专利名称：一种三维热管热交换器及生产方法
技术领域：
本发明涉及传热技术领域，特别是涉及一种用于“空气一空气”系统，利用工质相变过程中吸收或释放热量的原理，不需输入额外的能量即可传输非常高的热流量的三维热管热交换器。
背景技术：
所谓的热管，通常包括一个冷凝端和一个蒸发端，冷凝端和蒸发端相互连接，形成一个封闭的系统。参考图1，典型的热管6由一个封闭的管道8组成，管道8的其中一端构成蒸发端10，而温度和压力较低的另一端，构成冷凝端12。吸液芯14从蒸发端10开始，到 冷凝端12，贯穿整个热管。通过翅片15的辅助散热，可以将热量从蒸发端周围的环境中，传递到冷凝端周围的环境中去。在热管的工作过程中，液体工质11在蒸发端10中吸收环境热量后蒸发，蒸发变成汽态上升到冷凝端12，在冷凝端12又被环境冷却变为液体并释放出热量，液体最后又在毛细芯14的作用下回流到蒸发端10。这个循环不断地重复，从而将蒸发端环境中的热量，源源不断地传递到冷凝端环境中去。如图2所示，现有的技术中，通过将多个单独的热管20组装成一个整体热交换器21，来增加热交换器的传热能力。每个单独的热管构造和运行都如图I中所示，这样组装的热管在传热能力上相对单根的热管要大的多。但是，由于每根管道都必须单独地填充适当数量的冷媒，因而它的生产工艺会非常繁琐。如图3A和6A，为了降低热管的制造和安装成本，可利用U型管，将单根热管连接成蛇形热管。通过U型管的连接，可以降低部分生产成本。但是，此类热管的每一根管道，很难保证都能得到足够的工作冷媒，这样的蛇形盘管结构，还有可能会妨碍整个热管内部液体的流动，进而降低其整体的传热效率。只有当蛇形热管竖直方向放置时，也就是将上面部分的蛇形盘管作为冷凝端，下面部分的蛇形盘管作为蒸发端，这样蛇形热管才能正常工作。为了保证每根管道都能得到足够量的工作冷媒，需要将每个盘管通过一个汇集管汇集到一起。如图3A所示，热管中每个U型管30A的末端都按照这种方式汇集到一起，这样液体工质才可以在管与管间自由流动，从而保证所有管道中的液位34A都能相同。而更为特殊的是，U型管30A的底部35A是开孔的，并且在孔眼处用细小的铜管36A将他们相互连接。相邻的U型管的开口端，则通过一根直管37A，将他们汇集到一起。这样的连接，可以使相邻管道的末端能相互贯通，并且保证所有管道中的液位都能相同。在每根管道30A的内壁，做成微沟槽33，并且在管道外部套上铝翅片32，这样就构成了热管热交换器。在另一个利用蛇形热交换器的配置中，可以将两个水平放置的热交换器相互连接，其中处于较低位置的部分作为蒸发端，而另一较高位置的部分作为冷凝端。如图6A所示，通过一根铜管63A，将处于较低位置的U型管60A汇集到一起。采取同样的方式，用另一根铜管64A，将处于较高位置的U型管61A汇集到一起。汇集管的上方，用一根铜管62A相连，作为蒸发管，汇集管的下方，用一根铜管65A相连，作为回流管。如图3A和6A中所示，每个设备都运行良好。但是，二者在生产和安装上都比较困难，从而导致其应用受到许多限制。此外，上述设备的工作都基于重力作用这个基本原理。冷媒在冷凝端冷凝成液体后，在重力的作用下回流到蒸发端，而系统中产生重力作用的原因，则是因为冷凝器和蒸发器所处位置的高度不同。为了保证这些设备能够有效运行，冷凝端的高度必须要高于蒸发端的高度。因此，如果没有按照上述要求布置的话，这些设备将不能正常运行。另外，热管可用来增加空调系统的除湿量或效率。如图13所示，这种类型的空调系统Iio包括了一个表冷器124和一个用于增加空调系统除湿量的热管热交换器126。该热管由图6A中所示的一对汇集管热交换器组成。第一个热交换器128是作为蒸发端，安装 在空调进风口和表冷器124之间。而第二个热交换器130，则安装在表冷器124和机组出风口之间，作为热管的冷凝端使用。热交换器128和130通过蒸发管134和回流管140相互连接。