一种基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器的制作方法

本发明属于高效传热节能领域，特别涉及一种基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器。

背景技术：

毛细管网末端系统利用仿生学原理，在管网中和人体毛细管中的液体流动速度基本相同，都在0.05～0.2m/s之间，人体皮下组织的毛细血管与周围环境进行热量交换，达到自身温度调节的目的。管网内流通着较低温度的热水，以小温差向房间辐射热量；夏季毛细管网内流通着温度较高的冷水，以小温差向房间辐射冷量。人体和空间的热交换主要是辐射的形式进行，使人体舒适度高，且毛细管辐射式空调系统没有室内运动部件，不会产生任何室内噪音，是最为安静的空调系统。由于其换热表面积大，散热温差小，舒适性高，静音，节能等特性，辐射热量均匀而温和，因此特别适合办公与家居环境调控。

毛细管网末端系统常安装于房间顶棚、墙面或地面，可对整个房间进行温度的调节，但缺乏针对于局部个体取暖的需求，当整个房间内某段时间只有局部个体或局部区域有供暖需求时，而布置于顶棚、墙面、地面的毛细管网末端系统仍对整个房间持续供暖，这种供暖方式节能性不高，造成了热量的浪费。例如当夜间睡觉时，仅床周围局部区域需要较高的供热需求，基于此，一种适用于满足局部换热需求的节能性散热器可以减少额外的热量浪费，实现所供即所需的高效能量利用。

实现高效传热始终是散热器重要的目标，具有孔隙结构的金属泡沫由于有较大的比表面积和低密度，传热性能远高于传统散热片，广泛适用于各种散热设备中。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器。本发明结合金属泡沫、低导热系数的陶瓷纤维纸和毛细管网组成换热芯体的三层结构，即绝热层-毛细管网栅层-金属泡沫层，在室内散热末端，考虑实现单向散热，局部供暖的均温辐射散热器，达到节能舒适的目标，在使用过程中考虑散热器可折叠，易拆卸的模块性结构，来加强其功能性，适用性。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器，包括若干依次串联在一起的换热单元，每个换热单元均包括前装饰层、后装饰层、前顶端挡板、后顶端挡板、前底端挡板、后底端挡板、换热芯体和连接管段，换热芯体包括顶端定位片、底端定位片、分水干管、集水干管、毛细管网栅层、绝热层和金属泡沫层；其中，

前顶端挡板和前底端挡板分别可拆卸连接在前装饰层的顶端和底端，后顶端挡板和后底端挡板分别可拆卸连接在后装饰层的顶端和底端；

换热芯体中，分水干管和集水干管在水平方向上分别连接在毛细管网栅层的顶端和底端，并分别与毛细管网栅层内若干竖直方向上设置的毛细管两端连通，顶端定位片连接在分水干管顶端，底端定位片连接在集水干管底端，金属泡沫层与毛细管网栅层粘结为一体，绝热层设置在毛细管网栅层背面，并与毛细管网栅层胶粘为一体；换热芯体设置在前装饰层和后装饰层之间，且前顶端挡板、顶端定位片和后顶端挡板连接在一起，前底端挡板、底端定位片和后底端挡板连接在一起；

换热芯体的分水干管两端、集水干管两端分别连接有连接管段，相邻两个换热单元之间通过连接管段和过渡接头连接在一起。

本发明进一步的改进在于，换热芯体还包括定位孔架和定位条，毛细管网栅层的若干毛细管插于定位孔架来间隔固定，定位条设置于毛细管网栅层二分之一处，用于对毛细管网栅层进行加固。

本发明进一步的改进在于，绝热层为导热系数λ<0.20w/(m·k)的陶瓷纤维纸。

本发明进一步的改进在于，连接管段上设有球阀。

本发明进一步的改进在于，使用时，一侧换热单元分水干管的连接管段设有堵头，集水干管同侧的连接管段连接至出水管，另一侧换热单元分水干管的连接管段连接至进水管，集水干管的连接管段同侧设有堵头。

本发明进一步的改进在于，每个换热单元中顶端挡板、换热芯体的顶端定位片、后顶端挡板均设在同一水平高度；前底端挡板、换热芯体的底端定位片、后底端挡板均设在同一水平高度。

本发明进一步的改进在于，毛细管网栅层采用若干外径为3.5-5.0mm，壁厚为0.9mm的毛细管组成，若干毛细管并联组成毛细管网栅层，相邻两个毛细管之间间隔为10mm-30mm，以水为热媒输送能量，供热时水温为28-32℃的低温热水。

