CN113446880A - 平板式热管换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平板式热管换热器，包括箱体、隔板以及若干个相变换热板；所述隔板设置在所述箱体内，将所述箱体的内部空间分为相隔绝的冷源通道和热源通道；所述箱体的两端设有分别连通所述冷源通道的冷风进口和冷风出口、分别连通所述热源通道的热风进口和热风出口；若干个所述相变换热板相平行间隔布置在所述箱体内并分别穿过所述隔板；每一所述相变换热板的一端位于所述冷源通道内，另一端位于所述热源通道内。本发明的平板式热管换热器，采用板状的相变换热板代替热管及翅片的配合，利用相变换热板内工质相变实现热量快速传导；相变换热板较于热管具有表面积大的优点，满足换热面积需求；工艺简单，成本低；适应性强，应用场景更广。

Description

平板式热管换热器
技术领域
本发明涉及相变换热技术领域，尤其涉及一种平板式热管换热器。
背景技术
热管是一种利用工质相变使热量快速传导的器件，目前的热管换热器有如专利CN101666589A公开的重力热管换热器，也有如专利CN103776287A公开的脉动热管换热器。上述公开的热管换热器在结构上较为复杂，相应工艺成本较高，主要体现在以下两点：1、该类热管换热器中热管皆为圆柱形或圆柱形弯折成的蛇形结构，为了满足换热需求，皆需在管壁焊接翅片强化散热；2、隔板需先打孔，插入热管后，再一一焊接密封或用密封圈等其他方式密封。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的平板式热管换热器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种平板式热管换热器，包括箱体、隔板以及若干个相变换热板；所述隔板设置在所述箱体内，将所述箱体的内部空间分为相隔绝的冷源通道和热源通道；所述箱体的两端设有分别连通所述冷源通道的冷风进口和冷风出口、分别连通所述热源通道的热风进口和热风出口；
若干个所述相变换热板相平行间隔布置在所述箱体内并分别穿过所述隔板；每一所述相变换热板的一端位于所述冷源通道内，另一端位于所述热源通道内。
优选地，所述箱体包括底座、连接在所述底座相对两侧上的两个侧板、连接在两个所述侧板的顶部之间的顶板；所述隔板间隔所述底座和顶板并连接在两个所述侧板之间；
若干个所述相变换热板平行所述侧板间隔布置在两个所述侧板之间；每一所述相变换热的顶部嵌入或连接所述顶板，底部嵌入或连接在所述底座上。
优选地，所述箱体还包括两个侧框，两个所述侧框对应所述底座另外的相对两侧，配合在所述箱体的相对两端。
优选地，所述冷风进口和热风出口位于所述箱体的一端；所述冷风出口和热风进口位于所述箱体的另一端。
优选地，所述冷风进口和热风进口位于所述箱体的一端；所述冷风出口和热风出口位于所述箱体的另一端。
优选地，所述相变换热板为相变均温板。
优选地，所述相变均温板包括相对密封配合的第一平板和第二平板，所述第一平板上设有用于容纳相变工质的流道。
优选地，所述流道呈蜂窝状或者波浪状。
优选地，所述隔板为塑胶板，通过嵌件注塑工艺紧密嵌合在若干个所述相变换热板上。
优选地，所述隔板为橡胶板，通过金属-橡胶硫化粘合与若干个所述相变换热板紧密嵌合。
本发明的平板式热管换热器，采用板状的相变换热板代替热管及翅片的配合，利用相变换热板内工质相变实现热量快速传导；相变换热板较于热管具有表面积大的优点，满足换热面积需求；工艺简单，成本低；使用时能够克服一定程度倾角的影响，适应性强，应用场景更广。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的平板式热管换热器的结构示意图；
图2是本发明一实施例的平板式热管换热器中冷、热源通道示意图；
图3是本发明一实施例的平板式热管换热器的分解结构示意图；
图4是本发明一实施例的平板式热管换热器中相变换热板的结构示意图；
图5是图4所示相变换热板的分解结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-3所示，本发明一实施例的平板式热管换热器，包括箱体10、设置在箱体10内的隔板20和若干个相变换热板30。
