專利名稱：一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種新型的熱管換熱系統(tǒng)，特別是一種帶循環(huán)泵的分體式二相流熱管裝置。
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(shì)。在環(huán)境溫度較低時(shí)，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(jì)算機(jī)房、通信機(jī)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(dòng)力進(jìn)行分類，熱管可為表面張力熱管、重力熱管、離心熱管、脈動(dòng)熱管和動(dòng)力熱管等幾大類。表面張力熱管靠吸液芯對(duì)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(dòng)產(chǎn)生的離心力回流液體；脈動(dòng)熱管靠蒸發(fā)產(chǎn)生氣泡的膨脹力推動(dòng)循環(huán)；這些熱管的共同特點(diǎn)是熱管內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合小型化、微型化，其缺點(diǎn)是循環(huán)動(dòng)力較弱，不適合大功率、遠(yuǎn)距離傳輸熱量。動(dòng)力熱管是指外加循環(huán)驅(qū)動(dòng)力的熱管系統(tǒng)，這種驅(qū)動(dòng)力通常表現(xiàn)為一種特定形式的流體循環(huán)泵。動(dòng)力熱管的基本結(jié)構(gòu)包括蒸發(fā)器、冷凝器、儲(chǔ)液罐、循環(huán)泵四個(gè)部分，它們相互連接構(gòu)成一個(gè)封閉循環(huán)回路，抽真空后加入工作介質(zhì)就構(gòu)成一個(gè)完整的動(dòng)力熱管。動(dòng)力熱管工作時(shí)，循環(huán)泵從儲(chǔ)液罐抽出液態(tài)工作質(zhì)送入蒸發(fā)器，液態(tài)工作質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)受熱蒸發(fā)變?yōu)闅怏w，氣體工作質(zhì)通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入冷凝器，并在冷凝器中冷卻凝結(jié)成液體，液體工作質(zhì)再經(jīng)導(dǎo)液管流回儲(chǔ)液罐，從而完成熱管循環(huán)，同時(shí)熱量從蒸發(fā)器端的高溫?zé)嵩戳飨蚶淠鞫说牡蜏責(zé)嵩?。?dòng)力熱管的優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)動(dòng)力強(qiáng)大，適合大功率、遠(yuǎn)距離傳輸熱量。上述動(dòng)力熱管系統(tǒng)要想實(shí)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。如果在冷凝器中工質(zhì)氣液分離不充分，氣體工質(zhì)就會(huì)不斷進(jìn)入儲(chǔ)液罐并形成積累。這種現(xiàn)象會(huì)造成兩種結(jié)果一是如果系統(tǒng)中的總氣體工作質(zhì)體積小于儲(chǔ)液罐容積，氣體工質(zhì)在儲(chǔ)液罐中的積累，最終導(dǎo)致全部氣態(tài)工作質(zhì)都積累到了儲(chǔ)液罐，這時(shí)循環(huán)泵、蒸發(fā)器、冷凝器內(nèi)流動(dòng)的是單一液相工質(zhì)，整個(gè)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(méi)有蒸發(fā)和冷凝過(guò)程，系統(tǒng)也就沒(méi)有了熱管傳熱功能，而且一旦形成的液體循環(huán)狀態(tài)不能在工作狀態(tài)下恢復(fù)正常，只有停機(jī)再重新開(kāi)機(jī)才能恢復(fù)正常。二是如果系統(tǒng)中的總氣體工作質(zhì)體積大于儲(chǔ)液罐容積，氣體工質(zhì)在儲(chǔ)液罐中的積累，最終導(dǎo)致氣態(tài)工質(zhì)充滿儲(chǔ)液罐，這時(shí)循環(huán)泵將吸入氣體，而動(dòng)力熱管系統(tǒng)的循環(huán)泵通常是為輸送液體而設(shè)計(jì)的，氣體的吸入會(huì)造成泵壓急劇下降，從而造成循環(huán)動(dòng)力不足，并造成蒸發(fā)器供液困難。為了使冷凝器具有徹底的氣液分離功能，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?dòng)力熱管存在氣液分離困難和循環(huán)動(dòng)力不足的問(wèn)題。