专利名称：一种互补型热管热交换系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于通讯基站的热交换系统，特别是涉及一种利用热管进行 快速热传递并结合水箱蓄冷的散热效率高、速度快的热交换系统。
背景技术：
在现有的机房或通讯基站方舱散热装置中，最常见的是利用空调进行温度控制， 实现热量的转移。使用蒸汽压缩制冷循环，制冷剂经过室内的蒸发器，吸收室内热量蒸发， 后被压缩机压缩，然后在室外冷凝器中释放热量，再通过节流装置进入蒸发器，进行循环， 达到热量转移的效果。而这种制冷装置存在的问题是耗能大，结构相对复杂，而且价格高， 维护工作量较多，一旦停电便不能制冷，影响了通讯机房的散热，并且目前使用的制冷剂多 为氟利昂，对环境保护有影响。热管是一种具有高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管壳内液态工质的 蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改 变、可远距离传热、可控制温度、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优 点。在现有的机房或基站方舱中，通常采用热管作为热交换器，热管的蒸发段置于室内，冷 凝段置于室外，蒸发段用以吸收室内热量然后再传导出机房外的冷凝段，达到散热的效果。专利号为“CN200820087191.X”的实用新型专利公开了一种“节能型通讯基站方舱 散热装置”，包括由若干根热管组成的热管束，所述热管的蒸发段和冷凝段分别位于方舱的 内部和外部，在方舱的外部设有水箱，在水箱内装有水，热管的冷凝段置于水箱内的水面下 方。上述专利是将热管的冷凝段置于室外的水箱的水面下端，热管内工质在蒸发段吸收方 舱内发热源产生的热量，并将热量带到伸入水箱中水面下端的冷凝段，工质冷凝，向水箱里 的水放热，然后水再通过水箱的壁面以及壁面上的散热肋片与空气进行对流换热，从而达 到迅速散热的目的。但是实际应用中发现，仍有不尽人意的地方，比如在外界温度较高时， 水箱散热效果不明显，影响基站的散热效果。
发明内容本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种互补型散热热管热交换系统， 该系统首先通过基站散热用热管将基站内热量传递至水箱内水中，在水箱内设有散热用热 管，热管的蒸发段置于水箱内水中，冷凝段露出于水箱顶部，通过热管将水箱内水的热量散 发出去；为了进一步提高水箱的散热效果，水箱连接有水循环散热装置，通过水泵将埋入地 下水箱内的水抽送至水箱内，将水箱内吸收热量的热水溢流送回至地下水箱，如此循环，由 于地下水箱内水温度较低，保持在15度左右，所以可对水箱起到显著的散热效果。本实用新型的技术方案是这样实现的—种互补型热管热交换系统，包括由多根细长热管组成的热管束，所述热管的蒸 发段与冷凝段分别位于基站舱体的内部和外部，在基站舱体的外部设有水箱，在水箱内装 有水，热管的冷凝段置于水箱内的水面下方，水箱上设有水箱散热装置，所述的水箱散热装置包括有多根热管，所述的热管穿过水箱的顶面垂直插设在水箱内，所述热管的蒸发段置 于水箱内的水中，热管的冷凝段露出于水箱的顶面，所述的水箱连接有水循环散热装置，所 述的水循环散热装置包括进水管、排水管、水泵及埋入地下的地下水箱，在地下水箱内装有 水，进水管的一端连接水箱，另一端通过水泵连接地下水箱，排水管的两端分别连接水箱、 地下水箱。为了提高基站舱体内热管蒸发段的吸热效果，作为优选，在基站舱体内热管的蒸 发段的外管壁上沿热管长度方向固设有两个换热薄片，换热薄片的端部与热管蒸发段外管 壁相连。为了达到美观的效果，作为优选，两个换热薄片是沿热管中心轴线对称设置于热 管蒸发段的两侧。作为优选，所述的两个换热薄片与热管的中心轴线处于同一个平面上。从而使得 热管与换热薄片之间的热量交换更加均勻。作为优选，所述的热管横截面的形状为圆形，所述的热管的直径为4mm 15mm。