[發(fā)明專利]一種可自動調(diào)節(jié)充注量分布的分離式熱管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011261758.2
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112325685B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 莊大偉;盧經(jīng)朝;丁國良;夏廣輝
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F25B45/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開了一種可自動調(diào)節(jié)充注量分布的分離式熱管，涉及熱管技術領域，包括：充注量自動調(diào)節(jié)裝置、下部液體管、蒸發(fā)器、蒸汽管、冷凝器、上部液體管、上部感溫包、上部引壓管、下部感溫包、下部引壓管。通過本發(fā)明的實施，利用環(huán)境溫度對分離式熱管冷凝器出口過冷度和蒸發(fā)器出口過熱度的影響，通過過冷度與過熱度分別控制冷凝器出口與蒸發(fā)器進口的大小，從而實現(xiàn)依據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)冷凝器與蒸發(fā)器中制冷劑量。

技術領域

本發(fā)明涉及熱管領域，尤其涉及一種可自動調(diào)節(jié)充注量分布的分離式熱管。

背景技術

能源化工裝備、制冷空調(diào)裝置、電子散熱系統(tǒng)等諸多工業(yè)設備中均需要進行高效和低能耗的散熱過程。分離式熱管作為一種散熱裝置，僅依靠重力驅(qū)動工質(zhì)在蒸發(fā)器、蒸汽管、冷凝器與液體管這四個部件間循環(huán)以散出熱量，無需壓縮機或泵等耗能的驅(qū)動部件，具有能耗低的優(yōu)點。現(xiàn)有分離式熱管的制冷劑充注量是固定的，其值是按照額定工況下需要的制冷劑量來確定。但是環(huán)境工況變化時，熱管不再按照設計工況運行，需要的制冷劑充注量會發(fā)生改變；固定充注量將造成熱管中的充注量不足或過多，導致性能大幅下降。比如當環(huán)境溫度上升時，熱管內(nèi)工作壓力將上升，導致氣體密度增大，氣體的質(zhì)量增加；在總的質(zhì)量一定的情況下，必然導致液體部分的質(zhì)量下降、液體部分占的體積變小，從而使得過熱區(qū)面積增加，造成具有強換熱能力的兩相區(qū)面積的減小，這樣就會惡化換熱性能。而當環(huán)境溫度下降，熱管內(nèi)壓力下降導致氣體密度減小，使得氣體的質(zhì)量減少；在總的質(zhì)量一定的情況下，必然導致液體部分的質(zhì)量上升、純液體的過冷段長度增加，這同樣會導致具有強換熱能力的兩相區(qū)面積的減少，引起換熱性能大幅下降。

要解決分離式熱管在工況變化后性能下降問題，熱管換熱器中的制冷劑量應當按照需要量的變化進行自動調(diào)節(jié)，即需要同時做到“根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)節(jié)”和“自動調(diào)節(jié)”。現(xiàn)有具有“根據(jù)環(huán)境工況調(diào)節(jié)”熱管充注量的方法無法做到“自動調(diào)節(jié)”；專利CN109489303A公開了一種工質(zhì)充注量可調(diào)的熱泵/熱管復合供熱裝置，采用在熱管中增加手動調(diào)節(jié)閥門的方式來調(diào)節(jié)制冷劑充注量，只能手動調(diào)節(jié)。現(xiàn)有“自動調(diào)節(jié)”熱管充注量的方法無法“根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)節(jié)”；專利CN111678270A公開了一種帶自力式容量調(diào)節(jié)儲液器的熱管與蒸氣壓縮復合系統(tǒng)，這一系統(tǒng)是根據(jù)熱管/蒸氣壓縮運行模式的不同自行切換充注量；采用該方法調(diào)節(jié)獲得的制冷劑充注量由系統(tǒng)運行模式?jīng)Q定，不隨環(huán)境工況進行調(diào)節(jié)。

因此，本領域的技術人員致力于開發(fā)一種可自動調(diào)節(jié)充注量分布的分離式熱管，滿足分離式熱管系統(tǒng)中的換熱器內(nèi)制冷劑充注量隨著環(huán)境工況而變化的需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是：如何根據(jù)環(huán)境溫度變化自動調(diào)節(jié)熱管中制冷劑的量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可自動調(diào)節(jié)充注量分布的分離式熱管，包括：下部液體管、蒸發(fā)器、蒸汽管、冷凝器、上部液體管、上部感溫包、上部引壓管、下部感溫包、下部引壓管，還包括充注量自動調(diào)節(jié)裝置；

所述充注量自動調(diào)節(jié)裝置具有制冷劑進口、制冷劑出口、頂部引壓口、底部引壓口；

所述制冷劑出口依次與所述下部液體管、所述蒸發(fā)器的進口相連；所述蒸發(fā)器的出口通過所述蒸汽管與所述冷凝器的進口相連，所述冷凝器的出口通過所述上部液體管與所述制冷劑進口相連；

所述頂部引壓口與所述上部引壓管相連，所述上部引壓管與所述上部感溫包相連，所述上部感溫包貼覆于所述上部液體管的壁面上；

所述底部引壓口與所述下部引壓管相連，所述下部引壓管與所述下部感溫包相連，所述下部感溫包貼覆于所述蒸汽管的壁面上；

所述充注量自動調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)部還包括上部可變體積腔體、上部固定體積腔體、緩沖腔體、下部可變體積腔體、下部固定體積腔體；所述上部固定體積腔體位于所述上部可變體積腔體的一側(cè)，所述下部可變體積腔體位于所述下部固定體積腔體的一側(cè)；