[發(fā)明專利]一種基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器及換熱方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710966028.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN107687779A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏文慶;夏思璇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏文慶
• 主分類號(hào): F28D7/16
• 分類號(hào): F28D7/16
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 劉莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器及換熱方法，屬于熱交換器的均溫?fù)Q熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，熱交換器的應(yīng)用越來越廣泛，但不少場合對(duì)換熱器的表面溫度的均勻性要求很高。

大功率電子電器元件由于熱耗傳熱過程中的不均勻性，導(dǎo)致其內(nèi)部溫度的較大差別，形成附加的溫度漂移、溫度應(yīng)力，嚴(yán)重影響其性能及使用壽命。

現(xiàn)有熱管換熱器可有效降低溫度場不均勻度，但熱管本身需充注工質(zhì)，其傳熱效果受制于工質(zhì)熱物理性質(zhì)較多，雖拉平了溫度，卻多了蒸發(fā)端及冷凝端兩個(gè)傳熱環(huán)節(jié)，對(duì)小微空間布置很不利。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高的基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器及換熱方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器，包括導(dǎo)熱基板、傳熱管、雙進(jìn)口集管和雙出口集管，所述導(dǎo)熱基板上設(shè)置有散熱熱源；所述導(dǎo)熱基板上還設(shè)置有開口通道或閉口通道，所述通道內(nèi)嵌入傳熱管，且傳熱管與通道之間形成過盈配合；冷板的管內(nèi)傳熱工質(zhì)雙路對(duì)稱進(jìn)入雙進(jìn)口集管后流入傳熱管，經(jīng)傳熱管后再經(jīng)過雙出口集管流出冷板。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述散熱熱源流過導(dǎo)熱基板或放置在導(dǎo)熱基板上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述導(dǎo)熱基板上的開口通道或閉口通道的截面為大半圓形，其圓心角不小于180°。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述傳熱管的布置及其數(shù)量、通道大小、長度依據(jù)散熱熱源的空間尺寸及大小決定。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述導(dǎo)熱基板上的開口通道或閉口通道通過擠壓或切削或壓鑄的方法制得。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述的冷板的管內(nèi)傳熱工質(zhì)是氣體或液體單相溫差換熱。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述的冷板的管內(nèi)傳熱工質(zhì)是液體相變換熱。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，還包括一個(gè)外部冷源，由雙出口集管流出的冷板的管內(nèi)傳熱工質(zhì)經(jīng)過所述外部冷源后流回雙進(jìn)口集管。

另一方面，本發(fā)明還提供一種基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器的換熱方法，冷板的管內(nèi)傳熱工質(zhì)對(duì)稱雙路由雙進(jìn)口集管的進(jìn)口進(jìn)入雙進(jìn)口集管后流入傳熱管，通過管內(nèi)對(duì)流換熱、傳熱管與導(dǎo)熱基板的導(dǎo)熱、導(dǎo)熱基板與散熱熱源的導(dǎo)熱或?qū)α魍瓿蓚鳠徇^程后，經(jīng)過雙出口集管流出冷板，完成冷卻功能。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，經(jīng)過雙出口集管流出冷板的冷板的管內(nèi)傳熱工質(zhì)經(jīng)過外部冷源熱交換后流回雙進(jìn)口集管，再進(jìn)入傳熱管，形成一個(gè)循環(huán)，如此往復(fù)不已。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器通過換熱微元的傳熱溫差對(duì)沖機(jī)制，使冷板的傳熱過程處于均溫過程，對(duì)狹窄空間的高密度換熱溫度及溫差的均勻性得到大幅提升，可有效消除傳熱過程溫差不均勻性造成的熱應(yīng)力、溫度特性漂移等。

附圖說明

圖1為基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器原理圖；

圖2為基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器俯視原理圖；

圖3為基于溫差對(duì)沖的冷板換熱器集管局部原理圖；

其中，1-傳熱管；2-導(dǎo)熱基板；3-雙進(jìn)口集管；4-雙出口集管；5-散熱熱源；6-管內(nèi)傳熱工質(zhì)。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：