CN107181018B - 一种具有隔热保护的冷热导管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器具，公开了一种具有隔热保护的冷热导管，包括导管本体，导管本体的外表面包括作用面和自由面，导管本体的任一横截面均包含有所述作用面和自由面，所述自由面外设有一层隔热层。本发明解决了现有技术中的管道在通过介质对其某一侧的器件进行冷热交换时，介质的利用率低，冷热交换的效率低的技术问题。

Description

一种具有隔热保护的冷热导管
技术领域
本发明涉及一种热交换器具，具体涉及一种具有隔热保护的冷热导管。
背景技术
在工业生产中，通常都需要用管道传输热交换介质，来实现对目标器件的降温或升温或保温，如冷却管。现有技术中，为了保证传热效率，通常都会采用导热性较好的管道，然而，这往往会导致一些热量的损失。以冷却管为例，在使用中，冷却管通常都只需对与其某一侧面接触的器件进行冷却，此时，冷却管其他侧面也会进行同样的散热，而散发出去的这些热量就会向外流失，起不到其该有的作用。
特别地，在电动汽车结构中，汽车电池放在汽车托盘上的一个封闭空间内，由于汽车在运行过程中，电池会产生大量的热量，该热量若不及时排出，会累积于所述封闭空间内，导致电池温度升高，易造成电池损坏。而在寒冷的冬天，温度极低，又不利于电池的工作。为此，技术人员们通常会采用冷却管，将其放置于电池与托盘之间，与电池接触，通过向冷却管内通入不同温度的介质，以达到对电池降温或升温的作用。
然而，托盘的导热性极好，在上述情况下，托盘与冷却管接触，托盘与冷却管之间极易形成热传递，导致传热介质的利用率低。为此，现有技术中，技术人员们又将一块隔热板放置于冷却管与托盘之间，以起到隔热的作用。但此种情况下，热传递还是会从冷却管的两侧发生，而且在对电池进行散热降温时，辐射至电池与隔热板之间的热量还难以通过托盘排出，使得散热的效率低。
发明内容
本发明意在提供一种具有隔热保护的冷热导管，以解决现有技术中的管道在通过介质对其某一侧的器件进行冷热交换时，介质的利用率低，冷热交换的效率低的技术问题。
本方案中的一种具有隔热保护的冷热导管，包括导管本体，导管本体的外表面包括作用面和自由面，导管本体的任一横截面均包含有所述作用面和自由面，所述自由面外设有一层隔热层。
采用本方案中的一种具有隔热保护的冷热导管，导管本体用于输送、承载热交换介质，导管本体本身具有良好的导热性能，以便于与器件之间进行热传导。作用面是指对器件起传热作用的表面，而自由面则是作用面的相对面，不会对器件起到热传导的作用。作用面和自由面分别位于导管本体的两侧，而非两端，两者共同形成一个封闭的环状的表面。自由面外设置的隔热层，用于避免热量传递。
本发明的技术效果在于：将需要进行热传导的器件放置于本发明冷热导管的作用面的一侧，并与作用面接触，由于导管本体本身的热传导性好，因此，导管本体内的热交换介质会与器件发生良好的热交换。而另一侧，虽然没有需要进行热交换的器件来接受热传导，但有隔热层的设置，也不会产生热量的损失。因此，同一根热导管，既起到了热传导的作用，又减少了热量的损失。
现有技术中的冷热导管，为了保证好的热传导性，技术人员都不会想着在其外表面包裹一层隔热层，而是就如此不加任何防护的使用。即使要加某种形式的防护，也是整根导管都加，即呈环状的加，将整根导管包裹住。本发明打破了这种常规的思想理念，既保证了冷热导管良好的热传导性，又避免了大量的热量损失。
以下是基于上述方案的优选方案：
优选地，所述自由面外设有凸起，隔热层内设有与凸起配合的凹槽。隔热层与自由面之间通过凹槽和凸起的配合连接得更稳。
优选地，所述导管本体安装于汽车的电池托盘上，且位于汽车电池的下方；导管本体的作用面朝上，且与所述汽车电池接触；隔热层为弹性层。汽车运行时，通过循环泵向导管本体内通入冷却液，该冷却液通过作用面与汽车电池发生热交换，对汽车电池进行降温；在寒冷的冬天时，尤其是在中国的北方，温度太低，不利于汽车电池的工作，此时可向导管本体内通入较高温度的介质，该介质通过作用面与汽车电池发生热交换，对汽车电池进行升温，使汽车电池能够在35℃左右的温度下工作。
在对汽车电池进行冷却或升温时，隔热层可减缓热量从自由面进行热交换，也就提高了热交换介质的使用率。相比于现有技术中使用隔热板而言，热交换不会通过导管本体未与汽车电池接触的两侧面大量的发生；另一方面，在对电池进行散热降温时，辐射至电池、冷热导管和汽车托盘三者之间的热量容易通过托盘排出，使得散热效率高。
另外，隔热层为弹性层，一方面便于导管本体和隔热层的安装，容易将隔热层套在导管本体外，也能挤压隔热层，使得导管本体的作用面与汽车电池紧密接触，方便热传导。另一方面使用弹性层，在汽车行驶颠簸的过程中，可以对汽车电池起到一个缓冲保护的作用。
优选地，所述隔热层位于导管本体下方的高度与导管本体的高度比为3/7-4/7。此处的高度是指从汽车托盘到汽车电池方向的距离尺寸。该高度比既能保证导管本体与汽车电池的紧密接触，又能使得导管本体内的热交换介质具有较高的利用率。
优选地，所述导管本体为扁平状。使导管本体与汽车电池的接触面积大，便于两者之间的热传导。
