CN208124946U - 阵列式微通道热管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于散热技术领域，提供了一种阵列式微通道热管换热器，包括多个热管单元，每个热管单元包括至少一个蒸发盘管、至少一个冷凝盘管以及多个热管组成的热管阵列；每个蒸发盘管的上接口与蒸汽管连通，每个冷凝盘管的下接口之间与回液管连通，蒸发盘管与冷凝盘管通过热管阵列连通，且蒸汽管与回液管连通构成闭合循环回路。本实用新型提供的阵列式微通道热管换热器，具有传热性能高对数平均温差大传热量大体积小、重量轻以及结构紧凑便于拆装、检查和更换的优点。

Description

阵列式微通道热管换热器

技术领域

本实用新型属于散热技术领域，具体涉及到一种阵列式微通道热管换热器。

背景技术

地热能是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大，由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其他可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质，随着化石能源日益匮乏、环境污染加剧，地热资源的高效环保开采愈来愈受到重视。如果应用重力热管开采地热能资源，可以有效缓解目前开采模式抽-灌式所带来的初投资高、回灌不利造成的环境污染、地层下沉等问题。

目前，地热能收集系统大都采用重力热管的收集方式，重力热管是一种通过工质相变循环流动来实现高效传热的换热元件。液态下的工质在重力热管的蒸发段吸收位于地下的地热能，进而受热蒸发，并带走热量，并且受热蒸发后的气态下的工质从重力热管的管道中流向重力热管的冷凝段，进而凝结成液体的工质，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液态下的工质回流到重力热管的蒸发段(液态下的工质附着在重力热管的管道中以冷凝液膜的状态回流到重力热管的蒸发段)，形成一个闭合循环，从而将大量的热量(地热能)从重力热管加热段传输到重力热管的冷凝段。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种阵列式微通道热管换热器，具有传热性能高对数平均温差大传热量大体积小、重量轻以及结构紧凑便于拆装、检查和更换的优点。

本实用新型是这样实现的：阵列式微通道热管换热器，包括多个热管单元，每个所述热管单元包括至少一个蒸发盘管、至少一个冷凝盘管以及多个热管组成的热管阵列；

其中，每个所述蒸发盘管的上接口与与蒸汽管连通，每个所述冷凝盘管的下接口之间与回液管连通，所述蒸发盘管与所述冷凝盘管通过所述热管阵列连通，且所述蒸汽管与所述回液管连通构成闭合循环回路；

所述蒸发盘管以及所述冷凝盘管为多根直管和U型弯头连通的连续盘管，多个热管单元的蒸发盘管构成所述阵列式微通道热管换热器的蒸发段，多个热管单元的冷凝盘管构成所述阵列式微通道热管换热器的冷凝段。

作为本实用新型的一个优选方案，所述热管上设有传热翅片。

作为本实用新型的一个优选方案，所述传热翅片与所述热管焊接。

本实用新型提供的一种阵列式微通道热管换热器，相对于现有技术，具有传热性能高对数平均温差大传热量大体积小、重量轻以及结构紧凑便于拆装、检查和更换的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1是本实用新型实施例中热管单元的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中传热翅片的结构示意图。

图3是本实用新型实施例中热管阵列的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

请参阅图1-图3，阵列式微通道热管换热器，包括多个热管单元，每个热管单元包括至少一个蒸发盘管2、至少一个冷凝盘管1以及多个热管组成的热管阵列4；

其中，每个蒸发盘管2的上接口与与回液管5连通，每个冷凝盘管1的下接口之间与冷凝工质管6连通，蒸发盘管2与冷凝盘管1通过热管阵列4连通，且回液管5与冷凝工质管6连通构成闭合循环回路；

蒸发盘管2以及冷凝盘管1为多根直管和U型弯头连通的连续盘管，多个热管单元的蒸发盘管2构成阵列式微通道热管换热器的蒸发段，多个热管单元的冷凝盘管1构成阵列式微通道热管换热器的冷凝段。

