一种基于环路热管的多点热源模块化散热装置及方法与流程

1.本发明涉及一种基于环路热管的多点热源模块化散热装置及方法，属于温控技术领域。


背景技术：

2.针对大功率热源需要通过散热保证在正常工作温度，同时大尺寸面积的热源需要均温保持温度一致性的需求，传统散热常采用槽道热管将热量传递至冷源进行排散，缺点如下：一、与热源接触面积小，换热效率低；二、大功率传热需要大尺寸的槽道热管，对安装空间要求高；三、热量传递能力有限，无法满足大功率、长距离散热需求；四、沿程热阻较大；五、刚性结构，布置方式约束条件多；六、槽道热管为刚性连接，会传递振动，结构应力大，影响使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了大功率大尺寸多点热源的散热问题。
4.本发明目的通过以下技术方案予以实现：
5.一种基于环路热管的多点热源模块化散热装置，包括环路热管、集热板、蒸发器鞍座；环路热管包括蒸发器、储液器、冷凝器、管路；
6.所述集热板的一侧与多点热源接触，用于换热；另一侧与蒸发器鞍座连接后固定蒸发器，该侧表面设有槽道用于布设管路；
7.所述蒸发器鞍座与蒸发器的表面紧贴，且蒸发器鞍座与蒸发器接触面为圆柱面，蒸发器鞍座与集热板的接触面为齿槽形；
8.所述蒸发器利用吸收的热量为环路热管提供启动热源，管路中的工质通过吸收热量后流入冷凝器；冷凝器排散热量后，所述工质流回储液器，结束一个循环，并在蒸发器的推动下再次开始循环，最终实现热源热量的收集与排散。
9.优选的，集热板的表面形状与多点热源的形状匹配，通过设计凸台或凹槽，增大接触面积，用于提升换热效率。
10.优选的，集热板上的槽道与管路焊接，实现热量收集，增强换热效率。
11.优选的，所述蒸发器、储液器、管路、集热板和蒸发器鞍座一体集成。
12.优选的，所述蒸发器鞍座与集热板螺接方式连接，压紧蒸发器。
13.优选的，所述集热板还用于均温。
14.优选的，所述管路采用柔性布置。
15.优选的，所述环路热管采用高散驱比模式。
16.优选的，所述散热装置的工作过程为：
17.当热源开始工作时，通过集热板表面的匹配结构将热量收集至集热板，一部分热量通过蒸发器鞍座传至蒸发器作为环路热管的启动热源，其余热量通过集热板的槽道与管
路充分换热，管路中的工质吸热汽化，之后在驱动下流入冷凝器，冷凝散热，完成热量的排散，最后流回储液器，结束一个循环，并在蒸发器的推动下再次开始循环。
18.一种基于环路热管的多点热源模块化散热方法，采用上述的多点热源模块化散热装置，散热方法包括如下：
19.外部热源工作后，集热板收集热量，一部分热量通过蒸发器鞍座传至蒸发器作为环路热管的启动热源，其余热量通过集热板的槽道与管路充分换热；
20.管路中的工质吸热汽化，之后在驱动下流入冷凝器，冷凝散热，完成热量的排散，最后流回储液器，结束一个循环，并在蒸发器的推动下再次开始循环。
21.本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
22.(1)本发明适用于大功率大尺寸多点热源的模块化散热装置，可满足大功率大面积热量的收集与排散，兼具大功率散热与大尺寸均温功能；
23.(2)本发明集热板下表面与热源直接接触，导热热阻小，传热效率高；
24.(3)本发明集热板可根据热源结构定制化设计，增大接触面街，减小热阻，实现热量的高效率热交换；
25.(4)本发明蒸发器鞍座将蒸发器与集热板连接耦合传热，通过两侧分别设计有与蒸发器充分接触的圆柱配合面和与集热板配合的齿槽形接触面增强导热，并用螺接方式压紧，加强蒸发器和集热板的传热；
26.(5)本发明蒸发器与集热板通过接触鞍座装配，耦合传热,直接将热源用于环路热管启动；
27.(6)本发明环路热管可实现大功率、远距离传热，管道为柔性管路，布置方式受到的约束少，且能力学解耦，减少振动的影响；
