一種平板式環路熱管散熱器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱能工程技術領域，更具體的說，是涉及一種平板式環路熱管散熱器系統。
【背景技術】
[0002]環路熱管被廣泛應用于各種高熱流密度器件領域發熱元器件的冷卻散熱。環路熱管自身是一種依靠毛細驅動，相變傳熱的閉式兩相循環傳熱裝置。環路熱管的蒸發器和冷凝器是相對分離的兩個部件，因而可根據實際應用靈活布置蒸發器和冷凝器的位置，并通過蒸汽連管和液體連管形成回路。然而環路熱管本身存在著許多不足，其中通過環路熱管側壁以及吸液芯的漏熱嚴重影響環路熱管的啟動與運行過程，不但會提高環路熱管的最小啟動熱負荷，增加環路熱管正常啟動難度，而且也會增大環路熱管的熱阻，嚴重時甚至將引起補償腔和吸液芯內的部分工質產生相變，導致環路熱管啟動失敗，最終使得散熱設備無法正常運轉。傳統環路熱管主要通過提高回流至補償腔的冷凝液的過冷度來抵消來自殼體和吸液芯漏熱，但過高的過冷度一方面對冷凝器提出了更高的要求，而且在漏熱嚴重時，通過提高過冷度抑制漏熱效果將會降低，無法滿足更高的實際需求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種通過主動冷卻及時消除環路熱管在啟動和運行過程中由于金屬殼體和吸液芯傳熱產生的寄生漏熱，確保環路熱管補償腔及吸液芯內部無工質相變發生，且大幅降低了環路熱管啟動所需的最小啟動熱負荷大小，同時降低了環路熱管的傳熱熱阻，提高了環路熱管運行穩定性，并拓寬了環路熱管的應用范圍。
[0004]為實現本實用新型的目的所采用的技術方案是:
[0005]本實用新型一種平板式環路熱管散熱器系統，由平板蒸發器1、蒸汽連管9、冷凝器10、液體連管11、貯液器12、循環栗16及相應管路連接構成;所述平板式蒸發器I由外殼2、吸液芯3、微通道冷卻盤管4及絕熱層5組成;所述外殼2的底部加工有微槽道6，所述微槽道6的上方設置有吸液芯3，所述微通道冷卻盤管4緊貼于吸液芯3的外側，所述微通道冷卻盤管4通過絕熱層5填充固定于吸液芯3與殼體2之間；所述吸液芯3的上部與殼體2之間為補償腔8，所述補償腔8的上部連接有液體連管11，并與所述冷凝器10連接;所述吸液芯3的下表面以及微槽道6的兩側壁面構成了蒸汽腔7，所述蒸汽腔7的出口與蒸汽連管9連接，并與所述冷凝器10連接;所述微通道冷卻盤管4的進口通過第一冷卻管路13與貯液器12連接;所述微通道冷卻管路4的出口通過第二冷卻管路14與循環栗16的進口連接，所述循環栗16的出口通過第三冷卻管路15與冷凝器10連接，并通過第三冷卻管路15與貯液器12連通。
[0006]所述微通道冷卻盤管4的進口位于絕熱層5的上部，所述微通道冷卻盤管4的出口設置于絕熱層5的下部。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型一種平板式環路熱管散熱器系統在吸液芯、補償腔以及殼體之間填充絕熱層，隔絕殼體向吸液芯及補償腔的漏熱，另外吸液芯及補償腔的外側還設置微通道冷卻盤管，并通過循環栗驅動的冷卻工質流過微通道冷卻盤管，及時準確的將環路熱管在啟動和變工況運行過程中產生的寄生漏熱帶走，確保環路熱管補償腔及吸液芯內部無工質相變發生。不但確保環路熱管可以在更低的熱負荷下完成順利啟動、降低環路熱管的最小啟動熱負荷，同時能夠抑制環路熱管在高負荷和變負荷運行時容易產生干涸的現象，大幅拓寬了環路熱管的運行范圍，提高了環路熱管的運行穩定性和整體傳熱性能。
