[发明专利]一种低温冰箱低温端的热管传热系统

说明书

本发明涉及一种低温冰箱低温端的热管传热系统，包括提供冷量的冷源和将冷量传递到低温冰箱内部的热管传热模块，所述的热管传热模块包括一与冷源连接的热交换块，该热交换块还连接至少一个热管，所述热管设置在低温冰箱内胆上，该热管内设有低温循环工质。降低传热系统的结构尺寸，减轻传热系统重量，模块化设计方式，保障了批量生产中质量的一致性，有利于实现采用低温制冷机的超低温冰箱的规模化生产，解决了低温制冷机紧凑的制冷端与低温冰箱大容积的冷冻空间之间高效传热瓶颈问题，将低温制冷机冷量快速高效传递到低温冰箱，与传统制冷系统相比，消除了润滑油在低温下回油困难的问题，避免了润滑油产生凝结造成制冷系统堵塞。

技术领域

本发明涉及制冷设备领域，尤其是一种低温冰箱低温端的热管传热系统。

背景技术

随着生物、医疗产业的快速发展，相关生物及医学样本、试剂等生物材料长期存储对于超低温冰箱的需要越来越大。此类超低温冰箱一般要求存储温度在-70℃以下，制冷系统稳定，以实现生物材料的长期可靠存储。

制冷机（包括斯特林制冷机、脉管制冷机、G-M制冷机）在大温差制冷工况（制冷温差＞60℃时）下，制冷效率相对较高。尤其是在应用于-70℃以下超低温冰箱制冷系统中，低温制冷机制冷效率可达到传统复叠式蒸汽压缩制冷系统的2倍以上，具有显著的节能优势。同时，由于低温制冷机可以不采用油润滑，消除了采用蒸汽压缩式制冷的超低温冰箱常见的低温油堵故障，系统更加稳定可靠。而且，这些低温制冷机通常采用氮气、氦气等天然物质作为制冷工质，更加环保，随着超低温冰箱应用的普及，这些低温制冷机的应用前景更加广泛。

但是这些低温制冷机的制冷器件通常结构紧凑，冷端面积较小，不利于冷端热量的快速交换，从而限制了此类低温制冷机在大容积低温冰箱上的应用。

现有传统做法是采用铜棒、铜带等高导热性能的金属材料，将制冷机冷端的冷量传导至冰箱内部。对于利用铜棒、铜带等高导热性能金属材料实现制冷机冷端与冰箱内部快速换热的方法，由于铜棒等金属材料传热性能远低于热管传热性能，要实现较大容积冰箱内部的快速换热，所采用的铜等金属传热材料的横截面积较大，造成较大的材料耗用，同时也使得冰箱重量过大。

另外，也有采用在制冷机冷端安装金属散热器，并通过风机对冷端进行强制对流换热，使制冷机冷端的冷量快速传入冰箱内部。而对于利用风机、散热器组合方式，通过强制对流强化制冷机冷端传热效率的方式，由于超低温冰箱内部温度过低（一般在-70 ℃以下），容易引起风机电机轴承油润滑失效。如果将风机电机外置，通过传动轴带动箱内叶片转动的方式，结构过于复杂，同时易引起低温冰箱箱体漏热量大，造成负荷增加、功耗增大。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种低温冰箱低温端的热管传热系统，大大降低传热系统的结构尺寸，减轻传热系统重量，通过模块化的设计方式，保障了批量生产中质量的一致性，有利于实现采用低温制冷机的超低温冰箱的规模化生产，解决了低温制冷机紧凑的制冷端与低温冰箱大容积的冷冻空间之间高效传热瓶颈问题，将低温制冷机低温端冷量快速高效传递到低温冰箱内部空间，推进了低温制冷机在低温冰箱产品上的应用，同时，本发明热管传热系统，仅采用相应的低温循环工质实现高效传热，不包含传统蒸汽压缩制冷系统所采用的压机润滑油等辅助材料，消除了润滑油在低温工况下产生凝结造成制冷系统堵塞的风险，大大提高了低温冰箱制冷系统的可靠性。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种低温冰箱低温端的热管传热系统，所述的热管传热系统包括提供冷量的冷源和将冷量传递到低温冰箱内部的热管传热模块，所述的热管传热模块包括一与冷源连接的热交换块，该热交换块还连接至少一个热管，所述热管设置在低温冰箱内胆上，该热管内设有低温循环工质。