本发明进一步的改进在于，连接管段为参照gb/t3683-2011标准设计制作的由耐液体的合成橡胶内胶层、中胶层、ⅰ或ⅱ或ⅲ层钢丝编织增强层及合成橡胶外胶层组成的高压钢丝编织胶管。

本发明进一步的改进在于，前装饰层、后装饰层为具有良好导热性的铝片，前装饰层、后装饰层与换热芯体通过t型铝合金压条使用螺栓连接。

本发明进一步的改进在于，前顶端挡板、后顶端挡板、前底端挡板和后底端挡板均采用不锈钢板制成。

本发明具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器，将有较大的比表面积和低密度的传热性能突出的金属泡沫材料，壁薄导热性好、换热均匀、水力损失小、能实现辐射均温供暖的毛细管网和低导热系数的绝热层结合起来，组成换热芯体的三层结构，即绝热层-毛细管网栅层-金属泡沫层，三层结构可实现单向散热，局部供暖，将金属泡沫层朝向所需供暖侧，减少了非所需供暖侧的热量损失，使热量精准释放给局部区域，提高了热量的利用率，达到节能的目的，同时毛细管网栅层均温辐射的供暖方式保证了高舒适性。

进一步，连接管段采用具有优良的耐曲绕性和耐疲劳性的高压钢丝编织胶管，实现散热器可折叠性；

进一步，前装饰层、后装饰层与换热芯体通过t型铝合金压条使用螺栓连接，此种可拆卸的组装方法便于检修换热芯体内部故障和清洗；各换热单元之间串联连接的模块化结构增强了散热器的适用性和功能性。

综上所述，本发明提供的一种基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器，其通过绝热层-毛细管网栅层-金属泡沫层的结构实现单向散热，均温辐射，精准局部供暖，相比于传统散热器节能又舒适，可折叠、可拆卸的连接方式和模块化结构使散热器兼备美观性、适用性和功能性。

附图说明

图1显示了本发明基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效换热器各换热单元的结构示意图。

图2显示了基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效换热器各换热单元的串联组装示意图。

图3显示了以前装饰层为例，前装饰层与换热芯体通过t型铝合金压条使用螺栓连接的安装示意图。

附图标记说明：

1-前装饰层；2-后装饰层；3-前顶端挡板；4-后顶端挡板；5-前底端挡板；6-后底端挡板；7-换热芯体；8-连接管段；9-螺孔；10-过渡接头；11-堵头；12-t型铝合金压条；71-顶端定位片；72-底端定位片；73-分水干管；74-集水干管；75-毛细管网栅层；76-定位孔架；77-定位条；78-绝热层；79-金属泡沫层；710-预留槽孔；711-密封圈槽；81-球阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，本发明提供的一种基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器，包括若干换热单元，若干换热单元物理尺寸相同，如图1所示，每个换热单元均包括前装饰层1、后装饰层2、前顶端挡板3、后顶端挡板4、前底端挡板5、后底端挡板6、换热芯体7和连接管段8；前装饰层1和后装饰层2为具有良好导热性的铝片，如图3所示，前装饰层1、后装饰层2与换热芯体7通过t型铝合金压条12使用螺栓连接；前顶端挡板3、后顶端挡板4、前底端挡板5和后底端挡板6均采用不锈钢板；连接管段8为参照gb/t3683-2011标准设计制作的，由耐液体的合成橡胶内胶层、中胶层、ⅰ或ⅱ或ⅲ层钢丝编织增强层及合成橡胶外胶层组成的高压钢丝编织胶管，具有优良的耐曲绕性和耐疲劳性。

换热芯体7包括顶端定位片71、底端定位片72、分水干管73、集水干管74、毛细管网栅层75、定位孔架76、定位条77、绝热层78和金属泡沫层79。

其中，前顶端挡板3、换热芯体7的顶端定位片71和后顶端挡板4均设在同一水平高度；前底端挡板5、换热芯体7的底端定位片72和后底端挡板6均设在同一水平高度；前顶端挡板3、换热芯体7的顶端定位片71和后顶端挡板4均沿水平方向等间距设置相互配合的若干螺孔9，通过若干紧固螺栓贯穿前顶端挡板3、换热芯体7的顶端定位片71和后顶端挡板4，将其固定为一体，前底端挡板5、换热芯体7的底端定位片72和后底端挡板6的连接方式与前顶端挡板3、换热芯体7的顶端定位片71、后顶端挡板4的连接方式相同。