【附圖說明】
[0008]圖1所示為本實用新型一種平板式環路熱管散熱器系統的原理圖；
[0009]圖2所示為本實用新型一種平板式環路熱管散熱器系統的蒸發器結構示意圖；
[0010]圖3所示為本實用新型一種平板式環路熱管散熱器系統的運行過程曲線圖(P-T圖)；
[0011 ]圖中:1.平板式蒸發器，2.殼體，3.吸液芯，4.微通道冷卻盤管，5.絕熱層，6.微槽道，7.蒸汽腔，8.補償腔，9.蒸汽連管，10.冷凝器，11.液體連管，12.貯液器，13.第一冷卻管路，14.第二冷卻管路，15.第三冷卻管路，16.循環栗。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0013]請參閱圖1-圖2，本實用新型一種平板式環路熱管散熱器系統，由平板蒸發器1、蒸汽連管9、冷凝器10、液體連管11、貯液器12、循環栗16及相應管路連接構成;所述平板式蒸發器I由外殼2、吸液芯3、微通道冷卻盤管4及絕熱層5組成;所述外殼2的底部加工有微槽道6，所述微槽道6的上方設置有吸液芯3，所述微通道冷卻盤管4緊貼于吸液芯3的外側，所述微通道冷卻盤管4通過絕熱層5填充固定于吸液芯3與殼體2之間；所述吸液芯3的上部與殼體2之間為補償腔8，所述補償腔8的上部連接有液體連管11，并與所述冷凝器10連接;所述吸液芯3的下表面以及微槽道6的兩側壁面構成了蒸汽腔7，所述蒸汽腔7的出口與蒸汽連管9連接，并與所述冷凝器10連接;所述微通道冷卻盤管4的進口位于絕熱層5的上部，并通過第一冷卻管路13與貯液器12連接;所述微通道冷卻盤管4的出口設置于絕熱層5的下部，并通過第二冷卻管路14與循環栗16的進口連接，所述循環栗16的出口通過第三冷卻管路15與冷凝器10連接，并通過第三冷卻管路15與貯液器12連通。
[0014]在啟動和變工況運行過程中，由于受到所述殼體2的導熱以及所述吸液芯3背向導熱的影響，所述吸液芯3及所述補償腔8在啟動和運行過程中溫度會逐漸上升，當液態工質的溫度超出飽和溫度后，工質在所述補償腔8及所述吸液芯3中相變蒸發產生氣泡，阻斷了工質流動的路徑，若無冷卻措施將導致環路熱管啟動和運行的失敗。本實用新型在所述吸液芯3、所述補償腔8與所述殼體2之間設置有所述絕熱層5，通過所述絕熱層5隔絕大部分通過所述殼體2漏熱的路徑；另一部分通過所述吸液芯3傳遞至補償腔8的熱量通過緊貼于所述吸液芯3及所述補償腔8外側的所述微通道冷卻盤管4帶走。所述循環栗16驅動所述貯液器12中的冷卻工質進入所述微通道冷卻盤管4將多余的熱量帶走，并在所述冷凝器10釋放熱量后回流至所述貯液器12，完成冷卻循環。當環路熱管完成啟動或結束工況變化正常運行后，所述循環栗16停止運轉，環路熱管依靠自身調節開始正常運行。
