專利名稱：一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱管作為高效傳熱元件，在工程中的應(yīng)用日益普及。熱管不僅在余熱回收、電子元器件冷卻等方面得到廣泛的應(yīng)用，而且在傳統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)設(shè)備領(lǐng)域中，熱管有替代循環(huán)水、循環(huán)油和水蒸汽傳熱的趨勢。在環(huán)境溫度較低時，熱管還可以替代目前的空調(diào)系統(tǒng)，作為電子設(shè)備、電力設(shè)備、計算機房、通信機房的散熱控溫元件。熱管有多種結(jié)構(gòu)形式，也有多種分類方法。按液體工作介質(zhì)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(chǎn)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(zhuǎn)動 產(chǎn)生的離心力回流液體；脈動熱管靠蒸發(fā)產(chǎn)生氣泡的膨脹力推動循環(huán)；這些熱管的共同特點是熱管內(nèi)部沒有運動部件，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，適合小型化、微型化，其缺點是循環(huán)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(huán)驅(qū)動力的熱管系統(tǒng)，這種驅(qū)動力通常表現(xiàn)為一種特定形式的流體循環(huán)泵。動力熱管的基本結(jié)構(gòu)包括蒸發(fā)器、導(dǎo)氣管、冷凝器、儲液罐循環(huán)泵和導(dǎo)液管六個部分，它們相互連接構(gòu)成一個封閉循環(huán)回路，抽真空后加入工作介質(zhì)就構(gòu)成一個完整的動力熱管。動力熱管工作時，循環(huán)泵從儲液罐抽出液態(tài)工作介質(zhì)送入蒸發(fā)器，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)受熱蒸發(fā)變?yōu)闅怏w，氣體工作介質(zhì)通過導(dǎo)氣管進入冷凝器，并在冷凝器中冷卻凝結(jié)成液體，液體工作介質(zhì)再經(jīng)導(dǎo)液管流回儲液罐，從而完成熱管循環(huán)，同時熱量從蒸發(fā)器端的高溫?zé)嵩戳飨蚶淠鞫说牡蜏責(zé)嵩础恿峁艿膬?yōu)點是循環(huán)動力強大，適合大功率、遠距離傳輸熱量。上述動力熱管系統(tǒng)要想實現(xiàn)理想的工作狀態(tài)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(zhì)氣液分離不充分，氣體工作介質(zhì)就會不斷進入儲液罐并形成積累。這種現(xiàn)象會造成兩種結(jié)果一是如果系統(tǒng)中的總氣體工作介質(zhì)體積小于儲液罐容積，氣體工作介質(zhì)在儲液罐中的積累，最終導(dǎo)致全部氣態(tài)工作介質(zhì)都積累到了儲液罐，這時循環(huán)泵、導(dǎo)液管、蒸發(fā)器、導(dǎo)氣管、冷凝器內(nèi)流動的是單一液相工作介質(zhì)，整個系統(tǒng)形成液體循環(huán)狀態(tài)；在液態(tài)循環(huán)狀態(tài)下，沒有蒸發(fā)和冷凝過程，系統(tǒng)也就沒有了熱管傳熱功能，而且一旦形成液體循環(huán)狀態(tài)不能在工作狀態(tài)下恢復(fù)正常，只有停機再重新開機才能恢復(fù)正常。二是如果系統(tǒng)中的總氣體工作介質(zhì)體積大于儲液罐容積，氣體工作介質(zhì)在儲液罐中的積累，最終導(dǎo)致氣態(tài)工作介質(zhì)充滿儲液罐，這時循環(huán)泵將吸入氣體，而動力熱管系統(tǒng)的循環(huán)泵通常是為輸送液體而設(shè)計的，氣體的吸入會造成泵壓急劇下降，從而造成循環(huán)動力不足，并造成蒸發(fā)器供液困難。為了使冷凝器具有完全的氣液分離功能，冷凝器通常采用直徑較大、相互并聯(lián)、豎立排管結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)散熱效率較低，且體積較大?？傊壳暗膭恿峁艽嬖跉庖悍蛛x困難和循環(huán)動力不足的問題。正因為這樣，動力熱管并沒有得到推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，以解決目前動力熱管存在的氣液分離困難和循環(huán)動力不足的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，它由蒸發(fā)器(5)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)、蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)、冷凝器(I)、冷凝器導(dǎo)液管(7)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)、蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)、冷凝器循環(huán)泵(2)、儲液罐(3)和電路控制系統(tǒng)；所述蒸發(fā)器(5)、蒸發(fā)器 導(dǎo)氣管(9)、儲液罐(3)、蒸發(fā)器循環(huán)泵
