CN107702188A - 一种有蓄热能力的热管装置 - Google Patents

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夏珍
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Abstract

本发明涉及热管技术领域，尤其涉及一种有蓄热能力的热管装置。包括一级热管，二级热管，以及设置在一级热管上部的集热端和设置在一级热管下部的供热端，所述一级热管包括蒸发端、绝热部分、冷凝端，所述一级换热管蒸发端伸入集热端，所述一级热管冷凝端伸入供热端；所述二级换热管位于所述集热端与供热端之间，所述二级热管包括第一换热端、绝热部分、第二换热端，所述第一换热端与所述集热端之间设有间隙，所述二级热管第二换热端伸入供热端。所述热管装置可以很好地解决热管冷凝端需要持续向供热端提供热量但蒸发端没有持续热量可以提供的问题。

Description

一种有蓄热能力的热管装置
技术领域
本发明涉及热管技术领域，尤其涉及一种有蓄热能力的热管装置。
背景技术
热管具有极高的热传导率、优异的均温性能、可异形制作、运行可靠性高等特点，因此被广泛运用于能源、化工、航空航天、电子元件散热等领域。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向另外一端，并在冷端冷凝释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，直到热管两端温度相等，此时蒸汽热扩散停止。
相变蓄热材料是一种能够储存热能的新型化学材料。它在特定的温度(如相变温度)下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量，可用来控制周围环境的温度，或用以储存热能。蓄热材料的工作过程包括两个阶段：一是热量的储存阶段，即把高峰期多余的动力、工业余热废热或太阳能等通过蓄热材料储存起来；二是热量的释放阶段，即在使用时通过蓄热材料释放出热量，用于采暖、供热等。热量储存和释放阶段循环进行，就可以利用蓄热材料解决热能在时间和空间上的不协调性，达到能源高效利用和节能的目的。
本发明提出一种有蓄热能力的热管装置，利用相变蓄热材料的储热能力以及热管热流方向的可逆性，可以很好地解决热管冷凝端需要持续向供热端提供热量但蒸发端没有持续热量可以提供的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种转盘式一种有蓄热能力的热管装置。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：
一种有蓄热能力的热管装置，包括一级热管，二级热管，以及设置在一级热管上部的集热端和设置在一级热管下部的供热端，所述一级热管包括蒸发端、绝热部分、冷凝端，所述一级换热管蒸发端伸入集热端，所述一级热管冷凝端伸入供热端；所述二级换热管位于所述集热端与供热端之间，所述二级热管包括第一换热端、绝热部分、第二换热端，所述第一换热端与所述集热端之间设有间隙，所述二级热管第二换热端伸入供热端。
所述供热端主体为蓄热水箱，所述蓄热水箱两端分别设置冷水进水口和热水出水口。
所述二级换热管包括三个以上的单管，各单管均与一级热管平行且环绕或排列于所述一级热管的周围。
所述二级换热管的第一换热端外设有相变蓄热材料层。
所述相变蓄热材料层为六水氯化钙，所述蓄热材料层为三水醋酸钠，所述蓄热材料层为有机醇。
所述相变蓄热材料层为一体式块状结构，所述二级热管中每个单管的第一换热端均***相变蓄热材料层的内部。
所述集热端与供热端之间设置有密闭的抽真空箱体，所述一级热管，二级热管，相变蓄热材料层均设置在抽真空箱体内。
所述一级热管绝热部分外部包裹有一层绝热材料。
所述热管装置的一级热管和二级热管管壁内部都有吸液芯结构。
所述一级热管为单向热管，所述二级热管为双向热管管束。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种有蓄热能力的热管装置，当一级热管启动时，二级热管可以利用相变蓄热材料的储热能力暂时先将一级热管传递到供热端的一部分热量传递到相变蓄热材料中储存起来，当一级热管停止工作时，利用热管热流方向的可逆性，二级热管可以将储存在相变蓄热材料中的热量传递到供热端，保证供热端持续供热，可以很好地解决热管冷凝端需要持续向供热端提供热量但蒸发端没有持续热量可以提供的问题。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1为本发明一种有蓄热能力的热管装置结构示意图；
图2为本发明的G-G横截面剖视图结构。
图中：1集热端，2一级热管，3绝热材料，4相变蓄热材料，5二级热管、6吸液芯，7供热端，8热水出水口，9冷水进水口，10抽真空箱体，A蒸发段，B绝热部分，C冷凝段，D第一换热端，E绝热部分，F第二换热端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1-2。
本发明公开了一种有蓄热能力的热管装置，一种有蓄热能力的热管装置，包括一级热管2，二级热管5，以及设置在一级热管2上部的集热端1和设置在一级热管2下部的供热端7，所述所述一级热管2包括蒸发端A、绝热部分B、冷凝端C，所述一级换热管2蒸发端伸入集热端1，所述一级热管2冷凝端伸入供热端7；所述二级换热管位于所述集热端1与供热端7之间，所述二级热管5包括第一换热端D、绝热部分E、第二换热端F，所述第一换热端D与所述集热端1之间设有间隙，所述二级热管5第二换热端伸入供热端7。
