本實(shí)用新型涉及設(shè)備散熱與工業(yè)高效換熱領(lǐng)域，特別是涉及一種新型轉(zhuǎn)輪相變換熱裝置。

背景技術(shù)：

很多設(shè)備在工作中會(huì)使激光發(fā)射器等關(guān)鍵部件在短時(shí)間內(nèi)聚集大量的熱量，為保證設(shè)備正常工作，需要高效的換熱設(shè)備對(duì)電子部件進(jìn)行散熱，因此就需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的換熱器。由于考慮相變材料的可持續(xù)使用，傳統(tǒng)相變換熱系統(tǒng)中取冷與蓄冷過(guò)程使用獨(dú)立的雙系統(tǒng)，系統(tǒng)體積大，取冷與蓄冷間歇工作，不利于高熱流電子部件的持續(xù)散熱。為減少換熱器體積，取冷與蓄冷共用換熱通道成為研究的重點(diǎn)，不同工質(zhì)的混合與殘留同樣制約了共用通道系統(tǒng)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種新型轉(zhuǎn)輪相變換熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高，蓄冷與取冷雙系統(tǒng)可同時(shí)運(yùn)行，提高了散熱的連續(xù)性與可持續(xù)性，為相變高效換熱在高能設(shè)備散熱系統(tǒng)與工業(yè)高效換熱系統(tǒng)中的運(yùn)用提供了運(yùn)用基礎(chǔ)，為達(dá)此目的，本實(shí)用新型提供一種新型轉(zhuǎn)輪相變換熱裝置，包括轉(zhuǎn)輪相變換熱器、取冷循環(huán)系統(tǒng)、蓄冷循環(huán)系統(tǒng)和清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)輪相變換熱器包括轉(zhuǎn)輪換熱器主體，所述轉(zhuǎn)輪換熱器主體內(nèi)填充有填充相變材料，所述固定前分區(qū)導(dǎo)流板和固定后分區(qū)導(dǎo)流板在轉(zhuǎn)輪換熱器主體兩側(cè)，所述固定前分區(qū)導(dǎo)流板和固定后分區(qū)導(dǎo)流板分成4個(gè)區(qū)域分別為清潔預(yù)蓄冷區(qū)、蓄冷區(qū)、取冷區(qū)和清潔區(qū)，所述取冷循環(huán)系統(tǒng)由固定前分區(qū)導(dǎo)流板和固定后分區(qū)導(dǎo)流板的取冷區(qū)、高熱流密度散熱設(shè)備、取冷工質(zhì)泵與分離器組成，所述取冷工質(zhì)泵通過(guò)管道與固定后分區(qū)導(dǎo)流板的取冷區(qū)、高熱流密度散熱設(shè)備與分離器相連，所述固定前分區(qū)導(dǎo)流板的取冷區(qū)通過(guò)管道與高熱流密度散熱設(shè)備相連，所述蓄冷循環(huán)系統(tǒng)由固定前分區(qū)導(dǎo)流板和固定后分區(qū)導(dǎo)流板的蓄冷區(qū)、冷源、回?zé)崞鹘M成，所述固定前分區(qū)導(dǎo)流板的蓄冷區(qū)通過(guò)管道與冷源相連，所述固定后分區(qū)導(dǎo)流板的蓄冷區(qū)通過(guò)管道與回?zé)崞飨噙B，所述清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)由固定前分區(qū)導(dǎo)流板和固定后分區(qū)導(dǎo)流板的清潔區(qū)及清潔預(yù)蓄冷區(qū)、清潔工質(zhì)泵、分離器、回?zé)崞?、以及清潔工質(zhì)容器組成，所述清潔工質(zhì)泵通過(guò)管道接固定前分區(qū)導(dǎo)流板的清潔區(qū)及清潔預(yù)蓄冷區(qū)和清潔工質(zhì)容器，所述分離器、回?zé)崞?、固定后分區(qū)導(dǎo)流板的清潔區(qū)及清潔預(yù)蓄冷區(qū)通過(guò)管道相連組成回路。

作為本實(shí)用新型一種改進(jìn)，所述固定前分區(qū)導(dǎo)流板和固定后分區(qū)導(dǎo)流板均分成4個(gè)區(qū)域分別為清潔預(yù)蓄冷區(qū)、蓄冷區(qū)、取冷區(qū)和清潔區(qū)，本實(shí)用新型可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行分區(qū)，較為常見(jiàn)的分區(qū)方法是使用隔板均分成4個(gè)區(qū)域。