正因?yàn)檫@樣，動(dòng)力熱管并沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供的一種新型的熱管換熱裝置技術(shù)——一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，就是為了解決目前動(dòng)力熱管工作時(shí)存在的氣液分離不徹底和循環(huán)動(dòng)力不足的問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，包括冷凝器、蒸發(fā)器、二相穩(wěn)流器一、二相穩(wěn)流器二、循環(huán)泵、導(dǎo)氣管、導(dǎo)液管和電路控制元件，所述冷凝器和蒸發(fā)器這兩個(gè)換熱器主要是實(shí)現(xiàn)能量的輸運(yùn)；所述循環(huán)泵接入冷凝器輸出端和蒸發(fā)器輸入端之間，其功能是為二相流動(dòng)力熱管裝置提供循環(huán)動(dòng)力；所述二相穩(wěn)流器一接入冷凝器輸入端和蒸發(fā)器輸出端之間，其包括單向二相穩(wěn)流器一和雙向二相穩(wěn)流器一兩種形式；所述二相穩(wěn)流器二接入冷凝器輸出端和蒸發(fā)器輸入端之間，且二相穩(wěn)流器二和循環(huán)泵在冷凝器輸出端和蒸發(fā)器輸入端之間的位置可以互換，其包括單向二相穩(wěn)流器二和雙向二相穩(wěn)流器二兩種形式；所述二相穩(wěn)流器一和二 相穩(wěn)流器二的主要功能是暫時(shí)儲(chǔ)存工作介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)的氣液分離，合理分配循環(huán)回路中的液體工作介質(zhì)和氣體工作介質(zhì)的流量比例，以在循環(huán)回路中形成穩(wěn)定的工作介質(zhì)二相流。以上所述單向二相穩(wěn)流器一包括氣液分離器一、二相配流管一、二相穩(wěn)流器一的輸入端以及二相穩(wěn)流器一的輸出端；所述二相配流管一處于氣液分離器一內(nèi)的豎直二相流管，連接于二相穩(wěn)流器一的輸出端，其主要由回液孔一和回氣口一兩部分組成，主要是以回氣為主為回液輔；所述回氣口一位于氣液分離器一內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液孔一位于氣液分離器一內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。以上所述雙向二相穩(wěn)流器一在單向二相穩(wěn)流器一的基礎(chǔ)上多了一個(gè)二相配流管二部件，二相配流管二處于氣液分離器一內(nèi)的豎直二相流管，其連接于二相穩(wěn)流器一的輸入端，其主要包括由回液孔二和回氣口二兩部分組成，主要也是以回氣為主為回液輔，其他部件的鏈接和單向二相穩(wěn)流器一一樣；所述回氣口二位于氣液分離器一內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液孔二位于氣液分離器一內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。以上所述單向二相穩(wěn)流器二包括氣液分離器二、二相配流管三、二相穩(wěn)流器二的輸入端以及二相穩(wěn)流器二的輸出端；所述二相配流管三處于氣液分離器二內(nèi)的豎直二相流管，連接于二相穩(wěn)流器二的輸出端，其主要包括由回氣孔一和回液口一兩部分組成，主要是以回液為主為回氣輔；所述回氣孔一位于氣液分離器二內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液口一位于氣液分離器二內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。以上所述雙向二相穩(wěn)流器二在單向二相穩(wěn)流器二的基礎(chǔ)上多了一個(gè)二相配流管四部件，二相配流管四處于氣液分離器二內(nèi)的豎直二相流管，其連接于二相穩(wěn)流器二的輸入端，其主要包括由回氣孔二和回液口二兩部分組成，主要也是以回液為主為回氣輔，其他部件的鏈接和單向二相穩(wěn)流器二一樣；所述回氣孔二位于氣液分離器二內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液口二位于氣液分離器二內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。