[实用新型]一种具有平板式蒸发器的环路重力热管传热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能源利用领域，可应用于电子器件或大型设备的散热、热量高效传导，具体涉及一种具有平板式蒸发器的环路重力热管传热装置。 

背景技术

第三次工业革命以后，尤其是进入21世纪以来，随着科学技术水平的不断提高，半导体电子产业的蓬勃发展，集成技术的日益精进，电子电气设备向高性能高功率小体积的方向不断探索并取得突飞猛进的进步，但是电子设备元器件工作过程中会产生热量，功率越高，随之产生的热量也就越大，如若热量无法散发出去，便会使得元器件在超温状态下工作效率降低，甚至烧毁。因此近年来，随着高性能的大功率元器件集成化程度越来越高，电子电器设备的散热问题也越来越突出。电子元器件单位面积的热流密度随着单位面积的功率增加而增加，对于热流密度大于10W/cm²的情形而言，传统的采取型材挤型散热器结合风扇强制对流散热的方式很难达到理想的散热效果，而采取水冷技术，尤其是自身需要搭配动力装置的主动式水冷散热技术容易产生动力部件和密封件的可靠性和寿命问题，故现有技术通常采用相变传热的技术手段，解决热流密度10W/cm²——100W/cm²的散热问题，如今，普通热管已经较普遍地应用在电子电气行业，然而其自身的传热局限性使得其散热能力局限在30W/cm²左右。 

另外，重力热管装置现在已经成为比较成熟的传热装置，广泛应用在地热能利用和太阳能热利用领域。重力热管装置是利用重力作为驱动力，让处于负压密闭环境中的工质发生相变传导热量的传热装置，由于其结构简单并具有非常高的传热系数，因此传热效率较高。近年来，在分体式太阳能热水器中已经有 利用到重力热管装置用作传热部件的设计和应用出现。近年来，分体式太阳能热水器由于其集热器和储水箱的分离设计扩大了太阳能热水器的安装范围，成为近年来太阳能热水器项目的热点研究问题。然而分体式太阳能热水器往往采用多次间接换热对水箱内的水进行加热，使得系统加热效率较紧凑式太阳能热水器低，并且受普通重力热管的传热极限尤其是携带极限所限制，现有的利用普通重力热管的分体式太阳能热水器并不能真正的实现太阳能集热器与储水箱远距离分离布置。而相较传统的一些使用普通重力热管的分体式太阳能热水器，使用环路重力热管装置能够进一步减小传热热阻，增强系统换热效率，并且实现远距离传热。而其易于安装的特点也使得代替传统普通重力热管成为了可能。 

现有的环路重力热管一般如图7所示，环路重力热管主要包括带有蒸发槽道11的蒸发器10、冷凝器20、上行蒸汽管路30及下行液体管路40，其中冷凝器20布置在蒸发器10上方，上行蒸汽管路30的两端与蒸发器20的上方连接，下行液体管路40的两端分别与蒸发器10、冷凝器20的下方相连。这样的环路重力热管可以强化传热、降低热阻、提高热利用效率，但是现有的环路重力热管在实际应用中还主要存在一些问题： 

1、该环路重力热管结构蒸发器部分上下端各需要接入至少一条管路，这在现有替换现有重力热管应用上存在有不便和缺陷，原因在于目前的重力热管应用通常为只有上部空间留有管道出口下部空间封闭的闭式结构，必须改变现有应用的设计结构才能够用现有的环路重力热管替换普通重力热管； 

2、现有的环路重力热管虽然结构简单，造价不高，但具有较高的施工难度，维护成本较高，不适于广泛推广； 

3、之前提出的管式蒸发器环路重力热管装置有一定的应用局限性，例如不能很好地用作CPU、LED芯片等平板式热源的散热。 

实用新型内容

为了克服现有的环路重力热管传热装置存在诸多问题的不足，本实用新型的目的在于：提供一种具有平板式蒸发器的环路重力热管传热装置，该装置依靠重力作为驱动力，无须外动力能源，可以实现高效热传输，提高整体系统热效率，同时装置本身造型结构简单，安装方便，造价低、空间利用率高。装置中平板式蒸发器的引入扩大了环路重力热管的应用范围，在为地热利用及太阳能利用提供高效、廉价的热传输装置以外，也能够成为CPU、LED芯片等平面热源可靠的散热选择。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：