本實(shí)用新型提供一種新型轉(zhuǎn)輪相變換熱裝置工作方法，具體步驟如下：

轉(zhuǎn)輪換熱器主體的轉(zhuǎn)動(dòng)使任一換熱通道依次通過(guò)取冷區(qū)、清潔區(qū)、清潔預(yù)蓄冷區(qū)、蓄冷區(qū)；

首先，相變材料在取冷區(qū)中吸收取冷循環(huán)系統(tǒng)熱工質(zhì)熱量，由固態(tài)融化為液態(tài)；

取冷循環(huán)系統(tǒng)中，取冷工質(zhì)泵驅(qū)動(dòng)取冷工質(zhì)在高熱流密度散熱設(shè)備中吸熱升溫，在取冷區(qū)中吸收冷卻的固態(tài)相變材料冷量進(jìn)行降溫，并在此進(jìn)入散熱設(shè)備；

其次，在清潔區(qū)中由清潔工質(zhì)洗去轉(zhuǎn)輪換熱器主體中殘留的取冷循環(huán)系統(tǒng)中的熱工質(zhì)；在清潔預(yù)蓄冷區(qū)中，轉(zhuǎn)輪換熱器主體被進(jìn)一步清洗，并由冷卻了的清潔工質(zhì)進(jìn)行第一次冷卻；

清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)中，清潔工質(zhì)泵驅(qū)動(dòng)清潔工質(zhì)進(jìn)入清潔區(qū)，沖刷殘留在換熱器主體中的取冷工質(zhì)，隨后在分離器中分離出取冷工質(zhì)，分離提純后的清潔工質(zhì)進(jìn)入回?zé)崞髦斜焕湓垂べ|(zhì)冷卻，再進(jìn)入清潔預(yù)蓄冷區(qū)，對(duì)換熱器主體進(jìn)行再次清洗并預(yù)冷相變材料，隨后流入清潔工質(zhì)泵；

最后，在蓄冷區(qū)中，相變材料被冷源工質(zhì)冷卻，由液態(tài)凝固為固態(tài)；

蓄冷系統(tǒng)中，冷源工質(zhì)進(jìn)入蓄冷區(qū)，降低相變材料的溫度并使其由液態(tài)凝固為固態(tài)，然后在回?zé)崞髦袑?duì)第一次清潔并氣液分離后的清潔工質(zhì)進(jìn)行冷卻。

本實(shí)用新型提供了一種新型轉(zhuǎn)輪相變換熱裝置，轉(zhuǎn)輪換熱器主體同時(shí)作為取冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝器，也作為蓄冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器，相變材料的冷凝與蒸發(fā)同時(shí)進(jìn)行，由于取冷與蓄冷不同工質(zhì)共用換熱器相同的通道，增加了清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)，保證了各個(gè)循環(huán)的工質(zhì)純度，提高了整個(gè)高效換熱系統(tǒng)的集成度，新型轉(zhuǎn)輪相變換熱系統(tǒng)更適應(yīng)于瞬時(shí)高熱流密度散熱工況，滿(mǎn)足高能設(shè)備散熱與工業(yè)高效換熱需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪相變換熱器結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型取冷系統(tǒng)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型蓄冷系統(tǒng)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型新型轉(zhuǎn)輪相變換熱系統(tǒng)示意圖。

圖示說(shuō)明；

1、轉(zhuǎn)輪相變換熱器；2、取冷循環(huán)系統(tǒng)；3、蓄冷循環(huán)系統(tǒng)；4、清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)；5、轉(zhuǎn)輪換熱器主體； 6、固定前分區(qū)導(dǎo)流板；7、固定后分區(qū)導(dǎo)流板；8、填充相變材料；9、清潔預(yù)蓄冷區(qū)；10、蓄冷區(qū)；11、取冷區(qū)；12、清潔區(qū)；13、高熱流密度散熱設(shè)備；14、取冷工質(zhì)泵；15、冷源；16、清潔工質(zhì)泵；17、分離器；18、回?zé)崞鳎?9、清潔工質(zhì)容器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本實(shí)用新型提供一種新型轉(zhuǎn)輪相變換熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高，蓄冷與取冷雙系統(tǒng)可同時(shí)運(yùn)行，提高了散熱的連續(xù)性與可持續(xù)性，為相變高效換熱在高能設(shè)備散熱系統(tǒng)與工業(yè)高效換熱系統(tǒng)中的運(yùn)用提供了運(yùn)用基礎(chǔ)。