优选地，所述导管本体由上至下包括作用部和支撑部，作用部为扁平状，支撑部为长条状。作用部与汽车电池接触，支撑部用于支撑起作用部，以保证作用面与汽车电池的接触。因为在实际使用中，汽车托盘通常是通过横梁将汽车电池支撑起的，而冷热导管是置于横梁之间的。相较于作用部和支撑部均为扁平状而言，首先，将作用部设置为扁平状，可以让汽车电池得到充分的热交换，将支撑部设置为长条状，一方面可以实现其支撑的功能，另一方面，支撑部是没有直接与汽车电池接触的，其内部的热交换介质利用率相较于作用部的利用率而言要小很多，将其设置为长条状，其横截面积小，容纳的热交换介质少，该热交换介质只是起到一个热交换补给的作用。如此一来，既能保证作用面与汽车电池的紧密接触，又能充分利用通过导管本体的热交换介质。而如若将支撑部设计为实心，则支撑部本身就会与热交换介质发生大量的热交换。
优选地，所述支撑部位于作用部的中部下方。如此支撑部对作用部的支撑更稳定。
优选地，所述作用部与支撑部的高度之比为2.2:3，宽度之比为5:1。如此的设计热交换介质的利用率大，若过高，作用部内远离汽车电池一侧的热交换介质无法充分发挥作用，过低，作用部内的热交换介质无法及时充分地与汽车电池进行热交换。
优选地，所述导管本体的壁厚为0.8-1.2mm。该厚度既能承受汽车电池与托盘之间的挤压，又能使导管本体与热交换介质之间的热交换少。
优选地，所述导管本体为铝质管，所述隔热层为橡胶层或塑料层。铝质管导热性好，橡胶层或塑料层弹性好，隔热效果好。
附图说明
图1为本发明实施例一种具有隔热保护的冷热导管的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：作用面1、作用部2、支撑部3、凸起4、隔热层5。
实施例一：
一种具有隔热保护的冷热导管，该冷热导管安装于汽车的电池托盘上。如图1所示，该冷热导管包括导管本体，导管本体的中心线与电池托盘平行。导管本体为铝质管，导管本体的管壁厚度为1mm，当然该壁厚为0.8-1.2mm范围内的其他数值也是可以的。导管本体由上至下包括作用部2和支撑部3，作用部2为扁平状，支撑部3为长条状。支撑部3位于作用部2的中部下方，作用部2与支撑部3的高度之比为2.2:3，宽度之比为5:1。作用部2的上表面为作用面1，导管本体外表面除了作用面1外均为自由面，导管本体的作用面1与汽车电池相抵。
自由面外包裹有一层隔热层5，隔热层5位于导管本体下方的高度与导管本体的高度比为3/7，当然3/7-4/7范围内的其他数值也是可以的。隔热层5为橡胶层，自由面外设有凸起4，隔热层5内侧设有凹槽，凸起4和凹槽配合，使得隔热层5和导管本体连接更稳定。
在实施应用过程中，导管本体及其外表面的凸起4挤压成型，隔热层5及其内侧的凹槽亦是挤压成型，由于隔热层5具有弹性，在外力作用下，将隔热层5套于导管本体外，使凸起4与凹槽配合。将冷热导管安装于汽车托盘上时，冷热导管的两侧会通过紧固螺钉固定，弹性的隔热层5会被压缩，使得导管本体的作用面1与汽车电池紧密相抵。
当然，在实际制备生产的过程中，导管本体和隔热层5也可以一体挤压成型。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处仅在于：隔热层5为塑料层。
实验：
对比例一：
与实施例一的不同之处在于：作用部和支撑部均为扁平状，其宽度相等。
对比例二-对比例七与实施例一的不同之处在于：作用部与支撑部的高度之比，具体如表1所示：
表1
Figure BDA0001295041260000051
将实施例一、对比例一-对比例七分别用来对运行后温度达到80℃的汽车电池进行降温，保持循环泵的功率、冷却液等其他条件相同，分别在3、5、7分钟后测量汽车电池的温度，结果如表2所示：
表2
Figure BDA0001295041260000061
由表2可得，将导管本体的结构设计成包括扁平状的作用部和长条状的支撑部，且将作用部与支撑部的高度之比设计为2.2:3，其热传导的效果是最好的。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种具有隔热保护的冷热导管，其特征在于：包括导管本体，导管本体的外表面包括作用面和自由面，导管本体的任一横截面均包含有所述作用面和自由面，所述自由面外设有一层隔热层，隔热层为弹性层；所述自由面外设有凸起，隔热层内设有与凸起配合的凹槽；所述导管本体为T型结构，T型结构包括由上至下的作用部和支撑部，作用部和支撑部内部均设置有空腔，作用部为扁平状，支撑部为长条状；所述作用部与支撑部的高度之比为2.2:3，宽度之比为5:1；所述导管本体的壁厚为0.8-1.2mm。
2.根据权利要求1所述的一种具有隔热保护的冷热导管，其特征在于：所述导管本体安装于汽车的电池托盘上，且位于汽车电池的下方；导管本体的作用面朝上，且与所述汽车电池接触。
3.根据权利要求2所述的一种具有隔热保护的冷热导管，其特征在于：所述隔热层位于导管本体下方的高度与导管本体的高度比为3/7-4/7。
4.根据权利要求3所述的一种具有隔热保护的冷热导管，其特征在于：所述导管本体为扁平状。
5.根据权利要求4所述的一种具有隔热保护的冷热导管，其特征在于：所述支撑部位于作用部的中部下方。
6.根据权利要求4-5任意一项所述的一种具有隔热保护的冷热导管，其特征在于：所述导管本体为铝质管，所述隔热层为橡胶层或塑料层。
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