一種雙循環動力熱管系統的製作方法

2023-06-12 06:37:01 1

專利名稱：一種雙循環動力熱管系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於熱交換技術領域，尤其涉及一種雙循環動力熱管系統。
背景技術：
熱管作為高效傳熱元件，在工程中的應用日益普及。熱管不僅在餘熱回收、電子元器件冷卻等方面得到廣泛的應用，而且在傳統的傳熱傳質設備領域中，熱管有替代循環水、循環油和水蒸汽傳熱的趨勢。在環境溫度較低時，熱管還可以替代目前的空調系統，作為電子設備、電力設備、計算機房、通信機房的散熱控溫元件。熱管有多種結構形式，也有多種分類方法。按液體工作介質的回流動力進行分類，熱管可為表面張力熱管、重力熱管、離心熱管、脈動熱管和動力熱管等幾大類。表面張力熱管靠吸液芯對液體產生的表面張力回流液體；重力熱管靠重力回流液體；離心熱管靠轉動 產生的離心力回流液體；脈動熱管靠蒸發產生氣泡的膨脹力推動循環；這些熱管的共同特點是熱管內部沒有運動部件，其優點是結構簡單，適合小型化、微型化，其缺點是循環動力較弱，不適合大功率、遠距離傳輸熱量。動力熱管是指外加循環驅動力的熱管系統，這種驅動力通常表現為一種特定形式的流體循環泵。動力熱管的基本結構包括蒸發器、導氣管、冷凝器、儲液罐循環泵和導液管六個部分，它們相互連接構成一個封閉循環迴路，抽真空後加入工作介質就構成一個完整的動力熱管。動力熱管工作時，循環泵從儲液罐抽出液態工作介質送入蒸發器，液態工作介質在蒸發器內受熱蒸發變為氣體，氣體工作介質通過導氣管進入冷凝器，並在冷凝器中冷卻凝結成液體，液體工作介質再經導液管流回儲液罐，從而完成熱管循環，同時熱量從蒸發器端的高溫熱源流向冷凝器端的低溫熱源。動力熱管的優點是循環動力強大，適合大功率、遠距離傳輸熱量。上述動力熱管系統要想實現理想的工作狀態下，它的冷凝器必須具有良好的氣液分離功能。如果在冷凝器中工作介質氣液分離不充分，氣體工作介質就會不斷進入儲液罐並形成積累。這種現象會造成兩種結果一是如果系統中的總氣體工作介質體積小於儲液罐容積，氣體工作介質在儲液罐中的積累，最終導致全部氣態工作介質都積累到了儲液罐，這時循環泵、導液管、蒸發器、導氣管、冷凝器內流動的是單一液相工作介質，整個系統形成液體循環狀態；在液態循環狀態下，沒有蒸發和冷凝過程，系統也就沒有了熱管傳熱功能，而且一旦形成液體循環狀態不能在工作狀態下恢復正常，只有停機再重新開機才能恢復正常。二是如果系統中的總氣體工作介質體積大於儲液罐容積，氣體工作介質在儲液罐中的積累，最終導致氣態工作介質充滿儲液罐，這時循環泵將吸入氣體，而動力熱管系統的循環泵通常是為輸送液體而設計的，氣體的吸入會造成泵壓急劇下降，從而造成循環動力不足，並造成蒸發器供液困難。為了使冷凝器具有完全的氣液分離功能，冷凝器通常採用直徑較大、相互並聯、豎立排管結構，這種結構散熱效率較低，且體積較大。總之，目前的動力熱管存在氣液分離困難和循環動力不足的問題。正因為這樣，動力熱管並沒有得到推廣應用。

發明內容
本發明的目的是給出一種雙循環動力熱管系統，以解決目前動力熱管存在的氣液分離困難和循環動力不足的問題。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案如下
一種雙循環動力熱管系統，它由蒸發器(5)、蒸發器導液管(8)、蒸發器導氣管(9)、冷凝器(I)、冷凝器導液管(7)、冷凝器導氣管(6)、蒸發器循環泵(4)、冷凝器循環泵(2)、儲液罐(3)和電路控制系統；所述蒸發器(5)、蒸發器 導氣管(9)、儲液罐(3)、蒸發器循環泵