(4)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)按上述順序連接成一個蒸發(fā)循環(huán)回路，蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)串接在蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)上，蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)和儲液罐(3)的接口(33)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之下處，蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和儲液罐(3)的接口(34)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之上處；所述冷凝器(I)、冷凝器導(dǎo)液管(7)、冷凝器循環(huán)泵(2)、儲液罐(3)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)按上述順序連接成一個冷凝循環(huán)回路，冷凝器循環(huán)泵(2)串接在冷凝器導(dǎo)液管上，冷凝器導(dǎo)氣管(6)和儲液罐(3)的接口(31)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之上處，冷凝器導(dǎo)液管(7)和儲液罐(3)的接口(32)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之下處；所述儲液罐(3)為蒸發(fā)循環(huán)回路與冷凝循環(huán)回路的接合點，它把兩個循環(huán)連接為完整的熱管循環(huán)；所述電路控制系統(tǒng)控制著蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)和冷凝器循環(huán)泵(2)的電機開啟和運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而控制熱管系統(tǒng)的運行狀態(tài)；此熱管系統(tǒng)工作時，蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)把液態(tài)工作介質(zhì)從儲液罐(3)吸入并經(jīng)蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)送至蒸發(fā)器(5)，蒸發(fā)器(5)同時與高溫?zé)嵩聪嘟佑|，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(5)內(nèi)受高溫?zé)嵩吹募訜岫舭l(fā)為氣體，并吸收熱量，蒸發(fā)形成的氣體和部分沒有蒸發(fā)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(fā)器(5)流出經(jīng)蒸發(fā)器導(dǎo)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(fā)循環(huán)；在冷凝器循環(huán)泵(2)的抽吸力作用下，儲液罐(3)中的氣態(tài)工作介質(zhì)通過冷凝器導(dǎo)氣管(6)進入冷凝器(I )，冷凝器(I)同時與低溫?zé)嵩聪嘟佑|，氣態(tài)工作介質(zhì)在冷凝器(I)內(nèi)受低溫?zé)嵩吹睦鋮s而冷凝為液體，并放出熱量，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(jīng)冷凝器導(dǎo)液管(7)和冷凝器循環(huán)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(huán)；蒸發(fā)循環(huán)和冷凝循環(huán)同時進行，蒸發(fā)循環(huán)產(chǎn)生的氣體工作介質(zhì)進入冷凝循環(huán)，冷凝循環(huán)產(chǎn)生的液態(tài)工作介質(zhì)進入蒸發(fā)循環(huán)，同時把熱量從蒸發(fā)器搬運至冷凝器。以上所述儲液罐(3)為一外表面設(shè)有隔熱層的耐高壓密封容器，儲液罐(3)的功能是實現(xiàn)循環(huán)工作介質(zhì)的氣液分離和儲存工作介質(zhì)，并作為蒸發(fā)循環(huán)的液體工作介質(zhì)的供應(yīng)源和冷凝循環(huán)的氣體工作介質(zhì)的供應(yīng)源；儲液罐(3)實現(xiàn)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(fā)器導(dǎo)氣管出口和冷凝器導(dǎo)氣管入口處設(shè)置濾網(wǎng)或擋板，以實現(xiàn)絲網(wǎng)分離或折流分離；儲液罐這樣設(shè)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(yīng)與蒸發(fā)器(5)和冷凝器(I)的容積相匹配，其最佳選擇范圍是大于蒸發(fā)器(5)及其導(dǎo)氣管、導(dǎo)液管的總?cè)莘e，而小于蒸發(fā)器(5)、冷凝器(I)和整個系統(tǒng)的導(dǎo)氣、導(dǎo)液管的總?cè)莘e；以上儲液罐(3)容積的最佳選擇范圍，是在考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的前提下，再考慮到經(jīng)濟性而給出的。以上所述冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)應(yīng)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(huán)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(huán)動力不足的問題，保證了熱管在任何條件下都可以穩(wěn)定可靠地工作；所述冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以由同一個電機驅(qū)動，也可以由兩個電機分別驅(qū)動；所述冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)的流量最好相等或相近，雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)的最大傳熱功率等于或小于兩個循環(huán)泵的流量的較小值與液體工作介質(zhì)蒸發(fā)潛熱的乘積；雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)泵流量來實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)傳熱量。