[發明專利]一種分離式相變換熱器

有效

• 申請號: 201010153985.3
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101819000A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 凌祥;顧恒;楊新俊
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F1/42
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 樊文紅

技術領域

本發明分離式相變換熱器涉及一種空氣-空氣熱交換器，特別涉及與基站、方倉、機柜配 套的一種密閉空間電子設備散熱的換熱器。

背景技術

隨著電子器件的高頻、高速以及集成電路技術的迅速發展和MEMS技術的進步、電子元 器件的總功率密度大幅度增長而物理尺寸卻越來越小、熱流密度也隨之增加、所以高溫的溫 度環境勢必會影響電子元器件的性能，這就要求對其進行更加高效的熱控制。因此，有效解 決電子元器件的散熱問題已成為當前電子元器件和電子設備制造的關鍵技術。

電子設備冷卻散熱大都設計成帶有風道的強迫風冷式，即把機柜外的冷空氣通過進口風 道吸入機內，吹向需冷卻的元器件上，熱交換后，熱空氣再排出機外，簡單地說就是機內外 冷熱空氣直接交換冷卻，其優點是簡單、可靠、費用低，然而最大的缺點是開路冷卻未凈化 的空氣直接進入設備內部，通道上的塵粒不斷聚增，使空氣通道上的阻力特性及空氣流動性 越來越差，直至破壞原設計的散熱效果.而帶有導電的微粒裹雜在塵粒中一起進入設備內， 引起高壓跳火，使設備不能正常工作。所以，開路冷卻雖有簡單、可靠、費用低等優點，但 它直接影響電子設備的故障率而不可取。而現有的熱交換器作為機柜換熱器使用時存在結構 復雜、制造和成本高，而且熱交換效率低的問題。

發明內容

本發明旨在克服上述存在的問題，提供一種分離式相變換熱器，這種分離式相變換熱器 既具有結構緊湊強度好、制造成本低、體積小、重量輕等優點；又具有可以將熱源和冷源分 隔在兩個場所進行換熱，布置方便，有效的防止兩種流體之間的泄露等優點。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種分離式相變換熱器，其特征是，所述分 離式相變換熱器由兩個扁管翅片芯體、蒸汽上升管和冷凝液下降管組成，所述扁管翅片芯體 兩端分別設有上集流總管和下集流總管，集流總管上開有若干等距矩形孔，若干平直的扁管 兩端外表面上壓延一層釬料，插入各矩形孔內，與上下集流總管相連，且各扁管內部布有翅 片；相鄰兩扁管之間插入翅片；分離式相變換熱器的一個集流總管上設有抽真空充液封口接 管，扁管翅片芯體采用整體釬焊而成；所述一個扁管翅片芯體用作蒸發器、另一個扁管翅片 芯體用作冷凝器；蒸發器的所述上集流總管和冷凝器的所述上集流總管通過所述蒸氣上升管 連接，蒸發器的所述下集流總管和冷凝器的所述下集流總管通過所述冷凝液下降管連接，蒸 發器和冷凝器與蒸汽上升管和冷凝液下降管通過焊接連接成一個自然循環環路，且冷凝器放 置的位置高于蒸發器，兩者之間形成高度差。

本發明中一個扁管翅片芯體用作蒸發器，即相變工質在扁管內部蒸發，吸收扁管間所走 熱風的熱量；另一個扁管翅片芯體用作冷凝器，即相變工質在扁管內部冷凝，將熱量傳給扁 管間所走的冷風。兩個芯體與蒸汽上升管和冷凝液下降管連接成循環回路。扁管翅片冷凝芯 體必須高于扁管翅片蒸發芯體，形成最小高度差。液體下降管與蒸汽上升管之間會形成一定 的密度差，這個密度差與冷凝段和蒸發段的高度差相關，所能提供的壓頭用以平衡工質流動 的壓力損失，維系著系統的正常運行而不需要外加動力。到達冷凝段，在重力作用下，經液 體下降管回到蒸發段，

本發明分離式相變換熱器工作時，蒸發器扁管中工質蒸發，其內部蒸汽壓力升高，產生 的蒸汽通過蒸汽上升管到達冷凝器，釋放出潛熱而凝結成液體由于重力作用流到下集流總管， 再通過冷凝液下降管回流到蒸發器中，如此循環往復運行。

所述上、下集流總管為圓管、半圓管或矩形管，它與平直的扁管內腔、蒸汽上升管、冷 凝液下降管連接形成一個密閉腔體。在其中一個集流總管上設有接管，該接管可于真空機組 相連，對該腔體抽真空并充裝相變介質，最后進行封口。

所述蒸發器的兩個扁管之間的翅片中走熱的氣體，所述冷凝器的兩個扁管之間的翅片中 走冷的氣體。

在蒸發器和冷凝器內填充有相變介質，所述相變介質包括水、甲醇、乙醇、氟利昂和液 氨等。

所述分離式相變換熱器的材質根據所應用的環境和要求的不同可為鋁、銅、不銹鋼或其 它導熱性能佳的材質。

作為本發明的進一步改進，蒸發器和冷凝器平放在四周蓋板形成的箱體內，箱體中間的 隔板將蒸發器和冷凝器左右隔開，形成外循環和內循環兩個風道，在前蓋板右側上部設有內 循環風進口，前蓋板右側下部設有內循環風出口，在后蓋板左側上部設有外循環風進口，后 蓋板左側下部設有外循環風出口。