專利名稱：雙向傳熱熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙向傳熱熱管，屬于傳熱元件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，公知的熱管是一種導(dǎo)熱性能極高的被動(dòng)傳熱元件，具有單向?qū)崽匦?。熱管利用相變?cè)砗兔?xì)作用，使得它本身的熱傳遞效率比同樣材質(zhì)的純銅高出幾百倍到數(shù)千倍。熱管是一根真空的管，里面所注的工作液體是熱傳遞的媒介。因?yàn)闊峁軆?nèi)部抽成真空以后，在封口之前再注入液體，所以，熱管內(nèi)部的壓力是由工作液體蒸發(fā)后的蒸汽壓力決定的。只要加熱熱管表面，工作液體就會(huì)蒸發(fā)。蒸發(fā)端蒸汽的溫度和壓力都稍稍高于熱管的其它部分，因此，熱管內(nèi)產(chǎn)生了壓力差，促使蒸汽流向熱管內(nèi)較冷的一端。當(dāng)蒸汽在熱管壁上冷凝的時(shí)候，蒸汽放出汽化潛熱，從而將熱傳向了冷凝端。之后，熱管的吸液芯結(jié)構(gòu)或重力使冷凝后液體再回到蒸發(fā)端。只要有熱源加熱，這一過程就會(huì)循環(huán)進(jìn)行。然而，正是由于以上原因使的熱管蒸發(fā)段和熱管冷凝段有高低位差時(shí)就產(chǎn)生了單向?qū)崽匦?，即蒸發(fā)段在下，冷凝段在上，反之則不能工作。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有被動(dòng)傳熱熱管的單向?qū)崽匦?，發(fā)明了一種主動(dòng)雙向傳熱熱管，實(shí)現(xiàn)熱能的雙向傳輸。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是雙向傳熱熱管，由封閉外殼、換熱器、相變換熱介質(zhì)泵、布液裝置、電器控制裝置、相變換熱介質(zhì)、保溫材料等組成，其特征是熱管封閉外殼內(nèi)安裝有一個(gè)低位換熱器，至少安裝有一個(gè)高位換熱器，封閉外殼容腔抽真空后充注有相變換熱介質(zhì)，在雙向傳熱熱管封閉外殼的非換熱面上安裝包裹有保溫材料，相變介質(zhì)循環(huán)泵入口安置于雙向傳熱熱管封閉外殼下端的相變換熱介質(zhì)內(nèi)，出口通過管道與布液裝置連接，相變換熱介質(zhì)泵通過熱管內(nèi)的電器控制裝置進(jìn)行控制，換熱器的管壁上附有便于導(dǎo)熱、增加其換熱面積和蓄液的毛吸材料，布液裝置對(duì)應(yīng)安裝于至少一個(gè)高位換熱器之上，相變換熱介質(zhì)沿?zé)峁芄鼙诨蜓毓艿雷匀幌铝鞑家骸?br> 雙向傳熱熱管利用了相變換熱介質(zhì)是靠液體在蒸發(fā)段蒸發(fā)吸熱，體積膨脹，壓力溫度升高，在冷凝段放熱冷凝體積縮小，壓力溫度降低這一特點(diǎn)，將不能自然流到蒸發(fā)段蒸發(fā)吸熱的相變換熱介質(zhì)通過相變換熱介質(zhì)泵傳輸上去，并通過布液裝置均勻布液使其在蒸發(fā)段蒸發(fā)吸熱，變成體積膨脹，壓力、溫度升高的蒸汽，迅速擴(kuò)散到冷凝段使其放熱冷凝，體積縮小，壓力、溫度降低變成液體。這樣就實(shí)現(xiàn)了熱管自然和強(qiáng)制雙向傳熱。
為了使雙向傳熱熱管布液更加充分，相變換熱介質(zhì)泵的管道上，與上置換熱器末級(jí)布液盤之間或連接有噴射吸液裝置。
為了使雙向傳熱熱管的冷熱通過熱管更方便的倒出，上下?lián)Q熱器之間可設(shè)有中間換熱器，中間換熱器上設(shè)有布液裝置，對(duì)于上置換熱器來講可視為下置換熱器，對(duì)于下置換熱器來講可視為上置換熱器，因其具有與上置換熱器相同的布液裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向傳熱熱管的互補(bǔ)供冷蓄冷，供熱蓄熱，便于雙向傳熱熱管的安裝。其相變換熱介質(zhì)通過控制閥門的切換控制上置換熱器與中置換熱器之間的相變換熱介質(zhì)分配。
裝置內(nèi)設(shè)有溫度、壓力、液位自動(dòng)控制裝置，相變換熱介質(zhì)泵通過電器控制裝置控制。
雙向傳熱熱管的換熱器的另一側(cè)設(shè)有傳熱介質(zhì)入口、出口，或上布液口，下引出口和氣體排出口?；驌Q熱器為常規(guī)熱管。
相變換熱介質(zhì)或沿?zé)峁芄鼙谧匀幌铝鞑家海蜓毓艿老铝鞑家?，相變換熱介質(zhì)或?yàn)樗?、丙酮、氟利昂及其它相變介質(zhì)。換熱器的另一側(cè)設(shè)有傳熱介質(zhì)入口、出口，或上布液口，下引出口和氣體排出口。雙向傳熱熱管可以和現(xiàn)有的各種空調(diào)裝置連接組合，可以作為地源熱泵，水源熱泵和自然的蓄冷蓄熱裝置。
雙向傳熱熱管布液裝置或?yàn)閲娏苎b置，或?yàn)殚]環(huán)溢流管槽，或?yàn)槊钜翰家壕W(wǎng)條，或?yàn)椴紳M溢流孔的毛吸蓄液淋液托盤，布液裝置使換熱器換熱管的表面均勻分布滯留有相變換熱介質(zhì)。這樣使相變換熱介質(zhì)通過重力和毛吸的共同作用，實(shí)現(xiàn)其布液均勻，傳熱迅速的效果。