(4)、蒸發器導液管(8)按上述順序連接成一個蒸發循環迴路，蒸發器循環泵(4)串接在蒸發器導液管(8)上，蒸發器導液管(8)和儲液罐(3)的接口(33)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之下處，蒸發器導氣管(9)和儲液罐(3)的接口(34)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之上處；所述冷凝器(I)、冷凝器導液管(7)、冷凝器循環泵(2)、儲液罐(3)、冷凝器導氣管(6)按上述順序連接成一個冷凝循環迴路，冷凝器循環泵(2)串接在冷凝器導液管上，冷凝器導氣管(6)和儲液罐(3)的接口(31)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之上處，冷凝器導液管(7)和儲液罐(3)的接口(32)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之下處；所述儲液罐(3)為蒸發循環迴路與冷凝循環迴路的接合點，它把兩個循環連接為完整的熱管循環；所述電路控制系統控制著蒸發器循環泵(4)和冷凝器循環泵(2)的電機開啟和運轉狀態，從而控制熱管系統的運行狀態；此熱管系統工作時，蒸發器循環泵(4)把液態工作介質從儲液罐(3)吸入並經蒸發器導液管(8)送至蒸發器(5)，蒸發器(5)同時與高溫熱源相接觸，液態工作介質在蒸發器(5)內受高溫熱源的加熱而蒸發為氣體，並吸收熱量，蒸發形成的氣體和部分沒有蒸發的液體在高速流動中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發器(5)流出經蒸發器導氣管(9)回到儲液罐(3)，進入儲液罐(3)的氣液二相流體在重力作用下完成氣液分離，從而完成蒸發循環；在冷凝器循環泵(2)的抽吸力作用下，儲液罐(3)中的氣態工作介質通過冷凝器導氣管(6)進入冷凝器(I )，冷凝器(I)同時與低溫熱源相接觸，氣態工作介質在冷凝器(I)內受低溫熱源的冷卻而冷凝為液體，並放出熱量，冷凝形成的液體和部分沒有液化的氣體在高速流動中混合成氣液二相流體，它們從冷凝器(I)流出經冷凝器導液管(7)和冷凝器循環泵(2)回到儲液罐(3)，進入儲液罐(3)的氣液二相流體在重力作用下完成氣液分離，從而完成冷凝循環；蒸發循環和冷凝循環同時進行，蒸發循環產生的氣體工作介質進入冷凝循環，冷凝循環產生的液態工作介質進入蒸發循環，同時把熱量從蒸發器搬運至冷凝器。以上所述儲液罐(3)為一外表面設有隔熱層的耐高壓密封容器，儲液罐(3)的功能是實現循環工作介質的氣液分離和儲存工作介質，並作為蒸發循環的液體工作介質的供應源和冷凝循環的氣體工作介質的供應源；儲液罐(3)實現氣液分離的方式可以選擇簡單的重力沉降分離，也可以在蒸發器導氣管出口和冷凝器導氣管入口處設置濾網或擋板，以實現絲網分離或折流分離；儲液罐這樣設置，完全解決了動力熱管氣液分離困難的問題。以上所述儲液罐(3)容積大小應與蒸發器(5)和冷凝器(I)的容積相匹配，其最佳選擇範圍是大於蒸發器(5)及其導氣管、導液管的總容積，而小於蒸發器(5)、冷凝器(I)和整個系統的導氣、導液管的總容積；以上儲液罐(3)容積的最佳選擇範圍，是在考慮系統的穩定性和可靠性的前提下，再考慮到經濟性而給出的。以上所述冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)應選用能夠同時輸送氣體和液體的容積式氣液二相流輸送泵；；兩個循環泵選用容積式氣液二相流輸送泵，完全解決了目前動力熱管存在的循環動力不足的問題，保證了熱管在任何條件下都可以穩定可靠地工作；所述冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)可以由同一個電機驅動，也可以由兩個電機分別驅動；所述冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)的流量最好相等或相近，雙循環動力熱管系統的最大傳熱功率等於或小於兩個循環泵的流量的較小值與液體工作介質蒸發潛熱的乘積；雙循環動力熱管系統可以通過調節循環泵流量來實現調節系統傳熱量。