CN202836287U - 一种热管热交换器组件 - Google Patents

Abstract

一种热管热交换器组件包括至少两个热管热交换器，热管热交换器包括：一换热模块，设置在所述的机壳内部，所述的换热模块包括热管翅片组和隔板，所述的隔板与外部机壳内表面紧密贴合将所述的机壳内部分成冷空气腔和热空气腔两个腔室，每个腔室都有进风口和出风口，所述的冷空气腔与外界相通，所述的热空气腔与机柜相通；至少一个空气驱动装置，分别设置在所述的冷空气腔和热空气腔内。本实用新型有在高紧凑度前提下满足大热耗的散热需求，可以从密闭机柜外部进行维护，满足密闭机柜的安装要求，设计和制造灵活性，增强散热效果等优点。

Description

一种热管热交换器组件

技术领域

本实用新型涉及一种换热装置，特别涉及一种热管热交换器组件。

背景技术

电子系统，如通信电子系统和工业控制电子系统，往往要应用于恶劣气候环境，比如露天的室外、厂房、地下室、楼道和简单遮蔽房屋等环境。这时为了保证电子系统稳定、可靠的运行，必须避免电子系统受雨水、湿度、灰尘、和腐蚀性空气的直接影响，不能通过直接风冷方式，如强迫风冷和自然风冷，进行散热。因此电子系统要置于密闭机箱或机柜内，它的散热装置必须依赖热交换器或空调。

热交换器（也叫换热器）换热的简单的原理图见附录中的图1，热交换器可以被安装在密闭机柜或机箱的任何一个外壁，如两个侧面、门面、背后面和顶部。图1的示例中，热交换器安装在机柜的左侧面中。图2为图1的侧视图。在图1中，冷空气流4和热空气流3在热交换器1的换热模块5进行热交换。换热模块5的设计做到冷热空气流有大面积的热交换同时做到冷热气流互不相通。热空气流3循环流动于密闭的机柜或机箱2内电子系统的电路板6间。从而实现对密闭在机柜内的电子系统的散热。

目前应用较多的是间壁式的板翅式热交换器和平行薄铝板叠合成换热芯的板式热交换器，相比它们热管热交换器具有制造工艺简单、制造成本低、冷热空气之间防水密封设计简单、稳定等优点。热管热交换器的换热模块由隔板和热管翅片组组成。热管翅片组是一组等长或大致等长的、间隔套装上多个翅片的、空间上相互平行或基本平行的，两端处于同一平面或大致处于同一平面的热管。隔板预先穿孔套装于所有热管的中部或者近似中部，并保持它的板面与每跟热管垂直。

图3所示为一种现有的热管热交换器，示例图中热管热交换器被安装在机柜的左侧面。由轴流风扇9和11分别驱动的内外气流通过热管翅片组10进行换热，内外气流通过中间隔板8隔开。它的显著特征是相互平行的热管与机柜安装面垂直。这种形式的热管热交换器的换热量受限制，一般在15W/K以下，只能满足100W左右的散热需求，显然有不易于维护和安装、风口不利于散热、占用了机柜内部的空间等缺点。 

图4所示为另一种现有的热管热交换器，由轴流风扇13和12分别驱动的内外气流通过热管翅片组14进行换热，内外气流通过中间隔板15隔开。内外气流通过副隔板16和17形成循环风道。它的显著特征是相互平行的热管与机柜高度方向平行或近似平行；内外气流通过副隔板形成气流通道。这种形式的热管热交换器的换热量受限制，一般在15W/K一下，只能满足100W左右的散热需求，显然有不易于维护和安装、风口不利于散热等缺点。

综上所述，现有的技术显然存在不便与缺陷，有必要加以改善。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种热管热交换器组件，以解决现有技术的热管热交换器换热的效果不够理想的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种热管热交换器组件，包括至少两个热管热交换器，所述热管热交换器包括：

一外部机壳，所述的机壳呈长方体、四角倒圆或倒角的长方体等形状，包括一具有一开放口并可界定出一容纳空间的箱体，和一封设在该箱体开放口的盖体，所述的箱体与所述的盖体上分别设置有进风口及出风口；

一换热模块，设置在所述的机壳内部，所述的换热模块包括热管翅片组和隔板，所述的隔板与外部机壳内表面紧密贴合将所述的机壳内部分成冷空气腔和热空气腔两个腔室，每个腔室都有进风口和出风口，所述的冷空气腔与外界相通，所述的热空气腔与机柜相通。

至少一个空气驱动装置，分别设置在所述的冷空气腔和热空气腔内。

优选地，整个热管翅片组分成至少两个子热管翅片组，所述的子热管翅片组相互拉开一定距离，在隔板两侧形成至少一对附加空气腔；所述的附加空气腔内可以设置至少一个空气驱动装置。

