[發(fā)明專利]新型熱管

無效

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• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102589332A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉顯明
• 申請（專利權）人: 劉顯明
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司 21226
• 代理人: 衛(wèi)茂才

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技術領域

本發(fā)明涉及一種熱管，具體講是涉及一種用于新排風系統、空調系統熱回收設備的熱管，其屬于機械設備領域。

技術背景

隨著國家對節(jié)能減排事業(yè)的重視程度不斷提升，大型公建、企事業(yè)單位對節(jié)能產品的需求越來越大。在采用新排風、中央空調系統的建筑中，新風由室外引入室內，經過冷（熱）處理，將舒適溫度的空氣送入各區(qū)域，同時各區(qū)域的回風、排風通過風機排到室外。對于冬季較冷或夏季較熱的天氣而言，為處理室外空氣以達到室內溫度需求而使用的能源相當高，而排掉的空氣溫度又比較接近室內的溫度，造成巨大的能源浪費。

熱管技術被公認是一種很有價值的傳熱新技術，在空間技術、電器工業(yè)、核電工業(yè)、化學工業(yè)、食品工業(yè)、動力機械、工業(yè)余熱回收等很多方面都得到了廣泛應用。熱管工作時利用了三種物理學原理：⑴在真空狀態(tài)下，液體的沸點降低。⑵同種物質的汽化潛熱比顯熱高的多。⑶多孔毛細結構對液體的抽吸力可使液體流動。現階段市場主要使用轉輪式、板式熱交換器作為熱回收機組的核心部件，而上述兩種設備都有一定的技術缺陷，而熱管集所有熱交換器的優(yōu)點與一身，所以具有較大的優(yōu)越性。

發(fā)明內容

鑒于已有產品存在的缺陷，本發(fā)明的目的要是提供一種高導熱效率的熱管。

為了實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是新型熱管，其包括管殼、管芯、工作液和蒸汽腔；采用純銅材料作為管殼，采用多孔陶瓷材料作為管殼內壁襯里，將管殼內壁加工為軸向槽道表面，在管殼內插入同心的內熱虹吸管作為管芯，管芯為圓柱形，其內部中空形成蒸汽腔，管殼與管芯之間的空隙裝載工作液。

所述管殼分為蒸發(fā)段、隔熱段和凝結段。

所述工作液為碳氫化合物制冷劑，所述碳氫化合物制冷劑為甲烷與甲烷族物質在常溫，1.1~1.2Mpa下混合得到。

通過實驗實驗研究可知：所述管殼與管芯之間的空隙中裝有的工作液的百分比優(yōu)選為35%，熱管的傳熱效率最高。

本發(fā)明的工作原理為：首先工作液為液態(tài)，工作液在蒸發(fā)段吸收熱量后相態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)，氣態(tài)工作液通過隔熱段流向凝結段，工作液在凝結段釋放熱量后相態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，液體工作液由管壁回流至出發(fā)點。

所述不同管徑的熱管管殼面熱流密度不同，其數據見表1。

表1不同管徑的熱管管殼面熱流密度數據

其中：η表示充液量，d表示熱管管殼長度，q表示熱流密度。

所述蒸發(fā)段與凝結段長度比不同，熱管傳熱功率不同，其數據如表2.

表2蒸發(fā)段與凝結段長度比不同，熱管傳熱功率數據

????其中：R表示蒸發(fā)段與凝結段長度比，η表示沖液率，Q表示傳熱功率。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過使用新型多孔陶瓷材料作為熱管內壁襯里，最大程度上減小工作液接觸熱阻，而且由于陶瓷價格較低，新材料的使用大幅降低了熱管的成本，使用壽命也得以增長；同時我們將熱虹吸管的內壁加工為軸向槽道表面，提高熱虹吸管的換熱系數；在熱虹吸管內插入同心的內熱虹吸管，強化內部傳熱。通過技術改良，新型熱管的顯熱回收效率高達70%以上，使用壽命比普通熱管延長2-4年，熱管內部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，具有很高的導熱能力；熱管內腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產生的壓降很小，溫降亦很小，熱管具有優(yōu)良的等溫性；熱管可以獨立改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積，可以改變熱流密度；其內部循環(huán)動力是毛細力，任意一端受熱就可作為蒸發(fā)段，而另一端向外散熱就成為冷凝段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖面圖；

圖2是本發(fā)明的側視圖；

圖3為充液率與傳熱效率的變化曲線。

圖中：1、管殼，2、管芯，3、蒸汽腔，4、工作液，5、蒸發(fā)段，6、隔熱段，7、凝結段。

具體實施方式

為了進一步了解該新型熱管，結合附圖1、2和3說明如下。

新型熱管，其包括管殼1、管芯2、工作液4和蒸汽腔3；采用純銅材料作為管殼1，采用多孔陶瓷材料作為管殼1內壁襯里，將管殼1內壁加工為軸向槽道表面，在管殼1內插入同心的內熱虹吸管作為管芯2，管芯2為圓柱形，其內部中空形成蒸汽腔3，管殼1與管芯2之間的空隙裝載工作液4。所述管殼1分為蒸發(fā)段5、隔熱段6和凝結段7；所述工作液4為碳氫化合物制冷劑，所述碳氫化合物制冷劑為甲烷與甲烷族物質在常溫，1.1~1.2Mpa下混合得到；通過實驗實驗研究可知：所述管殼與管芯之間的空隙中裝有的工作液4的百分比為優(yōu)選為35%，熱管的傳熱效率最高，不同管徑的熱管管殼1面熱流密度不同，蒸發(fā)段5與凝結段7長度比不同，熱管傳熱功率不同。