热管热交换器126工作过程如下温度较高的空气通过进风口进入空调机组，在经过蒸发端128时，使得蒸发端中的冷媒汽化蒸发，吸收进风气流中的热量，使之冷却后再经过表冷器124得到进一步制冷，从而增加表冷器的除湿量。同时，汽化蒸发后的冷媒上升到蒸发端128的顶部，通过蒸发管134并进入冷凝端130。冷凝端130中的冷媒被经过表冷器124处理后的空气冷却，汽态冷媒被冷却液化后释放出热量，对空气进行再加热。液化后的冷媒通过管道140向下回流到蒸发端128的入口处，随后该过程被不断重复。以上所述的热管可以显著改善空调的运行效率，增加表冷器的除湿量。但是这种汇集式的热管结构形式比较固定，所用的蛇形盘管需要额外的机械加工，并且需要将汇集管与每根U型管的末端相连。因此，这种热管的生产制造相对来说比较困难，使得它们在许多方面的应用，包括很多常规空调系统中的应用变得不切实际。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种生产工艺简单，应用形式灵活，能够克服现有热管依靠重力进行回流的弊端，并且传热效率更高的三维热管热交换器。根据本发明的第一个方面，其目的的实现是通过提供一根蛇形热管，该热管具有多个U型管，U型管具有相邻的开口，用U型弯头连接相邻的开口端，构成一个简单的蛇形热管。在这些管道内都充有适量的冷媒，并在U型管上套上翅片，从而构成一个蛇形热管热交换器。该蛇形热管热交换器可以在中间做一个绝热段，将蒸发端和冷凝端隔开，构成一个整体式的热管热交换器；或者通过蒸发管和回流管，将两个分开放置的蒸发端盘管和冷凝端盘管相连，构成一个分体式的热管热交换器。本发明的另一个目的就是提供一种工艺简单，且相对经济的蛇形热管生产方法。该方法包括将多根U型管相互连接，构成一个简单的蛇形热管，其中一个管道有开口端，只要向其中一次性注入足够的冷媒，就可以使所有的管道都可作为单独的热管而进行工作。本发明的另一个目的是提供一个方法，可以使空调表冷器的除湿量得到显著性增强。该方法通过一个蛇形热管热交换器的蒸发端，将空气先预冷后，再通过表冷器除湿，除湿后的空气再经过冷凝端再热。本发明更进一步的目的是提供一个不依靠重力，又能像热管一样工作的设备。通过提供一个连续的封闭回路管道，其中第一段作为蒸发端，第二段作为冷凝端，该连续的封闭回路中注入一种冷媒，使之构成一个热管。该连续的封闭回路中的第一段和第二段，可以是连续封闭回路中蛇形管道的一部分，也可以是单独的蛇形管道部件本身。本发明的另一个目的是提供一个方法，使热管能够克服重力作用，在不同的方向布置时均可使用。该方法包括提供一个连续的封闭回路，该回路包含两个部分，在该连续的封闭回路中注入一种冷媒，这样第一段作为热管的蒸发端，第二段作为热管的冷凝端。通过热管两端表面的温差和热管内部的压差产生的抽吸作用，使冷媒在连续封闭回路内部，保持循环流动。为了更好的理解本发明，以下将结合附图对其最佳实施例进行说明。需要指出的是，以下所涉及的图例，只是本发明的一个最佳实施例的体现方式，这种体现方式还可以有 其他的形式。任何根据本发明的基本原理，所作的类似的修改都属于本发明的范畴。
通过以下的详细描述，可以更容易的理解本发明，本发明的目的也会变得更清晰。图I是现有热管的侧向剖面 图2是包含多个单根热管的现有热管热交换器的侧向剖面 图3A是现有蛇形热管的正向剖面 图3B是根据本发明制作的注有冷媒的蛇形热管的正向剖面 图4是根据本发明所制作的整体式蛇形热管热交换器的侧向剖面 图5是由几组蛇形热管组成的整体式蛇形热管热交换器的透视 图6A是现有分体式热管热交换器的透视 图6B是根据本发明制作的分体式蛇形热管热交换器的透视 图7是根据本发明制作的由多组分体式热管组合而成的分体式热管热交换器的透视
图8描述了蛇形热管热交换器在空调系统中的一种安装方式；
图9描述了图8中的热管热交换器和空调系统结合后的运行方式；
图10描述了热管热交换器在空调系统中的另一种安装方式；
