[發(fā)明專利]調(diào)節(jié)換熱面積比率式熱管

有效

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• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107421365B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 大連碧藍(lán)節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是一種調(diào)節(jié)換熱面積比率式熱管，其涉及一種熱管，包括殼體、輔助吸液芯、循環(huán)換熱管、熱管工作介質(zhì)。所述熱管蒸發(fā)段溫度升高超過設(shè)計值時，循環(huán)換熱管內(nèi)表面參與換熱，加速熱管工作介質(zhì)的冷凝速度，促使凝結(jié)的熱管工作介質(zhì)液體能夠滿足蒸發(fā)量，避免因蒸發(fā)段吸液芯干涸而出現(xiàn)熱管失效的事故，從而確保所述熱管在熱流體溫度波動時安全運行。所述熱管蒸發(fā)段溫度低于設(shè)計值時，循環(huán)換熱管內(nèi)表面不參與換熱，所述熱管恢復(fù)正常運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種調(diào)節(jié)換熱面積比率式熱管，其涉及一種熱管，特別是涉及一種采用循環(huán)換熱管增加冷凝段換熱面積的調(diào)節(jié)換熱面積比率式熱管。

背景技術(shù)

熱管由管殼﹑吸液芯和熱管工作介質(zhì)組成，熱管的工作段分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段三部分。當(dāng)蒸發(fā)段吸收熱流體熱量時，熱量通過管殼使浸透在吸液芯中的熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)， 熱管工作介質(zhì)蒸汽在蒸發(fā)段和冷凝段之間形成的壓差作用下流向冷凝段，冷流體通過管殼吸收冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的熱量，使熱管工作介質(zhì)蒸汽在冷凝段凝結(jié)為液體，冷凝后的熱管工作介質(zhì)被吸附在吸液芯的毛細(xì)孔中，并被輸送至蒸發(fā)段，形成熱管工作介質(zhì)的工作循環(huán)。雖然熱管的傳熱能力極大，但是也存在制約其工作能力的極限：粘性極限、聲速極限、攜帶極限、毛細(xì)極限、沸騰極限等。這些傳熱極限與熱管的尺寸、形狀、熱管工作介質(zhì)、吸液芯結(jié)構(gòu)、工作溫度等有關(guān)。當(dāng)工作溫度低時，最易出現(xiàn)粘性極限及聲速極限，當(dāng)工作溫度高時，則易出現(xiàn)毛細(xì)極限及沸騰極限。

毛細(xì)極限是指當(dāng)熱管中的汽體和液體的循環(huán)壓力降與所能提供的最大毛細(xì)壓頭達(dá)到平衡時，該熱管的傳熱量達(dá)到最大值。若此時增加熱管工作介質(zhì)的蒸發(fā)量，則會因毛細(xì)壓頭不足，使抽回到蒸發(fā)段的液體不能滿足蒸發(fā)量，導(dǎo)致發(fā)生蒸發(fā)段吸液芯干涸和過熱，出現(xiàn)熱管管殼溫度劇烈升高，甚至燒毀熱管。沸騰極限是指當(dāng)熱管中蒸發(fā)段徑向熱流密度很大時，會使熱管工作介質(zhì)沸騰。吸液芯內(nèi)大量汽泡堵塞毛孔，破壞毛細(xì)抽吸作用，導(dǎo)致凝結(jié)的熱管工作介質(zhì)液體不能滿足蒸發(fā)量。

熱管在運行中，熱流體溫度波動導(dǎo)致熱管蒸發(fā)段溫度高于設(shè)計溫度、熱管蒸發(fā)段徑向熱流密度大于設(shè)計值時，普通熱管容易出現(xiàn)毛細(xì)極限及沸騰極限，導(dǎo)致熱管管殼溫度劇烈升高，甚至燒毀熱管。

若有一種熱管，在熱管蒸發(fā)段溫度升高時，能夠增加熱管冷凝段的換熱面積，即增加熱管冷凝段總換熱面積與熱管蒸發(fā)段總換熱面積的比率，加速熱管工作介質(zhì)的冷凝速度，促使凝結(jié)的熱管工作介質(zhì)液體能夠滿足蒸發(fā)量，避免因蒸發(fā)段吸液芯干涸而出現(xiàn)熱管失效的事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服熱流體溫度波動導(dǎo)致熱管蒸發(fā)段溫度高于設(shè)計溫度時，普通熱管容易出現(xiàn)毛細(xì)極限及沸騰極限，導(dǎo)致熱管管殼溫度劇烈升高，甚至燒毀熱管的缺點，提供一種在熱管蒸發(fā)段溫度升高時，能夠增加熱管冷凝段的換熱面積，即增加熱管冷凝段總換熱面積與熱管蒸發(fā)段總換熱面積的比率，加速熱管工作介質(zhì)的冷凝速度，促使凝結(jié)的熱管工作介質(zhì)液體能夠滿足蒸發(fā)量，避免因蒸發(fā)段吸液芯干涸而出現(xiàn)熱管失效事故的調(diào)節(jié)換熱面積比率式熱管。本發(fā)明的實施方案如下：

本發(fā)明總的特征是調(diào)節(jié)換熱面積比率式熱管包括殼體、輔助吸液芯、循環(huán)換熱管、熱管工作介質(zhì)。殼體內(nèi)腔安裝有吸液芯，輔助吸液芯安裝在循環(huán)換熱管徑向外側(cè)，循環(huán)換熱管安裝在殼體內(nèi)腔，并且循環(huán)換熱管位于所述熱管冷凝段，殼體內(nèi)腔加注熱管工作介質(zhì)。所述熱管在應(yīng)用時，所述熱管蒸發(fā)段位于換熱器的熱流體內(nèi)腔，所述熱管冷凝段位于換熱器的冷流體內(nèi)腔。循環(huán)換熱管的循環(huán)進(jìn)口端通過管路一與循環(huán)泵的出口端連接在一起，循環(huán)換熱管的循環(huán)出口端與換熱器的冷流體內(nèi)腔相連通。管路二的一端與循環(huán)泵的進(jìn)口端連接在一起，管路二的另一端與換熱器的冷流體內(nèi)腔相連通。所述熱管蒸發(fā)段溫度升高超過設(shè)計值時，啟動循環(huán)泵，換熱器的冷流體內(nèi)腔中一部分冷流體由循環(huán)泵輸送經(jīng)過循環(huán)換熱管內(nèi)腔，這部分冷流體再回到換熱器的冷流體內(nèi)腔。循環(huán)換熱管內(nèi)表面參與換熱，加速熱管工作介質(zhì)的冷凝速度，促使凝結(jié)的熱管工作介質(zhì)液體能夠滿足蒸發(fā)量。循環(huán)換熱管內(nèi)表面面積是所述熱管冷凝段的相對新增換熱面積，調(diào)節(jié)循環(huán)泵的流量，即調(diào)節(jié)冷流體流過循環(huán)換熱管內(nèi)表面的流速，能夠調(diào)節(jié)循環(huán)換熱管的換熱效率，從而調(diào)節(jié)新增換熱面積的有效值。