以上所述所有回氣孔和回液孔中孔的數(shù)量可以是一個(gè)或多個(gè)組成，可以是一條沿管道方向的回流縫，其代替多個(gè)沿管道輸送方向分布的回氣孔或者回液孔的作用；所述回氣孔、回液孔或者回流縫中流入的少量氣態(tài)或者液態(tài)制冷劑的流量由其孔徑大小和個(gè)數(shù)或者縫隙寬度和長(zhǎng)度來(lái)控制，也就是經(jīng)每個(gè)氣液分離器內(nèi)液態(tài)工質(zhì)液面高低來(lái)控制回氣孔和回液孔中的孔的個(gè)數(shù)或者回流縫的長(zhǎng)度，使其流入的液態(tài)和氣態(tài)的補(bǔ)充量適宜，來(lái)滿足整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的二相流循環(huán)的需求。以上所述氣液分離器一或氣液分離器二都為一外表面設(shè)有隔熱層的耐高壓密封容器，其功能都是實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作介質(zhì)的氣液分離與暫緩儲(chǔ)存；所述氣液分離器一或氣液分離器二的容積可以很小，只需能夠滿足二相流管道內(nèi)的二相制冷工質(zhì)進(jìn)入其里面實(shí)現(xiàn)氣液的分離，不需要大量存儲(chǔ)制冷工質(zhì)；氣液分離器一或氣液分離器二實(shí)現(xiàn)氣液分離的方式可以選擇簡(jiǎn)單的重力沉降分離，也可以在氣液分離器一或氣液分離器二的制冷工質(zhì)輸入端設(shè)置濾網(wǎng)或擋板，以實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)分離或折流分離。以上所述循環(huán)泵應(yīng)選用能夠同時(shí)輸送氣體和液體的容積式氣液二相流循環(huán)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，使氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑可以同時(shí)通過(guò)，并可通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)泵流量來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)傳熱量。 以上所述電路控制元件，主要是通過(guò)一些溫度檢測(cè)設(shè)備監(jiān)控著高溫環(huán)境和低溫環(huán)境的一些溫度變化，當(dāng)高溫環(huán)境端和低溫環(huán)境端之間的溫度差超過(guò)一定值時(shí)就會(huì)自動(dòng)控制著循環(huán)泵的開(kāi)啟，該系統(tǒng)就開(kāi)始了工作，當(dāng)高溫環(huán)境端和低溫環(huán)境端之間的溫度差小于一定值時(shí)就會(huì)自動(dòng)控制著循環(huán)泵的關(guān)閉，由于不滿足了工作條件，該系統(tǒng)就停止工作。針對(duì)現(xiàn)有熱管必須考慮熱管系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)兩個(gè)熱交換器的高低位置差問(wèn)題和制冷齊 遠(yuǎn)距離輸送問(wèn)題，該系統(tǒng)中加入了輸送動(dòng)力(循環(huán)泵)，在加入輸送動(dòng)力后，液態(tài)制冷劑和氣態(tài)制冷劑的狀態(tài)運(yùn)行問(wèn)題就得到了改善，整個(gè)熱管的動(dòng)力就不再是現(xiàn)有熱管那種完全依
靠氣液自身屬性產(chǎn)生的微小動(dòng)力，而是循環(huán)泵產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力-可以使氣態(tài)制冷劑向管
路下部運(yùn)動(dòng)，液態(tài)制冷劑向管路上部運(yùn)動(dòng)；加入循環(huán)泵的同時(shí)也解決了熱量傳送距離的問(wèn)題，因?yàn)橛辛溯斔蛣?dòng)力，該系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸送時(shí)的動(dòng)力不再是靠系統(tǒng)內(nèi)氣態(tài)冷凝劑蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的微小壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是使用系統(tǒng)中加入的循環(huán)泵產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力來(lái)運(yùn)作，所以當(dāng)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器(高溫端)和冷凝器(低溫端)距離較遠(yuǎn)時(shí)，也可以采用較為節(jié)能的細(xì)導(dǎo)熱管傳遞制冷劑。