如圖1-5所示，本實(shí)用新型中所述的一種新型轉(zhuǎn)輪相變換熱系統(tǒng)，該換熱系統(tǒng)以轉(zhuǎn)輪相變換熱器1為核心，與取冷循環(huán)系統(tǒng)2、蓄冷系統(tǒng)3以及清潔預(yù)蓄冷冷系統(tǒng)4相結(jié)合，共同構(gòu)成高效換熱轉(zhuǎn)輪相變換熱系統(tǒng)。其中，轉(zhuǎn)輪相變換熱器1由填充相變材料8的轉(zhuǎn)輪換熱器主體5、固定前分區(qū)導(dǎo)流板6與固定后分區(qū)導(dǎo)流板7構(gòu)成，固定前分區(qū)導(dǎo)流板6和固定后分區(qū)導(dǎo)流板7具有清潔預(yù)蓄冷區(qū)9、蓄冷區(qū)10、取冷區(qū)11與清潔區(qū)12。

取冷循環(huán)系統(tǒng)2由轉(zhuǎn)輪相變換熱器1的取冷區(qū)11、高熱流密度散熱設(shè)備13、取冷工質(zhì)泵14與分離器17組成；蓄冷系統(tǒng)3由轉(zhuǎn)輪相變換熱器1的蓄冷區(qū)10、冷源15、回?zé)崞?8組成；清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)4由轉(zhuǎn)輪相變換熱器1的清潔區(qū)12、清潔預(yù)蓄冷區(qū)9、清潔工質(zhì)泵16、分離器17、回?zé)崞?8以及清潔工質(zhì)容器19組成。

本實(shí)用新型專(zhuān)利的具體工作過(guò)程如下：

轉(zhuǎn)輪換熱器主體5的轉(zhuǎn)動(dòng)使任一換熱通道依次通過(guò)取冷區(qū)11、清潔區(qū)12、清潔預(yù)蓄冷區(qū)9、蓄冷區(qū)10；相變材料8在取冷區(qū)11中吸收取冷循環(huán)系統(tǒng)熱工質(zhì)熱量，由固態(tài)融化為液態(tài)；在清潔區(qū)12中由清潔工質(zhì)洗去轉(zhuǎn)輪換熱器主體5中殘留的取冷循環(huán)系統(tǒng)2中的熱工質(zhì)；在清潔預(yù)蓄冷區(qū)9中，轉(zhuǎn)輪換熱器主體5被進(jìn)一步清洗，并由冷卻了的清潔工質(zhì)進(jìn)行第一次冷卻；在蓄冷區(qū)10中，相變材料8被冷源工質(zhì)冷卻，由液態(tài)凝固為固態(tài)；轉(zhuǎn)輪相變換熱器1可根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求改變?cè)O(shè)計(jì)的分區(qū)體積與組合順序；

取冷循環(huán)系統(tǒng)2中，取冷工質(zhì)泵驅(qū)動(dòng)取冷工質(zhì)在高熱流密度散熱設(shè)備13中吸熱升溫，在取冷區(qū)11中吸收冷卻的固態(tài)相變材料冷量進(jìn)行降溫，并在此進(jìn)入散熱設(shè)備13；

蓄冷系統(tǒng)3中，冷源工質(zhì)進(jìn)入蓄冷區(qū)10，降低相變材料的溫度并使其由液態(tài)凝固為固態(tài)，然后在回?zé)崞?8中對(duì)第一次清潔并氣液分離后的清潔工質(zhì)進(jìn)行冷卻；

清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)4中，清潔工質(zhì)泵驅(qū)動(dòng)清潔工質(zhì)進(jìn)入清潔區(qū)12，沖刷殘留在換熱器主體5中的取冷工質(zhì)，隨后在分離器17中分離出取冷工質(zhì)，分離提純后的清潔工質(zhì)進(jìn)入回?zé)崞?8中被冷源工質(zhì)冷卻，再進(jìn)入清潔預(yù)蓄冷區(qū)9，對(duì)換熱器主體5進(jìn)行再次清洗并預(yù)冷相變材料8，隨后流入清潔工質(zhì)泵；

轉(zhuǎn)輪換熱器主體5同時(shí)作為取冷循環(huán)系統(tǒng)2中的冷凝器，也作為蓄冷系統(tǒng)3中的蒸發(fā)器，相變材料8的冷凝與蒸發(fā)同時(shí)進(jìn)行，由于取冷與蓄冷不同工質(zhì)共用換熱器相同的通道，增加了清潔預(yù)蓄冷系統(tǒng)4，保證了各個(gè)循環(huán)的工質(zhì)純度，提高了整個(gè)高效換熱系統(tǒng)的集成度。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作任何其他形式的限制，而依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)所作的任何修改或等同變化，仍屬于本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍。