一种高效散热器的制作方法

文档编号:14478349
研发日期:2018/5/19

本发明涉及换热器领域,具体涉及一种高效散热器。



背景技术:

在中国北方,由于冬季室外温度比较低,因此需要进行室内供暖---集中供暖,指集中集团式供暖的一种形式。一般都是按一个采暖季每平方(建筑面积)来收费的,对北方地区来说,天气比较冷,需要供暖时间长,应该集中供暖省钱。从能源利用方面讲,集中供暖一次性投资大,运行费用高,无论是否需要,暖气始终全天供热,因楼层不同而造成温度不均,若遇到供暖偏热,居民只有开窗降温,使宝贵的能源白白浪费。集中供暖在系统供热里都是有动力泵的,就是一个很小的供热系统都是有轴流泵的给循环水以动力。在家庭的‘土暖气’里,一般是靠自流循环的。暖气片的入口高于加热炉的出水口,加热的热水比较轻就‘升’到暖气片里,暖气片里经过热交换后循环水变凉,变的比较重,流回加热炉。

对于集中供暖,暖气片效率的高低严重影响集中供暖的供暖效果以及室内温度,现有的暖气片采用铸铁暖气片,其散热效率存在一定的缺陷,因此,亟需要提供一种高效散热器,以提高供暖效果以及散热效率。



技术实现要素:

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高效散热器,其可以进行高效的散热,满足人室内温度的需求,提高散热效率。

为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:

本发明提供的一种高效散热器,其包括板式换热件以及设置于板式换热件外侧的换热翅片,所述板式换热件竖直放置,其上下两端连接集流管和分流管,在集流管和分流管上分别设置有与所述板式换热件对应的扁形插孔,其特征在于,所述板式换热件由一薄板经冲压在薄板内形成多个并排排列的微通道,多个并排排列的微通道中位于中间的微通道的等效直径大于位于两侧的微通道的等效直径,在每一个所述微通道内壁面上冲刻出两条间断式螺旋扰流槽,两条间断式螺旋扰流槽之间的间距沿着所述微通道内水流介质的流动方向逐渐变大,直至在所述微通道出口处两条间断式螺旋扰流槽之间的间距D2与在所述微通道入口处两条间断式螺旋扰流槽之间的间距D1满足:D2=2.5D1;

多条小型螺旋扰流槽沿着所述微通道的延伸方向首尾间断连接形成每一条所述间断式螺旋扰流槽,并且多条小型螺旋扰流槽中的每一条小型螺旋扰流槽的长度沿着所述微通道的延伸方向以等差数列逐渐增长,相邻两条小型螺旋扰流槽的长度满足:Ln+1=Ln+d,其中Ln 和Ln+1分别代表第n条小型螺旋扰流槽和第n+1条小型螺旋扰流槽的长度值,n取整数且n≥1,d代表二者之间的长度的差值,单位均为cm;

所述换热翅片设置在所述板式换热件的两侧表面,所述换热翅片为拱形翅片,所述拱形翅片以一定的间距扣接在所述板式换热片的外侧表面上,所述拱形翅片的内拱与板式换热片的外侧面之间形成沿着所述板式换热件长度方向延伸的自然对流换热通道一,相邻的拱形翅片之间的拱顶以一盖板连接扣合,相邻的拱形翅片之间的间隔与盖板之间形成自然对流换热通道二,所述自然对流换热通道一和自然对流换热通道二依次间隔布置,共同构成空气的换热流道。

优选的,在所述板式换热件内形成三条并排排列的微通道,位于中间的微通道的等效直径为2-3mm,比位于两侧的微通道的等效直径大1.3mm。

优选的,所述三条微通道沿着所述板式换热件的长度方向呈曲线延伸。

优选的,所述自然对流换热通道二的宽度和高度大于所述自然对流换热通道一的宽度和高度。

优选的,所述自然对流换热通道二的宽度为所述自然对流换热通道一宽度的1.5倍,所述自然对流换热通道二的高度为所述自然对流换热通道一高度的1.3倍。

优选的,在所述微通道内壁上设置有微翅片,所述微翅片仅设置在所述微通道的上侧壁上。微翅片能够对微通道内的换热介质进行扰流,提高其换热效率。

优选的,所述微通道的截面为方形、圆形、三角形或Ω形,或者方形、圆形、三角形或Ω形的任意两者或三者搭配。

优选的,在所述自然对流换热通道二内设置小风机,以增加其对流的动力。

优选的,所述小风机设置在自然对流换热通道的高度方向的1/3位置处。

优选的,所述d为3-5mm。

有益效果在于:

