换热器组件和换热器管路制造技术

一种换热器包括一个管路，管路具有多个平行的热管，这些热管在头管和尾管或供应管之间延伸。尾管与头管平行。热管限定了许多毛细管，这些毛细管在头管和尾管之间并行延伸。头管、尾管和毛细管的空心内部在管路内限定了流体贮藏室。这些贮藏室容纳导热流体。管路提供换热表面。可以定位换热表面与热电模块行的冷却面或加热面接触。换热表面位于头管、尾管或热管上。当对热电模块施加电流时，对贮藏室内部所含流体的冷却或加热效应导致流体在毛细管内流动以增强换热。管路可以用一个或多个类似的管路装配起来从而第一个管路被模块行加热而第二个邻近管路被同一个位于两个管路之间的模块行冷却。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传热系统，包括冷却和加热系统以及热泵系统。本专利技术还包括热电供电的传热系统。
技术介绍
许多早期的换热器系统，如制冷和空调系统，利用了那些如果排放到环境中会对环境造成损害的导热气体流体。已经做了一些努力用其它对环境害处小一些的流体来替换这些有害气体流体。但是，这样的系统遇到各种限制并且具有相对低的换热效率。对于导热流体来讲，早期的冷却和加热系统已经包括了传统的换热器管路、管道和泵送系统。一些早期的系统还包括用在具有特殊冷却或加热功能中的热电模块。例如，下面的美国专利描述了这样一些早期系统的范例Inoue等的美国专利6,354,086，Hed的美国专利5,232,516，Kerner的美国专利5,269,146，Schirpke等的美国专利5,540,567，Attey等的美国专利5,653,111，Dong的美国专利5,675,973。前面的这些例子描述了在这些专利中描述的传热或冷却系统中传输流体的传统流体泵送和管道系统。一些早期系统试图通过加入复杂的流体搅拌器来改善换热效率。Inoue等的美国专利6,354,086是一个这种早期专利的例子，其中描述了这样的搅拌器。美国专利5,269,146描述了一个应用在绝热容器上的封闭的加热和冷却系统，这个绝热容器可能是用于饭店和餐馆中的便携冷藏柜、加热瓶和食物车等。导热流体通过封闭回路循环系统循环。被加热或被冷却的流体穿过空心换热器与周围空气换热。这个专利描述了流体以高速被泵入封闭系统来提高传热效率。这些早期的系统都没有给出利用下面描述的自然力和毛细流动系统内在流体流动特征来提高效率的换热系统。专利
技术实现思路
本专利技术包括一个具有管路的换热器，管路具有多个平行的热管，这些热管在头管和尾管或供应管之间延伸。尾管与头管平行。热管限定了许多毛细管，这些毛细管在头管和尾管之间并行延伸。头管、尾管和毛细管的空心内部在管路内限定了封闭流体贮藏室。当管路处于运行中时，这些贮藏室容纳导热流体。在一个实施例中，管路提供与一行热电模块的冷却面或加热面接触的表面。接触表面由头管、尾管或热管的外壁所限定。当对热电模块施加电流时，对管路内部所含流体的冷却或加热效应导致流体在毛细管内的流动以增强换热。管路可以用一个或多个类似的管路装配起来从而第一个管路被该排模块加热而第二个邻近管路被位于两个管路之间的同一行模块冷却。在另一个实施例中，管路可以和其它热能源一起使用。例如，管路可以和第二种导热流体流具有热接触并且一起运行。例如，在太阳能供电系统中，可以用管路收集热能并且将热能传递给第二种循环导热流体流。本专利技术的换热管路可以用在多种换热系统中，它们中的一些可以包括热电模块。在其它的一些情况中，换热管路可以用在不包括热电模块的系统中。本专利技术还包括一种换热组件，它包括两个或更多个与热电模块(也称为Peltier装置)热连通的相似管路。定位Peltier装置使之与管路的一个或多个表面接触。接触表面可以位于特定管路的头管、尾管或热管上。通常Peltier装置布置成类似单元的行，并且用一个或多个外部电源供电。在相邻管路之间提供绝热衬垫。每个衬垫都具有能够容纳一行Peltier装置的腔室。可以用衬垫来防止在一行Peltier装置边缘的不想要的传热。可以将邻近对的管路固定在一起从而一行Peltier装置能够冷却在该行一侧的一个管路，并且加热固定在该行Peltier装置另一侧的另一个管路。还可以用衬垫防止在装配换热器时Peltier装置的意外损坏。例如如果使用夹子固定管路组件，当过紧时会压坏、断裂或损坏固定在管路之间的热电Peltier装置。在另一个方面，本专利技术提供一种传热管路，它与多列排列好的热电模块一起使用。