图11仍然描述了热管热交换器在空调系统中的一种安装方式；
图12依旧描述了热管热交换器在空调系统中的一种安装方式；
图13描述了现有的热管热交换器在空调系统中的安装方式；
图14是根据本发明中的连续封闭回路，制作的整体式热管热交换器的侧向剖面 图15是图14中所示整体式蛇形热管热交换器的俯视 图16是图14和图15中所示的整体式热管热交换器的另一个制作形式；
图16A是图14和图15中所示的整体式热管热交换器的其它制作形式；
图16B是图14和图15中所示的整体式热管热交换器的其它制作形式；图17是根据本发明中的连续封闭回路，用多个回路组成的整体式热管热交换器；
图18是根据本发明中的三维连续封闭回路，制作的整体式的三维热管热交换器；
图18A是图18中所示三维热管热交换器的左侧视 图18B是图18中所示三维热管热交换器的右侧视 图19是图18中所示三维热管热交换器的俯视 图20是根据发明所制作的，由多排三维连续封闭回路组成的整体式三维热管热交换器的透视 图21图14、图18以及图20中所示的整体式热管热交换器在空调风管中的其中一种安装形式； 图22图14、图18以及图20中所示的整体式热管热交换器在空调风管中的其中另一种安装形式；
图23图14、图18以及图20中所示的整体式热管热交换器在空调风管中的其中第三种安装形式。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进一步说明。根据本发明，热管热交换器表现形式为蛇形热管，通过U型管的连接，热管可形成充分连续的盘管。如图3B所示，根据本发明所制作的热管热交换器38，通过U型弯头31将相邻的U型管30的开口端相互连接，从而构成蛇形热管36。在热管外部套上导热翅片32，最好是铝质翅片，构成蛇形热管热交换器38。每根U型管30不使用吸液芯，而是在管道的内壁上做成微沟槽33，即可进行更多热量的传输。图3B中所示热管热交换器38在使用前，应将预定数量的冷媒34注入蛇形热管36的边缘管道35的开口端。注入的冷媒的量必须充足，这样热管在运行稳定后，每根管道30中才会有足够的冷媒，使得每根管道都能像蛇形热管一样进行充分运行。在这之前，通常认为只有通过如图3A和6A中所述的连接，将每根管道汇集在一起才能达到这样的效果。但是，事实证明完全没有必要采用这样的方式，如果冷媒34被注入到如图3B中所示的蛇形热管的边缘管道35内，只要经过几分钟的正常运行后，冷媒将会均匀分布到如图3B中所述的各个管道中。如图4，以上述及的蛇形热管加上翅片和框架后可以做成整体式热管热交换器40，并且在热管热交换器40的中央，做一个绝热段41，将热管44分成上下两部分，上面部分43作为冷凝端，下面部分42作为蒸发端。当温度较高的空气经过热管热交换器40下面部分42的时候，管内冷媒受热蒸发，蒸汽上升到热管热交换器40的上面部分43，当温度较低的空气经过时，管内冷媒冷凝并放出热量。冷凝后的冷媒液体通过管道内壁的微沟槽又回流到热交换器的下面部分42，之后该过程不断重复循环。如图5所不,可以将若干个如图3和图4中所述的蛇形热管50,布置成多排51的形式，构成一个整体式热管热交换器52，从而可以增强热管热交换器的传热能力。如图6B，蛇形热管64也可分成两个单独的部分。该热管包括一组蛇形盘管60，组成位置较低的蛇形部件65，作为热管的蒸发端；一组蛇形盘管61，组成位置较高的蛇形部件66，作为热管的冷凝端。与之前所述一样，蛇形盘管60、61都由多个U型管组成，这些U型管有着相邻的开口端并通过U型弯头67而不是一根直铜管，将其连接到一起。事实证明，这个配置同图6A中所述及的汇集管式的热管热交换器效果相同，但是在生产装配时，却要简单和经济得多。蛇形部件65和66，通过蒸发管62和回流管63相互连接，从而构成一个分体式的热管64。如图7所示，可以将若干个分体式热管70组合起来，并通过蒸发管71和回流管73将蛇形部件相连，构成一个包含蒸发端74和冷凝端76的热管热交换器72，该热交换器的蒸发端和冷凝端都包括若干个蛇形盘管。与图3到图5的形式一样，热管热交换器的蒸发端和冷凝端，都套有铝质翅片78来增强热管的传热能力。