28.(7)本发明环路热管可使用高散驱比设计，实现小功率启动，大功率热量传输；
29.(8)本发明集热板上表面有槽道的平板，环路热管的管路可与集热板表面的槽道焊接，降低导热热阻，提高集热板的换热效率同时实现大尺寸平面内均温；
30.(9)本发明采用集成一体化设计，便于通用化型谱化，可统一产品安装接口，降低总装难度、压缩生产周期与成本。
附图说明
31.图1本发明散热装置工质流动示意图；
32.图2本发明散热装置连接示意图；
33.图3本发明散热装置局部连接示意图。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
35.一种基于环路热管的多点热源模块化散热装置，可满足大功率大面积热量的收集与排散，兼具大功率散热与大尺寸均温功能，与热源直接接触，导热热阻小，传热效率高；可充分利用环路热管传热能力强，可远距离传热，柔性连接，可力学解耦的优点；集成一体化设计，便于通用化型谱化，可统一产品安装接口，降低总装难度、压缩生产周期与成本；集热
板可根据热源结构定制化设计，实现热量的高效率交换。
36.本发明散热装置包括环路热管、集热板、蒸发器鞍座；其中环路热管用于热量传输，包括蒸发器、储液器、冷凝器、汽化管路和冷凝管路，汽化管路和冷凝管路共同组成管路；如图2和3所示为各零部件的连接关系示意图，蒸发器鞍座将蒸发器与集热板连接耦合传热，通过两侧分别设计有与蒸发器充分接触的圆柱配合面和与集热板配合的齿槽形接触面增强导热，并用螺接方式压紧，加强蒸发器和集热板的传热；集热板上表面是有槽道的平板，可与冷凝管焊接，增强传热；集热板下表面可通过形状设计与热源充分接触，其表面形状尺寸可根据热源的特殊形状尺寸进行匹配，设计凸台或凹槽，增大接触面积，进一步增强接触换热效率，可满足不同尺寸、形状和场合的不同散热需求；热源产生的热量一部分可直接用于环路热管的启动，另一部分通过集热板将分散热源进行收集、均温并通过环路热管循环排散。如图1系统连接示意图，将本发明散热装置与带槽道的冷凝器连接组成循环系统，即可实现散热循环，实现大功率散热。
37.本发明的工作过程(即散热方法)如下：
38.当热源开始工作时，通过集热板下表面的匹配结构将热量收集至集热板，一部分热量通过蒸发器鞍座传至蒸发器作为环路热管的启动热源，其余热量通过集热板的凹槽与环路热管充分换热，管路中的工质吸热汽化，之后在驱动下流入冷凝器，冷凝散热，完成热量的排散，最后流回储液器，结束一个循环，并在蒸发器的推动下再次开始循环。集热板在实现大面积收集热量的同时，可实现均温，将局部位置的热量传导至低温区域，实现大尺寸热源面内的均温。整个装置实现了基于环路热管的适用于大功率大尺寸热源的一体化散热。
39.集热板下表面与热源作匹配结构设计，加强换热，可提高传热效率；上表面设计槽道与环路热管管路耦合，加强与热源和环路热管之间的耦合，进一步提升换热效率；蒸发器鞍座将蒸发器与集热板连接耦合传热，通过两侧分别设计有与蒸发器充分接触的圆柱配合面和与集热板配合的齿槽形接触面增强导热，并用螺接方式压紧，加强蒸发器和集热板的传热，热量利用效率增加。
40.将环路热管应用于大功率热源散热，环路热管的优势作用明显。环路热管散热量大，能满足大功率散热需求；环路热管的管道可柔性布置，布置方式受到的约束少，且能减少振动的影响；环路热管长度长，可实现远距离热量传输；环路热管高散驱比设计可实现小功率驱动大功率传热。
41.本装置蒸发器、储液器、集热板和蒸发器鞍座四个部件集成一体化设计，便于通用化型谱化，可统一产品安装接口，降低总装难度、压缩生产周期与成本。
42.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
43.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。