專利名稱：自然冷能的熱管裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷系統(tǒng)、加熱和制冷的聯(lián)合系統(tǒng)、蓄冷、蓄熱設(shè)備及其配件，尤其涉及一種利用自然冷能和環(huán)保熱能的空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的制冷、蓄能設(shè)備及空調(diào)大多采用壓縮機(jī)使工質(zhì)通過壓縮——膨脹循環(huán)制冷；其具有商品能耗大，運(yùn)行成本高，運(yùn)行不穩(wěn)定，維護(hù)操作復(fù)雜，使用有害介質(zhì)，有直接和間接的溫室氣體及其它污染物排放，存在噪聲污染，對電力依賴性強(qiáng)，對電力峰值負(fù)荷影響較大等缺點(diǎn)。
申請?zhí)枮?1101569.8的中國發(fā)明專利申請公開說明書公開了一種由風(fēng)管、載冷劑、輸液箱及貯冷體組成的供冷裝置。其風(fēng)管通過載冷劑輸液箱與載冷劑進(jìn)行熱交換，載冷劑輸液箱通過連通鋼管中的載冷劑與貯冷體進(jìn)行熱交換。冬季利用風(fēng)管中冷熱氣體形成的靜壓力差和風(fēng)速自動輸入大氣中的冷量，并通過貯冷體中水的相變潛熱貯存，夏季制冷時，通過供冷水管及載冷劑與貯能體循環(huán)進(jìn)行熱交換，釋放冷量。
這種蓄能設(shè)備利用了冬天大氣中的自然冷能，達(dá)到了節(jié)能的目的，避免了溫室氣體及其它污染物排放，但存在下列缺陷(1)冷量的輸入、輸出通過大量的商品載冷劑完成，至少冷量輸出需強(qiáng)制循環(huán)，自然對流效率低；(2)冷量的輸入、輸出均通過二次換熱，降低換熱效率，增大冷量損失；(3)風(fēng)管無法消除傳導(dǎo)、對流冷量損失；(4)風(fēng)管會造成堵塞；(5)空氣與鋼管壁換熱效率很低，實(shí)際工程中需大量排管及支撐件；(6)滿足保溫、防脹、防滲，同時又高效換熱的自然冷能貯存器造價昂貴，難以實(shí)施。
現(xiàn)有蓄冷裝置也有使用圖1所示的單體熱管作為導(dǎo)冷元件的，但這種單體熱管蓄能設(shè)備仍有下列缺陷(1)管內(nèi)上升蒸汽和下降冷卻液體處于同一管道之中，相互之間存在循環(huán)阻力，有相互換熱現(xiàn)象，從而影響傳導(dǎo)功率，因此單支熱管導(dǎo)冷功率?。?2)相同傳導(dǎo)功率條件下造價相對高；(3)安裝受角度限制；(4)不能進(jìn)行開啟和關(guān)閉或調(diào)節(jié)功率大小從而實(shí)現(xiàn)有序凍結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述缺陷，其目的之一在于提供一種利用自然冷能的自動傳導(dǎo)熱能的熱管裝置。
本發(fā)明目的之二在于提供一種存儲自然冷能和環(huán)保熱能的蓄能裝置。
本發(fā)明目的之三在于提供一種利用自然冷能和環(huán)保熱能的空調(diào)裝置。
本發(fā)明目的之四在于提供一種利用自然冷能和環(huán)保熱能的建筑體系。
本發(fā)明的熱管裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括蒸發(fā)部、冷凝部、上升管和回流管，其中蒸發(fā)部低于或等于冷凝部，蒸發(fā)部的上端與冷凝部的上端通過上升管連接，冷凝部的下端與蒸發(fā)部的下端通過回流管連接，構(gòu)成熱管回路。
其中蒸發(fā)部由多根蒸發(fā)管并聯(lián)構(gòu)成；也可以是由單根蒸發(fā)管構(gòu)成，與回流管連通呈U型；也可以是蒸發(fā)部為一盲管，上升管與盲管的上部管口連通，回流管插入盲管腔內(nèi)中下部。
其中冷凝部由多根冷凝管并聯(lián)構(gòu)成；也可以是由單根冷凝管構(gòu)成，與上升管連通呈倒U型。同時，冷凝部的冷凝管外設(shè)有翅片。
上升管和回流管至少之一采用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成，或者管壁外設(shè)有保溫層。
熱管回路上設(shè)置至少一個閥門。
蒸發(fā)部至少部分蒸發(fā)管之間或者蒸發(fā)管腔室內(nèi)設(shè)置動力循環(huán)管，動力循環(huán)管的進(jìn)出口位于蒸發(fā)部之外。
本發(fā)明的蓄能裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，它由蓄能介質(zhì)和熱管裝置組成，其中熱管裝置的蒸發(fā)部位于蓄能介質(zhì)中，蓄能介質(zhì)為水、巖土或者其他相變體。