优选地，空气驱动装置可以为轴流风扇、离心风扇、轴流风机或离心风机等。

优选地，空气驱动装置可以为由一个或数个轴流风扇、离心风扇、轴流风机或离心风机等组成的可以整体安装或插拔的空气驱动模块。

优选地，热管翘片组由多根热管排列成空间上相互平行的热管组和相互平行并垂直于热管的连续翅片组组成。

优选地，在所述的热管翘片组上热管穿孔之间加工百叶窗型的栅片群或者平直型栅片群，所述的栅片群的片脚连线方向与气流方向平行或者呈小于等于45度的角度。

优选地，热管翘片组由多根热管排列成空间上相互平行的热管组和每个热管上穿上间距排列的圆形、椭圆形或矩形小翘片组组成。

优选地，隔板预先穿孔套装于所有热管的中部或者近似中部，并保持其板面与每根热管垂直。

优选地，进风口上设置有防尘网。

与现有技术相比，本实用新型有在高紧凑度前提下满足大热耗的散热需求，可以从密闭机柜外部进行维护，满足密闭机柜的安装要求，设计和制造灵活性，增强散热效果等优点。

附图说明

图1为现有技术的的主视图。

图2为图1的侧视图。

图3为现有技术的一种热管交换器。

图4为现有技术的另一种热管交换器。

图5为本实用新型实施例一热管热交换器从垂直隔板方向看的视图。

图6为本实用新型图5中A-A面视图。

图7为本实用新型图5中B向视图。

图8为本实用新型实施例一按照图5的方位安装于机柜左侧面的情形。

图9为图8中C-C面视图。

图10为本实用新型图6中D向视图的放大图。

图11为本实用新型热管上穿上圆形翘片组的结构示意图。

图12为本实用新型热管翅片组上开有一种栅片的结构示意图。

图13为本实用新型热管翅片组上开有另一种栅片的结构示意图。

图14为本实用新型热管热交换器的实施例二的结构示意图。

图15为本实用新型热管热交换器的实施例三的结构示意图。

图16为本实用新型安装在机柜顶部的结构示意图。

图17为本实用新型热管热交换器的实施例一的立体图。

图18为本实用新型热管热交换器的实施例一的立体分解图。

图19为本实用新型热管热交换器组件的实施例一的结构示意图。

图20为本实用新型热管热交换器组件的其它实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

参见图5和图6，热管翅片组由多根热管23排列成空间上相互平行的热管组和等间隔相互平行并垂直于热管的翅片组24组成。图中各根热管23与热交换器18宽度28边方向平行。置于宽度28边中部并且与热交换器宽度边方向垂直的隔板25将外部机壳31和热管翅片组，分隔成热空气流19和冷空气流20通道。图中，带箭头的实线表示热空气流，带箭头的虚线表示冷空气流，下面所有图中一样的表示。隔板25沿高度27边方向延伸了一定长度至外部机壳31直至其与外部机壳内表面密合，在热交换器上端形成冷空气流通道的出气室33a和热空气流通道的进气室34b，在热交换器下端形成冷空气流通道的进气室34a和热空气流通道的出气室33b。图中，黑色圆点表示空气流方向指向纸面外，小×表示气流方向穿入纸面内，下面所有图中一样表示。分别由置于热空气流19通道进气室34b的离心风扇21和冷空气流20通道中的进气室34a的离心风扇22驱动热空气流和冷空气流。实例一隔板的长宽比大于5，比较适合安装到密闭机柜的应用。

参照图17～18，实例一热管热交换器由热管翅片组、隔板25、热空气流驱动风扇21、冷空气流驱动风扇22和外部机壳31组成。基于图5方位在外部机壳左侧面对应冷空气流通道中的进气室34a和出气室33a的位置分别开进风口29和出风口30，参见图7。类似地参见图8，在外壳右侧面对应热空气流通道中的进气室34b和出气室33b的位置也分别开进风口和出风口（图中未画出），两者与密闭机柜2的安装面上相应开口连通，使得热空气流19能够循环于内部电子系统和热交换器之间，实现换热的目标。

参见图8和图9，实例一充分利用多数情况下机柜较高的安装条件做得较长些，布置较多排的热管23，这是它有显著高散热能力的主要原因之一。

实例一的多排热管23沿空气流方向为如图10所示的前后排错流排列，当然也可以顺流排列，但换热效果不如错流排列。实例一做成了为所有热管共用连续的翅片24，多个连续的翅片等间距排列。也可以在每个热管上穿上均间距排列的圆形、椭圆型、方型或矩形小翅片组。图11画出的是热管上穿上圆形翅片组的情形。

对于所有热管共用连续的翅片情形，可以在翅片上热管穿孔之间通过切割形成百叶窗型栅片群35或者平直型栅片群36，参见图12和图13。栅片群的片脚连线37方向与气流方向7平行或者有小于等于45度的角度。这样处理可以促使气流的紊流加剧，从而进一步提升换热效果。

参见图14示意的实施例二是在实施例一的基础上，将热管翅片组件沿高度27边的方向分割成上下大致相等的两个子热管翅片组，隔板25保持连续。在隔板两侧形成一对附加空气腔38a和38b。附加空气腔38a和38b分别水平放置吹向相反的轴流风扇模块39a和39b。当有更大空气流驱动的需求时，实例二是一种很好的选择方案。