管路可以和多种换热系统一起使用，这些换热系统包括冷却和加热系统、热泵和其它相关的系统。管路在以下情况特别有用，即如果想避免使用那些传统的制冷剂时，这些制冷剂包括氟里昂和其它可能有害的制冷剂，这样的管路是理想的。如下面将更具体描述的，管路在运行时通常垂直定位。在一个方面，管路包括一个封闭的头管，它与在垂直方向与它相对的尾管或供应管平行。尾管设有流体孔以提供导热流体。在一些情况下，流体孔可以是重新密封的。多个大致平面式的热管定位在头管和尾管之间。在一些情况下，需要定位热管使得它们的平面与头管和尾管的纵向轴线平行。在这种布置中，热管是共面的并且定位它们使得它们的平面沿头管和尾管的长度方向对齐。如上所述，在管路的封闭流体贮藏室中提供导热流体。通过操作热电模块和在管路流体贮藏室中导热流体的反复蒸发和凝结来实现换热。在另外一些情况，理想的是定向平面式的热管使得它们的面横跨头管和尾管的长度定位。在这种布置中，平面式的热管的取向横向于在垂直方向上相对的头管和尾管的纵向轴线。每个热管都基本上是平坦和伸长的。热管在内部被分成沿热管长度方向走向的毛细管通道。优选这些通道形成沿热管长度方向走向的单层毛细管。每个毛细管通道从热管的一端延伸到热管的另一端。毛细管通道在头管和与之相对的尾管之间提供流体连通。管路可以与多个热电模块一起使用，这些热电模块在平面列上对齐使得模块所有的加热侧都沿着列的一个面，并且模块的冷却侧都沿着列的相对面。热电模块也排列成行从而该行模块的一个面限定了冷却面而相对面则限定了加热面。定位该行模块使得它靠近管路以与管路建立热连通。在许多情况下，通过使该行的加热面或冷却面与模块限定的面接触来提供热连通。本领域专业人员应该理解通过定位使得冷却面或加热面与管路接触将决定对于那个管路是实现冷却功能还是加热功能。在一些情况，放置该行热电模块使之与由头管、尾管或共面热管列所限定的面接触。在该行热电模块和管路之间的接触布置的例子在下面将详细描述。在本专利技术的另一个方面，热管中的毛细管通道是由热管外壁和内壁限定的大致长方形管。优选内壁以正交形式从热管的一个面延伸到热管的相对面上。但是，可以制造毛细管使之具有其它形状的横截面，即不一定是正方形或长方形。毛细管的相对尺寸可以根据设计要求或者所需要的换热系统的特征改变。在优选的使用基于水的导热流体系统中，毛细管典型的直径范围在4毫米(mm)以下。在基于水的流体中加入添加剂或其它流体可能影响毛细管内混合物的流体流动特征。因此，可以调节毛细管的直径以适应为系统所选择的特定流体的特定流动特征。可以调节包括毛细管最佳直径在内的设计特点来解决基于水的流体系统和不基于水的系统之间的差别。在优选的实施例中，为了操作，可以定位管路使得毛细管在大致垂直的方向上延伸。利用这种垂直布置，可以增强毛细管内的流体流动和传热特征。在选择与热电模块冷却面接触的管路中，优选定位各行模块使之靠近管路的顶部以增强在毛细管内向下的热和流体流动趋势。在选择与热电模块加热面接触的管路中，优选定位各行模块使之靠近管路的底部。在后一种情况，导热流体在毛细管中上升的趋势会趋向于增强系统中的换热。在优选实施例中，将毛细管在热管外壁内排列成毛细管单层。在另外的情况，可以在热管的外壁内提供多层毛细管，尽管在多数情况下这种排列并不是优选的。在本专利技术的另一个优选的方面，可以将管路与其它类似的管路一起使用，从而将它们排列成成排的平行管路。优选用相对坚固、有弹性并且导热的材料制成管路，并且更优选采用不易受过度腐蚀的金属。对于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于换热器中的管路，管路包括：一个伸长的头管，它限定了第一纵轴，头管与多个伸长的热管流体连通，每个热管限定了多个毛细管通道，通道与伸长的尾管流体连通，尾管限定了第二纵轴，第二纵轴与第一纵轴平行，管路限定了导热流体 的内部贮藏室，还限定了一个与内部流体贮藏室流体连通的开口，贮藏室限定了流体循环回路，包括一个由头管限定的内部腔室，一个由尾管限定的内部腔室，和多个毛细管通道，和当管路在运行中时，管路限定了一个第一基本垂直的平面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李载赫，
申请(专利权)人：谒磨技术株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]