為了解決加入循環(huán)泵后出現(xiàn)的因氣液分離不徹底而產(chǎn)生的效率低下問(wèn)題，該系統(tǒng)中加入了回氣裝置、回液裝置以及兩個(gè)氣液分離器，通過(guò)回氣裝置和回液裝置分別于氣液分離器的結(jié)合，首先能夠?qū)崿F(xiàn)工作介質(zhì)的氣液分離和緩存，然后合理分配循環(huán)回路中的液體工作介質(zhì)和氣體工作介質(zhì)的流量比例，以在循環(huán)回路中形成穩(wěn)定的工作介質(zhì)二相流，提高熱管效率。該系統(tǒng)內(nèi)部所充中間工作介質(zhì)(系統(tǒng)內(nèi)制冷劑)的選擇，所選中間工作介質(zhì)的氣液臨界點(diǎn)必須保持在工作溫度的高溫區(qū)溫度和低溫區(qū)溫度之間，例如當(dāng)工作溫區(qū)在30°左右時(shí)，可以用氟利昂作為中間工作介質(zhì)，工作溫區(qū)在100°左右時(shí)，可以用水作為中間工作介質(zhì)；另一點(diǎn)是工作中間介質(zhì)充入系統(tǒng)后，系統(tǒng)內(nèi)部壓力必須高于一個(gè)大氣壓強(qiáng)，以確保空氣不會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，造成系統(tǒng)損害；第三點(diǎn)是中間工作介質(zhì)的選擇必須和制造管路的材料相吻合，不能出現(xiàn)兩者相損害現(xiàn)象。通過(guò)加入兩個(gè)氣液分離器和各個(gè)設(shè)備接管問(wèn)題的設(shè)計(jì)就解決了現(xiàn)有熱管中氣液制冷劑分離不徹底的問(wèn)題，不僅提高了每次設(shè)備循環(huán)一周的換熱效率，而且實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)的穩(wěn)定性，再通過(guò)系統(tǒng)中加入的氣液循環(huán)泵，給整個(gè)熱管系統(tǒng)提供了運(yùn)行動(dòng)力，這也就解決了傳統(tǒng)熱管系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)兩個(gè)熱交換器的高低位置差以及輸送距離問(wèn)題，從而降低了設(shè)備的使用條件限制，大幅度提高熱管的換熱效率，并且所用整個(gè)系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，環(huán)境友好。

圖I為該系統(tǒng)的實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為該系統(tǒng)的第一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為該系統(tǒng)的第二種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為該系統(tǒng)的第三種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為該系統(tǒng)回流孔和回流縫的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中(I)冷凝器；(2)蒸發(fā)器；(3)循環(huán)泵；(4)氣液分離器一；(5)氣液分離器二；(6)冷凝器二相流輸出管；(7)循環(huán)泵二相流輸出管；(8)蒸發(fā)器二相流輸入管；(9)蒸發(fā)器二相流輸出管；(10)冷凝器二相流輸入管；(11) 二相穩(wěn)流器二輸入端；(12)回液口一 ；(13)回氣孔一 ；(14) 二相穩(wěn)流器一輸入端；(15)回氣口一 ；(16)回液孔一 ；(17) 二相配流管三；(18) 二相配流管一 ；(19) 二相配流管二 ；(20) 二相配流管四；(21)回氣孔二 ；
(22)回液孔二；(23)回液口二；(24)回氣口二；(25)循環(huán)泵二相流輸入管；(26)二相穩(wěn)流器一 ；(27) 二相穩(wěn)流器二 ；(28)單向二相穩(wěn)流器一 ；(29)雙向二相穩(wěn)流器一 ；(30)單向二相穩(wěn)流器二 ；(31)雙向二相穩(wěn)流器二 ；(32) 二相穩(wěn)流器一輸出端；(33) 二相穩(wěn)流器二輸出端。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)時(shí)涉及的系統(tǒng)裝置主體結(jié)構(gòu)包括冷凝器(1)，蒸發(fā)器(2)，循環(huán)泵
