CN210070298U - 一种热管冷却水箱 - Google Patents

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江燕涛
陆科桦
罗思维
李秋
葛余峰
潘子豪
陈田嘉
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    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
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Abstract

本实用新型公开了一种热管冷却水箱,换热介质可以从换热介质入口流入储水箱中,与平板翅片热管装置的下端进行换热后,换热介质从换热介质出口流出;平板翅片热管装置的下端吸收换热介质的热量后,热管内的丙酮气化上升至平板翅片热管装置的上端进行放热,冷凝后回流至下端重复吸热,完成散热循环;本申请的一种热管冷却水箱结构简单,使用方便,生产方便;可应用于潜热和显热配合换热的汽车空调用节能冷凝器中,降低汽车空调用冷凝器的能耗,提升散热效率。

Description

一种热管冷却水箱
技术领域
本实用新型属于汽车空调冷凝器设备技术领域,更具体的说,涉及一种热管冷却水箱。
背景技术
随着我国经济的飞速发展,人们生活水平不断提高。据《2017中国汽车行业现状分析》,近几年我国汽车销量保持快速增长。汽车普及率越来越高,而汽车的节能减排也一直是社会各界高度关注的问题。我国绝大部分国土处于亚热带与温带,常年气温较高,因而汽车空调的使用率也非常高。汽车空调在整个汽车行业里耗能不可忽视;
现有的汽车空调冷凝器普遍采用电动风机直接对冷凝盘管吹拂进行风冷散热;汽车空调冷凝器的作用是把压缩机排出高温、高压制冷剂气体,通过冷凝盘管将热量散发到车外空气中,从而使高温、高压制冷剂气体冷凝成较高温、高压的液体。市面上汽车空调冷凝器有管片式、管带式及平流式三种结构形式。
以目前的汽车空调冷凝器的换热特点和制冷剂特性,要提高性能不外乎从三个方面考虑:加换热面积(即增加冷凝盘管的长度或者管数),提高空气侧和制冷剂侧的换热量;提高冷凝器内工质流体温度和流量分配的均匀度;降低制冷剂在冷凝器中的压力损失,这样可以减少压缩机耗功。但总传热面积增大,冷凝器总管长增长或冷凝盘管管数增多,需匹配叶片直径更大的或选用转数更大的风机,风机功耗必然比采用60冷凝温度时要大;管长增长,制冷剂在冷凝器里流动阻力增大,冷凝器进出口压降增大,空调系统压缩功增大,而过冷度降低,空调系统制冷量降低,这会直接影响空调系统的制冷效果;空气与冷凝器间的温差小,传热效率低,散热效果不好。
在降低冷凝器能耗的同时,保证空调的制冷效果和冷凝器的散热效果,是冷却器未来研究的方向。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足,本实用新型提供了一种热管冷却水箱,结构简单,生产方便。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种热管冷却水箱,包括储水箱和平板翅片热管装置;所述储水箱设有换热介质入口和换热介质出口;所述平板翅片热管装置由多个热管和多个焊接在热管外侧的平板翅片组成,热管内填充有丙酮;所述平板翅片热管装置的下端位于储水箱内用于吸收换热介质的热量,上端位于储水箱外部用于放热。
上述技术方案中的一种热管冷却水箱,换热介质可以从换热介质入口流入储水箱中,与平板翅片热管装置的下端进行换热后,换热介质从换热介质出口流出;平板翅片热管装置的下端吸收换热介质的热量后,热管内的丙酮气化上升至平板翅片热管装置的上端进行放热,冷凝后回流至下端重复吸热,完成散热循环;本申请的一种热管冷却水箱结构简单,使用方便,生产方便;可应用于潜热和显热配合换热的汽车空调用节能冷凝器中,降低汽车空调用冷凝器的能耗,提升散热效率。
