一集管(31)和第二集管(311)之间循环,所述流体连通器装置(4)包括其间具有翅 片(16)的多根MPE管,其中所述第一集管(31)具有容置空间(40),所述容置空间(40)适用于 容置液体制冷剂(12)并将液体制冷剂(12)经由液体连通器(5)分配至所述第二集管(311)。
2. 根据权利要求1所述的热虹吸块(1),进一步在所述容置空间(40)中包括阀(50),所 述阀(50)设置为控制制冷剂(12)通过分隔器(62)流向或来自所述第一集管(31),所述阀 (50)根据所述容置空间(40)中的压力,在关闭设定点(53)关闭(52),在打开设定点(55)打 开。
3. 根据权利要求1或2所述的热虹吸块(1),其中所述容置空间(40)形成波纹管外壳 (65) ,并且第一集管管部件(66)形成波纹垫圈。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的热虹吸块(1),其中波纹管¢0)附接至第一集管 (66) ,并可根据容置空间(40)中的压力,朝着分离器(62)膨胀。
5. 根据权利要求2-4中任一项所述的热虹吸块(1),其中所述阀(50)集成在容置空间 (40)中。
6. 根据任一前述权利要求所述的热虹吸块(1),还包括隔板(8),以便将热虹吸块(1)安 装为垂直热虹吸管(IOA),所述第一集管(31)为液体集管(34),所述第二集管(311)为蒸汽 集管(24),所述隔板分隔蒸发器(30)和冷凝器(20)的垂直热虹吸管(10)。
7. 根据任一前述权利要求所述的热虹吸块(1),还包括隔板(8),以便将热虹吸块(1)安 装为水平热虹吸管(IOB),所述第一集管(31)为液体集管(34),所述第二集管(311)为蒸汽 集管(24),所述隔板分隔 -蒸发器(30),所述第一集管(31)具有蒸发段(80),所述第二集管(311)具有蒸发段 (84);以及 -冷凝器(20),所述第一集管(31)具有冷凝器段(82),所述第二集管(311)具有冷凝器 段(86); 的水平热虹吸管(10)。
8. 根据任一前述权利要求所述的热虹吸块(1),其中至少一些翅片(16)具有的宽度基 本为MPE管(14)的宽度的一半。
9. 根据权利要求8所述的热虹吸块(1),其中一半宽度的翅片(16)可根据为蒸发器(20) 或冷凝器(30)的MPE管(14)区段,在MPE管(14)之间沿MPE管(13)的宽度以不同深度自由安 装或调节。
10. 根据任一前述权利要求所述的热虹吸块(1),其中所述液体连通器(5)为可拆卸的, 并且所述容置空间(40)为可重新密封的。
11. 包括至少根据权利要求1-10中任一项所述的第一热虹吸块(II)的热虹吸管(10), 其中所述第一热虹吸块(1)设置为蒸发器,在所述第一集管(31)中的所述容置空间(40)连 接至冷凝器(20)。
12. 根据权利要求11的热虹吸管(10),其中所述冷凝器(20)为第二热虹吸块(1)。
13. 根据权利要求11的热虹吸管(10),其中所述冷凝器(20)为第二热虹吸块(III),所 述第一热虹吸块(31)的容置空间(40)通过管道(9)连接至所述第二热虹吸块(311)的所述 容置空间(40)。
14. 根据权利要求11-13中任一项的热虹吸管(10),其中所述第一热虹吸块(II)设置为 安装在墙内,所述第二热虹吸块(III)设置为安装在墙外,所述管道(9)设置为穿过墙壁。
15. 根据权利要求11-14中任一项的热虹吸管(10),在所述第一热虹吸块(II)和所述第 二热虹吸块(III)之间包括阀(50)。
16. 热虹吸管(10),其中所述热虹吸管(10)包括具有液体集管(34)和蒸汽集管(24)的 冷凝器(20)和蒸发器(30),其中所述蒸发器(30)形成为根据权利要求1-10中任一项的第一 热虹吸块(II),所述第一热虹吸块(II)的所述第一集管(31)形成液体集管(34)的蒸发器段 (84),所述第二集管(311)形成所述蒸汽集管(24)的蒸发器段(84)。
17. 根据权利要求16的热虹吸管(10),其中所述冷凝器(20)形成为根据权利要求1-10 中任一项的第二热虹吸块(III),所述第二热虹吸块(III)的所述第一集管(31)或第二集管 (311)形成液体集管(34)的冷凝器段(82),其它第二集管(311)或第一集管(31)形成蒸汽集 管(24)的冷凝器段(86)。