作为优选，所述的换热薄片呈矩形，其厚度为0. 1mm 3mm，宽度为3cm 10cm。为了能够实现自动控制，作为优选，该系统还包括温度探测器、温控开关，温度探 测器设置在水箱内，温控开关分别与温度探测器、水泵相连。温度探测器检测水温并将温度 参数传递至温控开关，当水箱中的水温升高达到温控开关设定值后，温控开关打开水泵从 地下水箱内抽取温度相对较低的水至水箱中，水箱内温度较高的水则通过排水管返回到地 下，如此循环；当水箱内水温降低到设定值以下时，温控开关控制水泵使其停止工作。水箱 散热热管与地下水箱水循环散热装置实现了互补，当水箱散热热管不能满足散热需要时， 地下水箱发挥作用对水箱进行散热，以充分满足散热要求。为了提高热管的换热效果，作为优选，所述热管的蒸发段为外螺纹管，在热管的冷 凝段的外管壁上设有散热片。为了提高水箱上的热管冷凝段与空气的换热效果，作为优选，所述的散热片是沿 热管长度方向焊接在热管冷凝段的外管壁上，散热片上远离热管冷凝段的一端弯折形成副 散热片。副散热片与散热片之间形成一定角度，使得可以从各个角度与流动的空气进行对 流热交换，换热更加充分。作为优选，在水箱散热装置中，热管冷凝段的左右两侧各对称设有4个散热片，每 一侧的4个散热片中，与每个散热片相连的副散热片之间相互平行，且两两相邻的副散热 片之间的垂直间距相等。采用这样的结构后，不仅使整体更加美观，而且经过了大量实验， 合理设置了散热片的数量，使其密度不至于过大或过小，并结合副散热片充分与空气进行 接触对流，实现最佳的散热效果。本实用新型工作原理如下热管蒸发段的换热薄片收集机房内热量，使热管蒸发 段内的冷媒汽化并吸收热量。汽化后的冷媒流向热管的冷凝段，遇冷液化并释放热量，通过 冷凝段将热量传递至水箱内的水中。水吸收热量后再通过水箱散热装置将热量传递出去， 水箱散热装置同样由多根热管组成，热管内冷媒重新凝结为液体后在重力作用下流回热管 的蒸发段，如此循环不止，逐步将机房内的热量传递到外部的空气中；在外界温度较高，水 箱散热装置不能满足散热需要时，开启水泵，通过水泵将埋入地下水箱内的水抽送至水箱 内，将水箱内吸收热量的热水溢流送回至地下水箱，如此循环，由于地下水箱内水温度较
4低，保持在15度左右，所以可对水箱起到显著的散热效果。本实用新型的热交换系统具有的主要特点及有益效果为1.单向导热；由于热管本身的工作原理决定了热量只能从热管的低端向高端传导，因此热管只 能进行单向导热，也就是热量只能从室内传导到室外，而不用担心倒灌。当室外温度低于室 内温度时，热管将室内热量传导到室外；室外温度较高时，不会将室外热量传导到室内。2.美观实用，散热均勻；本实用新型的换热薄片采用分散式薄片结构的铝片，重量轻，安装方便。可吊挂在 机房室内的顶部，不占用任何机房内的使用空间，并能起到装饰板的顶部装饰效果。同时又 能根据实际情况调整换热片(热管蒸发段)之间排列的间距，机房设备等热源的上方换热 片排列紧密，其他地方排列稀疏，使机房内各处的温度分布均勻，不会有局部过热的情况发生。3.节能环保，基站散热有保障水箱散热装置与水循环散热装置互补使用，在外界温度满足散热需求时，可以单 独使用水箱散热装置进行散热，当外界温度较高时，可以通过温控开关开启水泵，从地下水 箱内抽取温度较低的水至水箱中，实现水箱的散热。4 防盗安装该系统不破坏机房原有结构，不使用有色金属铜等贵金属，有利于防盗。5.保持机房原有工作环境机房内只进行热量交换，没有任何空气对流，可以保持机房内的湿度以及洁净度。9.具有蓄能功效本实用新型水箱内的水有蓄冷的作用，利用水箱内的水进行蓄冷及散热，从而增 大了昼间热管应用时两端的温差，强化了热管在昼间的换热能力，延长了热管运行有效时 间，提高了散热效率，适用范围更加广泛，即使在室内外温差较小的酷热的沙漠地区，仍能 获得很好的散热效果。