雙向傳熱熱管換熱器的換熱面或?yàn)榉忾]外殼的殼壁，或?yàn)榘惭b密封于封閉外殼殼壁上的安裝有導(dǎo)熱翅片和毛吸材料的常規(guī)熱管，常規(guī)熱管的另一端或?yàn)槊芊馓讐毫ζ胶獍惭b；或?yàn)榉忾]外殼殼壁上的安裝有導(dǎo)熱封閉套管，常規(guī)熱管或?yàn)樗桨惭b。這種裝置為相對(duì)于換熱介質(zhì)低容量的熱管，其內(nèi)部配裝有常規(guī)小容量的相變換熱介質(zhì)泵。
雙向傳熱熱管換熱器的換熱面或?yàn)榘惭b于封閉外殼內(nèi)的換熱管，其上設(shè)有熱膨脹吸收裝置。其目的是通過自由端或形變膨脹吸收波紋板或平面波紋吸收板吸收換熱器熱脹冷縮所產(chǎn)生的應(yīng)力。此裝置為大容量熱管，所配相變換熱介質(zhì)泵容量大，此裝置常用于空調(diào)和蓄冷蓄熱裝置中。
雙向傳熱熱管換熱器的換熱面或?yàn)榘惭b于封閉外殼壁上帶翅片的換熱管，換熱管互為相通，在熱管管腔內(nèi)與布液裝置連接，換熱管的外側(cè)端頭上設(shè)有熱虹吸助循環(huán)裝置，熱虹吸助循環(huán)裝置可上下伸縮?；?yàn)橛幸欢◤?qiáng)度的一端連接在換熱器上，另一端下沉或漂浮于水中的管。此裝置常用于存在溫差并有一定深度的水中使用。
本實(shí)用新型的有益效果是，可以實(shí)現(xiàn)熱能的雙向傳輸?？梢詮V泛用于空調(diào)機(jī)的蓄冷蓄熱、太陽能應(yīng)用，水源的蓄冷蓄熱，實(shí)現(xiàn)以低的成本，解決蓄能問題。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明


圖1為雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為帶吸液噴射器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為設(shè)有中置換熱器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為設(shè)有中置換熱器帶噴射器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖5為換熱器帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖6為換熱器帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的、帶吸液噴射器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖7為換熱器帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的、設(shè)有中置換熱器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖8為換熱器帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的、設(shè)有中置換熱器的、帶吸液噴射器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；圖9為換熱器翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；
圖10為帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的上置換熱器、下置換熱器為翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；
圖11為帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的上置換熱器、中置換熱器和下置換熱器為翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；
圖12為常規(guī)熱管翅片上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器的雙向傳熱熱管換熱器的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖13為帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的上置換熱器、下置換熱器為常規(guī)熱管翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器的雙向傳熱熱管結(jié)構(gòu)原理圖；
