[实用新型]冷凝换热模块及重力式低温热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及制冷设备领域，尤其是一种适合圆柱状低温制冷端的冷凝换热结构及包含该结构的低温热管。

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。

与传统的蒸汽压缩式复叠低温制冷系统相比，机械制冷机（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，系统结构简单、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，机械制冷机具有显著的节能优势。同时，由于新型制冷机可以不采用油润滑，避免了传统蒸汽压缩式复叠低温制冷系统中常见的低温油堵问题发生，系统更加稳定可靠。而且，这些新型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，这些新型制冷机的应用前景更加广泛。

但是这些机械制冷机的制冷端多为圆柱体，结构紧凑，制冷端面积小，不利于冷端热量的快速传递，从而限制了此类机械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。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种适合机械制冷机圆柱状低温制冷端的冷凝换热结构及包含该结构的重力式低温热管，实现机械制冷机与冰箱内部的快速热量交换，有利于实现此类制冷机在低温冰箱产品上的批量应用。

为达到解决上述技术目的，本实用新型所提出的冷凝换热模块采用如下技术方案予以实现：一种冷凝换热模块，所述冷凝换热模块包括卡箍和冷凝排管；所述卡箍与制冷机的圆柱体制冷端适配安装，其包括第一卡箍和第二卡箍；所述冷凝排管包括安装在所述第一卡箍上的第一冷凝排管和安装在所述第二卡箍上的第二冷凝排管；所述第一冷凝排管包括第一入口管路、第一出口管路和位于第一入口管路与第一出口管路之间的多根第一单管，所述第一单管的一端与所述第一入口管路连通，另一端与所述第一出口管路连通；所述第二冷凝排管包括第二入口管路、第二出口管路和位于第二出口管路与第二入口管路之间的多根第二单管，所述第二单管的一端与所述第二入口管路连通，另一端与所述第二出口管路连通；所述第一冷凝排管与所述第二冷凝排管以串联或并联方式连接在重力式低温热管蒸发段的出口与入口之间。

所述第一卡箍上设有第一安装平面，所述第一冷凝排管安装在所述第一安装平面上；所述第二卡箍上设有第二安装平面，所述第二冷凝排管安装在所述第二安装平面上。

所述第一安装平面与所述第二安装平面平行，且均与所述第一卡箍、第二卡箍之间的对合面平行；当所述制冷机的圆柱体制冷端为横向设置时，所述第一卡箍位于所述第二卡箍的上方，且所述第一安装平面和所述第二安装平面均相对水平面向下倾斜；所述第一入口管路位于所述第一安装平面的高处，所述第一出口管路位于所述第一安装平面的低处，所述第二入口管路位于所述第二安装平面的高处，所述第二出口管路位于所述第二安装平面的低处。

所述第一安装平面上设有与所述第一单管一一对应设置的第一安装槽，所述第一单管对应嵌入所述第一安装槽内，所述第一安装平面上固设有位于所述第一单管外侧的第一压板将所述第一单管夹设在所述第一安装槽内；所述第二安装平面上设有与所述第二单管一一对应设置的第二安装槽，所述第二单管对应嵌入所述第二安装槽内，所述第二安装平面上固设有位于所述第二单管外侧的第二压板将所述第二单管夹设在所述第二安装槽内。