(1)板式换热件由一薄板经冲压在薄板内形成多个并排排列的微通道,其本身足够薄,体型小而美观,观赏性比较高;同时,尺寸较小的板式换热件能够极大的提高换热效率,以小通道流动,而小通道外则是大面积的换热面积,换热面积极大提高;

(2)在微通道内设置有间断式螺旋扰流槽,能够对其内的水流介质进行扰流,提高其换热效率,且两条间断式螺旋扰流槽之间的间距沿着所述微通道内水流介质的流动方向逐渐变大,在水流刚进入时温度最高,彼时两条间断式螺旋扰流槽之间的间距最小,极大的提高了两种换热介质之间的端差,进一步提高换热效率;其能够在低水温43-50℃的时候实现室内高效换热,保持室内温度20°以上,满足供暖需求。

(3)所述拱形翅片以一定的间距扣接在所述板式换热片的外侧表面上,其可以一体成型或是焊接在一起,则拱形内的空气与微通道内的水流介质之间只存在一个微通道的上侧壁厚度的距离,其换热效率极大提高;

(4)所述自然对流换热通道二的宽度为所述自然对流换热通道一宽度的1.5倍,所述自然对流换热通道二的高度为所述自然对流换热通道一宽度的1.3倍,二者的尺寸不一致,自然对流换热通道一的整体尺寸小于自然对流换热通道二的尺寸,能够使得自然对流换热通道一内的空气流速高于自然对流换热通道二内的空气流速,且空气优先进入自然对流换热通道一内,增强其换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的主视图;

图2是本发明的图1的A-A截面示意图;

图3是本发明的微通道一个壁面上的间断式螺旋扰流槽的结构示意图;

图4是本发明的拱形翅片的结构示意图;

图5是微通道的截面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图4所示,本发明提供的一种高效散热器,其包括板式换热件1以及设置于板式换热件1外侧的换热翅片2,所述板式换热件1竖直放置,其上下两端连接集流管3和分流管4,在集流管3和分流管4上分别设置有与所述板式换热件1对应的扁形插孔,其特征在于,所述板式换热件1由一薄板经冲压在薄板内形成多个并排排列的微通道5,多个并排排列的微通道5中位于中间的微通道5的等效直径大于位于两侧的微通道5的等效直径,在每一个所述微通道5内壁面上冲刻出两条间断式螺旋扰流槽6,两条间断式螺旋扰流槽6之间的间距沿着所述微通道内水流介质的流动方向逐渐变大,直至在所述微通道出口处两条间断式螺旋扰流槽6之间的间距D2与在所述微通道入口处两条间断式螺旋扰流槽6之间的间距D1满足:D2=2.5D1;

多条小型螺旋扰流槽7沿着所述微通道的延伸方向首尾间断连接形成每一条所述间断式螺旋扰流槽6,并且多条小型螺旋扰流槽7中的每一条小型螺旋扰流槽7的长度沿着所述微通道的延伸方向以等差数列逐渐增长,相邻两条小型螺旋扰流槽7的长度满足:Ln+1=Ln+d,其中Ln 和Ln+1分别代表第n条小型螺旋扰流槽和第n+1条小型螺旋扰流槽的长度值,n取整数且n≥1,d代表二者之间的长度的差值,单位均为cm;

所述换热翅片2设置在所述板式换热件1的两侧表面,所述换热翅片2为拱形翅片,所述拱形翅片以一定的间距扣接在所述板式换热件1的外侧表面上,所述拱形翅片的内拱与板式换热件1的外侧面之间形成沿着所述板式换热件1长度方向延伸的自然对流换热通道一8,相邻的拱形翅片之间的拱顶以一盖板连接扣合,相邻的拱形翅片之间的间隔与盖板之间形成自然对流换热通道二9,所述自然对流换热通道一8和自然对流换热通道二9依次间隔布置,共同构成空气的换热流道。