圖14為帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)的上置換熱器、中置換熱器和下置換熱器為常規(guī)熱管翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器的雙向傳熱熱管換熱器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中1相變換熱介質(zhì)、2換熱器換熱介質(zhì)輸入管、3下置換熱器、4換熱器介質(zhì)出口、5雙向換熱熱管管腔、6保溫材料、7電器控制裝置、8測(cè)量元件、9電源開關(guān)、10毛吸蓄液盤、11上置換熱器、12布液裝置、13吸液噴射器、14吸液管、15下置蓄液槽、16浮球控制器、17冷凝液噴淋器、18輸液管、19相變換熱介質(zhì)泵、20中置換熱器、21中置換熱器布置裝置、22布液裝置控制閥、23換熱器相變介質(zhì)排氣口、24毛吸蓄液管、25膨脹應(yīng)力吸收器、26換熱管出氣口、27熱虹吸循環(huán)導(dǎo)流器、28壓力平衡吸盤密封套、29導(dǎo)熱毛吸材料、30壓力平衡吸盤密封套毛吸材料支撐架、31伸縮熱虹吸管具體實(shí)施方式
在
圖1中當(dāng)雙向傳熱熱管的下置換熱器3為蒸發(fā)段、上置換熱器11為冷凝段，雙向傳熱熱管為被動(dòng)式熱管，無須外加動(dòng)力，可通過重力的作用，使在上置換熱器11上冷凝的相變換熱介質(zhì)1回流下置換熱器3，實(shí)現(xiàn)熱的傳導(dǎo)。在此過程中，通入下置換熱器3內(nèi)的介質(zhì)被冷卻，通過上置換熱器11內(nèi)的介質(zhì)被加熱。當(dāng)下置換熱器3為冷凝段，上置換熱器11為蒸發(fā)段時(shí)，冷凝的相變換熱介質(zhì)1匯積于熱管的下端，通過相變換熱介質(zhì)泵19將相變換熱介質(zhì)1泵入布液裝置12，進(jìn)行噴淋布液，液體通過上置換熱器11加熱蒸發(fā)變?yōu)槠w，體積增大，壓力升高，溫度升高，并通過雙向換熱熱管管腔5擴(kuò)散到下置換熱器3側(cè)，在下置換熱器3上冷凝為液體，體積縮小，壓力、溫度降低，構(gòu)成強(qiáng)迫循環(huán)。在此過程中，下置換熱器3內(nèi)流淌的介質(zhì)被加熱，上置換熱器11內(nèi)流淌的介質(zhì)被冷卻。
在圖2中其自然循環(huán)的工作狀況等同于
圖1，其被動(dòng)工作狀況為相變換熱介質(zhì)泵19將相變換熱介質(zhì)1泵入到布液裝置12的過程中，吸液管14將下置蓄液槽15內(nèi)匯積的相變換熱介質(zhì)1抽吸，通過吸液噴射器13抽出，經(jīng)布液裝置12布液，可以增大上置換熱器11的循環(huán)量，使上置換熱器11布液更加充分、均勻，提高其換熱效率。
在圖3中當(dāng)雙向傳熱熱管的下置換熱器3為蒸發(fā)段、上置換熱器11為冷凝段，中置換熱器20為蒸發(fā)段或冷凝段。其工作流程等同于
圖1。
在圖4中增加了中置換熱器20，中置換熱器20為蒸發(fā)段或冷凝段。其工作流程等同于圖2。
在圖5中雙向傳熱熱管的下置換熱器3、上置換熱器11帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置。其工作流程等同于
圖1。
在圖6中雙向傳熱熱管的下置換熱器3、上置換熱器11帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置，且?guī)в形簢娚淦?3。其工作流程等同于圖2。
在圖7中雙向傳熱熱管的下置換熱器3、上置換熱器11、中置換熱器20帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置。其工作流程等同于
圖1。
在圖8中雙向傳熱熱管的下置換熱器3、上置換熱器11、中置換熱器20帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置，且?guī)в形簢娚淦?3。其工作流程等同于圖2。
在圖9中雙向傳熱熱管的下置換熱器3、上置換熱器11翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器。其工作流程等同于
圖1。
在
圖10中雙向傳熱熱管的下置換熱器3翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器、上置換熱器11帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置。其工作流程等同于
圖1。
在
圖11中雙向傳熱熱管的下置換熱器3翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器、上置換熱器11、中置換熱器20帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置。其工作流程等同于
圖1。
在
圖12中雙向傳熱熱管的換熱器為常規(guī)熱管翅片上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器與雙向傳熱熱管換熱器結(jié)合。其工作流程等同于
圖1。
在
圖13中雙向傳熱熱管上置換熱器24帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)、下置換熱器3為常規(guī)熱管翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器。其工作流程等同于
圖1。
在