18. 根据权利要求17的热虹吸管(10),包括阀(50),所述阀设置为控制制冷剂(12)从所 述冷凝器(20)流向所述蒸发器(30),并根据所述热虹吸管(10)中的压力,在关闭设定点 (53)关闭(52),在打开设定点(55)打开(54),其中所述阀(55)包括波纹管(60),所述波纹管 (60)设置为作用于打开(54)和关闭(52)分隔器(62),所述分隔器(62)分隔所述冷凝器(20) 和所述蒸发器(30),所述波纹管(60)位于所述液体集管(34)的容置空间(40)中,并设置为 容置来自所述冷凝器(20)的所述制冷剂(12)。
19. 根据权利要求18的热虹吸管(10),其中所述阀(50)集成在所述容置空间(40)中。
20. 热虹吸块(1),所述热虹吸块(1)设置为使制冷剂(12)在用流体连通器装置(4)相互 连接的第一集管(31)和第二集管(311)之间循环,所述流体连通器装置(4)包括其间具有翅 片(16)的多根MPE管,其中所述热虹吸块⑴为密封的,并含有制冷剂(12)。
21. 根据权利要求20的热虹吸块(1),还包括隔板(8),以便将所述热虹吸块(1)安装为 垂直热虹吸管(IOA),所述第一集管(31)为液体集管(34),所述第二集管(311)为蒸汽集管 (24),所述隔板分隔蒸发器(30)和冷凝器(20)的所述垂直热虹吸管(10)。
22. 根据权利要求20的热虹吸块(1),还包括隔板(8),以便将热虹吸块(1)安装为水平 热虹吸管(IOB),所述第一集管(31)为液体集管(34),所述第二集管(311)为蒸汽集管(24), 所述隔板⑶分隔 -蒸发器(30),所述第一集管(31)具有蒸发段(80),所述第二集管(311)具有蒸发器段 (84);以及 -冷凝器(20),所述第一集管(31)具有冷凝器段(82),所述第二集管(311)具有冷凝器 段(86) 中的水平热虹吸管(IOB)。
23. 热传输器,包括根据权利要求21或22的热虹吸块(1),所述热虹吸块(1)安装有隔板 (8),所述隔板⑶安装在分隔第一空间和第二空间的墙中。
24. 热虹吸管(10),设置为使为使制冷剂(12)与冷凝器(20)与蒸发器(30)相互作用,通 过当热虹吸管如预期工作时用于引导气体制冷剂从蒸发器流向冷凝器(20)的装置(22),以 及在较低的重力水平上用于引导液体制冷剂流向蒸发器的装置(32),比如液体集管(34), 所述冷凝器(20)和蒸发器(30)相互连接;所述热虹吸管(10)包括阀(50),所述阀(50)设置 为控制制冷剂从所述冷凝器(20)流向所述蒸发器(30),并根据热虹吸管(10)中的压力,在 关闭设定点(53)关闭(52),在打开设定点(55)打开(54);其中所述阀(55)包括波纹管(60), 所述波纹管(60)设置为作用于打开(54)和关闭(52)分隔所述冷凝器(20)和所述蒸发器 (30)的分隔器(62);所述波纹管(60)位于用于引导液体制冷剂流动的装置(32)比如液体集 管(34)的容置空间(40)中,所述容置空间(40)设置为容置来自冷凝器(20)的制冷剂(12), 其中所述阀(50)集成在所述蒸发器(30)的所述集管(34)中。
25. 根据权利要求24的热虹吸管(10),其中所述用于引导液体制冷剂(12)流动的装置 形成为液体集管(34),其中微通道热交换器进入所述液体集管(34)作为MPEs。
26. 根据权利要求24或25的热虹吸管(10),其中所述容置空间(40)形成为波纹管外壳 (65),集管部件(66)形成为波纹垫圈,所述波纹管(60)附接至所述集管部件(66),并根据所 述热虹吸管(10)中的压力朝着分隔器(62)膨胀。
27. 根据权利要求24-26中任一项的热虹吸管(10),其中所述阀部件包括相互附接的至 少波纹管(60)、分隔器(62)和集管部件(66),并由可铜焊的,可软焊的,可焊接的和/或可胶 粘的材料制成。
28. 根据权利要求24-27中任一项的热虹吸管(10),其中所述波纹管(60)包括不凝性气 体。
