CN115060100A - 翅片式脉动热管换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了翅片式脉动热管换热器，包括箱体和至少部分安装在箱体内的闭式回路的脉动热管，脉动热管内填注工作介质，脉动热管通过左、右端板和两块间距不小于40mm的隔热板将脉动热管分隔成吸热段、隔热段和排热段，吸热段和排热段的脉动热管分别套装有多个换热翅片，隔热段浇铸隔热材料层，阻止吸热段与排热段之间的热量传递和互相串风，脉动热管通过胀管工艺与换热翅片紧密连接。本发明通过将两块隔板形成隔热段，防止吸热段和排热段之间产生热量交换，脉动热管通过胀管工艺与换热翅片紧密连接，利用空调换热器制造工艺，可以批量生产高效的翅片式脉动热管换热器；制造工艺简单、原材料容易获得，无传统热管的毛细输送和传热极限。

Description

翅片式脉动热管换热器

技术领域

本发明属于余热利用装置技术领域，更具体而言，涉及一种利用高温排气加热冷空气的翅片式脉动热管换热器。

背景技术

工业生产与建筑空调领域存在大量的高温空气或者低温空气，从这些高温空气中回收热量或者从低温空气中回收冷量对减少能源消耗十分必要。

目前存在各种不同类型的余热回收技术，例如板翅式换热器、转轮式换热器以及传统热管式换热器。

脉动热管是目前公认的高效传热技术。传统的脉动热管利用直径小于5mm的毛细管弯折成多个回路后首位连接形成一个闭合回路。将其内部抽真空后注入工质，工质可以是甲醇、水、丙酮、制冷剂R134a、R245fa、或者甲醇与水的混合物、甲醇与丙酮的混合物等，为了增强传热效果也可在上述工质中假如纳米材料。工质在重力与毛细作用下自行在管内形成气塞与液塞交替分布的状态。当蒸发段加载热负荷、冷凝段加载冷负荷的时候，蒸发段管内工质升温汽化，体积迅速膨胀增大，蒸发段压力增高；冷凝段管内的工质将降温液化，体积减少，冷凝段的压力降低。这就在冷凝段与蒸发段之间形成压力差，这种压力差将蒸发段工质推到冷凝段冷凝，将冷凝段工质推到蒸发段升温汽化，脉动热管的传热无需外接动力以及传统热管的毛细芯。虽然现有技术中，脉动热管也安装有换热翅片，但是换热翅片采用焊接技术脉动热管连接固定，制造相对困难，成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种翅片式脉动热管换热器，具备制造简单、成本低廉，换热效率高的优点。

根据本发明的第一方面，提供了翅片式脉动热管换热器，包括箱体和至少部分安装在箱体内的闭式回路的脉动热管，所述脉动热管内填注工作介质，所述脉动热管通过左、右端板和两块隔热板将脉动热管分隔成吸热段、隔热段和排热段，所述吸热段和排热段的脉动热管分别套装有多个换热翅片，所述脉动热管通过胀管工艺与换热翅片、左端板、右端板和两块隔热板中的至少一种紧密连接。

本发明的一个特定的实施例中，所述隔热段所在的空间浇铸有隔热材料层。

本发明的一个特定的实施例中，两块隔热板通过两块中间板连接隔热板和中间板胀接固定后形成浇铸隔热材料层的浇铸空间。

本发明的一个特定的实施例中，所述脉动热管包括多条U型管，所述U型管插接在换热翅片的第一通孔后通过胀管工艺与换热翅片固定，相邻的U型管通过半圆管串联后通过闭环连接管连接，所述闭环连接管设有用于抽真空和注液的连接口。

本发明的一个特定的实施例中，所述脉动热管的数量为两组或者两组以上，至少一组脉动热管串联设置在箱体内，至少一组脉动热管中对应的吸热段串联，至少一组脉动热管中对应的排热段串联，至少一组脉动热管中隔热段依次连接，以将串联的吸热段和串联的排热段分割

本发明的一个特定的实施例中，所述箱体包括两块盖板，左端板和右端板设置在两块所述盖板之间，所述左端板和右端板上设有供脉动热管穿过的第二通孔，脉动热管插接在第二通孔后，通过胀管工艺与左端板和右端板固定。

本发明上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明通过将两块隔板形成隔热段，防止吸热段和排热段之间产生热量交换，隔热段浇铸隔热材料层，阻止吸热段与排热段之间的热量传递和互相串风，脉动热管通过胀管工艺与换热翅片紧密连接，利用空调换热器制造工艺，可以批量生产高效的翅片式脉动热管换热器；制造工艺简单、原材料容易获得，无传统热管的毛细输送和传热极限。

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是本发明一个实施例的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的工作示意图；

图3是本发明一个实施例的左视图；

图4是本发明一个实施例的右视图；

图5是本发明一个实施例中脉动热管的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、间接连通或两个元件的相互作用关系。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。