热管和热管热交换器可以用来增加现有空调机组的除湿量。将蛇形热管热交换器的蒸发端放在空调表冷器的进风处，用于对进入系统的空气进行预冷和除湿；而冷凝端则放置在表冷器的出风处，对过冷后的空气进行再热。如图8所示，将蛇形热管热交换器89安装在现有空调系统中，其中蒸发端80安装在空调表冷器85之前的回风气流82中，而冷凝端81则被安装在空调表冷器85后面的送风气流88中。这样的布置，可以使冷媒在蒸发端80中蒸发并上升到冷凝端81。被表冷器85冷却后的空气，经过冷凝端81时被再热，然后通过风机84送入室内。位于蒸发端80中的冷媒，通过蒸发吸收回风气流82中的热量，并对还未进入表冷器85的空气进行预冷。该预冷的作用是使表冷器85能够析出更多的冷凝水87。蛇形热管热交换器89中的冷媒在蒸发后上升到冷凝端81，随后冷凝并向送风气流88中释放出热量。这样处理后，空调送风的相对湿度会比较低，特别适合一些气候潮湿的地区和某些工业以及商业环境中使用。对空调系统中的空气做预冷和再热处理有很多好处，同时还可节省大量的能源。例如，对空调回风82进行预冷，蛇形热管热交换器89可以减少空调压缩机的制冷负荷。另外，通过降低送风的相对湿度，空调的设定运行温度可以提高一些，也能达到相同的舒适效果。此外，通过热管提供免费的再热，可取代当前湿度控制系统中所用到的再热措施，从而可以节省再热系统所消耗的能源。如图9所示，可以更清楚地理解空调系统中用于除湿的蛇形热管热交换器的工作原理。假定空调回风温度为35°C，经过蛇形热管热交换器99的蒸发端92，将热量传输到热管的冷媒中，使得冷媒蒸发。该热量的传递，使经过蒸发端92的空气冷却，假设空气温度下降到33°C。预冷后的空气随后经过表冷器94冷却并除湿，假设表冷器94后的出风温度为13°C。空气中的水分经过表冷器94凝结后作为冷凝水95被排出。过冷后的空气96再经过热管的冷凝端97，吸收冷凝端97从蒸发端92中传递的热量，被加热到一个舒适温度如15°C。冷凝端将热量释放到空气中以后，热管中的冷媒在冷凝端97凝结并回流到蒸发区域92。再热后的空气98从空调系统中被送出。这种通过利用蛇形热管对空调系统中的回风进行预冷，并对送风进行再热处理的方法，既可应用于如图3到图5所示的整体式热管热交换器中，也可应用到如图6和图7所示的分体式热管热交换器中。此外，蛇形热管热交换器在空调中的布置型式有很多种。比较实用的方式如图8到图12所示，其中图8、图9及图10是整体式热管热交换器的布置型式，图11和图12则是分体式热管热交换器的布置型式。
整体式热交换器在空调系统中的安装方式，可以是图8、图9中的竖直安装，也可以是图10中的水平安装。如图10所示，整体式热交换器102就是水平安装的形式。不过热交换器中的蛇形热管，更倾向于将位置较低的蒸发端104放在回风气流106中，而将位置较高的冷凝端105放在送风气流107中。翅片103用来增强热管热交换器102的传热能力。其工作原理与前面图8和图9所述的原理相同。如图11所示，分体式蛇形热管热交换器110也可以倾斜地安装在空调系统中。通过风机117将回风气流115引入系统。热交换器110中处于位置较低的蒸发端112，安装在回风气流115入口与空调表冷器111之间；位置较高的冷凝端113则安装在空调表冷器111和送风气流116出口之间。蒸发端112和冷凝端113，可以用图6和图7所示的方式，将若干排蛇形盘管组合在一起。每个分体式热管的下方蒸发盘管和上方冷凝盘管之间，都由相应的蒸发管和回流管组成的连接管114相互连接。 如图12中所示，当空调表冷器121竖直放置时，也可以使用分体式热管热交换器120，形式同图6和图7类似。