所述冷凝器循環泵(2)和 蒸發器循環泵(4)通常選擇為齒輪泵、羅茨泵、螺杆泵、轉子活塞泵、往復式活塞泵。以上所述雙循環動力系統在正常循環方向時具有單向傳熱功能；當系統的工作介質循環方向反轉時，熱管系統的傳熱方向也跟著反轉；要實現工作介質循環方向反轉，可以選擇兩種方式，一是冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)可以選擇電機可反向轉動的、具有雙向輸送功能的齒輪泵、羅茨泵、螺杆泵；二是可以通過四通換向閥(10)來實現循環反轉；熱管的雙向傳熱功能對許多應用場合是非常重要的，例如熱管作為中央空調入戶終端傳熱裝置，要求既能供熱又能供冷，雙向傳熱是必須的。以上所述冷凝器(I)可以是一個換熱器，也可以是多個換熱器通過分流管(11)並聯；所述蒸發器(5)同樣可以是一個換熱器，也可以是多個換熱器通過分流管(11)並聯；所述蒸發器(5)和冷凝器(I)可以根據接觸的熱源的介質的不同選用不同形式的換熱器；如果熱源的介質為液體或飽和氣液二相流體，可選擇板式換熱器或管式換熱器；如果熱源的介質為非冷凝氣體，可選擇盤管翅片換熱器；需要特別說明的是，由於雙循環動力熱管系統的氣液分離過程是在儲液罐內進行的，所以蒸發器和冷凝器並不要求具有氣液分離功能，其結構形式根據傳熱需要可以有多種選擇，因而使動力熱管的應用範圍大為拓寬。以上所述蒸發器導氣管(9)、冷凝器導氣管(6)、蒸發器導液管(8)、冷凝器導液管
(7)的外表面設有隔熱層；所述蒸發器導氣管(9)和冷凝器導氣管(6)的管徑應足夠大，以使在雙循環動力熱管系統為額定傳熱功率時，導氣管內氣體工作介質的流速小於氣體工作介質音速的0. 4倍，按照熱管設計規範通常取音速的0. 2倍；所述蒸發器導液管(8)和冷凝器導液管(7)的管徑應等於或小於蒸發器導氣管(9)和冷凝器導氣管(6)的管徑。所述雙循環動力熱管系統的工作介質的選擇是由它的工作溫度範圍決定的，工作介質的三相點應低於最低工作溫度，工作介質的臨界點應高於最高工作溫度；所述雙循環動力熱管系統需要在抽真空後才能加入工作介質；所述雙循環動力熱管系統內的液體工作介質所佔的體積的應是大於蒸發器(5)及其導氣、導液管的總容積，但小於蒸發器(5)與儲液罐(3)的容積之和。以上所述電路控制系統包括溫度傳感器、邏輯控制元件、電子開關、繼電器、轉速控制元件、顯示裝置、手動控制裝置等；溫度傳感器測量蒸發端熱源和冷凝端熱源的溫度，邏輯控制元件根據溫度傳感器的數值和人為設定程序來控制循環泵電機的開關狀態、轉速大小和正反轉狀態，從而可以達到自動控溫的目的。本發明給出的雙循環動力熱管系統，很好的解決了目前動力熱管存在的氣液分離困難和循環動力不足的問題，同時具有循環動力強勁、可靠性高、穩定性強、可控性好的優點，適合大功率、遠距離傳輸熱量。這種熱管系統，不僅適合用到各種餘熱利用的節能領域，而且在傳統的傳熱傳質設備領域中，它有替代循環水、循環油和水蒸汽傳熱設備，並具有良好的節能效果。在環境溫度較低時，這種熱管還可以替代目前的空調系統，作為電子設備、電力設備、計算機房、通信機房的散熱控溫元件。


圖I為本發明的雙泵熱管式換熱設備的結構示意 圖2為該系統中加入了四通換向閥後的結構不意 圖3為該系統中加入了分流管後的簡單結構示意 圖4為該系統未加入四通換向閥時的電路控制邏輯 圖5為該系統加入四通換向閥後的電路控制邏輯 圖中編號1_冷凝器；2-冷凝器循環泵；3-儲液罐；4-蒸發器循環泵；5-蒸發 器；6_冷凝器導氣管；7_冷凝器導液管；8_蒸發器導液管；9_蒸發器導氣管；10_四通換向閥；11-分流管；12-溫度傳感器；13-溫度傳感器；14_電路控制板；15-蒸發器循環泵控制板；16_冷凝器循環泵控制板；17_四通換向閥控制板。
具體實施方式
一
下面結合圖I和圖4對本發明的具體結構及工作原理說明如下
參見圖1，一種雙循環動力熱管系統，它由蒸發器(5)、蒸發器導液管(8)、蒸發器導氣管(9)、冷凝器(I)、冷凝器導液管(7)、冷凝器導氣管(6)、蒸發器循環泵(4)、冷凝器循環泵
