一种热管换热装置及使用该装置的充电机机柜和充电机的利记博彩app

本发明涉及一种热管换热装置及使用该装置的充电机机柜和充电机。

背景技术：

为减少汽车尾气对环境的污染，国家大力倡导发展新能源汽车，而充电设施是新能源汽车发展的基础，目前为提高充电效率，采用的充电设备主要为直流充电设备。充电模块是直流充电设备的核心单元，充电模块的主要功能是进行AC/DC功率变换，在功率变换过程中会有部分能量损耗，其中损耗能量绝大部分转换为热量，热量持续积累会造成局部温度过高，温度过高会严重影响充电模块的运行效率及寿命，严重者会导致模块死机，导致充电设备无法充电。

随着充电设备向着小型化、大功率方向发展，其功率密度将会越来越高，产生的热量也越来越多，因此在充电机上都设置有冷却散热装置，现有充电机的冷却方式主要为风冷，授权公告号为CN202281533U，授权公告日为2012.06.20的中国实用新型专利公开了一种应用于各类电控柜和机柜散热领域的热导管散热器，内部设有热导管和隔板，隔板将热导管散热器分隔为吸热区和散热区，隔板上开有隔板孔，热导管穿过隔板孔并被隔板分隔为两部分，一部分在吸热区内，另一部分在散热区内；吸热区上开有吸热区进风口和吸热区出风口，吸热区内部设有小风机，小风机的出风口与吸热区出风口连通；散热区上开有散热区进风口和散热区出风口。

这种热导管散热器的散热原理是首先将机柜内部的热空气吸出并使其经过热导管，热空气的热量传递到热导管上，热导管的温度升高后，其内充装的易挥发液体就会气化，液体在气化的过程中将热量吸收掉，气化后气体沿着热导管扩散到散热区，由于散热区的温度较低，气体预冷后液化，并再次回流到吸热区，气体在液化过程中放出热量，热量传递到热导管上，热导管在外界空气流动下，将热量散发到空气中，从而完成热量从机柜内部到热导管、从热导管到易挥发液体、易挥发液体发生相变将热量传递至热导管的散热区、最终热量散发到空气中的一个传递过程。

然而，由于上述相变过程是在热导管的内部发生的，热导管内部的空间中同时存在着气体由吸热区向散热区的移动以及液体由散热区向吸热区的移动，两种状态的移动方向相反，因此会发生相互干扰，会影响彼此的移动效率，从而也就会影响散热器换热效率。同时，由于对比文件中的热导管几乎为水平设置，这样散热区内的气体在液化后是很难回流到吸热区的，存在着吸热区内不断蒸发，而散热区的液体却不能及时回补到吸热区的问题，最终也会影响散热器换热效率。

另外，这种热导管散热器设置在机柜的顶部，由于吸热区和散热区水平设置，而一般机柜顶部的安装空间又是有限的，吸热区和散热区都要占据一定的安装空间，因此热导管的布置长度以及数量都是受到限制的，这将直接影响热导管散热器的散热效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热管换热装置，以解决现有技术中气体由吸热区向散热区的移动以及液体由散热区向吸热区的移动过程中相互干扰影响的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该热管换热装置的充电机机柜和充电机。

为了解决上述技术问题，本发明中热管换热装置的技术方案为：

一种热管换热装置，包括通过密封隔板隔开的散热区和吸热区，吸热区上设置有用于与充电机机柜内部连通的吸热区进风口和吸热区出风口，散热区上设置有散热区进口和散热区出口，所述散热区设置于吸热区的上方，吸热区内斜向上或者竖向设置有第一管段，散热区内斜向上或者竖向设置有第二管段，第一管段的最高端与第二管段的最高端相连通，第一管段的最低端与第二管段的最低端相连通，第一管段和第二管段连接形成循环通路而构成热管结构。

所述的第一管段和第二管段均为斜向上设置且最高端和最低端分别均在同一侧，所述第一管段沿上下方向平行设置有至少两层，所述第二管段也沿上下方向平行设置有至少两层，其中上层第一管段与对应的上层第二管段连接形成所述循环通路、下层第一管段与对应的下层第二管段连接形成所述循环通路，各循环通路的路径长度均相同。这个可以理解为第一管段和第二管段在上下方向上的布置方式。