(3)，氣液分離器一(4)，氣液分離器二(5)，冷凝器二相流輸出管(6)，循環(huán)泵二相流輸出管
(7)，蒸發(fā)器二相流輸入管(8)，蒸發(fā)器二相流輸出管(9)，冷凝器二相流輸入管(10)，二相穩(wěn)流器二輸入端(11)，回液口一(12),回氣孔一(13), 二相穩(wěn)流器一輸入端(14),回氣口一(15)，回液孔一(16)，二相配流管三(17)、二相配流管一(18)、二相配流管二( 19)、二相配流管四(20)、回氣孔二(21)、回液孔二(22)、回液口二(23)、回氣口二(24)、循環(huán)泵二相流輸入管(25)、二相穩(wěn)流器一(26)、二相穩(wěn)流器二(27)、單向二相穩(wěn)流器一(28)、雙向二相穩(wěn)流器一(29)、單向二相穩(wěn)流器二(30)、雙向二相穩(wěn)流器二(31)、二相穩(wěn)流器一輸出端(32)、二相穩(wěn)流器二輸出端(33)以及以及電路控制元件；所述冷凝器(I)和蒸發(fā)器(2)這兩個(gè)換熱器主要是實(shí)現(xiàn)能量的輸運(yùn)；所述循環(huán)泵(3)主要是為二相流動(dòng)力熱管裝置提供循環(huán)動(dòng)力；所述二相穩(wěn)流器一(26)和二相穩(wěn)流器二(27)的主要功能是暫時(shí)儲(chǔ)存工作介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)的氣液分離，合理分配循環(huán)回路中的液體工作介質(zhì)和氣體工作介質(zhì)的流量比例，以在循環(huán)回路中形成穩(wěn)定的工作介質(zhì)二相流；所述氣液分離器一(4)和氣液分離器二(5)的功能是暫時(shí)緩存工作介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)的氣液分離；所述二相配流管三(17)、二相配流管一(18)、二相配流管二(19)以及二相配流管四(20)的主要作用是合理分配循環(huán)回路中的液體工作介質(zhì)和氣體工作介質(zhì)的流量比例，以在循環(huán)回路中形成穩(wěn)定的工作介質(zhì)二相流；所述電路控制元件控制著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)施例I :本實(shí)施例為第一種實(shí)施方式工作流程，如圖2所示，冷凝器(I)、循環(huán)泵(3)、單向二相穩(wěn)流器二( 30)、蒸發(fā)器(2)以及單向二相穩(wěn)流器一(28)通過(guò)連接管道按上述順序連接為一體，構(gòu)成單向二相流動(dòng)力熱管循環(huán)系統(tǒng)，此系統(tǒng)工作時(shí)，冷凝器(I)與低溫?zé)嵩唇佑|，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，冷凝形成的液體工作介質(zhì)在輸送泵(3 )的帶動(dòng)下，它們從冷凝器(I)經(jīng)二相穩(wěn)流器二輸入端(11)進(jìn)入單向二相穩(wěn)流器二(30)的氣液分離器二(5)，氣液二相流中間工作介質(zhì)根據(jù)各自物理性質(zhì)在氣液分離器二(5)內(nèi)分離，液態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回液口一(12)和部分來(lái)補(bǔ)充整個(gè)循環(huán)穩(wěn)定的少量氣態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回氣孔一(13)—起進(jìn)入到蒸發(fā)器(2)中，蒸發(fā)器(2)與高溫?zé)嵩唇佑|，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(2)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(méi)有蒸發(fā)的液體中間介質(zhì)在高速流動(dòng)中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發(fā)器二相流輸出管(9)流入單向二相穩(wěn)流器一(28)的氣液分離器一(4)中，氣液二相流中間工作介質(zhì)又一次根據(jù)各自物理性質(zhì)在氣液分離器一(4)內(nèi)分離,氣態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回氣口一(15)和部分來(lái)補(bǔ)充整個(gè)循環(huán)穩(wěn)定的少量液態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回液孔一(16) —起進(jìn)入到冷凝器(I)中，這樣就完成了二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)的整個(gè)循環(huán)過(guò)程。