参见图15示意的实施例三是在实施例二的基础上，去除进气室34a和34b的风扇22和21，冷热空气流仅分别靠置于附加空气腔的轴流风扇模块39b和39a来驱动。因此实例三的进气室34a、34b和出气室33a、33b的空间可以沿高度27边被适当压缩，热交换器具备较高的紧凑度。

参见图19示意的热管热交换器组件是将两实施例一的热管热交换器通过侧边合并组合形成换热能力更大的热管热交换器，如图19(b)合并后形成的组合热交换器实现了密闭机柜2内的两股热空气流19和柜外的两股冷空气流20之间的换热。

图20(a)和图20 (b)为实施例四的另外两种形式的组合，两热管热交换器相邻风道因为是同类气流，所以可以完全合并成一路热空气流19或冷空气流20。

在本实施例中，通过将两热管热交换器合并极大地增强换热的效果，在其他实施例中，还可以采用其他多种方式将两热管热交换器合并，并且可也以合并两个以上的热管热交换器。

以上说明的四种实施例都可以通过风道的略微变化实现安装在室外机柜顶部的应用，如图16所示。图中热交换器18安装与密闭机柜2顶部。为了适应这种安装形式，需要变化的是：冷空气流20的进风口和出风口（图中未画出）必须分别开在热交换器18高度27边的两端的外部机壳侧面上。图16画出了热空气流19在密闭机柜2内部与内部电子系统的电路板6组一起构成的一种循环流动方案。斜板40a和40b顺利保证热空气流19从热交换器18出风口出来，经过电子系统的竖直的电路板6空间，然后汇流到热交换器18的进风口。

以上实施例中，所述的安装风扇或风机的地方都可以安装空气驱动装置。从上面可以知道，空气流驱动装置的位置安排和数量增减灵活，可以灵活满足不同的空气流的驱动力要求。而所述的空气驱动装置可以为轴流风扇、离心风扇、轴流风机或离心风机等。当然，所述的空气驱动装置也可以为由一个或数个轴流风扇、离心风扇、轴流风机或离心风机等组成的可以整体安装或插拔的空气驱动模块。而空气驱动模块是把一个或数个轴流风扇、离心风扇、轴流风机或离心风机封装起来。可以利用滑轨等方式安装或拆卸，这样易于模块化设计、制造和安装，易于实现结构组件共用，从而有效地减少热管热交换器的设计和制造成本，从而提高效率，节省时间。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型有在高紧凑度前提下满足大热耗的散热需求，可以从密闭机柜外部进行维护，满足密闭机柜的安装要求，设计和制造灵活性，增强散热效果等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围。凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种热管热交换器组件，其特征在于，包括至少两个热管热交换器，所述热管热交换器包括：一外部机壳，所述的机壳呈长方体、四角倒圆或倒角的长方体等形状，包括一具有一开放口并可界定出一容纳空间的箱体，和一封设在该箱体开放口的盖体，所述的箱体与所述的盖体上分别设置有进风口及出风口；一换热模块，设置在所述的机壳内部，所述的换热模块包括热管翅片组和隔板，所述的隔板与外部机壳内表面紧密贴合将所述的机壳内部分成冷空气腔和热空气腔两个腔室，每个腔室都有进风口和出风口，所述的冷空气腔与外界相通，所述的热空气腔与机柜相通；至少一个空气驱动装置，分别设置在所述的冷空气腔和热空气腔内。

2.根据权利要求1所述的热管热交换器组件，其特征在于，所述的整个热管翅片组分成至少两个子热管翅片组，所述的子热管翅片组相互拉开一定距离，在隔板两侧形成至少一对附加空气腔；所述的附加空气腔内设置至少一个空气驱动装置。

3.根据权利要求1所述的热管热交换器组件，其特征在于，所述的空气驱动装置为轴流风扇、离心风扇、轴流风机或离心风机等。

4.根据权利要求1所述的热管热交换器组件，其特征在于，所述的空气驱动装置为由一个或数个轴流风扇、离心风扇、轴流风机或离心风机等组成的整体安装或插拔的空气驱动模块。

5.根据权利要求1所述的热管热交换器组件，其特征在于，所述的热管翘片组由多根热管排列成空间上相互平行的热管组和相互平行并垂直于热管的连续翅片组组成。

6.根据权利要求5所述的热管热交换器组件，其特征在于，在所述的热管翘片组上热管穿孔之间加工百叶窗型的栅片群或者平直型栅片群，所述的栅片群的片脚连线方向与气流方向平行或者呈小于等于45度的角度。

7.根据权利要求1所述的热管热交换器组件，其特征在于，所述的热管翘片组由多根热管排列成空间上相互平行的热管组和每个热管上穿上间距排列的圆形、椭圆形或矩形小翘片组组成。

8.根据权利要求1所述的热管热交换器组件，其特征在于，所述的隔板预先穿孔套装于所有热管的中部或者近似中部，并保持其板面与每根热管垂直。

9.根据权利要求1所述的热管热交换器组件，其特征在于，所述的进风口上设置有防尘网。

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