热交换器120中位置较低的蒸发端127布置在回风气流125中位于表冷器121进风之前的位置，蒸发端127由两个分体式的蛇形热管122堆叠组成，其中一个安装在另一个的上方；热交换器120中位置较高的冷凝端128布置在送风气流126中，冷凝端128由两个分体式的蛇形热管123堆叠组成。每个热管的高、低两部分由蛇形盘管组成，并通过连接管道124相互连接。与之前的描述一样，空调回风被蒸发端127预冷，通过表冷器后又被冷凝端128再加热，从而可以增强了空调机组的除湿能力。当然，本发明中的蛇形热管热交换器并不一定需要完全按照以上所述的方式安装在空调系统里面。只需将系统按如下方式设计即可将一个或多个蛇形热管中的蒸发端，放在空调系统的表冷器之前，先对回风进行预冷；冷凝端放在表冷器后面是送风部位，对从表冷器出来的冷风进行再加热。除了以上所述的蛇形热管热交换器外，本发明还包括所有应用图6B所示的连续封闭回路管道的热管热交换器。连续封闭回路管道包括两个部分，第一部分可作为热管的蒸发端，第二部分可作为热管的冷凝端进行工作。连续封闭回路管道中的“连续”表示该管道只有一个不可分割的单个回路。而“封闭回路”表示该管道本身包含有一个通道，这样冷媒可以在整个管道内移动，并可回到它最初所在的位置。在这个定义中，管道还包括有一个位于中间部位的绝热段。但是该管道并不包括如图6A所示的现有的技术部分。如上所述，在图6B中，展示了一个根据本发明所制作的分体式热管热交换器，它有若干个U型管组成。分体式热管64同时也是一个连续封闭回路管道。特别是图6B中所示的热管64，实际上就是一根长长的连续封闭回路管道。该封闭回路管道包括一个第一部分，即位置较低处的蛇形部分65，作为热管的蒸发端；还包括一个第二部分，即位置较高处的蛇形部分66，作为热管的冷凝端。由于图6B中所示的热管实际上是一跟长长的连续管道，当热管被安装在一个空气流中时，不同的蛇形区域65和66之间的压差，将会推动冷媒在整个管道内移动。根据上面所述，图7中所示的分体式热管74被安装在热管热交换器72中。由于分体式热管74不需位置的高差即可工作，因此热管热交换器72可以卡在表冷器前后进行水平式的安装。分体式热管64在使用时，由于气流在经过热管时对热管中不同部位加热的量都不同，从而在热管内部形成压差。该压差使得冷媒能够以渗透的方式通过整个管道。由于分体式热管64的连续封闭回路管道的特性，当它水平安装时，蛇形部分65和66中的所有的蛇形盘管60和61都可正常运行。所有述及到热管水平安装时，都表示蛇形区域65和66所在的平面应与地面垂直。因此，对于U型管的利用，已实现了如上所述的发明的一个目的。热管在不利用高度差的条件下也能正常工作，可作为本发明的一个额外的目的。以下是两个其他的连续封闭回路热管形式。如图14所示，用一个连续的封闭回路管道200，做在整体式热管热交换器205中作为热管使用。该连续封闭回路管道200包括了一个蛇形区域203和一个非蛇形区域204。在本最佳实施例中，非蛇形区域是直线形式的。不过，在图17中所表现的非蛇形区域204则是曲线形式的。连续封闭回路管道200被分为第一部分201和第二部分202。第一部分201既可 作为蒸发端，也可以作为冷凝端。而第二部分202将被作为对应的冷凝端或蒸发端。整体式热管热交换器205的中间，有一个绝热段，用来将连续封闭回路管道分成第一部分201和第二部分202。按照本最佳实施例所述，第一部分201仅构成连续封闭回路200中的蛇形区域203的第一部分。连续封闭回路管道200的第二部分，则由蛇形区域203的第二部分，以及非蛇形区域(即直管)204组成。非蛇形区域204将蛇形区域连接成一个整体。尽管该最佳实施例所体现的连续封闭回路管道，是一个蛇形部件的形式。但我们要明白，只要管道能被分隔成两部分，并能分别作为蒸发端和冷凝端使用，那么管道不论做成什么形式都是可以的。