一種多通路脈動熱管換熱器的製造方法
2023-07-13 20:08:56
一種多通路脈動熱管換熱器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種多通路脈動熱管換熱器，包括一個熱源通道、一個冷源通道、一個隔板和一組多通路脈動熱管，脈動熱管換熱器的加熱端處於熱源通中，冷凝端處於冷源通道中，其中冷源通道和熱源通道平行放置，中間通過隔板分開；多通路脈動熱管由多組上總管、多組下總管和上、下總管設置的多個支管；上、下總管以及支管的管充有工質材料，工質材料在表面張力的作用下以工質氣塞和工質液塞的形式相間、均勻地分布於上、下總管以及支管形成的封閉迴路中。本發明的製作工藝簡單但不失靈活，在延長了換熱器使用壽命的前提下提高了傳熱效率。
【專利說明】一種多通路脈動熱管換熱器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種換熱裝置，具體涉及一種能夠用於工業餘熱回收及建築餘能回收的多通路脈動熱管換熱器。
【背景技術】
[0002]脈動熱管(pulsating heat pipe)最早由Akachi於上世紀90年代提出，現在已經成功用於電子設備冷卻。作為熱管家族的新成員，具有結構簡單，成本低等優點。脈動熱管是將細小的毛細銅管彎曲成蛇形結構，將脈動熱管密封，抽真空後充入工質，工質在表面張力的作用下以液塞和氣塞的形式存在，氣塞和液塞在壓力差的作用下會隨機形成振蕩流動，將熱量由脈動熱管的蒸發端流至冷凝端，從而達到傳熱的目的。脈動熱管換熱器是基於脈動熱管傳熱元件，利用內部工質的氣化潛熱實現能量的轉移。
[0003]現有技術的換熱器主要是普通的熱管式換熱器，其中重力式熱管換熱器應用最廣。但是重力熱管換熱器的冷凝段的安裝位置必須高於蒸發段，因此只適合於冷源在上、熱源在下的場合，因此在實際使用中安裝位置對其在如工業餘熱及建築餘能的應用場所有所限制，除了適應性，其傳熱性能也亟需改善。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明提供一種多通路脈動熱管換熱器，將高效的傳熱元件多通路型脈動熱管應用於換熱器中，製作工藝簡單，傳熱性能穩定。
[0005]本發明採用的技術方案具體為:一種多通路脈動熱管換熱器，包括由平行設置的熱源通道和冷源通道，所述熱源通道和冷源通道由隔板隔開，換熱器的加熱端置於所述熱源通道中，換熱器的冷凝端端置於所述冷源通道中，可以通過調節所述隔板的位置改變所述加熱端和冷凝端的換熱面積；還包括一組多通路脈動熱管，所述脈動熱管包括橫向分布的至少一組上總管和下總管，多組支管縱向排列於所述上總管和下總管之間；所述多組支管穿過所述隔板。
[0006]所述支管和上、下總管可採用異型管或者在管外添加翅片。
[0007]所述多組支管的排列方式為順排或叉排。
[0008]所述上、下總管與支管相連通形成封閉迴路，在所述脈動熱管內部抽真空的情況下充注工質材料，所述工質材料在表面張力的作用下以所述工質氣塞和工質液塞的形式相間、均勻地分布於所述封閉迴路中。
[0009]採用雙級旋片式真空泵對所述脈動熱管內部抽真空。
[0010]所述熱源通道內和冷源通道內由工質氣塞和工質液塞組成的流體的流動方式為逆流或者順流。
[0011]工質材料為包括丙酮、乙醇或去離子水的低沸點工質。
[0012]脈動熱管的管材為與工質材料相容性強的銅或者不鏽鋼。
[0013]所述支管和上、下總管的管徑D為l_3mm，滿足:[0014]
【權利要求】
1.一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，包括由平行設置的熱源通道和冷源通道，所述熱源通道和冷源通道由隔板隔開，換熱器的加熱端置於所述熱源通道中，換熱器的冷凝端端置於所述冷源通道中，可以通過調節所述隔板的位置改變所述加熱端和冷凝端的換熱面積；還包括一組多通路脈動熱管，所述脈動熱管包括橫向分布的至少一組上總管和下總管，多組支管縱向排列於所述上總管和下總管之間；所述多組支管穿過所述隔板。
2.根據權利要求1所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，所述支管和上、下總管可採用異型管或者在管外添加翅片。
3.根據權利要求1所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，所述多組支管的排列方式為順排或叉排。
4.根據權利要求1所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，所述上、下總管與支管相連通形成封閉迴路，在所述脈動熱管內部抽真空的情況下充注工質材料，所述工質材料在表面張力的作用下以所述工質氣塞和工質液塞的形式相間、均勻地分布於所述封閉迴路中。
5.根據權利要求4所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，採用雙級旋片式真空泵對所述脈動熱管內部抽真空。
6.根據權利要求1所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，所述熱源通道內和冷源通道內由工質氣塞和工質液塞組成的流體的流動方式為逆流或者順流。
7.根據權利要求1所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，工質材料為包括丙酮、乙醇或去離子水的低沸點工質。
8.根據權利要求1所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，脈動熱管的管材為與工質材料相容性強的銅或者不鏽鋼。
9.根據權利要求1所述的一種多通路脈動熱管換熱器，其特徵在於，所述支管和上、下總管的管徑D為l-3mm,滿足:` 0.7 L-σ、<D< 1.83 L-σ、
V [Pup -Prap HV \PliP —P- ).g 其中σ為工質表面張力，Plip為工質的液相密度，Pvap為工質的氣相密度，g為重力加速度。
10.一種多通路脈動熱管的製作方法，其特徵在於，先將隔板上按照全部支管的排列位置進行打孔，然後將所述支管一一插入隔板的孔中，並按照設計的加熱端和冷凝端的換熱面積將隔板採用螺栓固定於冷源通道和熱源通道之間；最後對隔板、上、下總管及支管進行焊接。
【文檔編號】F28D15/02GK103776287SQ201310745488
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】史維秀, 潘利生, 李海 申請人:北京建築大學