圖14中雙向傳熱熱管的上置換熱器11、中置換熱器20帶有熱膨脹應(yīng)力吸收裝置熱交換側(cè)為變相介質(zhì)、下置換熱器3為常規(guī)熱管翅片管上安裝有熱虹吸導(dǎo)流器。其工作流程等同于圖4。
權(quán)利要求1.雙向傳熱熱管，由封閉外殼、換熱器、相變換熱介質(zhì)泵、布液裝置、電器控制裝置、相變換熱介質(zhì)、保溫材料組成，其特征是熱管封閉外殼內(nèi)安裝有一個(gè)低位換熱器，至少安裝有一個(gè)高位換熱器，封閉外殼容腔抽真空后充注有相變換熱介質(zhì)，在雙向傳熱熱管封閉外殼的非換熱面上安裝包裹有保溫材料，相變介質(zhì)循環(huán)泵入口安置于雙向傳熱熱管封閉外殼下端的相變換熱介質(zhì)內(nèi)，出口通過管道與布液裝置連接，相變換熱介質(zhì)泵通過熱管內(nèi)的電器控制裝置進(jìn)行控制，換熱器的管壁上附有便于導(dǎo)熱、增加其換熱面積和蓄液的毛吸材料，布液裝置對(duì)應(yīng)安裝于至少一個(gè)高位換熱器之上，相變換熱介質(zhì)沿?zé)峁芄鼙诨蜓毓艿雷匀幌铝鞑家骸?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是相變換熱介質(zhì)泵的管道上，與上置換熱器末級(jí)布液盤之間或連接有噴射吸液裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是低位換熱器、高位換熱器之間可設(shè)有中間換熱器，相變換熱介質(zhì)通過控制閥門的切換，控制高位換熱器與中間換熱器之間的相變換熱介質(zhì)分配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是雙向傳熱熱管內(nèi)設(shè)有溫度、壓力、液位自動(dòng)控制裝置，相變換熱介質(zhì)泵通過電器控制裝置控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是換熱器的另一側(cè)設(shè)有傳熱介質(zhì)入口、出口，或上布液口，下引出口和氣體排出口，或換熱器為常規(guī)熱管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是相變換熱介質(zhì)或沿?zé)峁芄鼙谧匀幌铝鞑家?，或沿管道下流布液，相變換熱介質(zhì)或?yàn)樗?、氨、丙酮、氟利昂及其它相變介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是布液裝置或?yàn)閲娏苎b置，或?yàn)殚]環(huán)溢流管槽，或?yàn)槊钜翰家壕W(wǎng)條，或?yàn)椴紳M溢流孔的毛吸蓄液淋液托盤，布液裝置使換熱器換熱管的表面均勻分布滯留有相變換熱介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是換熱器的換熱面或?yàn)榉忾]外殼的殼壁，或?yàn)榘惭b密封于封閉外殼殼壁上的安裝有導(dǎo)熱翅片和毛吸材料的常規(guī)熱管，常規(guī)熱管的另一端或?yàn)槊芊馓讐毫ζ胶獍惭b；或?yàn)榉忾]外殼殼壁上的安裝有導(dǎo)熱封閉套管，常規(guī)熱管或?yàn)樗桨惭b。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是換熱器的換熱面或?yàn)榘惭b于封閉外殼內(nèi)的換熱管，其上設(shè)有熱膨脹吸收裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向傳熱熱管，其特征是換熱器的換熱面或?yàn)榘惭b于封閉外殼壁上帶翅片的換熱管，換熱管互為相通，在熱管管腔內(nèi)與布液裝置連接，換熱管的外側(cè)端頭上設(shè)有熱虹吸助循環(huán)裝置，熱虹吸助循環(huán)裝置可上下伸縮；或?yàn)橛幸欢◤?qiáng)度的一端連接在換熱器上，另一端下沉或漂浮于水中的管。
專利摘要雙向傳熱熱管，由封閉外殼、換熱器、相變換熱介質(zhì)泵、布液裝置、電器控制裝置、相變換熱介質(zhì)、保溫材料等組成。熱管封閉外殼內(nèi)安裝有一個(gè)低位換熱器，至少安裝有一個(gè)高位換熱器，封閉外殼容腔抽真空后充注有相變換熱介質(zhì)，在雙向傳熱熱管封閉外殼的非換熱面上安裝包裹有保溫材料，相變介質(zhì)循環(huán)泵入口安置于雙向傳熱熱管封閉外殼下端的相變換熱介質(zhì)內(nèi)，出口通過管道與布液裝置連接，相變換熱介質(zhì)泵通過熱管內(nèi)的電器控制裝置進(jìn)行控制，換熱器的管壁上附有便于導(dǎo)熱、增加其換熱面積和蓄液的毛吸材料，布液裝置對(duì)應(yīng)安裝于至少一個(gè)高位換熱器之上，相變換熱介質(zhì)沿?zé)峁芄鼙诨蜓毓艿雷匀幌铝鞑家骸１狙b置可以實(shí)現(xiàn)熱管的雙向傳熱，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F28D15/02GK2844829SQ20042015044
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者徐寶安 申請(qǐng)人:徐寶安