优选的,在所述板式换热件1内形成三条并排排列的微通道5,位于中间的微通道5的等效直径为2-3mm,比位于两侧的微通道5的等效直径大1.3mm。

优选的,所述三条微通道5沿着所述板式换热件的长度方向呈曲线延伸。

优选的,所述自然对流换热通道二9的宽度和高度大于所述自然对流换热通道一8的宽度和高度。

优选的,所述自然对流换热通道二9的宽度为所述自然对流换热通道一8宽度的1.5倍,所述自然对流换热通道二9的高度为所述自然对流换热通道一8高度的1.3倍。

优选的,在所述微通道5内壁上设置有微翅片10,所述微翅片10仅设置在所述微通道的上侧壁上。

优选的,所述微通道5的截面为方形、圆形、三角形或Ω形,或者方形、圆形、三角形或Ω形的任意两者或三者搭配。

优选的,在所述自然对流换热通道二9内设置小风机,以增加其对流的动力。当自然对流换热动力不足时,可以启动小风机,以增强其强制对流换热效果以及换热效率。

优选的,所述小风机设置在自然对流换热通道的高度方向的1/3位置处。

优选的,所述d为3-5mm。

具体工作过程如下:

供暖热水由分流管分流后进入板式换热件1中,并分别进入板式换热件1的多个微通道5中,在多个微通道5中自上而下流动,并在所述两条间断式螺旋扰流槽6的扰动下使其始终处于湍流状态,以极高的换热效率换热,同时,在板式换热件1的外侧的换热翅片中,由于空气受到加热,其在本身密度的变化下热空气逐渐向上流动,因此,在所述自然对流换热通道一和自然对流换热通道内则分别形成两股向上流动的自然对流换热空气,空气的自然对流极大的提高了换热效率,提高屋内的温度值;此外,由于自然对流通道一和自然对流通道二的尺寸不一致,空气在两个通道之间进行选择,优选流入所述自然对流通道一中,因为其尺寸小,其流速较快,故而在换热翅片的下端形成一定的压差,进一步加速了空气的流动,进一步提高了二者之间的换热以及换热效率;

在所述微通道内的两条间断式螺旋扰流槽6的间距沿着所述微通道内水流介质的流动方向逐渐变大,直至在所述微通道出口处两条间断式螺旋扰流槽6之间的间距D2与在所述微通道入口处两条间断式螺旋扰流槽6之间的间距D1满足:D2=2.5D1;即在微通道的上端的两条间断式螺旋扰流槽6的间距最小,在微通道的下端的两条间断式螺旋扰流槽6的间距最大,热水在刚进入所述微通道中时,以最高的温度以及最小的间断式螺旋扰流槽的间距进行换热,即在刚开始时即以一种最高的换热效率进行换热,极可能的提高了换热效率,同时,当流到所述微通道的下端时,由于热水的温度已经比较低,因此,此时两条间断式螺旋扰流槽6的间距最大,以扰流提高换热效率的效果已经不太显著,故而将其间距设置为最大则便于引导所述换热流体流出所述微通道,减小其流动阻力,提高其流速。

有益效果在于:

(1)板式换热件由一薄板经冲压在薄板内形成多个并排排列的微通道,其本身足够薄,体型小而美观,观赏性比较高;同时,尺寸较小的板式换热件能够极大的提高换热效率,以小通道流动,而小通道外则是大面积的换热面积,换热面积极大提高;

(2)在微通道内设置有间断式螺旋扰流槽,能够对其内的水流介质进行扰流,提高其换热效率,且两条间断式螺旋扰流槽之间的间距沿着所述微通道内水流介质的流动方向逐渐变大,在水流刚进入时温度最高,彼时两条间断式螺旋扰流槽之间的间距最小,极大的提高了两种换热介质之间的端差,进一步提高换热效率;其能够在低水温43-50℃的时候实现室内高效换热,保持室内温度20°以上,满足供暖需求。

(3)所述拱形翅片以一定的间距扣接在所述板式换热片的外侧表面上,其可以一体成型或是焊接在一起,则拱形内的空气与微通道内的水流介质之间只存在一个微通道的上侧壁厚度的距离,其换热效率极大提高;

(4)所述自然对流换热通道二的宽度为所述自然对流换热通道一宽度的1.5倍,所述自然对流换热通道二的高度为所述自然对流换热通道一宽度的1.3倍,二者的尺寸不一致,自然对流换热通道一的整体尺寸小于自然对流换热通道二的尺寸,能够使得自然对流换热通道一内的空气流速高于自然对流换热通道二内的空气流速,且空气优先进入自然对流换热通道一内,增强其换热效率。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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