图1为本实用新型基站散热用热管蒸发段的结构示意图；图2为图1中A向放大示意图；图3为本实用新型的结构示意图；图4为水箱散热装置所用热管的结构示意图；图5为图4中A向放大示意图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式
如下实施例如图3所示，本实用新型的一种互补型热管热交换系统，包括由多根细长 热管组成的热管束，所述热管的蒸发段3与冷凝段4分别位于基站舱体1的内部和外部，机 房舱体1为彩钢板围合而成，可起到保温作用；所述的热管横截面的形状为圆形，所述的热 管的直径为5mm，如图1 2所示，在热管的蒸发段3的外管壁上沿热管长度方向焊接有两个换热薄片2，，换热薄片2的端部与热管蒸发段3外管壁相连，两个换热薄片2是沿热管中 心轴线对称设置于热管蒸发段3的两侧，且所述的两个换热薄片2与热管的中心轴线处于 同一个平面上。所述的换热薄片2呈矩形，其厚度为0.5mm，宽度为6cm。换热薄片2为金 属材料制成，特别优选铝，因为铝的导热性较佳。如图3所示，本实用新型由于采用了细长的热管，且热管两侧焊接了换热薄片2， 所以其整体质量较轻，所以可将热管束的蒸发段堆叠在一起，两个热管的蒸发段之间留有 一定间距，并一起吊挂在机房舱体1室内的顶部，不占用任何机房内的使用空间，并能起到 装饰板的顶部装饰效果。本实用新型可根据实际情况设置热管束所包含的热管的数量，将室内热管蒸发段 并排排列在一起，集中吸收舱体内热量，并且又能根据实际情况调整热管蒸发段(换热薄 片)之间排列的间距，机房设备等热源的上方换热薄片排列紧密，其他地方排列稀疏，使机 房内各处的温度分布均勻，不会有局部过热的情况发生。热管蒸发段3与冷凝段4之间为绝热段6，绝热段6管体外套绝热材料。在基站舱体1的顶部设有水箱5，在水箱5内装有水，热管的冷凝段4置于水箱内 的水面下方。为防止外界高温影响，水箱5为保温材料制成；为进一步提高水箱的散热效 果，水箱上设有水箱散热装置，所述的水箱散热装置包括有多根热管7，所述的热管7穿过 水箱5的顶面均勻插设在水箱内，且热管7均垂直于水箱5顶面，即所述热管7的蒸发段7a 置于水箱内水中，热管7的冷凝段7b露出于水箱的顶面。如图3 图5所示，为提高热管蒸发段7a的吸热效果，所述热管7的蒸发段7a为 外螺纹管，外螺纹相当于翅片以增加与水的换热面积；为提高冷凝段7b的散热效果，在热 管7的冷凝段7b的左右两侧各设有4个散热片8，左右两侧的散热片8是沿热管7中心轴 线左右对称，且所述的散热片8是沿热管7长度方向焊接在热管冷凝段7b的外管壁上，散 热片8上远离热管冷凝段的一端弯折形成副散热片9，副散热片9与散热片8之间所成的角 度为120度，且所有的副散热片9均相互平行；副散热片9与散热片8之间形成一定角度， 使得可以从各个角度与流动的空气进行对流热交换，换热更加充分。在水箱5的上方设有遮阳篷10，遮阳篷10将热管7的冷凝段7b遮住，以避免太阳 直射，影响散热效果。为了进一步提高水箱的散热效果，所述的水箱5连接有水循环散热装置，所述的 水循环散热装置包括进水管11、排水管12、水泵13及埋入地下的地下水箱14，在地下水箱 14内装有水，进水管11的一端连接水箱5底部，另一端通过水泵13连接地下水箱14，且进 水管11延伸至地下水箱14的底部，出水管12的两端分别连接水箱5顶部、地下水箱14顶部。为了能够实现自动控制，该系统还包括温度探测器、温控开关(图中未显示)，温 度探测器设置在水箱5内，温控开关分别与温度探测器、水泵13相连，温度探测器检测水温 并将温度参数传递至温控开关，当外界温度较高，水箱散热装置不能满足散热需要时，且水 箱中的水温升高达到温控开关设定值后，温控开关打开水泵13抽水，热水则通过排水管12 返回到地下水箱14，如此循环；当水箱内水温降低到设定值以下时，温控开关控制水泵使 其停止工作。由于地下水箱14埋在地下，水温常年保持在15°C左右，这样可以保证机房内 的温度一直保持在25°C左右，不受室外温度变化的影响。