所述冷凝器循環(huán)泵(2)和 蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)通常選擇為齒輪泵、羅茨泵、螺桿泵、轉(zhuǎn)子活塞泵、往復(fù)式活塞泵。以上所述雙循環(huán)動力系統(tǒng)在正常循環(huán)方向時具有單向傳熱功能；當(dāng)系統(tǒng)的工作介質(zhì)循環(huán)方向反轉(zhuǎn)時，熱管系統(tǒng)的傳熱方向也跟著反轉(zhuǎn)；要實現(xiàn)工作介質(zhì)循環(huán)方向反轉(zhuǎn)，可以選擇兩種方式，一是冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以選擇電機可反向轉(zhuǎn)動的、具有雙向輸送功能的齒輪泵、羅茨泵、螺桿泵；二是可以通過四通換向閥(10)來實現(xiàn)循環(huán)反轉(zhuǎn)；熱管的雙向傳熱功能對許多應(yīng)用場合是非常重要的，例如熱管作為中央空調(diào)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)并聯(lián)；所述蒸發(fā)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)并聯(lián)；所述蒸發(fā)器(5)和冷凝器(I)可以根據(jù)接觸的熱源的介質(zhì)的不同選用不同形式的換熱器；如果熱源的介質(zhì)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(zhì)為非冷凝氣體，可選擇盤管翅片換熱器；需要特別說明的是，由于雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)的氣液分離過程是在儲液罐內(nèi)進行的，所以蒸發(fā)器和冷凝器并不要求具有氣液分離功能，其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)傳熱需要可以有多種選擇，因而使動力熱管的應(yīng)用范圍大為拓寬。以上所述蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)、冷凝器導(dǎo)液管
(7)的外表面設(shè)有隔熱層；所述蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和冷凝器導(dǎo)氣管(6)的管徑應(yīng)足夠大，以使在雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)為額定傳熱功率時，導(dǎo)氣管內(nèi)氣體工作介質(zhì)的流速小于氣體工作介質(zhì)音速的0. 4倍，按照熱管設(shè)計規(guī)范通常取音速的0. 2倍；所述蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)和冷凝器導(dǎo)液管(7)的管徑應(yīng)等于或小于蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和冷凝器導(dǎo)氣管(6)的管徑。所述雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)的工作介質(zhì)的選擇是由它的工作溫度范圍決定的，工作介質(zhì)的三相點應(yīng)低于最低工作溫度，工作介質(zhì)的臨界點應(yīng)高于最高工作溫度；所述雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)需要在抽真空后才能加入工作介質(zhì)；所述雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)內(nèi)的液體工作介質(zhì)所占的體積的應(yīng)是大于蒸發(fā)器(5)及其導(dǎo)氣、導(dǎo)液管的總?cè)莘e，但小于蒸發(fā)器(5)與儲液罐(3)的容積之和。以上所述電路控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、邏輯控制元件、電子開關(guān)、繼電器、轉(zhuǎn)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(fā)端熱源和冷凝端熱源的溫度，邏輯控制元件根據(jù)溫度傳感器的數(shù)值和人為設(shè)定程序來控制循環(huán)泵電機的開關(guān)狀態(tài)、轉(zhuǎn)速大小和正反轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而可以達到自動控溫的目的。本發(fā)明給出的雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，很好的解決了目前動力熱管存在的氣液分離困難和循環(huán)動力不足的問題，同時具有循環(huán)動力強勁、可靠性高、穩(wěn)定性強、可控性好的優(yōu)點，適合大功率、遠距離傳輸熱量。這種熱管系統(tǒng)，不僅適合用到各種余熱利用的節(jié)能領(lǐng)域，而且在傳統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)設(shè)備領(lǐng)域中，它有替代循環(huán)水、循環(huán)油和水蒸汽傳熱設(shè)備，并具有良好的節(jié)能效果。在環(huán)境溫度較低時，這種熱管還可以替代目前的空調(diào)系統(tǒng)，作為電子設(shè)備、電力設(shè)備、計算機房、通信機房的散熱控溫元件。


圖I為本發(fā)明的雙泵熱管式換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意 圖2為該系統(tǒng)中加入了四通換向閥后的結(jié)構(gòu)不意 圖3為該系統(tǒng)中加入了分流管后的簡單結(jié)構(gòu)示意 圖4為該系統(tǒng)未加入四通換向閥時的電路控制邏輯 圖5為該系統(tǒng)加入四通換向閥后的電路控制邏輯 圖中編號1_冷凝器；2-冷凝器循環(huán)泵；3-儲液罐；4-蒸發(fā)器循環(huán)泵；5-蒸發(fā) 器；6_冷凝器導(dǎo)氣管；7_冷凝器導(dǎo)液管；8_蒸發(fā)器導(dǎo)液管；9_蒸發(fā)器導(dǎo)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(fā)器循環(huán)泵控制板；16_冷凝器循環(huán)泵控制板；17_四通換向閥控制板。