29. 根据权利要求24-28中任一项的热虹吸管(10),其中所述冷凝器(20)和所述蒸发器 (30)用气体管道(70)和液体管道(72)相互连接,所述气体管道(70)设置为引导气体制冷剂 从所述蒸发器(30)流至所述冷凝器(20),所述液体管道(72)设置为引导液体制冷剂从所述 冷凝器(20)流至所述蒸发器(30),然后流入容置空间(40)。
30. 根据权利要求29的热虹吸管(10),设置为在如预期工作期间,所述冷凝器(20)放置 为其重力水平高于所述蒸发器(30)的重力水平,这样所述制冷剂由于重力将在所述液体管 道(72)中从冷凝器(20)流向所述蒸发器(30),并流至所述波纹管(60)。
31. 根据权利要求24-28中任一项的热虹吸管(10),其中所述蒸发器和冷凝器具有共同 的用于引导液体制冷剂流动的装置(32),用于引导液体制冷剂从所述冷凝器(20)流向所述 蒸发器(30);和共同的用于引导气体制冷剂流动蒸发器的装置(22),用于引导气体制冷剂 从所述蒸发器(30)流向所述冷凝器(20)。
32. 根据权利要求31的热虹吸管(10),其中所述阀位于共同的用于引导液体制冷剂流 动的装置(32)的容置空间(40)中,其中所述分隔器(62)分隔蒸发器段(80)和冷凝器段(82) 的共同的用于引导液体制冷剂流动的装置(32)。
33. 热虹吸管(100)的生产方法(100),所述热虹吸管(10)设置为使制冷剂(12)与冷凝 器(20)和蒸发器(30)相互作用,通过当热虹吸管如预期工作时用于引导气体制冷剂从所述 蒸发器流向所述冷凝器(20)的装置(22),以及在较低重力水平上用于引导液体制冷剂流向 所述蒸发器的装置(32),冷凝器(20)和蒸发器(30)相互连接;所述热虹吸管(10)包括阀 (50),所述阀(50)设置为控制制冷剂从所述冷凝器(20)流向所述蒸发器(30),并根据所述 热虹吸管(10)中的压力,在关闭设定点(53)关闭(52),在打开设定点(55)打开(54); 所述方法包括以下动作: -提供阀部件(110),所述阀部件(51)包括波纹管(60),其中所述阀部件(51)设置为附 接至用于将液体制冷剂引至所述蒸发器的装置(32),比如液体集管(34); -提供冷凝器部件(120),所述冷凝器部件(21)设置为装配成与蒸发器(30)相互连接; -提供蒸发器部件(130),所述蒸发器部件(31)设置为装配成与所述冷凝器(20)相互连 接,并且具有附接于装配的蒸发器(20)的容置空间(40)中的阀部件(51); -附接(140)所述阀部件(50)至至少一些蒸发器部件(31),以形成当装配时蒸发器(50) 内具有集成阀(50)的蒸发器;并且 -装配(150)热虹吸管,通过用于将气体制冷剂引至冷凝器的装置(22),比如蒸汽集管 (24),以及用于将液体制冷剂引至冷凝器的装置(32),比如液体集管(34),使所述蒸发器部 件(31)和冷凝器部件(21)相互连接; 以形成具有所述波纹管(60)的热虹吸管(10),所述波纹管(60)能够作用以打开(54)和 关闭(52)所述阀(50),所述波纹管(60)将位于液体集管(34)的容置空间(40)中,所述容置 空间(40)设置为当热虹吸管(10)如预期工作时,容置所述制冷剂(12)。
34. 根据权利要求33的方法,其中通过将所述阀部件(51)铜焊至所述蒸发器部件(31), 完成附接(140)阀部件(51)的动作,以形成具有集成阀(50)的蒸发器(30)。
35. 根据权利要求33或34的方法,其中附接(140)的动作包括烤或加热(150)具有附接 有阀部件的蒸发器部件(31)的动作。
36. 根据权利要求33-35中任一项的方法,其中提供冷凝器部件(120)和提供蒸发器部 件(130)的动作包括提供部件(21、31)以形成蒸发器和冷凝器,所述蒸发器和冷凝器具有共 同的用于引导气体制冷剂的装置(22),用于将气体制冷剂流从所述蒸发器(30)引至所述冷 凝器(20);以及具有共同的用于引导液体制冷剂的装置(32),用于将液体制冷剂流从所述 冷凝器(20)引至所述蒸发器(30)。
37. 根据权利要求36的方法,其中附接(140)的动作包括在共同的用于引导液体制冷剂 流动的装置(32)的容置空间(40)中附接所述阀部件(51)的动作,其分隔蒸发段(80)和冷凝 段(82)的共同的用于引导液体制冷剂流动的装置(32)。
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