所述供热端7主体为蓄热水箱，所述蓄热水箱两端分别设置冷水进水口9和热水出水口8，能量在集热端1，通过热管将热量传递到供热端7，通过蓄热水箱将热量释放出去。
所述二级换热管5包括三个以上的单管，各单管均与一级热管2平行且环绕或排列于所述一级热管2的周围。
所述二级换热管5的第一换热端外设有相变蓄热材料层4。
所述相变蓄热材料层4为六水氯化钙，所述蓄热材料层4为三水醋酸钠，所述蓄热材料层4为有机醇,所述蓄热材料层4根据实际需求选取材料。
所述相变蓄热材料层4为一体式块状结构，所述二级热管5中每个单管的第一换热端均***相变蓄热材料层4的内部。
所述集热端1与供热端7之间设置有密闭的抽真空箱体10，所述一级热管2，二级热管5，相变蓄热材料层4均设置在抽真空箱体10内，这样有助于减少热量流失。
所述一级热管2绝热部分外部包裹有一层绝热材料3。
所述所述热管装置的一级热管2和二级热管5管壁内部都有吸液芯6结构。
所述一级热管2为单向热管，所述二级热管5为双向热管管束。
本发明的使用原理简述如下：
所述热管装置集热端1给一级热管2蒸发端A加热，一级热管2启动。一级热管2工作时，工质在蒸发端A吸收热量蒸发，蒸汽在冷凝端C冷凝，冷凝液体通过吸液芯6作用以及温差回流到蒸发端A吸收热量，如此循环。与此同时，一级热管冷凝端C向供热端7放出的热量，一部分通过蓄热水箱两端设置的冷水进水口9和热水出水口8将热量输送到外界做供能需求，一部分加热二级热管5第二换热端F，此时第二换热端F为二级热管5蒸发端，第一换热端D为二级热管5冷凝端，二级热管5内部工质在第二换热端F蒸发，蒸汽在第一换热端D冷凝，将热量带给第一换热端D的相变蓄热材料4储存起来。
当集热端没有热量给一级热管蒸发端A加热时，一级热管2停止工作，相变蓄热材料4发生相变，放出热量，加热二级热管5第一换热端D，此时一换热端D为二级热管蒸发端，第二换热端F为二级热管冷凝端，二级热管5内部工质在一换热端D蒸发，蒸汽在第二换热端F冷凝向供热端7放热用于外界需要。
所述热管装置可以很好地解决热管冷凝端C需要持续向供热端提供热量但蒸发端A没有持续热量可以提供的问题。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种有蓄热能力的热管装置，包括一级热管（2），二级热管（5），以及设置在一级热管（2）上部的集热端（1）和设置在一级热管（2）下部的供热端（7），其特征在于：所述所述一级热管（2）包括蒸发端、绝热部分、冷凝端，所述一级换热管（2）蒸发端伸入集热端（1），所述一级热管（2）冷凝端伸入供热端（7）；所述二级换热管位于所述集热端1与供热端7之间，所述二级热管（5）包括第一换热端、绝热部分、第二换热端，所述第一换热端与所述集热端之间设有间隙，所述二级热管（5）第二换热端伸入供热端（7）。
2.根据权利要求1所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述供热端（7）主体为蓄热水箱，所述蓄热水箱两端分别设置冷水进水口（9）和热水出水口（8）。
3.根据权利要求1所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述二级换热管（5）包括三个以上的单管，各单管均与一级热管（2）平行且环绕或排列于所述一级热管（2）的周围。
4.根据权利要求1或权利要求3所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述二级换热管（5）的第一换热端外设有相变蓄热材料层（4）。
5.根据权利要求4所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述相变蓄热材料层（4）为六水氯化钙，所述蓄热材料层（4）为三水醋酸钠，所述蓄热材料层（4）为有机醇。
6.根据权利要求4所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述相变蓄热材料层（4）为一体式块状结构，所述二级热管（5）中每个单管的第一换热端均***相变蓄热材料层（4）的内部。
7.根据权利要求5所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述集热端（1）与供热端（7）之间设置有密闭的抽真空箱体（10），所述一级热管（2），二级热管（5），相变蓄热材料层（4）均设置在抽真空箱体（10）内。
8.根据权利要求1所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述一级热管（2）绝热部分外部包裹有一层绝热材料（3）。
9.根据权利要求1所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述所述热管装置的一级热管（2）和二级热管（5）管壁内部都有吸液芯（6）结构。
10.根据权利要求1所述的一种有蓄热能力的热管装置，其特征在于：所述一级热管（2）为单向热管，所述二级热管（5）为双向热管管束。
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