具體實施方式
一
下面結(jié)合圖I和圖4對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及工作原理說明如下
參見圖1，一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，它由蒸發(fā)器(5)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)、蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)、冷凝器(I)、冷凝器導(dǎo)液管(7)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)、蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)、冷凝器循環(huán)泵
(2)、儲液罐(3)和電路控制系統(tǒng)；所述蒸發(fā)器(5)、蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)、儲液罐(3)、蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)按上述順序連接成一個蒸發(fā)循環(huán)回路，蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)串接在蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)上，蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)和儲液罐(3)的接口(33)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之下處，蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和儲液罐(3)的接口(34)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之上處；所述冷凝器(I)、冷凝器導(dǎo)液管(7)、冷凝器循環(huán)泵(2)、儲液罐(3)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)按上述順序連接成一個冷凝循環(huán)回路，冷凝器循環(huán)泵(2)串接在冷凝器導(dǎo)液管(7)上，冷凝器導(dǎo)氣管(6)和儲液罐(3)的接口(31)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之上處，冷凝器導(dǎo)液管(7)和儲液罐(3)的接口(32)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之下處；所述儲液罐(3)為蒸發(fā)循環(huán)回路與冷凝循環(huán)回路的接合點，它把兩個循環(huán)連接為完整的熱管循環(huán)；所述電路控制系統(tǒng)控制著蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)和冷凝器循環(huán)泵(2)的電機開啟和運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而控制熱管系統(tǒng)的運行狀態(tài)。冷凝器(I)安裝在室外，蒸發(fā)器(5 )安裝在室內(nèi)，由室內(nèi)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(zhuǎn)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(dāng)室外溫度高于室內(nèi)溫度時，電路控制板(14)對蒸發(fā)器循環(huán)泵控制板(15)和冷凝器循環(huán)泵控制板(16)給出不工作信號，該系統(tǒng)不進行工作；相反當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度一定值時，電路控制板(14)對蒸發(fā)器循環(huán)泵控制板(15)和冷凝器循環(huán)泵控制板(16)給出工作信號，該系統(tǒng)正常運作。此熱管系統(tǒng)工作時，蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)把液態(tài)工作介質(zhì)從儲液罐(3)吸入并經(jīng)蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)送至蒸發(fā)器(5)，蒸發(fā)器(5)同時與室內(nèi)空氣(高溫?zé)嵩?相接觸，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(5)內(nèi)受室內(nèi)空氣(高溫?zé)嵩?的加熱而蒸發(fā)為氣體，并吸收熱量，蒸發(fā)形成的氣體和部分沒有蒸發(fā)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(fā)器(5)流出經(jīng)蒸發(fā)器導(dǎo)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(fā)循環(huán)；在冷凝器循環(huán)泵(2)的抽吸力作用下，儲液罐(3)中的氣態(tài)工作介質(zhì)通過冷凝器導(dǎo)氣管(6)進入冷凝器(I )，冷凝器(I)同時與室外空氣(低溫?zé)嵩?相接觸，氣態(tài)工作介質(zhì)在冷凝器(I)內(nèi)受室外空氣(低溫?zé)嵩?的冷卻而冷凝為液體，并放出熱量，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(jīng)冷凝器導(dǎo)液管(7)和冷凝器循環(huán)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(huán)；蒸發(fā)循環(huán)和冷凝循環(huán)同時進行，在儲液罐(3)交匯作用下，蒸發(fā)循環(huán)產(chǎn)生的氣體工作介質(zhì)進入冷凝循環(huán)，冷凝循環(huán)產(chǎn)生的液態(tài)工作介質(zhì)進入蒸發(fā)循環(huán)，同時把 熱量從蒸發(fā)器搬運至冷凝器，這樣在解決現(xiàn)有熱管氣液分離不全的同時完成了把室內(nèi)多余熱量搬運到室外去的目的。