权利要求一种互补型热管热交换系统，包括由多根细长热管组成的热管束，所述热管的蒸发段(3)与冷凝段(4)分别位于基站舱体(1)的内部和外部，在基站舱体(1)的外部设有水箱(5)，在水箱(5)内装有水，热管的冷凝段(4)置于水箱内的水面下方，其特征是水箱(5)上设有水箱散热装置，所述的水箱散热装置包括有多根热管(7)，所述的热管(7)穿过水箱的顶面垂直插设在水箱(5)内，所述热管(7)的蒸发段(7a)置于水箱(5)内的水中，热管(7)的冷凝段(7b)露出于水箱(5)的顶面，所述的水箱(5)连接有水循环散热装置，所述的水循环散热装置包括进水管(11)、排水管(12)、水泵(13)及埋入地下的地下水箱(14)，在地下水箱(14)内装有水，进水管(11)的一端连接水箱(5)，另一端通过水泵(13)连接地下水箱(14)，排水管(12)的两端分别连接水箱(5)、地下水箱(14)。
2.根据权利要求1所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是在基站舱体(1)内 热管的蒸发段(3)的外管壁上沿热管长度方向固设有两个换热薄片(2)，换热薄片(2)的端 部与热管蒸发段(3)外管壁相连。
3.根据权利要求2所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是两个换热薄片(2) 是沿热管中心轴线对称设置于热管蒸发段(3)的两侧。
4.根据权利要求2或3所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是所述的两个换 热薄片(2)与热管的中心轴线处于同一个平面上。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是所述的热 管横截面的形状为圆形，所述的热管的直径为4mm 15mm。
6.根据权利要求2或3所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是所述的换热薄 片(2)呈矩形，其厚度为0. 1mm 3_，宽度为3cm 10cm。
7.根据权利要求1所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是该系统还包括温度 探测器、温控开关，温度探测器设置在水箱(5)内，温控开关分别与温度探测器、水泵(13) 相连。
8.根据权利要求1所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是所述水箱散热装置 中热管的蒸发段(7a)为外螺纹管，在热管的冷凝段(7b)的外管壁上设有散热片(8)。
9.根据权利要求8所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是所述的散热片(8) 是沿热管长度方向焊接在热管冷凝段(7b)的外管壁上，散热片(8)上远离热管冷凝段的一 端弯折形成副散热片(9)。
10.根据权利要求8或9所述的一种互补型热管热交换系统，其特征是在水箱散热装 置中，热管冷凝段(7b)的左右两侧各对称设有4个散热片(8)，每一侧的4个散热片中，与 每个散热片相连的副散热片(9)之间相互平行，且两两相邻的副散热片(9)之间的垂直间 距相等。
专利摘要本实用新型公开了一种互补型热管热交换系统，包括由多根细长热管组成的热管束，所述热管的蒸发段与冷凝段分别位于基站舱体的内部和外部，在基站舱体外部设有水箱，水箱上内装有水并且水箱上设有由多根热管组成的水箱散热装置，水箱还连接有水循环散热装置，水循环装置包括埋入地下的地下水箱、进水管、排水管及水泵，当水箱散热装置不能满足散热需求时，开启水循环散热装置，将地下水箱内的水抽送至水箱内，对水箱进行散热，水箱散热装置与水循环散热装置互补发挥作用，使基站散热得到了充分的保障。
文档编号F28D15/06GK201653208SQ20092029507
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者景斌, 郑斌 申请人:三以实业(德清)有限公司