[发明专利]一种热管均温板及其换热系统

说明书

本发明涉及一种热管均温板，包括上板和下板，所述上板中设置支撑柱，下板中设置微圆柱阵列，微圆柱阵列和支撑柱共同构成均温板的回液柱，其中上板内布置的支撑柱之间的间隙大于下板微圆柱之间的间隙，微圆柱的直径和微圆柱之间的间距以产生毛细驱动力。本发明提出了一种新结构热管均温板及其换热系统，能够提高换热效率，解决换热不均匀问题。

技术领域

本发明涉及一种热管技术，尤其涉及一种热管均温板及其换热系统，属于F28D15/02的热管领域。

背景技术

热管技术源自美国，具有近60年的历史，它充分利用了两相工质流热传导原理，具有热阻小、传热性能优良、散热效率高等优点。

热管是指封闭的管壳中充有工作介质(工质)并利用介质的相变吸热和放热进行热交换的高效换热元件。典型的热管，特别是水平热管由管壳、管芯和工作介质构成，管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在蒸发段和冷凝段中间可布置隔热段(绝热段)，管芯是为使冷凝液顺利回流到蒸发段而设置。重力热管是热管的一种。目前国内外热管式太阳能集热器中的热管，大都采用重力热管，重力热管的特点是热管倾斜或垂直放置，其工质的循环流动将受重力的影响，因蒸发段置于下方，在上方冷凝的液体工质借助重力而回流到蒸发段，进而实现循环往复的热的传导传递过程。工质靠重力在热管内回流，无需设置管芯，这就减小了热管的加工难度，降低了制造成本，因而重力热管被广泛应用于多个领域，包括太阳能热利用领域。

具有平面特征的平面热管首先可以用作具有面发热特性的热交换装置，在其内部的微孔内表面具有凹槽与交替式的翅片传热管是一种公知的技术。翅片与凹槽，可以显著提高在管内传送的传热工质的紊流。这种结构能够提高传热性能。凹槽和翅片还直接增加了热交换的表面积和毛细管作用。

传统的平板热管换热系统结构，热源会产生大量的热量。热量通过导热进入所用的热管中，热管温度升高，热量通过外部贴合的热沉将热量散至外界。整个装置均固定于热源的基板上。

但是在本领域中，随着散热量的不断增加，管式结构的本身也就限制了接触面积大小、增加配套工艺复杂程度，这样也限制了管的传热能力。本发明提供了一种新式热管均温板，通过热管下部的毛细微圆柱阵列以及上部设置的支撑柱之间的配合，通过配合上部设置的微通道换热器，实现热源的高效、均衡以及精准散热。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或者相关技术存在的技术问题之一。本发明提出一种集成效果好，加工难度降低、换热效率高、无能源消耗的热管均温板。

本发明技术方案如下：一种热管均温板，包括上板和下板，所述上板中设置支撑柱，下板中设置微圆柱阵列，微圆柱阵列和支撑柱共同构成均温板的回液柱，其中上板内布置的支撑柱之间的间隙大于下板微圆柱之间的间隙，微圆柱的直径和微圆柱之间的间距以产生毛细驱动力。

作为优选，微圆柱的直径是5-10μm，相邻微圆柱圆心之间的间距是10-20μm，高度是25-50μm。

作为优选，支撑柱是正方形，边长是15-30μm，高度是30-60μm，相邻的支撑柱的相邻的边之间的间距是15-30μm。

作为优选，支撑柱分为多组，每组是四个，多组支撑柱按照横向和纵向布置，从而形成互相平行的横向支撑柱以及互相平行的纵行支撑柱。

一种热管换热系统，包括均温板和设置在均温板上部的微通道换热器，所述微通道换热器包括壳体和连接壳体底壁和上壁的微柱，所述微柱的高度要大于均温板的高度；所述换热器包括入口和出口，所述入口和出口设置在壳体上壁的两侧。

作为优选，所述入口和出口设置在壳体的对角位置。

作为优选，微柱的高度是100-200μm，微柱中心之间的间距是30-70μm，微柱的直径是20-50μm。

作为优选，微圆柱高度h与间距s的比值为4.8-5.2。