[發明專利]一種新型熱管取暖系統及傳熱方法

無效

• 申請號: 201410080514.2
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103868382A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張敏;王若琳;趙孝保;姜忠磊;王麗麗
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及一種創新性節能型取暖設備的結構和設計，具體來說是一種應用熱虹吸管技術并輔以一定數量金屬翅片進行強化換熱，同時減少設備制造成本的新型強效散熱設備。

背景技術

北方集中供暖的采暖能耗作為耗能大戶，一直備受我國政府關注。目前，我國北方地區的集中供暖主要使用以鑄鐵散熱器、鋼制散熱器、鋁制散熱器為代表的傳統型散熱器。傳統型散熱器雖基本滿足人們對舒適度的要求，但是由于其金屬耗量大，傳熱效率低，能耗大，且現在已有的改進方法并不足以克服其缺點，故其并不是理想的散熱器。如：在鑄鐵散熱器中采用暗裝暖氣罩的改進方法，雖然在一定程度上達到供暖需求和裝飾需求，但是其散熱量受到影響，且裝飾成本提高；實用新型專利CN201220712197.8《一種帶有下進水口與下出水口的鑄鐵散熱器》，對傳統散熱器的側進、出水口進行了一定改進，在滿足裝飾需求的同時兼具有耐腐蝕、使用壽命長的特點。但此設備亦有明顯不足之處：管內熱水流動阻力依然較大，由此導致能耗較大，同時散熱量較小。顯然能量不能被充分利用，達到較好節能的目的。

熱虹吸管作為一種高效傳熱元件，具有極高的導熱性能和高散熱效率，采用這種元件可大大提高散熱器的散熱效果和節能效果。

發明內容

本發明的目的在于，針對傳統集中供暖型取暖裝置耗能大、散熱效果差的問題，以及之前解決方案中制作成本較高、節能效率低等不足，提供一種用來提高傳熱效率的創新型設計的新型熱管取暖系統，該系統在提高傳熱效率的基礎上又能最大限度的減少生產用料以降低成本，從而達到有效節能、顯著散熱效果及經濟用料的目的。本發明的另一個目的是提供一種該系統的傳熱方法。

本發明實現上述目的所采用裝置的技術方案是：

一種新型熱管取暖系統，包括多個并排熱虹吸管、熱水貯存器、熱水進水管和熱水出水管，其中，多個并排熱虹吸管的蒸發段置于熱水貯存器中，其冷凝段置于室內空氣中；所述熱虹吸管的管體上焊接有若干金屬翅片；所述熱水進水管處設有內嵌式螺旋絲。

進一步地，所述熱虹吸管的整個管體相對水平方向有一定的傾角，以此均勻充分釋放至室內，達到采暖需求。

進一步地，所述金屬翅片與熱虹吸管的管體垂直。

熱虹吸管為高效導熱元件，以熱虹吸管代替傳統散熱片的創新型技術，使來流熱媒通過內嵌式螺旋絲的熱水進水管很快與置于熱水貯存器中的多個并排熱管蒸發段（焊接有翅片的蒸發段）充分接觸，帶有螺旋絲的進水管破壞層流底層，加強了來流體擾動，提高換熱效率，另熱水在管外流動，這樣就減少流動阻力，因而在輸入相同熱量的情況下，相比于傳統型可損失的熱量大大減小，從而有效利用能量，此外，熱水貯存器采用導熱材料，其本身也可吸收熱水熱量向外散熱；熱管蒸發段中的工作液體吸收熱量蒸發；然后熱管蒸發段內蒸汽蒸騰上升至冷凝段，利用管體金屬翅片增大換熱面積和熱管自身高效傳熱作用，大大提高換熱效率，從而達到一節能、雙重散熱、三效強化傳熱的目的。

本發明的方法具體如下：首先，來流熱水通過內嵌有螺旋絲的熱水進水管進入熱水貯存器，熱水貯存器吸收熱量向室內散熱；置于熱水貯存器中的熱虹吸管蒸發段中的傳熱工質液體吸收熱量蒸發；然后，在密度差的作用下，傳熱工質蒸汽上升至熱虹吸管冷凝段，將熱量釋放至室內；冷凝凝結的工質液體在重力的作用下沿管壁返回至熱虹吸管蒸發段，形成循環；隨著來流熱水的不斷補給，熱水不斷的放熱，傳熱工質的不斷吸熱-放熱，最終形成一系列工質循環，完成傳熱。

本發明的基本原理：

本發明采用多個并排熱虹吸管高效傳熱技術，利用傳熱工質的蒸發和冷凝來傳遞熱量，且不需要外加動力而自行循環。工質液體在蒸發段吸熱蒸發變為氣體，并迅速上升至冷凝段放熱凝結，冷凝工質液體依靠重力作用，從熱管冷凝段返回到蒸發段，完成吸熱-放熱循環過程，保證熱水熱量高效利用；內部采用內嵌式螺旋絲技術破壞層流底層，加強來流熱水的擾動，強化管外熱水對流換熱系數，增強換熱效果；外部采用熱管管體焊接金屬翅片技術，增強換熱表面積，提高換熱效率。