集成式换热装置的制作方法

专利2025-06-30  2


本申请涉及热管换热装置,特别是涉及一种集成式换热装置。


背景技术:

1、通常,功率模块(包括但不限于igbt模块、电芯、电机和芯片等发热元器件)的换热系统多由热管换热器组成,热管换热器由蒸发段和冷凝段组成,功率模块的发热端通过接触式或嵌入式固定安装于热管换热器的蒸发段,冷凝段通过风冷方式将热量散失到大气中。

2、当前的功率模块的换热系统由多个独立运行的热管换热器构成,如此,由于多个热管换热器布置较为分散,导致整体的体积较大,不利于换热系统的小型化和集中维护。并且,当热管换热器集中布置时,流经热管换热器冷凝段的热风容易相互干扰,进而导致热管换热器的散热效果下降。


技术实现思路

1、基于此,有必要提供一种集成式换热装置,以解决现有的功率模块的换热系统集成度不高且散热效果较差的问题。

2、本申请提供的集成式换热装置包括框架、第一隔板、第二隔板和热管换热器,框架设有容纳腔以及分别连通容纳腔的顶部开口和底部开口,容纳腔内设有热管换热器,热管换热器包括相互连通的蒸发段和冷凝段,冷凝段靠近顶部开口设置,蒸发段靠近底部开口设置。多个热管换热器围设形成多个并列设置且分别连通顶部开口和底部开口的气流通道,气流通道包括第一气道和第二气道,第一隔板设置于第一气道,第一隔板位于蒸发段和冷凝段之间,第二隔板设置于第二气道靠近顶部开口的一端,第一气道和第二气道交错排列,第一气道能够通过冷凝段连通对应的第二气道,以使顶部开口、第一气道、冷凝段、第二气道和底部开口能够依次连通。

3、在其中一个实施例中,框架还设有侧部开口,侧部开口位于顶部开口和底部开口之间,且多个侧部开口沿着框架的周侧分布,每一侧部开口对应设有一个热管换热器。

4、在其中一个实施例中,框架的周侧设有四个侧部开口,定义设置于侧部开口的热管换热器为侧部换热器,四个侧部开口呈成四边形设置,且四个侧部换热器围设形成第一腔。第一腔内设有四个热管换热器,均定义为第一换热器,且每一第一换热器的两端分别连接于相邻的侧部换热器,该第一换热器和与其相连接的任意一个侧部换热器之间的夹角均为锐角,每一第一换热器首尾相连并围设形成第二腔。第二腔内设有四个热管换热器,均定义为第二换热器,且每一第二换热器的两端分别连接于相邻的第一换热器,且该第二换热器和与其相连接的任意一个第一换热器之间的夹角均为锐角,每一第二换热器首尾相连并围设形成第三腔。定义当第一腔内布置有四个第一换热器时,集成式换热装置的嵌套层数为一;当第一腔内布置有四个第一换热器,且第二腔内布置有四个第二换热器时,集成式换热装置的嵌套层数为二;则集成式换热装置的总嵌套层数n满足,n≥1。

5、在其中一个实施例中,侧部换热器和第一换热器围设形成第一气道,第一换热器和第二换热器围设形成第二气道,多个第二换热器围设形成第一气道。

6、在其中一个实施例中,侧部换热器和第一换热器围设形成第二气道,第一换热器和第二换热器围设形成第一气道,多个第二换热器围设形成第二气道。

7、在其中一个实施例中,相邻侧部换热器垂直设置,相邻第一换热器垂直设置,相邻第二换热器垂直设置。

8、在其中一个实施例中,每一第一换热器和与其相连的侧部换热器之间的夹角为45度,每一第二换热器和与其相连的第一换热器之间的夹角为45度。

9、在其中一个实施例中,集成式换热装置还包括第一风扇组件和第二风扇组件,第一风扇组件设置于第一气道靠近顶部开口的一端,第二风扇组件设置于第二气道位于蒸发段的一端。第一风扇组件和第二风扇组件能够驱动外部气流依次通过顶部开口、第一气道、冷凝段、第二气道和底部开口。

10、在其中一个实施例中,第一风扇组件包括多个第一独立风扇,第一独立风扇和第一气道一一对应设置。

11、在其中一个实施例中,第二风扇组件包括多个第二独立风扇,第二独立风扇和第二气道一一对应设置。

12、与现有技术相比,本申请提供的集成式换热装置,首先,由于容纳腔内可以设置多个并列设置的热管换热器,也即,多个热管换热器可以在容纳腔内集中布置,如此,显然会提高热管换热器的集成度,从而有利于整个集成式换热装置的体积小型化。

13、并且,外部气流从顶部开口进入集成式换热器,并从底部开口离开集成式换热器,外部气流进入集成式换热器的位置和离开集成式换热器的位置位于集成式换热装置不同的方位,也即,初始的冷风(进气端的外部气流)和换热后的热风(出气端的外部气流)不会发生相互干涉,从而有效确保了进气端的外部气流始终具有较低的温度,进而确保集成式换热器的换热效果。