所述第一管段沿前后方向平行设置有至少两个，所述第二管段也沿前后方向平行设置有至少两个，在一个前后方向上的所有第一管段的最高端和最低端分别汇集在一起、所有第二管段的最高端和最低端也分别汇集在一起，在一个前后方向上的所有第一管段的最高端的汇集端与所有第二管段的最高端的汇集端相连通、所有第一管段的最低端的汇集端与所有第二管段的最低端的汇集端相连通从而形成所述循环通路。这种是第一管段和第二管段在前后方向上的布置方式，它可以是以上述第一管段和第二管段在上下方向上的布置方式为基础作出的，也可以是单独作出的，也就是说，第一管段和第二管段在前后方向上的布置方式不受其在上下方向上布置方式的影响。

在一个前后方向上的所有第一管段的最高端的汇集端与所有第二管段的最高端的汇集端是通过第一连接管相连通的、所有第一管段的最低端的汇集端与所有第二管段的最低端的汇集端是通过第二连接管相连通的，第一连接管上设置有保温层。

第一连接管的管径小于第一管段和第二管段的管径。

在第一管段和第二管段为所述上下方向以及前后方向布置的基础上，或者只是在前后方向布置的基础上，所述吸热区进风口和吸热区出风口均位于吸热区的底部，吸热区内于吸热区出风口处设置有第一风机，第一风机的吸风口朝向吸热区内部，第一风机的排风口朝向充电机机柜内部。

在第一管段和第二管段为所述上下方向以及前后方向布置的基础上，或者只是在前后方向布置的基础上，所述散热区进口和散热区出口分别位于散热区的右端和左端，散热区的右侧设置有第二风机，第二风机的吸风口朝向外界，第二风机的排风口朝向散热区内部。

本发明中充电机机柜的技术方案为：

一种充电机机柜，充电机机柜的顶部设置有热管换热装置，热管换热装置包括通过密封隔板隔开的散热区和吸热区，吸热区上设置有与充电机机柜内部连通的吸热区进风口和吸热区出风口，散热区上设置有散热区进口和散热区出口，所述散热区设置于吸热区的上方，吸热区内斜向上或者竖向设置有第一管段，散热区内斜向上或者竖向设置有第二管段，第一管段的最高端与第二管段的最高端相连通，第一管段的最低端与第二管段的最低端相连通，第一管段和第二管段连接形成循环通路而构成热管结构。

所述的第一管段和第二管段均为斜向上设置且最高端和最低端分别均在同一侧，所述第一管段沿上下方向平行设置有至少两层，所述第二管段也沿上下方向平行设置有至少两层，其中上层第一管段与对应的上层第二管段连接形成所述循环通路、下层第一管段与对应的下层第二管段连接形成所述循环通路，各循环通路的路径长度均相同。这个可以理解为第一管段和第二管段在上下方向上的布置方式。

所述第一管段沿前后方向平行设置有至少两个，所述第二管段也沿前后方向平行设置有至少两个，在一个前后方向上的所有第一管段的最高端和最低端分别汇集在一起、所有第二管段的最高端和最低端也分别汇集在一起，在一个前后方向上的所有第一管段的最高端的汇集端与所有第二管段的最高端的汇集端相连通、所有第一管段的最低端的汇集端与所有第二管段的最低端的汇集端相连通从而形成所述循环通路。这种是第一管段和第二管段在前后方向上的布置方式，它可以是以上述第一管段和第二管段在上下方向上的布置方式为基础作出的，也可以是单独作出的，也就是说，第一管段和第二管段在前后方向上的布置方式不受其在上下方向上布置方式的影响。

在一个前后方向上的所有第一管段的最高端的汇集端与所有第二管段的最高端的汇集端是通过第一连接管相连通的、所有第一管段的最低端的汇集端与所有第二管段的最低端的汇集端是通过第二连接管相连通的，第一连接管上设置有保温层。

第一连接管的管径小于第一管段和第二管段的管径。

在第一管段和第二管段为所述上下方向以及前后方向布置的基础上，或者只是在前后方向布置的基础上，所述吸热区进风口和吸热区出风口均位于吸热区的底部，吸热区内于吸热区出风口处设置有第一风机，第一风机的吸风口朝向吸热区内部，第一风机的排风口朝向充电机机柜内部。