蓄能介質(zhì)外設(shè)置保溫材料；在蓄能介質(zhì)中設(shè)置動力循環(huán)管路，該動力循環(huán)管路大致均勻地分布于蓄能介質(zhì)中。
本發(fā)明的空調(diào)裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括蓄能裝置和與其發(fā)生熱交換的終端回路，該終端回路包括空調(diào)末端，空調(diào)末端為風(fēng)機(jī)盤管、或暖氣片、或地盤管。
在終端回路與蓄能裝置之間設(shè)置換熱器，而且蓄能裝置與換熱器發(fā)生熱交換，換熱器與終端回路發(fā)生熱交換。
終端回路與蓄能裝置或換熱器之間設(shè)置熱泵，熱泵的初級冷源或初級熱源輸入端與蓄能裝置或換熱器發(fā)生熱交換，熱泵的輸出端與終端回路發(fā)生熱交換。
蓄能裝置之一為蓄冷裝置，熱管冷凝部位于大氣之中，設(shè)置在熱管蒸發(fā)部或蓄能裝置中的動力循環(huán)管路與終端回路連通。換熱器設(shè)置在動力循環(huán)管路與終端回路之間。動力循環(huán)管路與采用峰谷電或風(fēng)能制冷的制冷機(jī)輸出端相連。
蓄能裝置之二為蓄熱裝置，熱管裝置的冷凝部與終端回路連通。熱管裝置的冷凝部位于熱交器之中。設(shè)置在熱管蒸發(fā)部或蓄能裝置中的動力循環(huán)管路與供熱熱源相連。供熱熱源為工業(yè)余熱、太陽能集熱裝置、峰谷電制熱的熱泵，或利用風(fēng)能制熱的熱泵。
本發(fā)明的建筑體系是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括空調(diào)裝置和建筑物，其中空調(diào)裝置的空調(diào)末端位于建筑物內(nèi)，蓄能裝置中的蓄能介質(zhì)位于地下。
其中之一，蓄能裝置為蓄冷裝置，熱管裝置的蒸發(fā)部隨蓄能介質(zhì)位于地表下，熱管裝置的冷凝部位于地上建筑物之外大氣中，蓄冷裝置或熱管裝置中的動力循環(huán)管與空調(diào)末段直接相連，或經(jīng)過換熱器或熱泵與空調(diào)末段發(fā)生熱交換。
其中之二，蓄能裝置為蓄熱裝置，熱管裝置的動力循環(huán)管與太待儲熱源連通，熱管裝置的蒸發(fā)部與空調(diào)末段直接相連，或通過換熱器或熱泵與空調(diào)末段發(fā)生熱交換。
其中之三，蓄能裝置包括蓄冷裝置和蓄熱裝置，其共同與終端回路連接，供冷時終端回路與蓄冷裝置發(fā)生熱交換，供熱時終端回路與蓄熱裝置發(fā)生熱交換。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖3為本發(fā)明中熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖4為本發(fā)明中熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖5為本發(fā)明中熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之四；圖6為本發(fā)明中熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之五；圖7為本發(fā)明中蓄能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖8為本發(fā)明中蓄能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖9為圖8的A向視圖；圖10為本發(fā)明中蓄能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖11為本發(fā)明中空調(diào)裝置及建筑體系的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖12為本發(fā)明中空調(diào)裝置及建筑體系的結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖13為本發(fā)明中空調(diào)裝置及建筑體系的結(jié)構(gòu)示意圖之三。
具體實(shí)施例方式
熱管裝置的實(shí)施例1參見圖2，本發(fā)明所述的熱管裝置10a，它包括蒸發(fā)部1、冷凝部2、上升管3和回流管4，其中蒸發(fā)部由多根蒸發(fā)管并聯(lián)構(gòu)成，冷凝部由多根冷凝管并聯(lián)構(gòu)成，蒸發(fā)部1低于冷凝部2，蒸發(fā)部的上端與冷凝部的上端通過上升管3連接，冷凝部的下端與蒸發(fā)部的下端通過回流管4連接，構(gòu)成熱管回路。上升管3和回流管4上設(shè)有保溫材料，當(dāng)然也可以是采用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成；冷凝部的冷凝管外設(shè)有翅片；蒸發(fā)部1的蒸發(fā)管內(nèi)充有的低沸點(diǎn)工質(zhì)；熱管回路上設(shè)置閥門5以便調(diào)節(jié)控制換熱功率及方便灌注工質(zhì)，其中上升管和回流管上分別設(shè)置一個閥門，上升管頂端設(shè)置一個閥門。
