CN112178921A - 一种导热式加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导热式加热系统，其包括换热组件、加热组件和风扇组件，换热组件包括主管和支管，支管竖向布置，且支管的底部与主管相连以使支管的内腔连通主管的内腔；加热组件插设于主管的内腔；风扇组件设于换热组件的下方；支管的外侧壁设置有第一散热结构，第一散热结构包括第一三维肋翅片。通过上述结构，加热组件直接加热导热介质，导热介质在受热后高速膨胀至支管的内腔，利用支管的内腔可实现空腔导热，从而可将热量快速传导至支管的管壁，提高热量传导的速率；导热介质能够从热源吸收更多热量，强化热量的利用率，降低能耗；通过导热介质可将热量均匀分布于支管上，且通过设置第一三维肋翅片可以促进强化散热，提高散热效率。

Description

一种导热式加热系统

技术领域

本发明涉及加热设备技术领域，特别涉及加热系统。

背景技术

现有的，对于一些物料预热系统、烘干系统或者室内取暖系统，均需要使用加热设备来将气体进行加热，加热后的气体通过导流结构输送至对应位置。一般的，加热设备包括散热器、热源以及风扇组件等部件，其工作方式通常为：散热器的壳体与热源相接触，热量自热源传导至散热器的壳体，然后热量沿着散热器的壳体传导，最后经由散热器的壳体将热量予以散发，通过风扇组件产生的气流可以经过散热器以促进散热，并将受热的气流输送至导流结构。对于上述结构，其热量在热源与散热器之间以及在散热器上的传导效率较低，散热器的整体导热速率较低，且散热器的散热效率较低。此外，散热器对于热源热量的吸收量较少，使得热源的热量利用率较低，由此会增加加热设备的能耗。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种导热式加热系统，能够提高热量传导速率和散热效率，并可降低能耗。

根据本发明的实施例，提供一种导热式加热系统，其包括换热组件、加热组件和风扇组件，其中，所述换热组件用于灌注导热介质，换热组件包括主管和支管，所述支管竖向布置，且支管的底部与主管相连以使支管的内腔连通主管的内腔；加热组件插设于所述主管的内腔；风扇组件设于所述换热组件的下方；支管的外侧壁设有第一散热结构，所述第一散热结构包括第一三维肋翅片。

根据一些实施例，所述第一三维肋翅片的宽度设置为0.01至50mm，厚度设置为0.01至50mm，长度设置为0.01至100mm。

根据一些实施例，所述第一散热结构包括第一针翅片。

根据一些实施例，所述第一针翅片与支管设置为一体式结构。

根据一些实施例，所述第一散热结构与支管外侧壁的连接处的面积为S1，所述支管外侧壁的面积为S2，S1与S2的比值为0.1至0.98。

根据一些实施例，还包括设于支管内侧壁的第二散热结构，所述第二散热结构包括第二三维肋翅片。

根据一些实施例，所述第二散热结构还包括第二针翅片。

根据一些实施例，所述换热组件还包括位于支管上侧的顶管，所述支管的顶部与顶管相连以使支管的内腔连通顶管的内腔。

根据一些实施例，所述换热组件设置为两个以上，两个以上的换热组件沿前后方向依次排列，相邻换热组件的主管通过旁通管相连。

根据一些实施例，所述加热组件的一部分伸入支管的内腔。

根据一些实施例，所述加热组件包括管壳以及设于管壳内的电热丝。

根据一些实施例，所述管壳的外侧壁设有第三散热结构，所述第三散热结构包括第三三维肋翅片和/或第三针翅片。

有益效果：通过上述结构，加热组件直接加热导热介质，导热介质在受热后高速膨胀至支管的内腔，利用支管的内腔可实现空腔导热，从而可将热量快速传导至支管的管壁，提高热量传导的速率；导热介质能够从热源吸收更多热量，强化热量的利用率，降低能耗；通过导热介质可将热量均匀分布于支管上，且通过设置第一三维肋翅片可以促进强化散热，提高散热效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明一实施例的剖视图；