在第一管段和第二管段为所述上下方向以及前后方向布置的基础上，或者只是在前后方向布置的基础上，所述散热区进口和散热区出口分别位于散热区的右端和左端，散热区的右侧设置有第二风机，第二风机的吸风口朝向外界，第二风机的排风口朝向散热区内部。

本发明中充电机的技术方案为：

一种充电机，包括充电机机柜，充电机机柜内设置有充电模块，充电机机柜的顶部设置有热管换热装置，热管换热装置包括通过密封隔板隔开的散热区和吸热区，吸热区上设置有与充电机机柜内部连通的吸热区进风口和吸热区出风口，散热区上设置有散热区进口和散热区出口，所述散热区设置于吸热区的上方，吸热区内斜向上或者竖向设置有第一管段，散热区内斜向上或者竖向设置有第二管段，第一管段的最高端与第二管段的最高端相连通，第一管段的最低端与第二管段的最低端相连通，第一管段和第二管段连接形成循环通路而构成热管结构。

所述的第一管段和第二管段均为斜向上设置且最高端和最低端分别均在同一侧，所述第一管段沿上下方向平行设置有至少两层，所述第二管段也沿上下方向平行设置有至少两层，其中上层第一管段与对应的上层第二管段连接形成所述循环通路、下层第一管段与对应的下层第二管段连接形成所述循环通路，各循环通路的路径长度均相同。这个可以理解为第一管段和第二管段在上下方向上的布置方式。

所述第一管段沿前后方向平行设置有至少两个，所述第二管段也沿前后方向平行设置有至少两个，在一个前后方向上的所有第一管段的最高端和最低端分别汇集在一起、所有第二管段的最高端和最低端也分别汇集在一起，在一个前后方向上的所有第一管段的最高端的汇集端与所有第二管段的最高端的汇集端相连通、所有第一管段的最低端的汇集端与所有第二管段的最低端的汇集端相连通从而形成所述循环通路。这种是第一管段和第二管段在前后方向上的布置方式，它可以是以上述第一管段和第二管段在上下方向上的布置方式为基础作出的，也可以是单独作出的，也就是说，第一管段和第二管段在前后方向上的布置方式不受其在上下方向上布置方式的影响。

在一个前后方向上的所有第一管段的最高端的汇集端与所有第二管段的最高端的汇集端是通过第一连接管相连通的、所有第一管段的最低端的汇集端与所有第二管段的最低端的汇集端是通过第二连接管相连通的，第一连接管上设置有保温层。

第一连接管的管径小于第一管段和第二管段的管径。

在第一管段和第二管段为所述上下方向以及前后方向布置的基础上，或者只是在前后方向布置的基础上，所述吸热区进风口和吸热区出风口均位于吸热区的底部，吸热区内于吸热区出风口处设置有第一风机，第一风机的吸风口朝向吸热区内部，第一风机的排风口朝向充电机机柜内部。

在第一管段和第二管段为所述上下方向以及前后方向布置的基础上，或者只是在前后方向布置的基础上，所述散热区进口和散热区出口分别位于散热区的右端和左端，散热区的右侧设置有第二风机，第二风机的吸风口朝向外界，第二风机的排风口朝向散热区内部。

本发明的有益效果在于：由于第一管段和第二管段连接形成循环通路而构成热管结构，因此机柜内部的热空气在从吸热区进风口进入吸热区，并从吸热区出风口排向机柜内部的过程中，热量会被第一管段吸收掉，因此回流到机柜内部的空气温度大大降低，从而可以给机柜内部的充电模块降温。由于第一管段温度升高，其内的易挥发液体会气化，产生的气体会向上流动，由于第一管段的最高端与第二管段的最高端相连通，因此最终气体会流出第一管段并到达第二管段的最高端，由于第二管段在散热区内，其温度较低，因此气体预冷后会液化并在重力作用下沿着第二管段向下流动，又由于第一管段的最低端与第二管段的最低端相连通，因此液体会回流到第一管段中，从而形成一个循环，如此不断循环，机柜内部的热量就可以源源不断地传递到外界，从而保持机柜内部一个比较低的温度。