本申请的换热介质可以为冷却水、或其它种类的换热介质。
在某些实施例中,所述换热介质入口设置在所述储水箱的一端的上侧;所述换热介质出口设置在所述储水箱的另一端的下侧。换热介质从换热介质入口进入,从换热介质出口流出,利用了流体的自然规律,在重力作用下能自发的自上往下流,节约水泵部分动力降低水泵的能耗。
在某些实施例中,所述储水箱包括左箱体、右箱体和密封盖板;所述左箱体与右箱体可拆卸地密封连接形成储水箱的底部和侧部;所述密封盖板设置在平板翅片热管装置上,密封盖板可拆卸地密封盖合在储水箱的上端,平板翅片热管装置位于密封盖板下方的一端位于储水箱内。可拆卸地密封连接可以采用螺丝、密封圈的组合进行可拆卸密封连接,还可以使用密封胶等;在其它实施例中还可以其它的方式进行可拆卸地密封连接;将水箱设成左箱体和右箱体,可拆卸地密封连接,便于拆卸后进行清洗;密封盖板设置在平板翅片热管装置上与平板翅片热管装置形成一个整体,将平板翅片热管装置安装在储水箱箱上时,同时便形成了储水箱的密封结构;便于密封地将平板翅片热管装置安装在储水箱上。
在某些实施例中,多个所述热管等间距均匀排列,所述平板翅片对应所述热管的排列位置均设有套接孔;多个所述平板翅片通过套接孔套装到所述热管上,且与热管外侧壁等间隔地焊接固定。平板翅片热管装置的一种设置结构,结构简单,生产组装更方便。
在某些实施例中,所述储水箱的上端设有密封盖板,所述密封盖板为平板翅片热管装置的一个平板翅片,该翅片用于与储水箱可拆卸地密封盖合。将密封盖板与平板翅片装置上的平板翅片相结合。
在某些实施例中,位于储水箱内的平板翅片的外侧壁与储水箱的内侧壁紧贴配合,位于储水箱内的平板翅片上均设有过水孔;上下相邻的两层平板翅片上的过水孔,呈左右两端错开设置。提高换热介质在储水箱内的流动路程,提高换热介质与热管的对流换热效率。
在某些实施例中,所述热管为铝-丙酮热虹吸管,加有缓蚀剂;所述热管的外直径d1=25mm,壁厚F1=2mm;横向管距S1=50mm,纵向管距S2=50mm;翅片外径d2=50mm,翅片高度h2=12.5mm,翅片厚度F3=1.0mm,翅片间距Y=6mm。某实施例中,平板翅片热管装置的一种设计参数,散热效率高;但本申请不以此为限,在其它的实施例中还可以使用其它的参数,均应属于本申请的保护范畴。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的一种热管冷却水箱,换热介质可以从换热介质入口流入储水箱中,与平板翅片热管装置的下端进行换热后,换热介质从换热介质出口流出;平板翅片热管装置的下端吸收换热介质的热量后,热管内的丙酮气化上升至平板翅片热管装置的上端进行放热,冷凝后回流至下端重复吸热,完成散热循环;本申请的一种热管冷却水箱结构简单,使用方便,生产方便;可应用于潜热和显热配合换热的汽车空调用节能冷凝器中,降低汽车空调用冷凝器的能耗,提升散热效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型某一实施例中所述的一种热管冷却水箱的剖视结构示意图;
图2是本实用新型某一实施例中热管冷却水箱的使用状态示意图;
图3是本实用新型某一实施例中平板翅片的结构示意图;
图4是图3中区域A的放大结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
本申请的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以直接相连,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1-4所示出的一种热管冷却水箱,包括储水箱1和平板翅片热管装置2;所述储水箱1设有换热介质入口14和换热介质出口13;所述平板翅片热管装置2由多个热管21和多个焊接在热管21外侧的平板翅片22组成,热管21内填充有丙酮;所述平板翅片热管装置2的下端位于储水箱1内用于吸收换热介质的热量,上端位于储水箱1外部用于放热。
