[发明专利]一种汽车水箱的热管防冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车配件防冻技术领域，特别是一种汽车水箱的热管防冻装置。

背景技术

在寒冷的冬季，特别是冬季夜晚，大气温度低至零下，在北方甚至可达零下几十摄氏度，在这种情况下，若汽车长时间不工作，汽车水箱极易结冰。作为汽车散热系统的一个非常重要的部件，水箱结冰会导致水箱破裂，影响汽车散热系统，增大发动机摩擦，导致汽车无法正常启动，严重时会引发事故。

对于汽车水箱结冰问题，现在普遍采用给水箱加防冻液的方法，但是防冻液的冰点一般在-20℃~-10℃，对于严寒的北方冬季是远远不够的，防冻能力有限制。另外，防冻液需要定期检查、定期更换。除此之外，防冻液中含有磷酸盐、硝酸盐等，对环境有害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种汽车水箱的热管防冻装置，该汽车水箱的热管防冻装置能有效地利用汽车发动机的余热，安装热管防冻系统，能够实时地有效防止汽车水箱内冷却水结冰，大大减少了能量消耗，且安全、成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种汽车水箱的热管防冻装置，包括发动机余热回收系统、热管防冻系统、电加热系统和温度控制系统。

发动机余热回收系统包括连通管b和蓄热器；连通管b将汽车发动机和蓄热器相连接。

热管防冻系统包括总集热管、热管排束和连通管a。

热管排束包括若干根均相互平行的热管，若干根热管均匀布置在汽车水箱的顶面、底面以及前后两个侧面；连通管a的一端与所有热管的蒸发段相连通，连通管a的另一端与总集热管的冷凝段相连通，总集热管的蒸发段与蓄热器相连通。

电加热系统包括电加热套、电加热开关、电加热控制器和温度探头b；电加热套包覆在总集热管的蒸发段外周，温度探头b布置在蓄热器内部，通过导线与电加热控制器相连接，电加热控制器根据温度探头b探测的信号控制电加热开关的通断以及电加热套功率的大小。

温度控制系统包括调节阀门、温度探头a和调节控制器，调节阀门设置在总集热管上，温度探头a布置在汽车水箱外表面，通过导线与调节控制器相连接，调节控制器根据温度探头a检测的温度信号控制调节阀门的阀门开度大小，从而使汽车水箱保持在设定的温度范围之内。

汽车水箱设定的温度范围为20℃~30℃。

热管排束中的每根热管和总集热管均为吸液芯型热管，壳体材质均为铝、铁、铜和不锈钢中的一种，热管排束中的每根热管和总集热管均包括蒸发段、绝热段和冷凝段，内部导热工质为氟利昂-21或氟利昂-11或氨。

调节阀门设置在总集热管的绝热段处。

热管排束中每根热管的长度与汽车水箱长度相等，每根热管的管径均为3~5cm。

总集热管的管径为5~8cm，总集热管中蒸发段的长度为总长度的1/3，冷凝段长度为总长度的1/2。

连通管a和连通管b的材质均为铝或铜，连通管a和连通管b的管径均为3~5cm。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明中热管防冻系统引入的是汽车发动机排气的余热，实现了能量的二次利用，无需耗用其他能源，具有环保、节约的优点。

2、本发明中的总集热管和热管均利用内部工质的相变来传热，不需要外界给予驱动即可工作，具有高效的传热能力。同时，热管具有优良的等温性，可以使汽车水箱温度始终保持在结冰温度以上，从而防止汽车水箱内部的冷却水结冰。

3、本发明能够实时有效防止汽车水箱内冷却水冻结：汽车水箱上设置的温度探头a将温度信号反馈给调节控制器，实时调节总集热管和热管的导热效率，使汽车水箱温度保持在一个适宜的范围内，保证汽车水箱性能的稳定。

4、本发明利用蓄热器储存汽车发动机的余热，尤其是夜晚，汽车发动机不工作时，蓄热器能够将热量持续高效地传递给总集热管和热管。

5、本发明设置的电加热套能进行辅助热量提供，确保在汽车发动机长时间不工作无法提供余热的情况下，热管排束能够正常给汽车水箱传热。

6、本发明在操作过程中只需通过调节控制器来控制调节阀门截面面积的大小来控制总集热管的导热效率，操作相对简单，可实施性强。

7、相比于给汽车水箱加防冻液、酒精等传统方法，本发明不受冰点温度限制，可调节温度范围大。

8、本发明高效、快速，且能耗低、成本小，具有较高的市场价值。

附图说明

图1显示了本发明一种汽车水箱的热管防冻装置的结构示意图。

图2显示了图1中A-A截面的剖面图。