隔板20在箱体10内将箱体10的内部空间分为相隔绝的冷源通道110和热源通道120。箱体10的两端设有分别连通冷源通道110的冷风进口111和冷风出口112、分别连通热源通道120的热风进口121和热风出口122。若干个相变换热板30相平行间隔布置在箱体10内并分别穿过隔板20；每一相变换热板30的一端位于冷源通道110内，另一端位于热源通道120内。
在冷源通道110内，通过若干个相变换热板30一端之间的相平行间隔设置，也将冷源通道110分隔为多个冷源通道分流道。冷风从冷风进口111进入冷源通道110的多个冷源通道分流道，通过热交换后再从冷风出口112排出。同理，在热源通道120内，通过若干个相变换热板30另一端之间的相平行间隔设置，也将热源通道120分隔为多个热源通道分流道。热风从热风进口121进入热源通道120的多个热源通道分流道，通过热交换后再从热风出口122排出。
箱体10可以是任何形状，本实施例中，箱体10为长方体结构。
箱体10进一步可包括底座11、连接在底座11相对两侧上的两个侧板12、连接在两个侧板12的顶部之间的顶板13。底座11、侧板12和顶部依次连接围成相对两端开放的箱体10，箱体10的开放的两端分别用于形成冷风进出口和热风进出口。
隔板20可设置在箱体10内部空间的中部位置，分别间隔底座11和顶板13，并且连接在两个侧板12之间，这样，隔板20将箱体10的内部空间分为上下两个空间，分别作为冷源通道110和热源通道120。例如，隔板20和顶板13之间的空间形成冷源通道110，隔板20和底座11之间的空间形成热源通道120。隔板20两侧与两个侧板12之间的连接保证密封，确保冷源通道110和热源通道120的隔绝。
若干个相变换热板30平行侧板12间隔布置在两个侧板12之间；每一相变换热30的顶部嵌入或连接顶板13，底部嵌入或连接在底座11上。在本实施例中，两个侧板12和顶板13可由一板体按U形弯折形成的整体，底座11由另一板体形成；侧板12通过焊接等方式连接在底座11的侧面。相变换热板30的顶部优选通过焊接等方式紧密连接顶板13的内顶面，相变换热板30的底部优选嵌入底座11上。
对应相变换热板30的底部，底座11上设有若干个相平行间隔的嵌槽110，每一个相变换热板30的底部配合在一个嵌槽110内。
若干个相变换热板30定位在顶板13和底座11之间的同时，分别穿过隔板20，使得每一相变换热板30的一端位于隔板20和顶板13之间，另一端位于隔板20和底座11之间。为避免相变换热板30穿过隔板20时与隔板20之间留有缝隙连通冷源通道110和热源通道120，隔板20紧密嵌合在若干个相变换热板30上。
在一种实施方式中，隔板20为塑胶板，通过嵌件注塑工艺紧密嵌合在若干个相变换热板30上。这样，隔板20和相变换热板30之间不会有缝隙，从而密封隔绝冷源通道110和热源通道120；工艺简单，成本低。
在另一种实施方式中，隔板20为橡胶板，通过金属-橡胶硫化粘合与若干个相变换热板30紧密嵌合。同样，隔板20和相变换热板30之间不会有缝隙，从而密封隔绝冷源通道110和热源通道120；工艺简单，成本低。
进一步地，箱体10还包括两个侧框14，两个侧框14对应底座11另外的相对两侧(无侧板的两侧)，配合在箱体10的相对两端。如图2所示，每一侧框14呈日字形，外圈框体贴合连接底座11、侧板12和顶板13的侧面，内部横向段贴合连接隔板20的侧面。每一侧框14上下两个口部分别连通冷源通道110和热源通道120，作为冷风进口111(或冷风出口112)和热风进口121(或热风出口122)。
冷源通道110和热源通道120配合相变换热板30的设置，实现冷风和热风之间的热交换。冷风在冷源通道110内的流动方向与热风在热源通道120内的流动方向可以相反或者同向。
对于冷风和热风的反向流动，冷风进口111和热风出口122位于箱体10的一端；冷风出口112和热风进口121位于箱体20的另一端。对于冷风和热风的同向流动，冷风进口111和热风进口121位于箱体10的一端；冷风出口112和热风出口122位于箱体20的另一端。
结合图3-5，相变换热板30为相变均温板。
