[发明专利]一种分离式相变换热器

说明书

技术领域

本发明分离式相变换热器涉及一种空气-空气热交换器，特别涉及与基站、方仓、机柜配 套的一种密闭空间电子设备散热的换热器。

背景技术

随着电子器件的高频、高速以及集成电路技术的迅速发展和MEMS技术的进步、电子元 器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小、热流密度也随之增加、所以高温的温 度环境势必会影响电子元器件的性能，这就要求对其进行更加高效的热控制。因此，有效解 决电子元器件的散热问题已成为当前电子元器件和电子设备制造的关键技术。

电子设备冷却散热大都设计成带有风道的强迫风冷式，即把机柜外的冷空气通过进口风 道吸入机内，吹向需冷却的元器件上，热交换后，热空气再排出机外，简单地说就是机内外 冷热空气直接交换冷却，其优点是简单、可靠、费用低，然而最大的缺点是开路冷却未净化 的空气直接进入设备内部，通道上的尘粒不断聚增，使空气通道上的阻力特性及空气流动性 越来越差，直至破坏原设计的散热效果.而带有导电的微粒裹杂在尘粒中一起进入设备内， 引起高压跳火，使设备不能正常工作。所以，开路冷却虽有简单、可靠、费用低等优点，但 它直接影响电子设备的故障率而不可取。而现有的热交换器作为机柜换热器使用时存在结构 复杂、制造和成本高，而且热交换效率低的问题。

发明内容

本发明旨在克服上述存在的问题，提供一种分离式相变换热器，这种分离式相变换热器 既具有结构紧凑强度好、制造成本低、体积小、重量轻等优点；又具有可以将热源和冷源分 隔在两个场所进行换热，布置方便，有效的防止两种流体之间的泄露等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种分离式相变换热器，其特征是，所述分 离式相变换热器由两个扁管翅片芯体、蒸汽上升管和冷凝液下降管组成，所述扁管翅片芯体 两端分别设有上集流总管和下集流总管，集流总管上开有若干等距矩形孔，若干平直的扁管 两端外表面上压延一层钎料，插入各矩形孔内，与上下集流总管相连，且各扁管内部布有翅 片；相邻两扁管之间插入翅片；分离式相变换热器的一个集流总管上设有抽真空充液封口接 管，扁管翅片芯体采用整体钎焊而成；所述一个扁管翅片芯体用作蒸发器、另一个扁管翅片 芯体用作冷凝器；蒸发器的所述上集流总管和冷凝器的所述上集流总管通过所述蒸气上升管 连接，蒸发器的所述下集流总管和冷凝器的所述下集流总管通过所述冷凝液下降管连接，蒸 发器和冷凝器与蒸汽上升管和冷凝液下降管通过焊接连接成一个自然循环环路，且冷凝器放 置的位置高于蒸发器，两者之间形成高度差。

本发明中一个扁管翅片芯体用作蒸发器，即相变工质在扁管内部蒸发，吸收扁管间所走 热风的热量；另一个扁管翅片芯体用作冷凝器，即相变工质在扁管内部冷凝，将热量传给扁 管间所走的冷风。两个芯体与蒸汽上升管和冷凝液下降管连接成循环回路。扁管翅片冷凝芯 体必须高于扁管翅片蒸发芯体，形成最小高度差。液体下降管与蒸汽上升管之间会形成一定 的密度差，这个密度差与冷凝段和蒸发段的高度差相关，所能提供的压头用以平衡工质流动 的压力损失，维系着系统的正常运行而不需要外加动力。到达冷凝段，在重力作用下，经液 体下降管回到蒸发段，

本发明分离式相变换热器工作时，蒸发器扁管中工质蒸发，其内部蒸汽压力升高，产生 的蒸汽通过蒸汽上升管到达冷凝器，释放出潜热而凝结成液体由于重力作用流到下集流总管， 再通过冷凝液下降管回流到蒸发器中，如此循环往复运行。

所述上、下集流总管为圆管、半圆管或矩形管，它与平直的扁管内腔、蒸汽上升管、冷 凝液下降管连接形成一个密闭腔体。在其中一个集流总管上设有接管，该接管可于真空机组 相连，对该腔体抽真空并充装相变介质，最后进行封口。

所述蒸发器的两个扁管之间的翅片中走热的气体，所述冷凝器的两个扁管之间的翅片中 走冷的气体。

在蒸发器和冷凝器内填充有相变介质，所述相变介质包括水、甲醇、乙醇、氟利昂和液 氨等。

所述分离式相变换热器的材质根据所应用的环境和要求的不同可为铝、铜、不锈钢或其 它导热性能佳的材质。

作为本发明的进一步改进，蒸发器和冷凝器平放在四周盖板形成的箱体内，箱体中间的 隔板将蒸发器和冷凝器左右隔开，形成外循环和内循环两个风道，在前盖板右侧上部设有内 循环风进口，前盖板右侧下部设有内循环风出口，在后盖板左侧上部设有外循环风进口，后 盖板左侧下部设有外循环风出口。