(2)、儲液罐(3)和電路控制系統；所述蒸發器(5)、蒸發器導氣管(9)、儲液罐(3)、蒸發器循環泵(4)、蒸發器導液管(8)按上述順序連接成一個蒸發循環迴路，蒸發器循環泵(4)串接在蒸發器導液管(8)上，蒸發器導液管(8)和儲液罐(3)的接口(33)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之下處，蒸發器導氣管(9)和儲液罐(3)的接口(34)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之上處；所述冷凝器(I)、冷凝器導液管(7)、冷凝器循環泵(2)、儲液罐(3)、冷凝器導氣管(6)按上述順序連接成一個冷凝循環迴路，冷凝器循環泵(2)串接在冷凝器導液管(7)上，冷凝器導氣管(6)和儲液罐(3)的接口(31)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之上處，冷凝器導液管(7)和儲液罐(3)的接口(32)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之下處；所述儲液罐(3)為蒸發循環迴路與冷凝循環迴路的接合點，它把兩個循環連接為完整的熱管循環；所述電路控制系統控制著蒸發器循環泵(4)和冷凝器循環泵(2)的電機開啟和運轉狀態，從而控制熱管系統的運行狀態。冷凝器(I)安裝在室外，蒸發器(5 )安裝在室內，由室內的溫度傳感器(12 )和室外的溫度傳感器(13)檢測到溫度信號轉換為電信號，兩個電信號在電路控制板(14)上進行邏輯比較，當室外溫度高於室內溫度時，電路控制板(14)對蒸發器循環泵控制板(15)和冷凝器循環泵控制板(16)給出不工作信號，該系統不進行工作；相反當室外溫度低於室內溫度一定值時，電路控制板(14)對蒸發器循環泵控制板(15)和冷凝器循環泵控制板(16)給出工作信號，該系統正常運作。此熱管系統工作時，蒸發器循環泵(4)把液態工作介質從儲液罐(3)吸入並經蒸發器導液管(8)送至蒸發器(5)，蒸發器(5)同時與室內空氣(高溫熱源)相接觸，液態工作介質在蒸發器(5)內受室內空氣(高溫熱源)的加熱而蒸發為氣體，並吸收熱量，蒸發形成的氣體和部分沒有蒸發的液體在高速流動中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發器(5)流出經蒸發器導氣管(9)回到儲液罐(3)，進入儲液罐(3)的氣液二相流體在重力作用下完成氣液分離，從而完成蒸發循環；在冷凝器循環泵(2)的抽吸力作用下，儲液罐(3)中的氣態工作介質通過冷凝器導氣管(6)進入冷凝器(I )，冷凝器(I)同時與室外空氣(低溫熱源)相接觸，氣態工作介質在冷凝器(I)內受室外空氣(低溫熱源)的冷卻而冷凝為液體，並放出熱量，冷凝形成的液體和部分沒有液化的氣體在高速流動中混合成氣液二相流體，它們從冷凝器(I)流出經冷凝器導液管(7)和冷凝器循環泵(2)回到儲液罐(3)，進入儲液罐(3)的氣液二相流體在重力作用下完成氣液分離，從而完成冷凝循環；蒸發循環和冷凝循環同時進行，在儲液罐(3)交匯作用下，蒸發循環產生的氣體工作介質進入冷凝循環，冷凝循環產生的液態工作介質進入蒸發循環，同時把 熱量從蒸發器搬運至冷凝器，這樣在解決現有熱管氣液分離不全的同時完成了把室內多餘熱量搬運到室外去的目的。
具體實施方式
二
該系統可以具有單向傳熱功能，也可以具有雙向傳熱功能；對於單向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設備，冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)可以選擇單向輸送泵，例如具體實施方式