系統(tǒng)焊接安裝完畢后，先對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行檢漏，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄露部分，就對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，抽完真空后才向其內(nèi)部加入制冷劑，這樣系統(tǒng)的前期準(zhǔn)備工作完成了。當(dāng)高溫環(huán)境端比低溫環(huán)境端溫度相差范圍沒(méi)達(dá)到系統(tǒng)工作所需環(huán)境時(shí)，電路控制元件通過(guò)溫度檢測(cè)部分傳出的信號(hào)，關(guān)閉循環(huán)泵(3)，該系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)高溫環(huán)境端比低溫環(huán)境端溫度高出一定值時(shí)，由電路控制中檢測(cè)溫度部分檢測(cè)到信號(hào)，再由控制電路控制著循環(huán)泵(3 )自動(dòng)開(kāi)啟，整個(gè)系統(tǒng)就處于正常運(yùn)行狀態(tài)。該系統(tǒng)的工作過(guò)程是一種理想的工作狀態(tài)，只能把高溫能量帶向低溫處，不能把低溫能量搬向高溫處，而且系統(tǒng)安裝完畢后冷凝器(I)和蒸發(fā)器(2)的工作性質(zhì)不能調(diào)換，只能把單一地方的熱量傳送到低溫區(qū)。實(shí)施例2 本實(shí)施例為第二種第二種實(shí)施方式的工作流程，如圖3所示，所述單向二相穩(wěn)流器二(30)處于冷凝器(I)和循環(huán)泵(3)之間，蒸發(fā)器(2)和循環(huán)泵(3)之間直接由蒸發(fā)器二相流輸入管(8 )連接，這樣冷凝器(I)、單向二相穩(wěn)流器二( 30 )、循環(huán)泵(3 )、蒸發(fā)器(2 )以及單向二相穩(wěn)流器一(28)通過(guò)連接管道按上述順序連接為一體，構(gòu)成單向二相流動(dòng)力熱管循環(huán)系統(tǒng)。此系統(tǒng)工作時(shí)，循環(huán)泵(3)的從單向二相穩(wěn)流器二(30)的氣液分離器二(5)中抽取一定比例的二相流工質(zhì)，這樣液態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回液口一(12)和部分來(lái)補(bǔ)充整個(gè)循環(huán)穩(wěn)定的少量氣態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回氣孔一(13)—起經(jīng)循環(huán)泵(3)進(jìn)入到蒸發(fā)器(2)中，蒸發(fā)器(2)與高溫?zé)嵩唇佑|，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(2)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(méi)有蒸發(fā)的液體中間介質(zhì)在高速流動(dòng)中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發(fā)器二相流輸出管(9)流入單向二相穩(wěn)流器一(28)的氣液分離器一(4)中,氣液二相流中間工作介質(zhì)又一次根據(jù)各自物理性質(zhì)在氣液分離器一(4)內(nèi)分離，氣態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回氣口一( 15)和部分來(lái)補(bǔ)充整個(gè)循環(huán)穩(wěn)定的少量液態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)回液孔一(16) —起進(jìn)入到冷凝器(I)中，冷凝器(I)與低溫?zé)嵩唇佑|，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，冷凝形成的液體工作介質(zhì)從冷凝器(I)進(jìn)入單向二相穩(wěn)流器二(30)中的氣液分離器二(5)，氣液二相流中間工作介質(zhì)根據(jù)各自物理性質(zhì)在氣液分離器二(5)內(nèi)分離，這樣就完成了二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)的整個(gè)循環(huán)過(guò)程。