参照图1至图5所示，翅片式脉动热管换热器，包括箱体和至少部分安装在箱体内的闭式回路的脉动热管20，所述脉动热管20内填注工作介质，所述脉动热管20通过左端板14、右端板15和两块隔热板17分隔成吸热段11、隔热段12和排热段13，两块隔热板17的距离不小于40mm，吸热段11设有热空气入口和热空气出口，排热段13设有冷空气进口和冷空气出口，所述吸热段11和排热段13的脉动热管20分别套装有多个换热翅片，所述脉动热管20通过胀管工艺与换热翅片、左端板14、右端板15和两块隔热板17中的至少一种紧密连接。换热翅片由金属片冲压而成，材料可以是铜箔或者铝箔。

热空气从热空气入口进入吸热段11所在的空间，吸热段11管内工质升温汽化，体积迅速膨胀增大，吸热段11压力增高，被吸热的气体从热空气出口排出；冷空气从冷空气进口进入排热段13所在的空间，冷空气在排热段13表面获得管内工质冷凝热和显热，排热段13管内的工质将降温液化，体积减少，排热段13的压力降低，实现热交换。

其中，所述脉动热管20包括多条U型管21，所述U型管21插接在换热翅片的第一通孔后通过胀管工艺与换热翅片固定，相邻的U型管21通过半圆管22串联后通过闭环连接管23连接，所述闭环连接管23设有用于抽真空和注液的连接口24。

所述箱体包括两块盖板16，两块所述盖板16之间设置有左端板14和右端板15，所述左端板14和右端板15上设有供脉动热管20穿过的第二通孔，脉动热管20插接在第二通孔后，通过胀管工艺与左端板14和右端板15固定。

生产时，换热翅片、左端板14、右端板15、隔热板17、U型管21和半圆管22通过设备加工而成。

U型管21串上左端板14和换上换热翅片、串上两块隔热板17，两块隔热板17之间的间距为80cm左右，再串上和右端板15，利用胀管方法使换热翅片和U型管21紧密配合，相邻的U型管21焊接半圆管22后，使得整个U型管21串联成一个回路，最后焊接上闭环连接管23，通过连接口24抽真空后加注工作工质。

优选的，完成上述安装后，在两块隔热板17之间浇铸隔热材料，以使得述隔热段12填充有隔热材料层，隔热材料层一方面防止吸热段11和排热段13之间串风，另外一方面防止吸热段11和排热段13之间产生热量交换。

本发明利用小管径管片式换热器制造技术，制造出了脉动式热管换热器，具备制造简单、成本低廉，换热效率高的优点。

本发明的一个实施例中，两块隔热板17通过两块中间板18连接，两块隔热板17的距离不小于40mm，两块隔热板17为套装在换热管上的平行板，隔热板17和中间板18焊接固定后形成上下端均敞口的浇铸空间，浇铸空间的下端通过盖板封闭，在浇铸空间浇铸隔热材料后，通过盖板将浇铸空间的上端遮挡。

本发明的一个实施例中，所述U型管21和半圆管22之间通过焊接连接固定，制造简单、成本低廉，浇铸隔热材料后通过上侧的盖板16将隔热材料层遮挡。

本发明的一个实施例中，在使用时，根据风量的大小，将所述脉动热管20的数量设计为为两组或者两组以上，至少一组脉动热管20串联设置在箱体内，至少一组脉动热管20中对应的吸热段11串联，至少一组脉动热管20中对应的排热段13串联，至少一组脉动热管20中隔热段12依次连接，以将串联的吸热段11和串联的排热段13分割。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.翅片式脉动热管换热器，其特征在于，包括箱体和至少部分安装在箱体内的闭式回路的脉动热管，所述脉动热管内填注工作介质，所述脉动热管通过左、右端板和两块隔热板将脉动热管分隔成吸热段、隔热段和排热段，所述吸热段和排热段的脉动热管分别套装有多个换热翅片，所述脉动热管通过胀管工艺与换热翅片、左端板、右端板和两块隔热板中的至少一种紧密连接。

2.根据权利要求1所述的翅片式脉动热管换热器，其特征在于，所述隔热段所在的空间浇铸有隔热材料层。

3.根据权利要求2所述的翅片式脉动热管换热器，其特征在于，两块隔热板通过两块中间板连接，隔热板和中间板焊接固定后形成浇铸隔热材料层的浇铸空间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的翅片式脉动热管换热器，其特征在于，所述脉动热管包括多条U型管，所述U型管插接在换热翅片的第一通孔后通过胀管工艺与换热翅片固定，相邻的U型管通过半圆管串联后通过闭环连接管连接，所述闭环连接管设有用于抽真空和注液的连接口。

5.根据权利要求4所述的翅片式脉动热管换热器，其特征在于，所述脉动热管的数量为两组或者两组以上，至少一组脉动热管串联设置在箱体内，至少一组脉动热管中对应的吸热段串联，至少一组脉动热管中对应的排热段串联，至少一组脉动热管中隔热段依次连接，以将串联的吸热段和串联的排热段分割。

6.根据权利要求1至3任一项所述的翅片式脉动热管换热器，其特征在于，所述箱体包括两块盖板，左端板和右端板设置在两块所述盖板之间，所述左端板和右端板上设有供脉动热管穿过的第二通孔，脉动热管插接在第二通孔后，通过胀管工艺与左端板和右端板固定。

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