[實(shí)用新型]一種集束式熱管換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220529100.X
• 申請(qǐng)日: 2012-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202915779U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝長(zhǎng)宇;丁式平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京德能恒信科技有限公司
• 主分類號(hào): F28D15/02
• 分類號(hào): F28D15/02;F28F1/30
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種新型的熱管換熱系統(tǒng)，特別是一種多組熱管裝置并排擺放而成的集束式熱管換熱器。?

背景技術(shù)

熱管就是利用蒸發(fā)制冷，使得熱管兩端溫度差很大，使熱量快速傳導(dǎo)，因其優(yōu)越的傳熱性能和技術(shù)特性而被廣泛應(yīng)用于節(jié)能領(lǐng)域。目前，熱管常用于設(shè)備散熱、余熱回收以及新風(fēng)系統(tǒng)等領(lǐng)域。熱管換熱器的總驅(qū)動(dòng)溫差為蒸發(fā)段和冷凝段的溫差,?單級(jí)熱管換熱器內(nèi)部制冷劑的恒溫特性導(dǎo)致熱管換熱裝置熱損失大,?本申請(qǐng)?jiān)谕ㄟ^(guò)增加熱管級(jí)數(shù)將具有恒溫特性的中間媒介改為具有變溫特性的媒介是實(shí)現(xiàn)減少換熱溫差損失和提高總換熱效率的有效途徑。單級(jí)熱管換熱器改為多級(jí)形式，每一級(jí)熱管中的制冷劑均視為恒溫流體,?則多級(jí)熱管能實(shí)現(xiàn)變溫效果的換熱裝置，且每級(jí)換熱器的換熱面積相同，最終排放溫度接近于環(huán)境溫度，從而最大限度的提高熱能利用率。?

現(xiàn)在取多級(jí)熱管換熱系統(tǒng)與單級(jí)熱管系統(tǒng)相同的總換熱面積（相同的投入）進(jìn)行分析,?每一級(jí)的傳熱能力（傳熱單元數(shù)均為NTU）相同。假定多級(jí)熱管換熱裝置的級(jí)數(shù)為n,?且每級(jí)換熱器的換熱面積相同,?其傳熱單元數(shù)為NTU/?n,?則每級(jí)熱管換熱器的效率均相同，η1?=?η2?=?…?=?ηn?=?ε/2，ε?=?1-?exp（-NTU/n），多級(jí)熱管換熱裝置的總換熱效率為?η?=?(?n*η1)?/[1+(n-1)*η1]。?

即通過(guò)對(duì)多級(jí)熱管換熱裝置的效率進(jìn)行分析,?可以得到:?

1)?當(dāng)給定級(jí)數(shù)n,?NTU趨向于無(wú)窮大時(shí)，η1=1/2，整體換熱效率?η?=?n?/?(?n+1?)；

2)?當(dāng)給定NTU,?級(jí)數(shù)n趨向于無(wú)窮大時(shí),?整體換熱效率?η?=?NTU?/?(?NTU+2?)；

3)?當(dāng)級(jí)數(shù)n,?NTU都趨于無(wú)窮大時(shí),?整體換熱效率η?→1。

通過(guò)上述分析可以看出單級(jí)熱管換熱器改為多級(jí)形式,?在整體換熱面積相同的情況下，減少了換熱溫差損失,?提高總換熱效率。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供的一種新型的熱管換熱裝置技術(shù)——一種集束式熱管換熱器，就是為了解決目前動(dòng)力熱管工作時(shí)換熱溫差損失大和總換熱效率低的問(wèn)題。?

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：?

一種集束式熱管換熱器，包括熱管單元、散熱翅片、冷凝區(qū)、絕熱區(qū)、蒸發(fā)區(qū)、由多個(gè)熱管組成的一級(jí)熱管組、二級(jí)熱管組以及三級(jí)熱管組，可以根據(jù)需要做成4—N級(jí)熱管組；這樣整個(gè)系統(tǒng)有多根熱管單元組合排列構(gòu)成，總排數(shù)決定多級(jí)熱管熱交換系統(tǒng)的級(jí)數(shù)，總列數(shù)決定多級(jí)熱管熱交換系統(tǒng)的每一級(jí)熱管的個(gè)數(shù)；所述一級(jí)熱管組、二級(jí)熱管組、三級(jí)熱管組以及4—N級(jí)熱管組分別都是由相同個(gè)熱管單元相互并聯(lián)構(gòu)成的一排獨(dú)立的封閉管道，并且各級(jí)熱管組相互并排擺放，組裝于同一個(gè)殼體內(nèi)共用一個(gè)風(fēng)道；所述每一級(jí)的熱管組分別都是由相同個(gè)熱管單元相互并聯(lián)構(gòu)成的一排獨(dú)立的封閉管道，其每一級(jí)熱管組的每一根熱管單元的頂端和底端分別用一根導(dǎo)熱金屬橫管依次導(dǎo)通，這樣保證每一級(jí)熱管組都有一個(gè)共同的壓差，使每一根熱管單元的制冷工質(zhì)的總量基本保持相等；所述熱管單元是導(dǎo)熱性較好的金屬管；所述冷凝區(qū)和蒸發(fā)區(qū)內(nèi)風(fēng)的流向是逆向的。

以上所述每一級(jí)熱管組的每一排散熱翅片可以是級(jí)與級(jí)之間完全隔開(kāi)的單獨(dú)散熱翅片構(gòu)成，也可以是一個(gè)整體的散熱翅片。?

以上所述每一級(jí)熱管組的每一排散熱翅片的可以是一個(gè)整體的散熱翅片，但各級(jí)熱管組的散熱翅片之間用隔熱縫隔開(kāi)，主要是起到各級(jí)熱管組之間的隔熱作用。?

以上所述絕熱區(qū)是一個(gè)絕熱的隔流板。?

以上所述冷凝區(qū)和蒸發(fā)區(qū)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)向相反，其通道內(nèi)也可以是其他流體，但流體的流向要逆向，且方向垂直于熱管單元，平行于散熱翅片。?

以上所述一級(jí)熱管組、二級(jí)熱管組、三級(jí)熱管組以及4—N級(jí)熱管組的每一級(jí)內(nèi)所充的制冷工質(zhì)是單一的制冷工質(zhì)，不同的級(jí)可以根據(jù)需要充入不同的制冷工質(zhì)，其工作運(yùn)行時(shí)各級(jí)熱管組相互不影響。?

以上所述多級(jí)熱管熱交換系統(tǒng)正常工作時(shí)，蒸發(fā)和冷凝是連續(xù)進(jìn)行的，從原理上分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：氣化——冷凝——回液——再氣化；這樣整個(gè)系統(tǒng)的蒸發(fā)區(qū)的各級(jí)熱管組受熱流體作用，沿風(fēng)向各級(jí)換熱溫度從高到低，且經(jīng)過(guò)蒸發(fā)區(qū)的各級(jí)熱管組的流體溫度也成階梯式降低，冷凝區(qū)的熱管組受冷流體作用，沿風(fēng)向各級(jí)換熱溫度從低到高，且經(jīng)過(guò)冷凝區(qū)的各級(jí)熱管組的流體溫度也成階梯式升高，最終排放溫度接近于環(huán)境溫度，從而最大限度的提高熱能利用率。?