[0037]實(shí)施例3 在特定環(huán)境下為了使該系統(tǒng)中冷凝器(I)和蒸發(fā)器(2)的功能調(diào)換，也就是冷凝器(I)起到蒸發(fā)器的作用，蒸發(fā)器(2)起到冷凝器的作用，在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。循環(huán)泵(5)由單向循環(huán)泵換成可以直接改變方向的雙向動(dòng)力電機(jī)系統(tǒng)(比如羅茨電機(jī))，雙向二相穩(wěn)流器一(29)與雙向二相穩(wěn)流器二(31)的設(shè)計(jì)相同，其通過(guò)倒轉(zhuǎn)可以互換，該實(shí)施方式簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意 圖如圖3所示。該系統(tǒng)中冷凝器(I)和蒸發(fā)器(2)起正常作用時(shí)，具體工作實(shí)施方式和實(shí)施例I相同，其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例I相同；當(dāng)冷凝器(I)起到蒸發(fā)器的作用，蒸發(fā)器(2)起到冷凝器的作用時(shí)，其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例2相同。
權(quán)利要求1.一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，包括冷凝器(I)、蒸發(fā)器(2)、導(dǎo)氣管、導(dǎo)液管和電路控制元件，其特征在于，還包括二相穩(wěn)流器一(26)、二相穩(wěn)流器二(27)和循環(huán)泵(3)三個(gè)部分；所述循環(huán)泵(3)接入冷凝器(I)輸出端和蒸發(fā)器(2)輸入端之間，其功能是為二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)提供循環(huán)動(dòng)力；所述二相穩(wěn)流器一(26)接入冷凝器(I)輸入端和蒸發(fā)器(2)輸出端之間，其包括單向二相穩(wěn)流器一(28)和雙向二相穩(wěn)流器一(29)兩種形式；所述二相穩(wěn)流器二(27)接入冷凝器(I)輸出端和蒸發(fā)器(2)輸入端之間，其包括單向二相穩(wěn)流器二(30)和雙向二相穩(wěn)流器二(31)兩種形式，二相穩(wěn)流器二(27)和循環(huán)泵(3)在冷凝器(I)輸出端和蒸發(fā)器(2 )輸入端之間的位置可以互換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述單向二相穩(wěn)流器一(28)包括氣液分離器一(4)、二相配流管一(18)、二相穩(wěn)流器一的輸入端(14)以及二相穩(wěn)流器一的輸出端(32);所述二相配流管一(18)處于氣液分離器一(4)內(nèi)的豎直二相流管，連接于二相穩(wěn)流器一的輸出端(32)，其主要包括由回液孔一(16)和回氣口一(15)兩部分組成，主要是以回氣為主為回液輔；所述回氣口一(15)位于氣液分離器一(4)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液孔一(16)位于氣液分離器一(4)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向二相穩(wěn)流器一(29)在單向二相穩(wěn)流器一(28)的基礎(chǔ)上多了一個(gè)二相配流管二(19)部件，二相配流管二( 19)處于氣液分離器一(4)內(nèi)的豎直二相流管，其連接于二相穩(wěn)流器一的輸入端(14);所述二相配流管二(19)主要由回液孔二(22)和回氣口二(24)兩部分組成，主要是以回氣為主為回液輔，其他部件的鏈接和單向二相穩(wěn)流器一(28) —樣；所述回氣口二(24)位于氣液分離器一(4)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液孔二(22)位于氣液分離器一(4)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述單向二相穩(wěn)流器二(30)包括氣液分離器二(5)、二相配流管三(17)、二相穩(wěn)流器二的輸入端(11)以及二相穩(wěn)流器二的輸出端(33);所述二相配流管三(17)處于氣液分離器二(5)內(nèi)的豎直二相流管，連接于二相穩(wěn)流器二的輸出端(33)，其由回氣孔一(13)和回液口一(12)兩部分組成，主要是以回液為主為回氣輔；所述