相变均温板包括相对密封配合的第一平板31和第二平板32，第一平板31上设有用于容纳相变工质的流道310。流道310在第一平板31的一表面上内凹形成，并且第一平板31以内凹的一面与第二平板32配合，从而第二平板32也盖合在流道310上。
流道310的一端设有注液口311，用于将相变工质注入流道310内，完成注入后再将注液口311封堵。相变工质可以是去离子水、氨水、R1233ZD等与金属相容性好的工质。
流道310可以如图4所示的呈蜂窝状，还可以是波浪状等其他形状。流道310分布在整个相变均温板上(除了相变均温板的四周边缘部)，在箱体10内，流道310一部分对应相变换热板30的一端位于冷源通道101内，另一部分对应相变换热板30的另一端位于热源通道102内。
可以理解地，相变换热板30不限于上述结构的相变均温板，还可以是任意形式的内含相变工质的金属板。
本发明的平板式热管换热器应用于需要气-气间接热交换的场景，例如空气预热器、天然气降温、部分室内空调等。工作时，热风从热源通道120的热风进口121吹入，与相变换热板30换热，加热相变换热板30内的相变工质，相变工质相变蒸发形成蒸汽，携带热量至冷源通道110端；冷风从冷源通道110的冷风进口111吹入，与相变换热板30换热，带走蒸汽热量使蒸汽冷凝回流，如此往复循环实现高效热交换。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种平板式热管换热器，其特征在于，包括箱体、隔板以及若干个相变换热板；所述隔板设置在所述箱体内，将所述箱体的内部空间分为相隔绝的冷源通道和热源通道；所述箱体的两端设有分别连通所述冷源通道的冷风进口和冷风出口、分别连通所述热源通道的热风进口和热风出口；
若干个所述相变换热板相平行间隔布置在所述箱体内并分别穿过所述隔板；每一所述相变换热板的一端位于所述冷源通道内，另一端位于所述热源通道内。
2.根据权利要求1所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述箱体包括底座、连接在所述底座相对两侧上的两个侧板、连接在两个所述侧板的顶部之间的顶板；所述隔板间隔所述底座和顶板并连接在两个所述侧板之间；
若干个所述相变换热板平行所述侧板间隔布置在两个所述侧板之间；每一所述相变换热的顶部嵌入或连接所述顶板，底部嵌入或连接在所述底座上。
3.根据权利要求2所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述箱体还包括两个侧框，两个所述侧框对应所述底座另外的相对两侧，配合在所述箱体的相对两端。
4.根据权利要求1所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述冷风进口和热风出口位于所述箱体的一端；所述冷风出口和热风进口位于所述箱体的另一端。
5.根据权利要求1所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述冷风进口和热风进口位于所述箱体的一端；所述冷风出口和热风出口位于所述箱体的另一端。
6.根据权利要求1所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述相变换热板为相变均温板。
7.根据权利要求6所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述相变均温板包括相对密封配合的第一平板和第二平板，所述第一平板上设有用于容纳相变工质的流道。
8.根据权利要求7所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述流道呈蜂窝状或者波浪状。
9.根据权利要求1-8任一项所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述隔板为塑胶板，通过嵌件注塑工艺紧密嵌合在若干个所述相变换热板上。
10.根据权利要求1-8任一项所述的平板式热管换热器，其特征在于，所述隔板为橡胶板，通过金属-橡胶硫化粘合与若干个所述相变换热板紧密嵌合。
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