一所示；對於雙向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設備，冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)可以選擇電機可反向轉動的、具有雙向輸送功能的齒輪泵、羅茨泵、螺杆泵。該系統除了把單向循環泵換成雙向循環泵外，其它的結構連接和具體實施方式
一的結構連接一致。冷凝器(I)安裝在室外，蒸發器(5)安裝在室內，由室內安裝的溫度傳感器(12)和室外安裝的溫度傳感器(13)檢測到溫度信號轉換為電信號，兩個電信號在電路控制板
(14)上進行比較，當室外溫度高於室內溫度時，而且用戶需求把室外溫度帶入室內，電路控制板(14)對蒸發器循環泵控制板(15)和冷凝器循環泵控制板(16)給出反向工作信號，這樣室外的冷凝器(I)就作為蒸發器進行工作，室內的蒸發器(5 )就作為冷凝器進行工作，完成用戶對於把室外熱量帶入室內的目的；相反當室外溫度低於室內溫度一定值時，而且用戶需求把室內溫度帶到室外，電路控制板(14)對蒸發器循環泵控制板(15)和冷凝器循環泵控制板(16)給出正向工作信號，該系統正常運作。該系統工作原理除了根據不同需求電路控制板控制著兩個循環泵轉向不同外，其它工作過程和具體實施方式
一運行相同。
具體實施方式
三
該系統可以具有單向傳熱功能，也可以具有雙向傳熱功能；對於單向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設備，冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)可以選擇單向輸送泵，例如具體實施方式
一所示；對於雙向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設備，冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)可以選擇雙向輸送泵，優選為電機可反向轉動的齒輪泵、羅茨泵、螺杆泵，例如具體實施方式
二所示；除此之外，也可以在單向輸送泵系統上加入四通換向閥(10 )進行換向操作。如圖2和圖5所示，四通換向閥(10)其中兩個接口分別接在冷凝器(I)的出液端和蒸發器(5)的進液端，另外兩個接口一個接在蒸發器循環泵(4)的出口端，一個接在冷凝器循環泵(2 )的進口端，其它系統裝置和具體實施方式
一中結構相同。冷凝器(I)安裝在室外，蒸發器(5 )安裝在室內，由室內的溫度傳感器(12 )和室外的溫度傳感器(13)檢測到溫度信號轉換為電信號，兩個電信號在電路控制板(14)上進行比較，當室外溫度高於室內溫度時，而且用戶需求把室外溫度帶入室內，電路控制板(14)對蒸發器循環泵控制板(15)和冷凝器循環泵控制板(16)給出工作信號，電路控制板(14)對換向四通閥(10)給出工作信號並調整換向四通閥閥門方向，使冷凝器循環泵(2)的進口端和蒸發器(5)的進液口連接，蒸發器循環泵(4)的出口端和冷凝器(I)的出液口連接，這樣室外的冷凝器(I)就作為蒸發器進行工作，室內的蒸發器(5)就作為冷凝器進行工作，完成用戶對於把室外溫度帶入室內的目的；相反當室外溫度低於室內溫度一定值時，而且用戶需求把室內溫度帶到室外，電路控制板(14)對蒸發器循環泵控制板(15)和冷凝器循環泵控制板(16)給出工作信號，電路控制板(14)對換向四通閥(10)給出工作信號，並且調整四通換向閥閥門方向，使冷凝器循環泵(2)的進口端和冷凝器(I)的出液口連接，蒸發器循環泵(4)的出口端和蒸發器(5)的進液口連接，這樣組成的系統就能完成用戶對於把室內溫度帶出室內的工作目的。 該實施方式除了控制電板對換向四通閥(10)的控制操作外，其它部分運行原理和具體實施方式
一中運行相同。
具體實施方式
四
由於一些用戶的需求，蒸發端和冷凝端不一定只要一個冷凝器(I)和蒸發器(5)，有時會需要多個散(吸)熱端，為了滿足用戶需求，可以在具體實施方式