上述技术方案中的一种热管冷却水箱,换热介质可以水或者其它的便于吸热放热的流体;换热介质从换热介质入口14流入储水箱1中,与平板翅片热管装置2的下端进行换热后,换热介质从换热介质出口13流出;平板翅片热管装置2的下端吸收换热介质的热量后,热管21内的丙酮气化上升至平板翅片热管装置2的上端进行放热,冷凝后回流至下端重复吸热,完成散热循环;本申请的一种热管冷却水箱结构简单,使用方便,生产方便;可应用于潜热和显热配合换热的汽车空调用节能冷凝器中,降低汽车空调用冷凝器的能耗,提升散热效率。
如图2所示,为本申请热管冷却水箱的应用状态示意图:
图2中所示的一种采用热管水冷的汽车空调用节能冷凝器,包括本申请的热管冷却水箱,还包括密封套筒3、冷却盘管4、水泵7;所述密封套筒3内设有冷却盘管4,冷却盘管4进口端与换热介质出口13通过第一连接管5连通,所述冷却盘管4出口端与换热介质入口14通过第二连接管6连通;所述水泵7设置在第一连接管5或第二连接管6上;所述密封套筒3的内侧面与冷却盘管4的外侧面之间具有制冷剂填充空间;所述密封套筒3的壳体上端设有进气口31,壳体下端设有出液口(图未示),进气口31和出液口均与制冷剂填充空间连通。使用过程中,进气口31和出液口分别用于连通汽车空调的制冷剂连通管道,气态的制冷剂从进气口31进入密封套筒3内的制冷剂填充空间,与冷却盘管4内的换热介质进行换热,制冷剂冷凝为液体从出液口流出;换热介质在冷凝盘管4内吸热后升温,在水泵的作用下从换热介质入口进入储水箱1,与平板翅片热管装置3的下端进行换热,热管下端的丙酮吸热,上升至平板翅片热管装置4的上端位于储水箱1外部,通过热管和平板翅片进行放热,丙酮具有气热两相,吸热后为气体上升,放热后冷凝回流;在某些实施例中还可以设置风机8提高平板翅片热管装置2上端的散热效率;储水箱1内被降温的换热介质从换热介质出口再经第一连接管道5进入冷却盘管4之中形成散热循环;该应用有本申请的热管冷却水箱的冷凝器,从原来风机对冷凝器直接吹风散热单一的显热换热,改为潜热(制冷剂与换热介质、换热介质与热管)与显热(热管上端与空气)配合换热的方式,减少了散热过程中的能耗,与原风冷散热系统相比,汽车使用空调以60Km/h速度每行驶100km,可节约335g油。
本申请的换热介质可以为冷却水、或其它种类的换热介质。
在某些实施例中,所述换热介质入口14设置在所述储水箱1的一端的上侧;所述换热介质出口13设置在所述储水箱的另一端的下侧。换热介质从换热介质入口14进入,从换热介质出口13流出,利用了流体的自然规律,在重力作用下能自发的自上往下流,节约水泵部分动力降低水泵的能耗。
在某些实施例中,所述储水箱1包括左箱体12、右箱体11和密封盖板;所述左箱体12与右箱体11可拆卸地密封连接形成储水箱1的底部和侧部;(底部指底壁,侧部指四个侧壁)所述密封盖板设置在平板翅片热管装置2上,密封盖板可拆卸地密封盖合在储水箱1的上端,平板翅片热管装置2位于密封盖板下方的一端位于储水箱1内。可拆卸地密封连接可以采用螺丝、密封圈的组合进行可拆卸密封连接,还可以使用密封胶等;在其它实施例中还可以其它的方式进行可拆卸地密封连接;将水箱设成左箱体12和右箱体11,可拆卸地密封连接,便于拆卸后进行清洗;密封盖板设置在平板翅片热管装置2上与平板翅片热管装置2形成一个整体,将平板翅片热管装置2安装在储水箱1上时,同时便形成了储水箱1的密封结构;便于密封地将平板翅片热管装置2安装在储水箱1上。
在某些实施例中,多个所述热管21等间距均匀排列,所述平板翅片22对应所述热管21的排列位置均设有套接孔;多个所述平板翅片22通过套接孔套装到所述热管21上,且与热管21外侧壁等间隔地焊接固定。平板翅片热管装置2的一种设置结构,结构简单,生产组装更方便。在某些实施例中,还可以采用其它的散热翅片结构,均应属于本申请的保护范畴。