图2为图1中所示换热组件的俯视图；

图3为第一三维肋翅片和第二三维肋翅片与支管的配合示意图；

图4为第一针翅片和第二针翅片与支管的配合示意图；

图5为本发明另一实施例的剖视图；

图6为加热组件另一实施例的剖视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图4，本发明实施例一种导热式加热系统，其包括换热组件10、加热组件20和风扇组件30。换热组件10能够用于灌注导热介质，该换热组件10包括主管11和支管12，支管12竖向布置，主管11位于支管12的下方，支管12的底部与主管11相连接，以使支管12的内腔连通主管11的内腔；加热组件20插设于主管11的内腔，风扇组件30位于换热组件10的下方；在支管12的外侧壁设置有第一散热结构40，该第一散热结构40包括第一三维肋翅片41。

第一三维肋翅片41是通过对支管12进行机加工形成，以使支管12与第一三维肋翅片41为一体式结构，第一三维肋翅片41与支管12之间的热阻较小，利于传热。对于上述结构，在工作时，加热组件20可于主管11的内腔直接加热导热介质，导热介质在受热后高速膨胀至支管12的内腔，利用支管12的内腔可实现空腔导热，从而可将热量快速传导至支管12的管壁，提高热量传导的速率。通过导热介质可将热量均匀分布于支管12上，且通过设置第一三维肋翅片41可以促进强化散热，以使热量快速散发，提高散热效率，优化散热效果。此外，导热介质直接接触于加热组件20，可以减少热量的二次转化，减少热量在不同介质间的传导交换次数，避免热量在传导交换过程中造成散失，导热介质的吸热速率较高，加之加热组件20位于导热介质中，能够从热源吸收更多的热量，从而可以强化热量的利用率，更多的热量能够被传导散发至空气中，在提高空气制热量的同时可以降低能耗，从而起到节能降耗的效果。

其中，第一三维肋翅片41的宽度设置为W1，0.01≤W1≤50mm，厚度设置为H1，0.01≤H1≤50mm，长度设置为L1，0.01≤L1≤100mm。在一些应用场合，可将第一三维肋翅片41的尺寸设置为：2≤W1≤30mm，0.05≤H1≤14mm，5≤L1≤90mm。

在一些实施例中，第一散热结构40包括第一针翅片42，通过第一针翅片42亦可促进强化散热，以使热量快速散发，提高散热效率，优化散热效果。

优选的，第一针翅片42与支管12可设置为一体式结构，例如，通过对支管12进行机加工以形成第一针翅片42，以降低热阻，强化传热。此外，第一针翅片42亦可通过焊接等方式与支管12形成为一体式结构。

第一散热结构40与支管12外侧壁的连接处占据的支管12外侧壁的面积为S1，支管12外侧壁的面积为S2，S1与S2的比值为0.1至0.98（含0.1和0.98）。以使第一散热结构40能够充分吸收支管12上的热量，且第一散热结构40自身可具有足够的间隙，确保有足够的气流经过第一散热结构40吸收热量。在一些应用场合，S1与S2的比值还可为0.2至0.85。

在支管12的内侧壁还设置有第二散热结构50，该第二散热结构50包括第二三维肋翅片51。同样的，第二三维肋翅片51是通过对支管12进行机加工形成，以使支管12与第二三维肋翅片51为一体式结构，第二三维肋翅片51与支管12之间的热阻较小，利于传热。

在一些实施例中，第二散热结构50还包括第二针翅片52。其中，第二针翅片52可与支管12设置为一体式结构。

如上，通过设置第二散热结构50，可以增加导热介质的散热面积，提高导热介质与支管12的热传导效率，优化散热效果。

参照图5，在一些实施例中，换热组件10还包括位于支管12上侧的顶管13，支管12的顶部与顶管13相连以使支管12的内腔连通顶管13的内腔。顶管13与主管11通过支管12连通，如此使导热介质能够充分流动，导热介质能够充分流动放热，优化散热效果。此外，亦可平衡换热组件10的内部压力，例如，如果某一支管12内腔的压力过大，其内部的导热介质可流动至顶管13，从而可对该支管12进行泄压。且风扇组件30产生的气流上行经过顶管13以带走顶管13的热量，增加换热组件10的散热面积，优化散热效果。

主管11和支管12的内腔截面均呈圆形。例如，主管11和支管12均呈圆管状，以便于取材加工，降低成本，且利于均匀散热。当然，主管11和支管12的内腔截面还可呈其他形状，例如椭圆形、方形等。