一、二、三的基礎上進行改進，在蒸發器進液口、蒸發器出氣口、冷凝器出液口和冷凝器進氣口分別接入分流管(11)使該系統散(吸)熱端可以同時並聯多個蒸發器和冷凝器，而其它系統設備根據用戶需求選用單向傳熱或者雙向傳熱。
權利要求
1.一種雙循環動力熱管系統，它包括蒸發器(5)、蒸發器導液管(8)、蒸發器導氣管(9)、冷凝器(I)、冷凝器導液管(7)、冷凝器導氣管(6)幾個部分，其特徵在於，它還包括蒸發器循環泵(4)、冷凝器循環泵(2)、儲液罐(3)和電路控制系統；所述蒸發器(5)、蒸發器導氣管(9)、儲液罐(3)、蒸發器循環泵(4)、蒸發器導液管(8)按上述順序連接成一個蒸發循環迴路，蒸發器循環泵(4)串接在蒸發器導液管(8)上，蒸發器導液管(8)和儲液罐(3)的接口(33)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之下處，蒸發器導氣管(9)和儲液罐(3)的接口(34)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之上處；所述冷凝器(I)、冷凝器導液管(7)、冷凝器循環泵(2)、儲液罐(3)、冷凝器導氣管(6)按上述順序連接成一個冷凝循環迴路，冷凝器循環泵(2)串接在冷凝器導液管(7)上，冷凝器導氣管(6)和儲液罐(3)的接口(31)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之上處，冷凝器導液管(7)和儲液罐(3)的接口(32)位於儲液罐(3)內的工作介質液面之下處；所述儲液罐(3)為蒸發循環迴路與冷凝循環迴路的接合點，它把兩個循環連接為完整的熱管循環；所述電路控制系統控制著蒸發器循環泵(4)和冷凝器循環泵(2)的電機開啟和運轉狀態，從而控制熱管系統的運行狀態；此熱管系統工作時，蒸發器循環泵(4)把液態工作介質從儲液罐(3)吸入並經蒸發器導液管(8)送至蒸發器(5)，蒸發器(5)同時與高溫熱源相接觸，液態工作介質在蒸發器(5)內受高溫熱源的 加熱而蒸發為氣體，並吸收熱量，蒸發形成的氣體和部分沒有蒸發的液體在高速流動中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發器(5)流出經蒸發器導氣管(9)回到儲液罐(3)，進入儲液te(3)的氣液_■相流體在儲液中完成氣液分尚，從而完成蒸發循環；在冷凝器循環泵(2)的抽吸力作用下，儲液罐(3)中的氣態工作介質通過冷凝器導氣管(6)進入冷凝器(1)，冷凝器(I)同時與低溫熱源相接觸，氣態工作介質在冷凝器(I)內受低溫熱源的冷卻而冷凝為液體，並放出熱量，冷凝形成的液體和部分沒有液化的氣體在高速流動中混合成氣液二相流體，它們從冷凝器(I)流出經冷凝器導液管(7 )和冷凝器循環泵(2 )回到儲液 (3)，進入儲液(3)的氣液_■相流體在儲液中完成氣液分尚，從而完成冷凝循環；蒸發循環和冷凝循環同時進行，蒸發循環產生的氣體工作介質進入冷凝循環，冷凝循環產生的液態工作介質進入蒸發循環，同時把熱量從蒸發器(5)搬運至冷凝器(I)。
2.根據權利要求I所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述儲液罐(3)為一外表面設有隔熱層的耐高壓密封容器，儲液罐(3)的功能是實現循環工作介質的氣液分離和儲存工作介質，並作為蒸發循環的液體工作介質的供應源和冷凝循環的氣體工作介質的供應源；儲液罐(3)實現氣液分離的方式可以選擇簡單的重力沉降分離，也可以在蒸發器導氣管出口和冷凝器導氣管入口處設置濾網或擋板，以實現絲網分離或折流分離。
3.根據權利要求2所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述儲液罐(3)的容積應是大於蒸發器(5)、蒸發器導氣管(9)和蒸發器導液管(8)的總容積,而小於蒸發器(5)、冷凝器(I)和整個系統的導氣、導液管的總容積。