例如，该连续封闭回路管道，可以是一个简单的圆形、椭圆形，也可以是一个方形。如图15所示，连续封闭回路管道200位于一个平面210上，整体式热管热交换器205由一根管道200和翅片206组成。图16是图14和图15中所示的整体式热管热交换器的另一个配置形式。如图16所示，整体式热管热交换器围绕着中间的绝热段207弯曲，该连续封闭回路管道的形式为U型布置211。尽管在图16中将图14和图15中所示的整体式热管热交换器弯曲成成U型布置，整体式热交换器还可以围绕中间的绝热段207，向任何方向弯曲。如图16A和图16B中所示，整体式热管热交换器可以弯曲成L型，或是将201和202两个部分向不同的方向延伸，形成一个曲线的形式。图17也是一个整体式热管热交换器，由若干个与图14中所示的管道200类似的连续封闭回路管道组成。在整体式热管热交换器205’中，连续封闭回路管道200’中的非蛇形部件，可以是一个直管204’的形式，也可以是一个弯管204”的形式。该整体式热管热交换器同时也包括一个中间的绝热段以及能够增强传热能力的翅片。图18是对图14所示的连续封闭回路管道进行修改后的形式。图18中所示的连续封闭回路管道300是三维形式的，所有的管道并不是像图15和图16中那样布置在一个平面上的。图18中的连续封闭环管300包括一个第一部分301和第二部分302。根据整体式三维热管热交换器305在风道中的不同布置方式，第一部分301和第二部分302，可分别作为蒸发端或是冷凝端使用。同上述的其他整体式热管热交换器一样，图18中的三维热管热交换器也包括一个中间的绝热段307以及能够增强传热能力的翅片306。图18A和18B是图18中所示三维连续封闭回路管道的侧视图，图19是俯视图。图20所示是用若干个，与图18中三维连续封闭回路管道300类似的管道，组成的整体式三维热管热交换器。和管道200、200’以及管道300 —样，图20中的管道300’可以使冷媒在整个管道内连续地移动。冷媒在管道内的移动，是靠管道内部的压力以及管道外部的温差进行的。由于每个管道200、200’、300、300’都是一个连续封闭的回路管道，在运行过程中
都有一部分冷媒，在整个管道内部进行完整的循环。实际上，冷媒能够在整个管道内部移动，是靠抽吸作用以渗透的方式进行的。当整体式热管热交换器开始工作，部分冷媒在整个连续封闭回路管道内部移动时，蛇形盘管中的每一根直管，比如图20中的管道320，都可以 以图I中所示的现有的标准热管的运行方式进行运行。本发明中的连续封闭回路热管，在使用时可以克服传统热管对重力的依赖，因为热管冷凝端的高度不需要比蒸发端高。因此，该连续封闭回路热管可以很容易地安装在表冷器的前后，或是安装在现有空调系统的风管中，从而增强表冷器的除湿能力。此外，通过利用重力作用，和连续封闭回路热管形成的冷媒的抽吸作用，本发明中的热管热交换器比传统的热管热交换器的传热能力要大得多。图21到图23是整体式热管热交换器405以不同的方向，安装在空调回风管路Dl和送风管路D2之间的几种方式。因为是连续封闭回路的热管，整体式热管热交换器405在风管中的安装方式，对热管的实际运行是无关紧要的，这是因为本发明的热管在工作时并不需要重力。无论以哪种方式布置，整体式热管热交换器405可以使用图14中所示的连续封闭回路管道200，也可以使用图18中所示的三维连续封闭回路管道300。无论是上述的哪种方式，连续封闭回路管道都包含一个第一部分401和第二部分402。如图21中所示，第一部分401安装在回风管Dl中，作为整体式热管热交换器405的蒸发端；第二部分402安装在送风管D2中，作为整体式热管热交换器405冷凝端。图21是风管上下布置的结构形式，图22是热管热交换器405在垂直并排风管中的安装形式。图23是热管热交换器405在水平并排风管中的安装形式。因为在热交换器405中使用了连续封闭回路管道，热管热交换器在工作时不再依赖两端的高差，那么热管热交换器就可以如图23中所示那样，安装在水平并排的风管中。