CN101922878A - 模块化热管空气热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热管空气热交换器,具体指的是一种由若干热管散热模块排列组合构成热交换器芯的模块化热管空气热交换器。主要由热交换器壳、热交换器芯和风扇组成，热交换器芯包括行列组合的若干热管散热模块、若干隔离条以及隔离条支架，热管散热模块由一组热管和热管上间隔分布的散热翅片构成，隔离条安装于热管散热模块的散热翅片上，在热交换器芯中衔接构成完整封闭隔离平面，并连接固定行列组合的若干热管散热模块，隔离条的两端由隔离条支架固定。本发明克服了常见热管热交换器的产品需要定制、通用性不强的弱点，热传导效率更高，成本低、重量轻、设计更灵活、制作工艺简单。

Description

模块化热管空气热交换器

技术领域

 本发明涉及一种热管空气热交换器,具体指的是一种由若干热管散热模块排列组合构成热交换器芯的模块化热管空气热交换器。

背景技术

热管空气热交换器的功能是在冷热空气相互隔离的条件下，利用热管内部的工质相变和外部温差，将一端的热能不断传导到另一端。冷空气通过热管一端外的翅片的热传导不断将热管另一端内部的热量带走，热管另一端不断吸收翅片传导过来的热能，完成了使另一端的热空气源降温的效果。热管空气交换芯， 一般都是由数根热管并在其两端装配有一定数量的翅片组成。传统的热管交换芯有如下几个弱点：

1)      翅片的形状要根据每个交换器的尺寸而定制，开模具试制和生产的时间长、成本高；

2)      冷热端的隔离板必须根据应用要求设计定制；

3)      翅片和隔离板的装配必须采用机械方式同时装配完成；

4)      冷热端两侧的翅片比例不能调节,风道不能灵活调整；

5)      对常用大功率的热交换器或者是小型但形状为狭长的，由于翅片面积大，翅片采用的材料就要更厚，交换器的热传导效率较低、整体重量较重。

常见的热管热交换器和翅片型热交换器产品一样,产品规格品种少，其外形和功率不能调整。对于那些外形变化多、产品批量少的领域很难得到广泛的应用。对于大功率的热交换器，模具越大,开发精确度和复杂度越高,模具的成本也呈几何级数增加,如果批量不是足够大的情况下，模具成本很难摊薄.因而热管空气热交换器的应用领域受到极大的限制。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种模块化热管空气热交换器，该交换器提供一种标准的热管散热模块，体积小，通过排列组合，能装配成各种尺寸和不同功率的热交换器芯，适用于换热功率大的各类室内外密闭机柜，克服了常见热管热交换器的产品需要定制、通用性不强的弱点。

本发明的实现由以下技术方案完成：

一种模块化热管空气热交换器，主要由热交换器壳、热交换器芯和风扇组成，所述热交换器芯包括行列组合的若干热管散热模块、若干隔离条以及隔离条支架，所述热管散热模块由一组热管和热管上间隔分布的散热翅片构成，所述若干隔离条安装于热管散热模块的散热翅片上，在热交换器芯中衔接构成完整封闭隔离平面，并连接固定所述行列组合的若干热管散热模块，所述若干隔离条的两端由隔离条支架固定。

上述热交换器壳内由所述的封闭隔离平面分隔成两个空气腔室；

上述热管散热模块中热管组成弯曲状, 热管散热模块截面呈L形或弧形；

上述单个热管散热模块两侧各连接有一隔离条，所述两侧的隔离条吻合衔接；

上述隔离条两侧开设有若干半闭合孔，所述半闭合孔孔径与热管孔径匹配；

上述隔离条两侧具有梯形契口；

上述热交换器芯两边侧的隔离条截面呈L形。

本发明的优点是，克服了常见热管热交换器的产品需要定制、通用性不强的弱点，热管散热模块体积小，其翅片可选用更薄更轻的金属材料，从而热传导效率更高，且成本低，重量轻。热交换器的应用设计更灵活，制作工艺简单，可大大降低开发和生产成本，利于各种批量较小的产品的生产。

附图概述

图1为现有技术热管热交换器结构示意图；

图2为本发明热交换器的热管散热模块结构示意图；

图3为热管散热模块主视剖视图；

图4为热管散热模块侧视剖视图；

图5为截面呈弯弧状的热管散热模块侧视剖视图；

图6为隔离条的结构示意图；

图7为隔离条的截面剖视图；

图8为L形隔离条的结构示意图；

图9为L形隔离条的截面剖视图；

图10为隔离条支架的结构示意图；

图11为组装后的热交换器芯结构示意图；

图12为组装后的模块化热管空气热交换器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

附图1-12中标号1-12表示的是热管1、散热翅片2、隔离板3、热管散热模块4、隔离条5、半闭合孔6、梯形契口7、L形隔离条8、隔离条支架9、热交换器芯10、热交换器壳11、空气腔室12。