同时，在循环的过程中，气体由吸热区向散热区的移动以及液体由散热区向吸热区的移动，这两种状态的移动是互不干扰、互不影响的，且两种移动均是自然发生，气化后的气体自然向上流动到第二管段中、液化后的液体自然向下回流到第一管段中，不需要外力驱使，这样就可以加快热量传递的效率，从而提高换热装置的换热效果。同时由于散热区和吸热区为上下设置，不受机柜顶部横向安装空间的限制，因此可以布置更多更长的热管，从而提高换热装置的换热效果。

附图说明

图1为本发明中充电机的一个实施例的结构示意图；

图2为图1中热管换热装置的主视剖切图；

图3为热管换热装置的左视图；

图4为热管换热装置的右视图。

图中：1.热管换热装置；2.充电机机柜；3.充电模块；4.上隔板；5.安装板；6.挡风板；7.下隔板；11.第二风机；12.第一风机；13.进风管；14.出风管；15.密封隔板；161.第一连接管；162.第二连接管；171.下部第一管段；172.中部第一管段；173.上部第一管段；174.下部第二管段；175.中部第二管段；176.上部第二管段；18.散热区；19.吸热区。

具体实施方式

充电机的一个实施例如图1~图4所示，包括充电机机柜2，充电机机柜2内设置有充电模块3，充电机机柜2的顶部设置有热管换热装置1，热管换热装置1包括上下布置的并通过密封隔板15隔开的散热区18和吸热区19，吸热区19上设置有吸热区进风口和吸热区出风口，吸热区19的底部设置有进风管13和出风管14，吸热区进风口和吸热区出风口分别由进风管13和出风管14的下部端口构成。

吸热区19内斜向上设置有第一管段，散热区18内斜向上设置有第二管段，第一管段和第二管段平行且均为左高右低。在一个上下方向上，所述第一管段有三层且为平行间隔设置，分别是下部第一管段171、中部第一管段172和上部第一管段173；在同一个上下方向上，所述第二管段也有三层且为平行间隔设置，分别是下部第二管段174、中部第二管段175和上部第二管段176。

其中，下部第一管段171和下部第二管段174的左侧最高端通过一根竖向的第一连接管161连通，中部第一管段172和中部第二管段175的左侧最高端通过另一根第一连接管161连通，上部第一管段173和上部第二管段176的左侧最高端通过第三根第一连接管161连通。同时，下部第一管段171和下部第二管段174的右侧最低端、中部第一管段172和中部第二管段175的右侧最低端、上部第一管段173和上部第二管段176的右侧最低端分别通过三根竖向的第二连接管162连通。这样，下部第一管段171和下部第二管段174、中部第一管段172和中部第二管段175、上部第一管段173和上部第二管段176就分别形成了循环通路并构成热管结构，其中在各个第一管段的内部充装有易挥发液体，并且各循环通路的路径长度均相同。

同时，在前后方向上，下部第一管段171、中部第一管段172和上部第一管段173均有无数根且分别为平行间隔设置并布满了吸热区19的整个前后空间，下部第二管段174、中部第二管段175和上部第二管段176也均有无数根且分别为平行间隔设置并布满了散热区18的整个前后空间。也就是说，第一管段和第二管段在上下方向上均有三层，且每一层在前后方向上又有很多根。其中，在一个前后方向上的下部第一管段171的左、右两端均汇集在一起，在一个前后方向上的中部第一管段172的左、右两端均汇集在一起，在一个前后方向上的上部第一管段173的左、右两端均汇集在一起；同理在一个前后方向上的下部第二管段174、中部第二管段175和上部第二管段176的左右两端分别均汇集在一起。

所有在一个前后方向上的下部第一管段171的左侧汇集端只通过一根第一连接管161与在一个前后方向上的下部第二管段174的左侧汇集端连通，所有在一个前后方向上的中部第一管段172的左侧汇集端只通过一根第一连接管161与在一个前后方向上的中部第二管段175的左侧汇集端连通，所有在一个前后方向上的上部第一管段173的左侧汇集端只通过一根第一连接管161与在一个前后方向上的上部第二管段176的左侧汇集端相连通。同理，所有在一个前后方向上的下部第一管段171的右侧汇集端、中部第一管段172的右侧汇集端、上部第一管段173的右侧汇集端分别通过三根第二连接管162与在一个前后方向上的下部第二管段174的右侧汇集端、中部第二管段175的右侧汇集端、上部第二管段176的右侧汇集端相连通。