具體實施方式
二
該系統(tǒng)可以具有單向傳熱功能，也可以具有雙向傳熱功能；對于單向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設(shè)備，冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以選擇單向輸送泵，例如具體實施方式
一所示；對于雙向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設(shè)備，冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以選擇電機可反向轉(zhuǎn)動的、具有雙向輸送功能的齒輪泵、羅茨泵、螺桿泵。該系統(tǒng)除了把單向循環(huán)泵換成雙向循環(huán)泵外，其它的結(jié)構(gòu)連接和具體實施方式
一的結(jié)構(gòu)連接一致。冷凝器(I)安裝在室外，蒸發(fā)器(5)安裝在室內(nèi)，由室內(nèi)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(zhuǎn)換為電信號，兩個電信號在電路控制板
(14)上進行比較，當(dāng)室外溫度高于室內(nèi)溫度時，而且用戶需求把室外溫度帶入室內(nèi)，電路控制板(14)對蒸發(fā)器循環(huán)泵控制板(15)和冷凝器循環(huán)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(fā)器進行工作，室內(nèi)的蒸發(fā)器(5 )就作為冷凝器進行工作，完成用戶對于把室外熱量帶入室內(nèi)的目的；相反當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度一定值時，而且用戶需求把室內(nèi)溫度帶到室外，電路控制板(14)對蒸發(fā)器循環(huán)泵控制板(15)和冷凝器循環(huán)泵控制板(16)給出正向工作信號，該系統(tǒng)正常運作。該系統(tǒng)工作原理除了根據(jù)不同需求電路控制板控制著兩個循環(huán)泵轉(zhuǎn)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(tǒng)可以具有單向傳熱功能，也可以具有雙向傳熱功能；對于單向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設(shè)備，冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以選擇單向輸送泵，例如具體實施方式
一所示；對于雙向傳熱功能的雙泵熱管式換熱設(shè)備，冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以選擇雙向輸送泵，優(yōu)選為電機可反向轉(zhuǎn)動的齒輪泵、羅茨泵、螺桿泵，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(tǒng)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(fā)器(5)的進液端，另外兩個接口一個接在蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)的出口端，一個接在冷凝器循環(huán)泵(2 )的進口端，其它系統(tǒng)裝置和具體實施方式
一中結(jié)構(gòu)相同。冷凝器(I)安裝在室外，蒸發(fā)器(5 )安裝在室內(nèi)，由室內(nèi)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(zhuǎn)換為電信號，兩個電信號在電路控制板(14)上進行比較，當(dāng)室外溫度高于室內(nèi)溫度時，而且用戶需求把室外溫度帶入室內(nèi)，電路控制板(14)對蒸發(fā)器循環(huán)泵控制板(15)和冷凝器循環(huán)泵控制板(16)給出工作信號，電路控制板(14)對換向四通閥(10)給出工作信號并調(diào)整換向四通閥閥門方向，使冷凝器循環(huán)泵(2)的進口端和蒸發(fā)器(5)的進液口連接，蒸發(fā)器循環(huán)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(fā)器進行工作，室內(nèi)的蒸發(fā)器(5)就作為冷凝器進行工作，完成用戶對于把室外溫度帶入室內(nèi)的目的；相反當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度一定值時，而且用戶需求把室內(nèi)溫度帶到室外，電路控制板(14)對蒸發(fā)器循環(huán)泵控制板(15)和冷凝器循環(huán)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，并且調(diào)整四通換向閥閥門方向，使冷凝器循環(huán)泵(2)的進口端和冷凝器(I)的出液口連接，蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)的出口端和蒸發(fā)器(5)的進液口連接，這樣組成的系統(tǒng)就能完成用戶對于把室內(nèi)溫度帶出室內(nèi)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
由于一些用戶的需求，蒸發(fā)端和冷凝端不一定只要一個冷凝器(I)和蒸發(fā)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(chǔ)上進行改進，在蒸發(fā)器進液口、蒸發(fā)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(tǒng)散(吸)熱端可以同時并聯(lián)多個蒸發(fā)器和冷凝器，而其它系統(tǒng)設(shè)備根據(jù)用戶需求選用單向傳熱或者雙向傳熱。