如图1所示为现有技术热管热交换器结构示意图，由热管1、散热翅片2和隔离板3组成，其冷热端的隔离板必须根据应用要求设计定制，冷热端的隔离板必须根据应用要求设计定制，翅片和隔离板的装配必须采用机械方式同时装配完成，缺点不一而足。

本发明设计一种标准的热管散热模块,采用这种模块就能装配成各种尺寸和不同功率的热交换器。如图2-4为本发明热交换器的热管散热模块结构示意图，由图2-4可见，热管散热模块4由一组（1-n根）平行排列热管1和热管上间隔分布的散热翅片2构成，模块体积设计较小，其翅片可选用更薄更轻的金属材料，从而热传导效率更高，且成本低，重量轻。

为组装多个热管散热模块，本发明设计一种称之“隔离条” 的装配件，隔离条5安装于热管散热模块的散热翅片上，图6-7为隔离条的结构示意图。如图6-7所示，隔离条5两侧开设有若干半闭合孔6，其孔径与热管1孔径相匹配，隔离条两侧具有梯形契口7，单个热管散热模块两侧各连接有一隔离条，两侧的隔离条吻合衔接。图10为隔离条支架的结构示意图，多个隔离条的两端均固定在隔离条支架9上。

在组装时，在排列组合的标准热管散热模块中，每二列模块间采用风道隔离条。隔离条的两侧边缘开有与热管等外径的半孔，孔间距离与翅片所开孔等距。二块隔离条衔接后模块中的热管可从孔中穿过。隔离条两侧的形状为梯形契口，以保证隔离条相连接时的密闭性。为便于衔接，装配时，安装于热管散热模块的散热翅片上，借助模块上二侧翅片的固定作用，使隔离条的连接部位能紧密吻合。再通过两端支架的固定，也起到对模块的固定作用。模块二端被隔离条分隔两个相互独立的空腔12，一端作为冷空气腔,另一端作为热空气腔。

当采用普通型热管制作的热管模块时,还可以在冷热空腔的分隔部位弯曲，即热管组成弯曲状，使一端与另一端形成10°-20°水平夹角,模块的横侧面呈L形或弧形，如图5所示的截面呈弯状的热管散热模块侧视剖视图。当热交换器的应用需要模块采用水平放置时，就可以采用L形的模块。这时，热管的冷凝端水平位置就高于热管的蒸发端，可以充分发挥出热管的换热效率。

在热交换器模块排列的起始和终止部位，即热交换器芯的两边侧，采用L型隔离条进行隔离处理。L型隔离条8仅有一侧与另一隔离条衔接，另一侧的功能是与热交换器外壳11起固定作用，见图8-9所示的L形隔离条的结构示意图。

组装时，参照图11、图12，为装配好的热交换器芯10和模块化热管空气热交换器的结构示意图。其中，热管交换芯一共采用了六个模块，分成二排，每排三个模块。通过散热翅片上安装的三块隔离条，其中两条L型隔离条，衔接组成隔离平面，一台由六个模块组成的热交换器芯就组装完成。再将其安装到热交换器壳11中，装上配套的风扇等配件，热管空气热交换器就装配出来了，如图12所示。

本发明的优点在于，模块化结构简化了热管交换器生产工艺，降低了采用热管交换器的门槛,热管交换器应用范围得到广泛提高。同时在满足散热功率要求下，热交换器的结构和形状可以根据设备留有的空间进行灵活应用设计。与传统热管热交换器相比，其单位体积和重量都要更小，换热效率更高，且成本低。而且热交换器的散热功率不受限制，散热模块可以随着散热功率需求的增大而增加。另外，模块长度的调节也很便利，只要调整热管长度即可，就能满足制造各种不同功率的热交换器的需要。

Claims (10)

1.一种模块化热管空气热交换器，主要包括热交换器壳、热交换器芯和风扇，其特征在于所述热交换器芯由至少两个热管散热模块通过排列组合构成，所述热管散热模块上安装有隔离条，所述隔离条在热交换器芯中衔接构成完整封闭隔离平面。

2.如权利要求1所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述热管散热模块由若干热管以及热管上间隔分布的散热翅片构成，所述隔离条安装于散热翅片上。

3.如权利要求2所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述热管散热模块上的若干热管排列成一直线，与热管散热模块两侧向平行。

4.如权利要求2所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述热管散热模块中热管组成弯曲状, 热管散热模块截面呈L形或弧形。

5.如权利要求1所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述热交换器芯还包括两块隔离条支架，分别安装固定于所述隔离条的两端。

6.如权利要求1所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述隔离条组成的封闭隔离平面将所述热交换器壳内空间分隔成两个腔室。

7.如权利要求1所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述单个热管散热模块两侧各安装有一隔离条，隔离条之间吻合衔接。

8.如权利要求1所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述隔离条两侧开设有若干半闭合孔，所述半闭合孔孔径与热管孔径匹配。

9.如权利要求1所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述隔离条两侧设置有梯形契口。

10.如权利要求1所述的一种模块化热管空气热交换器，其特征在于所述热交换器芯两边侧的隔离条截面呈L形。

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