[0015]如圖3所示，為本實用新型一種平板式環路熱管散熱器系統的運行過程曲線圖(P-T圖)，圖中曲線a’為飽和曲線。環路熱管蒸發器中的蒸發區域(相變界面)位于所述吸液芯3與所述微槽道6的接觸面，相變界面處的過熱液態工質吸收來自被冷卻物體的熱量，受熱相變并成為飽和氣態工質(圖中a點)，氣態工質進入所述蒸汽腔7，在流動過程中產生壓降并再次被所述微槽道6加熱成為過熱蒸汽(圖中b點)，所述過熱蒸汽經從所述蒸汽腔7進入所述蒸汽連管9，在所述蒸汽連管9中由于流動阻力造成壓力下降并伴有小幅溫度降低(圖中c點)；蒸汽隨之進入所述冷凝器10，釋放熱量降壓成為飽和液體(圖中d點)后，進一步散熱降壓后成為過冷液體(圖中e點)；過冷液體隨之進入所述液體連管11，在所述液體連管11中，液態工質壓力進一步降低，并產生小幅溫升(圖中f點)后進入所述補償腔8;由于受到所述殼體2及所述吸液芯3傳熱的影響，在所述補償腔8中液態工質溫度上升(圖中g點)，在吸液芯毛細抽力的作用下，液態工質從所述補償腔8傳遞至蒸發區域，在吸液芯中液態工質伴隨著壓力降低和溫度上升，最終在所述相變界面液體側成為過熱液體(圖中h點)完成工質循環。
[0016]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種平板式環路熱管散熱器系統，其特征是，所述系統由平板蒸發器(I)、蒸汽連管(9)、冷凝器(10)、液體連管(11)、貯液器(12)、循環栗(16)及相應管路連接構成;所述平板式蒸發器由外殼(2)、吸液芯(3)、微通道冷卻盤管(4)及絕熱層(5)組成;所述外殼(2)的底部加工有微槽道(6)，所述微槽道(6)的上方設置有吸液芯(3)，所述微通道冷卻盤管(4)緊貼于吸液芯(3)的外側，所述微通道冷卻盤管(4)通過絕熱層(5)填充固定于吸液芯(3)與殼體(2)之間;所述吸液芯(3)的上部與殼體(2)之間為補償腔(8)，所述補償腔(8)的上部連接有液體連管(11)，并與所述冷凝器(10)連接;所述吸液芯(3)的下表面以及微槽道(6)的兩側壁面構成了蒸汽腔(7)，所述蒸汽腔(7)的出口與蒸汽連管(9)連接，并與所述冷凝器(10)連接;所述微通道冷卻盤管(4)的進口通過第一冷卻管路(13)與貯液器(12)連接;所述微通道冷卻盤管(4)的出口通過第二冷卻管路(14)與循環栗(16)的進口連接，所述循環栗(16)的出口通過第三冷卻管路(15 )與冷凝器(10)連接，并通過第三冷卻管路(15 )與貯液器(12)連通。2.根據權利要求1所述的平板式環路熱管散熱器系統，其特征是，所述微通道冷卻盤管(4)的進口位于絕熱層(5)的上部，所述微通道冷卻盤管(4)的出口設置于絕熱層(5)的下部。
【專利摘要】本實用新型公開了一種平板式環路熱管散熱器系統。本實用新型的平板式蒸發器的外殼的底部加工有微槽道，所述微槽道的上方設置有吸液芯，所述微通道冷卻盤管通過絕熱層填充固定于吸液芯與殼體之間；所述吸液芯的上部與殼體之間為補償腔，所述補償腔的上部依次連接有液體連管和冷凝器；所述吸液芯的下表面以及微槽道的兩側壁面構成了蒸汽腔，所述蒸汽腔依次與蒸汽連管和冷凝器連接；所述微通道冷卻盤管的進口通過第一冷卻管路與貯液器連接；所述微通道冷卻管路的出口通過第二冷卻管路與循環泵的進口連接，所述循環泵的出口通過第三冷卻管路與冷凝器連接，并通過第三冷卻管路與貯液器連通。本實用新型確保環路熱管可以在更低的熱負荷下完成啟動，同時能夠有效抑制環路熱管在高負荷和變負荷運行時干涸現象的產生。
【IPC分類】F28D15/04
【公開號】CN205262267
【申請號】CN201520930652
【發明人】耿鳳彥, 楊洋, 陳薩如拉
【申請人】天津商業大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月23日