热管换热装置1安装在充电机机柜2的安装板5上，其进风管13和出风管14伸入充电机机柜2内部，且在进风管13和出风管14与充电模块3之间分别设置有挡风板6，这样吸热区进风口和吸热区出风口与充电机机柜2的内部就是密封连通的。同时，在充电模块3的底部与充电机机柜2之间设置有下隔板7，这样就将充电模块3隔设在一个比较小的密封空间内，这样可以提升换热效果，避免空间过大时换热效果不理想，同时由于外部的空气不会进入吸热区19内，从而可以防止外部灰尘和腐蚀性气体进入充电模块3内部造成充电模块3的使用寿命受到影响。

吸热区19内于出风管14处设置有第一风机12，第一风机12为离心风机，其吸风口朝向吸热区19内部，其排风口朝向充电机机柜2内部，这样在第一风机12的作用下，充电机机柜2内部的空气由充电模块3的左侧区域经进风管13进入吸热区19内，最终经出风管14排向充电机机柜2内部的充电模块3的右侧区域，然后从各个充电模块3中通过后又回到左侧区域，如图1中箭头所指，此时内部空气流通的通道即为内循环通道。

由于第一管段的内部充装有易挥发液体，这样机柜内部热空气的热量会被第一管段吸收，第一管段温度升高后，其内的易挥发液体发生气化，产生的气体会沿着第一连接管161向上流动并进入散热区内的第二管段中。由于热空气的热量被第一管段吸收，这样从出风管14排出的空气温度大大降低，从而可以给充电模块3进行散热。

散热区18上设置有散热区进口和散热区出口，散热区进口和散热区出口分别位于散热区18的右端和左端，其左端为敞开式，与外界直接相通，其右端设置有第二风机11，第二风机11为轴流风机，其吸风口朝向外界，其排风口朝向散热区18内部，如图1中箭头所指，此时外部空气流通的通道即为外循环通道。在第二风机11的作用下，外界空气形成强制对流，冷空气吹过第二管段，使第二管段保持比较低的温度，由第一管段蒸发出的气体在进入第二管段预冷后，就会液化成液体，并沿着第二管段和第二连接管162回流到第一管段中，从而形成一个循环。气体在液化过程中，将热量释放到第二管段上，在第二风机11的作用下，热量又散发到外界，从而实现了热量由机柜内部到第一管段、从第一管段到第二管段，再从第二管段到外界的一个传递过程。

由于第一连接管161自吸热区19内穿过密封隔板15进入散热区18内才连接到第二管段上，为了防止第一管段内气化产生的气体在未流到第二管段中时就发生液化，即气体在第一连接管161中就发生液化，在这里，在第一连接管161上设置有保温层，保证气体在顺利进入第二管段中以后才发生液化，进一步避免出现现有技术中那样相互干扰、相互影响的问题。同时，为了使气体能够快速进入第二管段中，将第一连接管161的管径设置成小于第一管段和第二管段的管径，进一步避免气体在第一连接管161中停留时间过长而发生液化，同时又加快了热量传递的效率，从而提高换热装置的换热效果。

在这里，将第二风机11和第一风机12分别设置在散热区18和吸热区19的右侧，这样经过第二风机11和第一风机12的空气温度都不高，避免了第二风机11和第一风机12在高温下长期运行，从而延长了使用寿命。使用时，通过合理选型风机可以进一步提升热管换热效果并使换热装置达到最佳的能效比，由于第一风机12主要起着引流的作用，而第二风机11主要起散热的作用，因此第二风机11的能耗相对要大一些，一般选择第二风机11的风量是第一风机12风量的1.5倍。

热管换热装置1的工作原理是：当充电模块3的温度较高需要换热时，启动第二风机11和第一风机12，在空气的内循环通道中，充电机机柜2内于充电模块3左侧区域的热空气经进风管13进入吸热区19内，第一管段受热，其内的易挥发液体发生气化，气体沿着第一连接管161向上进入第二管段，在第二管段内遇冷后液化，并沿着第二管段和第二连接管162向下回流到第一管段，如此循环，即可将充电机机柜2内部的热量不断地导出到外界，从而实现换热功能，对充电模块3进行冷却散热。