其中，主管11和支管12的内腔宽度设置为L2，0.1≤L2≤500mm。

在换热组件10中，其支管12的数量设置为两个以上，这些支管12沿着左右方向依次排列，如此可增加换热组件10的散热面积，提高散热效率。

参照图2，换热组件10还设置为两个以上，这些换热组件10沿着前后方向依次排列，以使风扇组件30产生的气流能够充分接触换热组件10，且相邻换热组件10之间还形成供气流上行流动的空间。

其中，相邻换热组件10的主管11通过旁通管14相连接，以使相邻换热组件10的主管11的内腔通过旁通管14的内腔连通，导热介质能够在相邻换热组件10之间流动。如此，向其中一个换热组件10灌注导热介质即可使导热介质能够流动至其他换热组件10，导热介质的灌注较为方便。

在主管11的端部设置有开口，开口处设置有堵头15，通过开口可灌注导热介质，在灌注完成后，可通过堵头15封闭开口。优选的，堵头15与主管11螺纹连接，以便于堵头15的拆装。

参照图1和图5，加热组件20的一部分伸入至支管12的内腔，以能够对支管12内的导热介质进行加热，能够增加导热介质的受热面积，提高加热效率。其中，加热组件20包括管壳21以及设置于管壳21内的电热丝22。

管壳21可以设置为光壁结构。当然，参照图6，在一些实施例中，在管壳21的外侧壁设有第三散热结构60，该第三散热结构30包括第三三维肋翅片，第三三维肋翅片是通过对管壳21进行机加工形成，以使管壳21与第三三维肋翅片为一体式结构，第三三维肋翅片与管壳21之间的热阻较小，利于传热。此外，第三散热结构亦可包括第三针翅片。通过设置第三散热结构可以增加导热介质的吸热面积，提高导热介质的吸热效率。

在一些实施例中，在管壳21的内侧壁设有第四散热结构，该第四散热结构包括第四三维肋翅片和或第四针翅片。

此外，可以不设置管壳21，直接在电热丝22的表面敷设绝缘层，以使电热丝22将热量直接传导至导热介质。在其他的一些实施例中，加热组件20可以设置为半导体电热板、电热膜等结构。

在上述各实施例中，各针翅片设置为呈针状，当然，亦可呈条状。

在一些实施例中，换热组件10还包括回流管和单向阀（图中未示出），回流管可以呈螺旋状，且回流管的一端连接顶管13，另一端连接主管11的底部，单向阀设置于回流管与顶管13的连接处。单向阀由一定的压力才可开启，当顶管13内的压力也过大时，压力可以将单向阀推动开启，以使顶管13内的导热介质进入回流管中予以冷却，冷却后的导热介质回流至主管11，从而可以起到降低压力的作用。导热介质于主管11内受热后气化上升，可避免气态的导热介质从主管11进入回流管内。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，各实施例中的技术特征还可组合形成新的技术方案，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (11)

1.一种导热式加热系统，其特征在于，包括换热组件、加热组件和风扇组件，其中，

所述换热组件用于灌注导热介质，换热组件包括主管和支管，所述支管竖向布置，且支管的底部与主管相连以使支管的内腔连通主管的内腔；

加热组件插设于所述主管的内腔；

风扇组件设于所述换热组件的下方；

支管的外侧壁设有第一散热结构，所述第一散热结构包括第一三维肋翅片。

2.根据权利要求1所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述第一三维肋翅片的宽度设置为0.01至50mm，厚度设置为0.01至50mm，长度设置为0.01至100mm。

3.根据权利要求1所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述第一散热结构包括第一针翅片。

4.根据权利要求3所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述第一针翅片与支管设置为一体式结构。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述第一散热结构与支管外侧壁的连接处的面积为S1，所述支管外侧壁的面积为S2，S1与S2的比值为0.1至0.98。

6.根据权利要求1所述的一种导热式加热系统，其特征在于，还包括设于支管内侧壁的第二散热结构，所述第二散热结构包括第二三维肋翅片。

7.根据权利要求6所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述第二散热结构还包括第二针翅片。

8.根据权利要求1或6所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述换热组件还包括位于支管上侧的顶管，所述支管的顶部与顶管相连以使支管的内腔连通顶管的内腔。

9.根据权利要求1所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述加热组件的一部分伸入支管的内腔。

10.根据权利要求1或9所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述加热组件包括管壳以及设于管壳内的电热丝。

11.根据权利要求10所述的一种导热式加热系统，其特征在于，所述管壳的外侧壁设有第三散热结构，所述第三散热结构包括第三三维肋翅片和/或第三针翅片。

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