4.根據權利要求I所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)應選用能夠同時輸送氣體和液體的容積式氣液二相流輸送泵；所述冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)可以由同一個電機驅動，也可以由兩個電機分別驅動；所述冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)的流量應相等或相近。
5.根據權利要求4所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述冷凝器循環泵(2)和蒸發器循環泵(4)輸送泵可選擇齒輪泵、羅茨泵、螺杆泵、轉子活塞泵、往復式活塞泵。
6.根據權利要求I所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述雙循環動力熱管系統在正常循環方向時具有單向傳熱功能；當雙循環動力熱管系統的工作介質循環方向反轉時，熱管系統的傳熱方向也跟著反轉；要實現工作介質循環方向反轉，可以選擇兩種方式一是冷凝器循環泵(2 )和蒸發器循環泵(4)可以選擇電機可反向轉動、具有雙向輸送功能的齒輪泵、羅茨泵或螺杆泵；二是可以通過四通換向閥(10)來實現循環反轉。
7.根據權利要求I所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述冷凝器(I)可以是一個換熱器，也可以是多個換熱器通過分流管(11)並聯；所述蒸發器(5 )同樣可以是一個換熱器，也可以是多個換熱器通過分流管(11)並聯；所述蒸發器和冷凝器可以根據接觸熱源的介質不同選用不同形式的換熱器，如果熱源的介質為液體或飽和氣液二相流體，可選擇板式換熱器或管式換熱器，如果熱源的介質為非冷凝氣體，可選擇盤管翅片換熱器。
8.根據權利要求I所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述蒸發器導氣管 (9)、冷凝器導氣管(6)、蒸發器導液管(8)、冷凝器導液管(7)的外表面設有隔熱層；所述蒸發器導氣管(9)和冷凝器導氣管(6)的管徑應足夠大，以使在雙循環動力熱管系統為額定傳熱功率時，導氣管內氣體工作介質的流速小於氣體工作介質音速的0. 4倍；所述蒸發器導液管(8)和冷凝器導液管(7)的管徑應等於或小於蒸發器導氣管(9)和冷凝器導氣管(6)的管徑。
9.根據權利要求I所述的一種雙循環動力熱管系統，其特徵在於，所述雙循環動力熱管系統的工作介質的選擇是由它的工作溫度範圍決定的，工作介質的三相點應低於最低工作溫度，工作介質的臨界點應高於最高工作溫度；所述雙循環動力熱管系統需要在抽真空後才能加入工作介質；所述雙循環動力熱管系統內的液體工作介質所佔的體積應是大於蒸發器(5)及其導氣、導液管的總容積，但小於蒸發器(5)與儲液罐(3)的容積之和。
全文摘要
本發明公開了一種雙循環動力熱管系統，主要由冷凝器、冷凝器循環泵、儲液罐、蒸發器循環泵、蒸發器、連接管道和電路控制部分組成；所述冷凝器、冷凝器循環泵、冷凝器連接管道和儲液罐組成一個冷凝循環迴路，冷凝器的進氣口通過冷凝器導氣管接入儲液罐，冷凝器的出液口通過冷凝器導液管串接冷凝器循環泵後，接入儲液罐；所述蒸發器、蒸發器循環泵、蒸發器連接管道和儲液罐組成一個蒸發循環迴路，蒸發器的進液口通過蒸發器導液管串接蒸發器循環泵後接入儲液罐，蒸發器的出氣口通過蒸發器導氣管也接入儲液罐中；所述電路控制部分控制著系統的運行動作。這種熱管系統可以實現遠距離、大功率和低溫差傳熱，並根據需要調節傳熱量。
文檔編號F28D15/02GK102735085SQ20121025521
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年3月19日
發明者丁式平, 祝長宇 申請人:北京德能恆信科技有限公司