由于第一管段和第二管段在上下方向上都有三层，每一层在前后方向上又有很多根，整个吸热区和散热区密密麻麻均布满了热管，这样热空气在经过吸热区时，热量可以最大限度地传递到第一管段上，从而使出风管14排出的气体温度非常低，起到了良好的冷却散热效果。且易挥发液体分装在无数个不同的第一管段中，这样就更容易蒸发气化，从而通过相变过程将热量向外传递，实现良好的热传递。而第二管段也有无数根，这样就增加了散热面积，使第二管段的温度更容易降低，从而可以使液化过程更容易发生，并快速形成一个循环。

所有在一个前后方向上的下部第一管段171的左侧汇集端只通过一根第一连接管161与在一个前后方向上的下部第二管段174的左侧汇集端连通，这是由于三根第一连接管161都是穿过密封隔板15并做密封处理的，如果为每一根第一管段171都设置一个第一连接管161，那么就需要在密封隔板15上设置有很多个穿孔，且都要做密封处理，这样就增加了设置难度，同时也增加了成本。同理，所有在一个前后方向上的其他热管的对应汇集端也是通过一根连接管相连通，均是基于同样的考虑。

第一管段和第二管段均为斜向上设置且为左高右低，这样蒸发产生的气体就可以沿着第一连接管161向上流动至第二管段中，而在第二管段中液化后又可以沿着第二连接管162回流到第一管段中，这样气体由吸热区向散热区的移动以及液体由散热区向吸热区的移动，这两种状态的移动是互不干扰的，彼此互不影响，且两种移动均是自然发生，气化后的气体自然向上流动到第二管段中、液化后的液体自然向下回流到第一管段中，不需要外力驱使，这样就会加快热量传递的效率，从而提高换热装置的换热效果。

另外，为了加强第一管段的吸热效果以及第二管段的散热效果，在第一管段和第二管段上均设置有翅片，翅片和热管的均为铝材质，翅片的延伸平面与空气的流通方向是一致的，保证翅片的设置不影响气体的正常流通。通过合理布局吸热区内第一管段的数量以及翅片的结构，可以使机柜内热空气的热量在经过吸热区时，热量被最大限度的吸收，保证再次排进机柜内的空气温度足够低。另外，通过合理布局散热区内第二管段的数量和间隙以及翅片的结构，不但可以使热量最大限度地散发出去，而且还可以使轴流风机吸入的灰尘等小颗粒杂物通过热管间隙直接被再次吹出而不会影响换热装置的换热效率，因而可以大大降低换热装置故障率及维护周期。

本申请中的热管换热装置也是设置在机柜的顶部，但由于散热区和吸热区为上下设置，不受机柜顶部横向安装空间的限制，因此可以布置更多更长的热管，从而提高换热装置的换热效果。

在充电机的其他实施例中：在上下方向上，第一管段和第二管段均可以不是三层，比如也可以是两层或者四层甚至只有一层，具体设置可以根据吸热区和散热区的空间大小以及所需的换热效果进行相应调整；在前后方向上，第一管段和第二管段均可以只有一根，也可以有很多根，具体设置可以根据吸热区和散热区的空间大小以及所需的换热效果进行相应调整；在前后方向上，每一根第一管段均可以通过一根独立的连接管与对应的第二管段连通，此时需要在密封隔板上开设相应个数的穿孔；第一管段也可以是右高左低斜向上设置，第二管段是左高右低斜向上设置，此时仍然是第一管段和第二管段的最高端相连通，第一管段和第二管段的最低端相连通；第一管段和第二管段可以均是竖向设置但不在同一直线上，或者第一管段是竖向设置、第二管段是斜向上设置，此时仍然是第一管段和第二管段的最高端相连通，第一管段和第二管段的最低端相连通；第一风机也可以设置在吸热区进风口处；第二风机也可以设置在散热区出口处；第一连接管的管径也可等于第一管段和第二管段的管径；第一连接管上也可以不设置保温层；散热区内可以不是通风散热，比如也可以是水冷散热。

充电机机柜的实施例如图1~图4所示，充电机机柜的具体结构与上述充电机实施例中所述的充电机机柜相同，在此不再详述。

热管换热装置的实施例如图1~图4所示，热管换热装置的具体结构与上述充电机实施例中所述的热管换热装置相同，在此不再详述。