[發明專利]一種組合式熱管系統及其應用的建筑結構

在審

• 申請號: 202010832068.1
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111895832A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 黃子碩
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F24F5/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 龐紅芳

本發明提供一種組合式熱管系統及其應用的建筑結構，所述組合式熱管系統包括：至少一個第一熱管，傾斜置于建筑結構中，第一熱管的蒸發段靠近建筑結構的外壁，冷凝段靠近建筑結構的內壁；至少一個第二熱管，傾斜置于建筑結構中，第二熱管的蒸發段靠近建筑結構的內壁，冷凝段靠近建筑結構的外壁；第一管路，與各第一熱管的蒸發段相連，用于向第一熱管中充灌工作介質或排空第一熱管中的工作介質；第二管路，與各第二熱管的蒸發段相連，用于向第二熱管中充灌工作介質或排空第二熱管中的工作介質。本發明可以在屋體室內需要制冷時將熱量快速傳遞到室外，在屋體室內需要采暖時，將室外熱量快速傳遞到室內，可以減少空調制冷和采暖能耗，節約能源。

技術領域

本發明屬于建筑工程技術領域，特別是涉及節能建筑技術領域，具體為一種組合式熱管系統及其應用的建筑結構。

背景技術

熱管是利用工作介質在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱)，使熱量快速傳導。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內部是被抽成負壓狀態，充入適當的液體，這種液體沸點可以通過真空程度和介質的選擇進行控制，得到不同啟動溫度的熱管。在熱管的蒸發段溫度高于液體沸點時，管芯內的工作液體受熱蒸發，并帶走熱量，蒸汽從中心通道流向熱管的冷凝段，凝結成液體，同時放出潛熱，在重力或者毛細吸附作用下，液體回流到蒸發段。這樣，就完成了一個閉合循環，從而將大量的熱量從加熱段傳到散熱段。當加熱段在下，冷卻段在上，熱管呈豎直放置時，工作液體的回流靠重力足可滿足，無須毛細結構的管芯，這種不具有多孔體管芯的熱管被稱為熱虹吸管。

熱管(heat pipe)技術被廣泛應用在宇航、軍工等行業，特別是用于增強換熱。熱管可以快速高效的傳熱，其導熱能力可到金屬銅的數十倍甚至上百倍。

在建筑領域，特別是夏熱冬冷地區，由于建筑熱惰性的存在和太陽輻射作用，冬季和春季部分時段室外溫度高于室內，室外比較溫暖時室內仍舊較為陰冷。將室外熱量快速大量的傳遞到室內，可以改善室內熱舒適狀況，并減少采暖能耗。在夏季和秋季，部分時段室外較為涼爽，但是由于建筑室內設備人員發熱和建筑的熱惰性，室內溫度高于室外。此時，將室內熱量快速傳遞到室外，可以降低室內溫度，使室內變得涼爽，減少空調制冷能耗。既有研究主要集中于冬季通過熱管將室外太陽輻射熱高效的傳導到室內，而不考慮其他季節熱管的積極或消極作用。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種組合式熱管系統及其應用的建筑結構，用于解決現有技術中無法利用熱管根據季節調節室內溫度的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明的實施例提供一種組合式熱管系統，應用于建筑結構中，所述建筑結構為屋體的墻體或屋頂；所述組合式熱管系統包括：至少一個第一熱管，傾斜置于建筑結構中，所述第一熱管的蒸發段靠近所述建筑結構的外壁，冷凝段靠近所述建筑結構的內壁；至少一個第二熱管，傾斜置于建筑結構中，所述第二熱管的蒸發段靠近所述建筑結構的內壁，冷凝段靠近所述建筑結構的外壁；第一管路，與各所述第一熱管的蒸發段相連，用于向所述第一熱管中充灌工作介質或排空所述第一熱管中的工作介質；第二管路，與各所述第二熱管的蒸發段相連，用于向所述第二熱管中充灌工作介質或排空所述第二熱管中的工作介質。

于本發明的一實施例中，所述第一熱管的冷凝段高于蒸發段；所述第二熱管的冷凝段高于蒸發段。

于本發明的一實施例中，所述第一熱管的啟動溫度為10℃～24℃；所述第二熱管的啟動溫度為25℃以上。

于本發明的一實施例中，所述第一熱管與水平面的夾角為30°～60°；所述第二熱管與水平面的夾角為30°～60°。

于本發明的一實施例中，所述第一熱管的管徑為3cm～5cm；所述第二熱管的的管徑為3cm～5cm。

于本發明的一實施例中，各所述第一熱管之間的間距、各所述第二熱管之間的間距以及所述第一熱管與所述第二熱管之間的間距均為20cm～35cm。