在某些实施例中,所述储水箱1的上端设有密封盖板,所述密封盖板为平板翅片热管装置2的一个平板翅片22,该翅片用于与储水箱1可拆卸地密封盖合。将密封盖板与平板翅片装置2上的平板翅片相结合,使安装结构更加的简单,组装生产更加的方便。
如图2所示在某些实施例中,位于储水箱1内的平板翅片22的外侧壁与储水箱1的内侧壁紧贴配合,位于储水箱1内的平板翅片22上均设有过水孔221;上下相邻的两层平板翅片22上的过水孔221,呈左右两端错开设置。换热介质从换热介质入口流入,需要先水平流动到右端然后再通过设置在右端过水孔221垂直向下流动进入下层的平板翅片22间隙,然后再水平流动至靠近入口的左端,再通过设置在左端的过水孔221进入下层,然后再向右,依次往复;提高换热介质在储水箱1内的流动路程,提高换热介质与热管21的对流换热效率。
在某些实施例中,所述热管21为铝-丙酮热虹吸管,加有缓蚀剂;所述热管21的外直径d1=25mm,壁厚F1=2mm;横向管距S1=50mm,纵向管距S2=50mm;翅片外径d2=50mm,翅片高度h2=12.5mm,翅片厚度F3=1.0mm,翅片间距Y=6mm。(本实施例采用的是矩形翅片,若干套接孔将一个矩形翅片均分为若干矩形翅片区域,每个套接孔均位于其对应的矩形翅片区域的中心;翅片外径d2指的是套接孔中心至该矩形翅片区域边线的内切圆直径;翅片高度h2指的是套接孔边缘至该矩形翅片区域边线的最短的垂直距离。)平板翅片热管装置2的一种优选的设计参数,散热效率高;但本申请不以此为限,在其它的实施例中还可以使用其它的参数,均应属于本申请的保护范畴。
在本实施例中,采用的是矩形翅片,在某些实施例中还可以采用圆形翅片,在本实施例中,采用的是多个热管的同一高度的翅片为一个整体进行设置组装,在某些实施例中,还可以是分体结构的平板翅片,各热管外侧的翅片并不一体相连,均应属于本申请的保护范畴。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种热管冷却水箱,其特征在于:包括储水箱和平板翅片热管装置;所述储水箱设有换热介质入口和换热介质出口;所述平板翅片热管装置由多个热管和多个焊接在热管外侧的平板翅片组成,热管内填充有丙酮;所述平板翅片热管装置的下端位于储水箱内用于吸收换热介质的热量,上端位于储水箱外部用于放热。
2.根据权利要求1所述的一种热管冷却水箱,其特征在于:所述换热介质入口设置在所述储水箱的一端的上侧;所述换热介质出口设置在所述储水箱的另一端的下侧。
3.根据权利要求1所述的一种热管冷却水箱,其特征在于:所述储水箱包括左箱体、右箱体和密封盖板;所述左箱体与右箱体可拆卸地密封连接形成储水箱的底部和侧部;所述密封盖板设置在平板翅片热管装置上,密封盖板可拆卸地密封盖合在储水箱的上端,平板翅片热管装置位于密封盖板下方的一端位于储水箱内。
4.根据权利要求1所述的一种热管冷却水箱,其特征在于:多个所述热管等间距均匀排列,所述平板翅片对应所述热管的排列位置均设有套接孔;多个所述平板翅片通过套接孔套装到所述热管上,且与热管外侧壁等间隔地焊接固定。
5.根据权利要求4所述的一种热管冷却水箱,其特征在于:所述储水箱的上端设有密封盖板,所述密封盖板为平板翅片热管装置的一个平板翅片,该翅片用于与储水箱可拆卸地密封盖合。
6.根据权利要求4所述的一种热管冷却水箱,其特征在于:位于储水箱内的平板翅片的外侧壁与储水箱的内侧壁紧贴配合,位于储水箱内的平板翅片上均设有过水孔;上下相邻的两层平板翅片上的过水孔,呈左右两端错开设置。
7.根据权利要求1所述的一种热管冷却水箱,其特征在于:所述热管为铝-丙酮热虹吸管,加有缓蚀剂;所述热管的外直径d1=25mm,壁厚F1=2mm;横向管距S1=50mm,纵向管距S2=50mm;翅片外径d2=50mm,翅片高度h2=12.5mm,翅片厚度F3=1.0mm,翅片间距Y=6mm。
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