權(quán)利要求
1.一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，它包括蒸發(fā)器(5)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)、蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)、冷凝器(I)、冷凝器導(dǎo)液管(7)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)幾個部分，其特征在于，它還包括蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)、冷凝器循環(huán)泵(2)、儲液罐(3)和電路控制系統(tǒng)；所述蒸發(fā)器(5)、蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)、儲液罐(3)、蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)按上述順序連接成一個蒸發(fā)循環(huán)回路，蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)串接在蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)上，蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)和儲液罐(3)的接口(33)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之下處，蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和儲液罐(3)的接口(34)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之上處；所述冷凝器(I)、冷凝器導(dǎo)液管(7)、冷凝器循環(huán)泵(2)、儲液罐(3)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)按上述順序連接成一個冷凝循環(huán)回路，冷凝器循環(huán)泵(2)串接在冷凝器導(dǎo)液管(7)上，冷凝器導(dǎo)氣管(6)和儲液罐(3)的接口(31)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之上處，冷凝器導(dǎo)液管(7)和儲液罐(3)的接口(32)位于儲液罐(3)內(nèi)的工作介質(zhì)液面之下處；所述儲液罐(3)為蒸發(fā)循環(huán)回路與冷凝循環(huán)回路的接合點，它把兩個循環(huán)連接為完整的熱管循環(huán)；所述電路控制系統(tǒng)控制著蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)和冷凝器循環(huán)泵(2)的電機開啟和運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而控制熱管系統(tǒng)的運行狀態(tài)；此熱管系統(tǒng)工作時，蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)把液態(tài)工作介質(zhì)從儲液罐(3)吸入并經(jīng)蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)送至蒸發(fā)器(5)，蒸發(fā)器(5)同時與高溫?zé)嵩聪嘟佑|，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(5)內(nèi)受高溫?zé)嵩吹?加熱而蒸發(fā)為氣體，并吸收熱量，蒸發(fā)形成的氣體和部分沒有蒸發(fā)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(fā)器(5)流出經(jīng)蒸發(fā)器導(dǎo)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(fā)循環(huán)；在冷凝器循環(huán)泵(2)的抽吸力作用下，儲液罐(3)中的氣態(tài)工作介質(zhì)通過冷凝器導(dǎo)氣管(6)進入冷凝器(1)，冷凝器(I)同時與低溫?zé)嵩聪嘟佑|，氣態(tài)工作介質(zhì)在冷凝器(I)內(nèi)受低溫?zé)嵩吹睦鋮s而冷凝為液體，并放出熱量，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(jīng)冷凝器導(dǎo)液管(7 )和冷凝器循環(huán)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(huán)；蒸發(fā)循環(huán)和冷凝循環(huán)同時進行，蒸發(fā)循環(huán)產(chǎn)生的氣體工作介質(zhì)進入冷凝循環(huán)，冷凝循環(huán)產(chǎn)生的液態(tài)工作介質(zhì)進入蒸發(fā)循環(huán)，同時把熱量從蒸發(fā)器(5)搬運至冷凝器(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述儲液罐(3)為一外表面設(shè)有隔熱層的耐高壓密封容器，儲液罐(3)的功能是實現(xiàn)循環(huán)工作介質(zhì)的氣液分離和儲存工作介質(zhì)，并作為蒸發(fā)循環(huán)的液體工作介質(zhì)的供應(yīng)源和冷凝循環(huán)的氣體工作介質(zhì)的供應(yīng)源；儲液罐(3)實現(xiàn)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(fā)器導(dǎo)氣管出口和冷凝器導(dǎo)氣管入口處設(shè)置濾網(wǎng)或擋板，以實現(xiàn)絲網(wǎng)分離或折流分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述儲液罐(3)的容積應(yīng)是大于蒸發(fā)器(5)、蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)的總?cè)莘e,而小于蒸發(fā)器(5)、冷凝器(I)和整個系統(tǒng)的導(dǎo)氣、導(dǎo)液管的總?cè)莘e。