14、进一步地,由于第一气道和第二气道交错排列设置,因此,当第一气道为进气端时,第一气道内的外部气流能够直接进入第二气道。如此,可以确保每一热管换热器的冷凝段都能直接和初始进气的外部气流进行换热,也即,每一热管换热器的冷凝段无需和其他热管换热器冷凝段排出的热气进行换热,显然,如此设置,会极大程度提高每一热管换热器冷凝段的散热效果,且能够确保每一热管换热器的散热均匀性。

15、更进一步地,通过巧妙地设置第一隔板和第二隔板,可以使外部气流及时改变流向,以便于外部气流能够沿着水平方向直接贯穿冷凝段,从而使得冷凝段的散热效果达到最佳。



技术特征:

1.一种集成式换热装置,其特征在于,包括框架(100)、第一隔板(200)、第二隔板(300)和热管换热器(400),所述框架(100)设有容纳腔(110)以及分别连通所述容纳腔(110)的顶部开口(111)和底部开口(112),所述容纳腔(110)内设有所述热管换热器(400),所述热管换热器(400)包括相互连通的蒸发段(410)和冷凝段(420),所述冷凝段(420)靠近所述顶部开口(111)设置,所述蒸发段(410)靠近所述底部开口(112)设置;

2.根据权利要求1所述的集成式换热装置,其特征在于,所述框架(100)还设有侧部开口(113),所述侧部开口(113)位于所述顶部开口(111)和所述底部开口(112)之间,且多个所述侧部开口(113)沿着所述框架(100)的周侧分布,每一所述侧部开口(113)对应设有一个所述热管换热器(400)。

3.根据权利要求2所述的集成式换热装置,其特征在于,所述框架(100)的周侧设有四个侧部开口(113),定义设置于所述侧部开口(113)的热管换热器(400)为侧部换热器(430),四个所述侧部开口(113)呈成四边形设置,且四个所述侧部换热器(430)围设形成第一腔;

4.根据权利要求3所述的集成式换热装置,其特征在于,所述侧部换热器(430)和所述第一换热器(440)围设形成所述第一气道(121),所述第一换热器(440)和所述第二换热器(450)围设形成所述第二气道(122),多个所述第二换热器(450)围设形成所述第一气道(121)。

5.根据权利要求3所述的集成式换热装置,其特征在于,所述侧部换热器(430)和所述第一换热器(440)围设形成所述第二气道(122),所述第一换热器(440)和所述第二换热器(450)围设形成所述第一气道(121),多个所述第二换热器(450)围设形成所述第二气道(122)。

6.根据权利要求3所述的集成式换热装置,其特征在于,相邻所述侧部换热器(430)垂直设置,相邻所述第一换热器(440)垂直设置,相邻所述第二换热器(450)垂直设置。

7.根据权利要求6所述的集成式换热装置,其特征在于,每一所述第一换热器(440)和与其相连的所述侧部换热器(430)之间的夹角为45度,每一所述第二换热器(450)和与其相连的所述第一换热器(440)之间的夹角为45度。

8.根据权利要求1所述的集成式换热装置,其特征在于,还包括第一风扇组件(500)和第二风扇组件(600),所述第一风扇组件(500)设置于所述第一气道(121)靠近所述顶部开口(111)的一端,所述第二风扇组件(600)设置于所述第二气道(122)位于所述蒸发段(410)的一端;

9.根据权利要求8所述的集成式换热装置,其特征在于,所述第一风扇组件(500)包括多个第一独立风扇(510),所述第一独立风扇(510)和所述第一气道(121)一一对应设置。

10.根据权利要求8所述的集成式换热装置,其特征在于,所述第二风扇组件(600)包括多个第二独立风扇(610),所述第二独立风扇(610)和所述第二气道(122)一一对应设置。


技术总结
本申请涉及一种集成式换热装置,集成式换热装置包括框架、第一隔板、第二隔板和热管换热器,框架设有容纳腔、顶部开口和底部开口,容纳腔内设有热管换热器,冷凝段靠近顶部开口设置,蒸发段靠近底部开口设置。多个热管换热器围设形成多个分别连通顶部开口和底部开口的气流通道,气流通道包括第一气道和第二气道,第一隔板设置于第一气道,第一隔板位于蒸发段和冷凝段之间,第二隔板设置于第二气道靠近顶部开口的一端,第一气道和第二气道交错排列,第一气道通过冷凝段连通对应的第二气道,以使顶部开口、第一气道、冷凝段、第二气道和底部开口依次连通。本申请提供的集成式换热装置,解决了功率模块的换热系统集成度不高且散热效果较差的问题。

技术研发人员:陆国栋,柴中华,奚俊彬,史婷婷
受保护的技术使用者:浙江银轮机械股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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