换热芯体7中，顶端定位片71与分水干管73焊接固定，底端定位片72与集水干管74焊接固定，两个定位片采用不锈钢片；分水干管73和集水干管74水平方向分别设置在毛细管网栅层75的顶端和底端，均设有若干间隔为10mm-30mm的即与毛细管网栅层75中毛细管间隔相同的预留槽孔710，预留槽孔710大小与毛细管管径相配合，预留槽孔710所在的弧形配合面上设有密封圈槽711，与弹性密封垫圈配合，毛细管网栅层75采用若干外径为3.5-5.0mm，壁厚为0.9mm的毛细管组成；毛细管是pp-r(三型聚丙烯管)、pe-rt(耐热聚乙烯管)等可热塑性塑料管，通过热熔而成型；毛细管并联组成网栅，间隔为10mm-30mm，以水为热媒输送能量，供热时水温为28-32℃的低温热水；毛细管网栅层75各毛细管两端插嵌于分水干管73和集水干管74的预留槽孔710内，并用弹性密封垫圈密封；毛细管网栅层75的各毛细管插于定位孔架76来固定间隔，定位条77设置于毛细管网栅层75二分之一处，对毛细管网栅层75进行加固；各毛细管、定位孔架76和定位条77用白乳胶粘结为一体。

金属泡沫层79与毛细管网栅层75高温粘结为一体，金属泡沫层79使用任意金属(例如铝、铜等)加工成型而成；绝热层78与毛细管网栅层75胶粘为一体，绝热层78为导热系数λ<0.20w/(m·k)的陶瓷纤维纸；如图2所示，分水干管73两端和集水干管74两端分别与连接管段8相连通，连接管段8上设球阀81；各连接管段8通过过渡接头10连接，将各个换热单元串联；其中设置于端侧的换热单元，最左侧换热单元分水干管73的连接管段8一侧设堵头11，集水干管74的同侧连接管段8接至出水管，其余连接管段8通过过渡接头10接至下一单元；最右侧换热单元分水干管73的连接管段8一侧接至进水管，集水干管74的连接管段8同侧连接管段8设堵头11，其余连接管段8通过过渡接头10接至下一单元。

为了对本发明进一步了解，现对本发明的使用过程如下：

以冬季夜晚卧室为例，各换热单元将选用具有优良的耐曲绕性和耐疲劳性的高压钢丝编织胶管的连接管段8通过过渡接头进行连接，其中设置于端侧的换热单元，最左侧换热单元分水干管73的连接管段8一侧设堵头11，集水干管74的同侧连接管段8接至出水管，其余连接管段8通过过渡接头10接至下一单元；最右侧换热单元分水干管73的连接管段8一侧接至进水管，集水干管74的连接管段8同侧连接管段8设堵头11，其余连接管段8通过过渡接头10接至下一单元。打开各连接管段8的上的球阀81，各换热单元串联为一体，各分水干管73形成串联分水干管73通路，与进水管相连，各集水干管74形成串联集水干管74通路，与出水管相连。

将该基于金属泡沫的可折叠式毛细管网栅高效散热器放置在卧室内，折叠至展开长度近似于床铺最长边，将金属泡沫层79侧朝向取暖区域(即床铺)。通过与最右换热单元的连接管段8连接的进水管注入28-32℃的低温热水，低温热水流入串联分水干管73通路，随之流入各毛细管中，在实现辐射散热后，水(热媒)汇入串联集水干管74通路，从出水管排出。冬季夜晚卧室温度较低，人所在的床铺区域有局部供暖需求，水(热媒)在水温和房间温度的温差驱动下释放热量，由于绝热层78陶瓷纤维纸导热系数低，而具有较大的比表面积和低密度的金属泡沫层79材料具有突出的传热性能，热量呈近似单向传递，向床铺即所需供暖的局部区域处的传热速度快，热流量大，减少了非所需供暖侧的热量损失，使热量精准释放给局部区域，提高了热量的利用率，可实现节能目标。毛细管网栅层75由于壁薄导热性好、换热均匀、水力损失小，其辐射均温供暖的方式使得供暖区域舒适性高。

当需要检修换热芯体7内部故障和清洗内部件时，将通过t型铝合金压条12使用螺栓连接的前装饰层1、后装饰层2与换热芯体7拆卸，可直接对内部件进行检修维护。

另外，前装饰层1和后装饰层2均为具有良好导热性的铝片，可在上面进行喷绘，提高美观性；散热器可折叠、可拆卸的连接方式和模块化结构使散热器便于收纳，满足于不同局部区域供暖需求，相比于传统散热器很大程度上提高了功能性。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。