上述中，具体的，该阵列式微通道热管换热器利用内部工质的连续相变来完成热量的持续转移，自身不发生热量，具有很高的导热性及良好的等温性。在蒸发盘管2内，工质受热后蒸发或沸腾，吸收外部热源热量，产生汽化潜热，由液体变为蒸汽，同时管内压力增大，蒸汽在压力的作用下，通过热管4阵列上升到冷凝盘管1中，在工质蒸发的过程中，热蒸汽遇到冷壁面及外部冷源，凝结成液体，同时放出汽化潜热，并通过管壁传给外部冷源空气。并且液态工质在重力作用下由回液管5经冷凝工质管6回流到下部分的蒸发盘管2内，在冷凝工质管6的流出后完全液化，之后液化的工质通过流量调节阀等，在冷凝工质通道6的作用下流回，可实现地热热量与外部冷流体的热量交换。

上述中，上述中的热管单元可独立使用阵列式微通道热管换热器使用，也认作为单独的蒸发器或冷凝器，采用多个热管单元串联的方式作为阵列式微通道热管换热器使用。

其中，热管单元的安装可通过固定金属肋片3安装在壳体(未另附图示出)内。

上述中，热管采用的是铝基型材的微通道热管，如图3所示，微通道热管适用模块化安装，包括但不限于铆接、螺栓连接。微通道热管采用超薄设计，同等尺寸的热交换器，换热能力提高82％。微通道热管与冷凝盘管1和蒸发盘管2结合方式包括真空钎焊、激光焊接、氩弧焊接。

作为本实用新型的一个优选方案，热管上设有传热翅片7，传热翅片7密集分布在热管4上。

作为本实用新型的一个优选方案，传热翅片7与热管焊接。

综上，本实用新型提供的一种阵列式微通道热管换热器，相对于现有技术，具有对比现在工业中用到的传统换热器以及部分热管换热器，本实用新型具有以下优点：

1、传热热性能高：由于设有传热翅片，大大扩展了换热表面，因此，其传热系数比普通光管气-气换热器的要大好多倍。

2、对数平均温差大：可以方便地做到冷流体与热流体的纯逆向流动，这样在相同的进、出口温度条件下，就可以产生最大的对数平均温差。

3、传热量大：传热系数和对数平均温差大，因此，传热量就大。

4、体积小、重量轻、结构紧凑：由于热管换热器所传输的热量大，因此在传输同样的热量情况下，热管换热器就显得体积小、重量轻、结构非常紧凑，因而金属的消耗量小，占地面积也就大大减少。热管换热器这一独特的优点就使其在余热回收等应用领域开辟了广阔的天地。

5、便于拆装、检查和更换。热管换热器是由许多根独立的热管按着一定的排列方式组成的。因此更换部分热管不会影响热管换热器整体的正常工作。

7、热管换热器具有很大的灵活性，可以根据不同的热负荷和气体的流量将几个热管换热器串联或并联起来使用。

8、明显地提高了金属壁温，减轻了低温腐蚀；

9、有效地防止了漏风，降低了引风机的耗电量；

10、增强了换热能力，余热回收率高，提高了锅炉等热设备效率。

有以下几点需要说明：

(1)除非另作定义，本实用新型的实施例及附图中，同一标号代表同一含义。

(2)本实用新型实施例附图中，只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(3)为了清晰起见，在用于描述本实用新型的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

(4)在不冲突的情况下，本实用新型的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.阵列式微通道热管换热器，其特征在于，包括多个热管单元，每个所述热管单元包括至少一个蒸发盘管、至少一个冷凝盘管以及多个热管组成的热管阵列；

其中，每个所述蒸发盘管的上接口与与蒸汽管连通，每个所述冷凝盘管的下接口之间与回液管连通，所述蒸发盘管与所述冷凝盘管通过所述热管阵列连通，且所述蒸汽管与所述回液管连通构成闭合循环回路；

所述蒸发盘管以及所述冷凝盘管为多根直管和U型弯头连通的连续盘管，多个热管单元的蒸发盘管构成所述阵列式微通道热管换热器的蒸发段，多个热管单元的冷凝盘管构成所述阵列式微通道热管换热器的冷凝段。

2.如权利要求1所述的阵列式微通道热管换热器，其特征在于，所述热管上设有传热翅片。

3.如权利要求2所述的阵列式微通道热管换热器，其特征在于，所述传热翅片与所述热管焊接。