回氣孔一(13)位于氣液分離器二(5)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液口一(12)位于氣液分離器二(5)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向二相穩(wěn)流器二(31)在單向二相穩(wěn)流器二(30)的基礎(chǔ)上多了一個(gè)二相配流管四(20)部件，二相配流管四(20)處于氣液分離器二(5)內(nèi)的豎直二相流管，其連接于二相穩(wěn)流器二的輸入端(11)，其由回氣孔二(21)和回液口二(23)兩部分組成，主要是以回液為主為回氣輔，其他部件的鏈接和單向二相穩(wěn)流器二(30)—樣；所述回氣孔二(21)位于氣液分離器二(5)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面上部，回液口二(23)位于氣液分離器二(5)內(nèi)液態(tài)制冷工質(zhì)的液面下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述回氣孔(13 ;21)和回液孔(16 ；22)中孔的數(shù)量可以是一個(gè)或多個(gè)組成，可以是一條沿管道方向的回流縫；所述回氣孔(13 ;21)、回液孔(16 ;22)或者回流縫中流入的少量氣態(tài)或者液態(tài)制冷劑的流量由其孔徑大小和個(gè)數(shù)或者縫隙寬度和長(zhǎng)度來(lái)控制，也就是經(jīng)氣液分離器(4 ;5)內(nèi)液態(tài)工質(zhì)液面高低來(lái)控制回氣孔(13 ;21)和回液孔(16 ;22)中的孔的個(gè)數(shù)或者回流縫的長(zhǎng)度，使其流入的液態(tài)和氣態(tài)的補(bǔ)充量適宜，來(lái)滿足整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的二相流循環(huán)的需求。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液分離器一(4)或氣液分離器二(5)都為一外表面設(shè)有隔熱層的耐高壓密封容器；所述氣液分離器一(4)或氣液分離器二(5)的容積很小，只需能夠滿足二相流管道內(nèi)的二相制冷工質(zhì)進(jìn)入其里面實(shí)現(xiàn)氣液的分離，不需要大量存儲(chǔ)制冷工質(zhì)；氣液分離器一(4)或氣液分離器二(5)實(shí)現(xiàn)氣液分離的方式可以選擇簡(jiǎn)單的重力沉降分離，也可以在氣液分離器一(4)或氣液分離器二(5)的制冷工質(zhì)輸入端設(shè)置濾網(wǎng)或擋板。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)泵(3)應(yīng)選用能夠同時(shí)輸送氣體和液體的容積式氣液二相流循環(huán)泵。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種二相流動(dòng)力熱管系統(tǒng)，主要由冷凝器、蒸發(fā)器、二相穩(wěn)流器一、二相穩(wěn)流器二、循環(huán)泵和電路控制元件構(gòu)成；所述冷凝器和蒸發(fā)器這兩個(gè)換熱器目的是實(shí)現(xiàn)能量的輸運(yùn)；所述二相穩(wěn)流器一和二相穩(wěn)流器二主要功能是首先實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)的氣液分離和緩存，然后合理分配循環(huán)回路中的液體工作介質(zhì)和氣體工作介質(zhì)的流量比例，以在循環(huán)回路中形成穩(wěn)定的工作介質(zhì)二相流，提高熱管效率；所述電路控制元件控制著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；這種動(dòng)力熱管系統(tǒng)通過(guò)兩個(gè)二相穩(wěn)流器和循環(huán)泵的設(shè)計(jì)，解決了熱管換熱設(shè)備中氣液分離不徹底以及循環(huán)動(dòng)力不足的問(wèn)題，提高熱管工作效率和實(shí)用性，并且所用整個(gè)系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，環(huán)境友好。
文檔編號(hào)F28D15/02GK202770286SQ20122038918
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
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