热管热交换器405中的连续封闭回路管道的布置，类似与图14和图18中的方式。由于使用了连续封闭回路管道，热管热交换器既可安装在垂直并排的风管中，也有安装在水平并排的风管中。图14到图23所描述的用于整体式热管热交换器的连续封闭回路热管，实现了本发明所要达到的其中一个目的。该实现方法中用到了连续封闭回路管道和冷媒。当该管道被用作热管使用时，管道内部压差产生的抽吸作用，将使冷媒在整个连续封闭回路管道内部进行流动。事实上冷媒是以渗透的方式，被强制通过整个管道的。因为冷媒是被强制通过整个管道的，所以热管的管径，与传统热管的管径相比，可以做的更小。由此可见，使用了连续封闭回路管道的热管热交换器，生产起来会变得很简单，并且在安装形式上，也不在依赖重力的作用。通过本发明，可以实现性能更好，安装更方便的热管热交换器。
需要说明的是，本发明中使用了连续封闭回路管道的热管，其应用领域并不限制在最佳实施例中所描述的那些方面，需要用到热管的其他领域都可以。如附件中的权利要求，在不违背本发明的主旨和范围的前提下，可对发明最佳实施例的表现形式，进行各种修改和改进。
权利要求
1.一种三维热管热交换器，其特征在于该热交换器包含一根蛇形热管，该热管具有多个U型管，U型管具有相邻的开口，再用U型弯头连接相邻的开口端，并形成一个简单的蛇形热管，在这些管道内都充有适量的冷媒，在U型管上套上翅片，构成一个蛇形热管热交换器，该蛇形热管热交换器可以在中间做一个绝热段，将蒸发端和冷凝端隔开，构成一个整体式的热管热交换器；或者通过蒸发管和回流管，将两个分开放置的蒸发端盘管和冷凝端盘管相连，构成一个分体式的热管热交换器。
2.根据权利要求I所述的一种三维热管热交换器，其特征在于所述交换器还包含一个连续的封闭回路管道，其中第一段作为蒸发端，第二段作为冷凝端，该连续的封闭回路中注入一种冷媒，使之构成一个热管，该连续的封闭回路中的第一段和第二段，可以是连续封闭回路中蛇形管道的一部分，也可以是单独的蛇形管道部件本身。
3.根据权利要求I所述的一种三维热管热交换器的生产方法，其特征在于该方法包括将多根U型管相互连接，构成一个简单的蛇形热管，其中一个管道有开口端，只要向其中一次性注入足够的冷媒，就可以使所有的管道都可作为单独的热管而进行工作。
4.根据权利要求3所述的一种三维热管热交换器的生产方法，其特征在于该方法还包含通过一个蛇形热管热交换器的蒸发端，将空气先预冷后，再通过表冷器除湿，除湿后的空气再经过冷凝端再热。
5.根据权利要求3所述的一种三维热管热交换器的生产方法,其特征在于该方法包括提供一个连续的封闭回路，该回路包含两个部分，在该连续的封闭回路中注入一种冷媒，这样第一段作为热管的蒸发端，第二段作为热管的冷凝端，通过热管两端表面的温差和热管内部的压差产生的抽吸作用，使冷媒在连续封闭回路内部，保持循环流动。
全文摘要
本发明公开了一种三维热管热交换器，利用U形弯头，将多根管道连接组合成蛇形热管的形式，通过U形弯头连接的热管热交换器可形成充分连续的盘管。蛇形热管，热交换器可以做成一个整体式的热交换器，冷凝端和蒸发端之间，通过一个绝热段隔开；或者做成分体式的热交换器，通过蒸发管和回流管，将蒸发端和冷凝端相连。三维热管热交换器可以形成一个连续的闭环回路，这样，不管有没有重力进行辅助回流，热交换器都可以工作。生产蛇形热管需要将多个U形管相互连接，构成一个蛇形热管回路，其中的一个管道有开口端，只需在开口端一次性注入足够的冷媒，即可使得所有的管道都可以作为一个单独的热管进行工作。三维热管热交换器可用于增强空调除湿效果、能量回收以及局部空间的散热等方面。
文档编号F28D15/02GK102809314SQ20121031560
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者李跃 申请人:苏州浩佳节能科技有限公司