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)應(yīng)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(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以由同一個電機驅(qū)動，也可以由兩個電機分別驅(qū)動；所述冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)的流量應(yīng)相等或相近。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器循環(huán)泵(2)和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)輸送泵可選擇齒輪泵、羅茨泵、螺桿泵、轉(zhuǎn)子活塞泵、往復(fù)式活塞泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)在正常循環(huán)方向時具有單向傳熱功能；當(dāng)雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)的工作介質(zhì)循環(huán)方向反轉(zhuǎn)時，熱管系統(tǒng)的傳熱方向也跟著反轉(zhuǎn)；要實現(xiàn)工作介質(zhì)循環(huán)方向反轉(zhuǎn)，可以選擇兩種方式一是冷凝器循環(huán)泵(2 )和蒸發(fā)器循環(huán)泵(4)可以選擇電機可反向轉(zhuǎn)動、具有雙向輸送功能的齒輪泵、羅茨泵或螺桿泵；二是可以通過四通換向閥(10)來實現(xiàn)循環(huán)反轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，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)并聯(lián)；所述蒸發(fā)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)并聯(lián)；所述蒸發(fā)器和冷凝器可以根據(jù)接觸熱源的介質(zhì)不同選用不同形式的換熱器，如果熱源的介質(zhì)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(zhì)為非冷凝氣體，可選擇盤管翅片換熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器導(dǎo)氣管 (9)、冷凝器導(dǎo)氣管(6)、蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)、冷凝器導(dǎo)液管(7)的外表面設(shè)有隔熱層；所述蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和冷凝器導(dǎo)氣管(6)的管徑應(yīng)足夠大，以使在雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)為額定傳熱功率時，導(dǎo)氣管內(nèi)氣體工作介質(zhì)的流速小于氣體工作介質(zhì)音速的0. 4倍；所述蒸發(fā)器導(dǎo)液管(8)和冷凝器導(dǎo)液管(7)的管徑應(yīng)等于或小于蒸發(fā)器導(dǎo)氣管(9)和冷凝器導(dǎo)氣管(6)的管徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)的工作介質(zhì)的選擇是由它的工作溫度范圍決定的，工作介質(zhì)的三相點應(yīng)低于最低工作溫度，工作介質(zhì)的臨界點應(yīng)高于最高工作溫度；所述雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)需要在抽真空后才能加入工作介質(zhì)；所述雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)內(nèi)的液體工作介質(zhì)所占的體積應(yīng)是大于蒸發(fā)器(5)及其導(dǎo)氣、導(dǎo)液管的總?cè)莘e，但小于蒸發(fā)器(5)與儲液罐(3)的容積之和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙循環(huán)動力熱管系統(tǒng)，主要由冷凝器、冷凝器循環(huán)泵、儲液罐、蒸發(fā)器循環(huán)泵、蒸發(fā)器、連接管道和電路控制部分組成；所述冷凝器、冷凝器循環(huán)泵、冷凝器連接管道和儲液罐組成一個冷凝循環(huán)回路，冷凝器的進氣口通過冷凝器導(dǎo)氣管接入儲液罐，冷凝器的出液口通過冷凝器導(dǎo)液管串接冷凝器循環(huán)泵后，接入儲液罐；所述蒸發(fā)器、蒸發(fā)器循環(huán)泵、蒸發(fā)器連接管道和儲液罐組成一個蒸發(fā)循環(huán)回路，蒸發(fā)器的進液口通過蒸發(fā)器導(dǎo)液管串接蒸發(fā)器循環(huán)泵后接入儲液罐，蒸發(fā)器的出氣口通過蒸發(fā)器導(dǎo)氣管也接入儲液罐中；所述電路控制部分控制著系統(tǒng)的運行動作。這種熱管系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠距離、大功率和低溫差傳熱，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)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(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者丁式平, 祝長宇 申請人:北京德能恒信科技有限公司