該熱管裝置的工作原理是蒸發(fā)部1的低沸點(diǎn)工質(zhì)通過管壁從蒸發(fā)部外界吸熱后蒸發(fā)，蒸汽延上升管3上升，進(jìn)入冷凝部2，向冷凝部外界放熱后凝結(jié)，冷凝后的液體通過下降管4重新進(jìn)入蒸發(fā)部1，如此完成換熱循環(huán)。只要蒸發(fā)部1外界溫度高于冷凝部2的外界溫度，上述循環(huán)即可維持，將蒸發(fā)部外界的熱不斷地傳向冷凝部外界；否則，傳熱過程自動停止，從而實(shí)現(xiàn)向上單向?qū)?；而向上單向?qū)岬倪^程同時就是向下單向?qū)Ю溥^程。
與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，本熱管的特殊結(jié)構(gòu)可以使蒸發(fā)介質(zhì)在熱管裝置中單向循環(huán)傳輸，上升的蒸汽和下降的冷凝介質(zhì)分別行走于上升管和下降管中，互不阻擾，互不換熱，介質(zhì)的循環(huán)方向與向上傳熱和向下傳冷循環(huán)方向一致，傳導(dǎo)效率極高。
熱管裝置的實(shí)施例2參見圖3，熱管裝置10b，相對實(shí)施例1而言，其區(qū)別在于熱管裝置10b的蒸發(fā)部由單根蒸發(fā)管構(gòu)成，與回流管4連通呈U型，上升管3和回流管4上設(shè)有保溫材料；這種結(jié)構(gòu)的好處是便于將蒸發(fā)部放置于蓄冷體深處。這種結(jié)構(gòu)既有單體熱管易于深井埋管的施工便利，又有分體熱管的高效傳熱性能。
熱管裝置的實(shí)施例3參見圖4，熱管裝置10c，相對實(shí)施例2而言，其區(qū)別在于熱管裝置10c的冷凝部2由單根冷凝管構(gòu)成，與上升管4連通呈倒U型，上升管3和回流管4上設(shè)有保溫材料；這種結(jié)構(gòu)的好處是便于將冷凝部放置于介質(zhì)深處。這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)長距離熱量傳輸，同時不受傳輸方向影響。
熱管裝置的實(shí)施例4參見圖5，熱管裝置10d，相對實(shí)施例1而言，其區(qū)別在于蒸發(fā)部1為一盲管，上升管2與盲管的上管口連通，回流管4插入盲管腔內(nèi)下部，上升管3和回流管4上設(shè)有保溫材料；盲管腔內(nèi)充有低沸點(diǎn)工質(zhì)6。
與前述實(shí)施例相比，蒸發(fā)部1的低沸點(diǎn)工質(zhì)通過管壁從蒸發(fā)部外界吸熱后蒸發(fā)，蒸汽延上升管3上升，進(jìn)入冷凝部2，向冷凝部外界放熱后凝結(jié)，冷凝后的液體通過下降管4重新進(jìn)入蒸發(fā)部盲管底部中心，如此完成換熱循環(huán)。
與圖1所示的現(xiàn)有直插式熱管相比，雖然蒸發(fā)部同為圓管，但本實(shí)施例的特殊結(jié)構(gòu)可以使蒸發(fā)介質(zhì)在熱管裝置中單向循環(huán)傳輸，上升的蒸汽和下降的冷凝介質(zhì)分別行走于上升管和下降管中，互不阻擾，互不換熱，介質(zhì)的循環(huán)方向與向上傳熱和向下傳冷循環(huán)方向一致，傳導(dǎo)效率極高。熱管裝置的實(shí)施例5參見圖6，熱管裝置10e，相對實(shí)施例4而言，其區(qū)別在于蒸發(fā)部1的盲管內(nèi)設(shè)置動力循環(huán)管7a，動力循環(huán)管7a的進(jìn)出口位于蒸發(fā)部1之外；上升管3和回流管4上設(shè)有保溫材料。
與前述實(shí)施例相比，前述實(shí)施例雖可實(shí)現(xiàn)向上單向?qū)岷拖蛳聠蜗驅(qū)Ю?，但不可反向傳?dǎo)，本實(shí)施例由于集成有動力循環(huán)管7b，可以實(shí)現(xiàn)任意方向的冷熱傳導(dǎo)。
蓄能裝置的實(shí)施例1參見圖7，蓄能裝置由熱管裝置10a和蓄能介質(zhì)組成，蓄能介質(zhì)為水或其它液固相變材料11a，熱管裝置多個同時設(shè)置，大致均勻地設(shè)置在蓄能介質(zhì)11a之中，其中熱管裝置的蒸發(fā)部1位于蓄能介質(zhì)11中，在蓄能介質(zhì)外設(shè)置殼體12，殼體外表面設(shè)有保溫材料13，殼體12是全封閉的，保溫材料13可以是全封閉或者部份封閉的；冷凝部2設(shè)置在蓄能介質(zhì)11和保溫材料12之外，在蓄能介質(zhì)中設(shè)置動力循環(huán)管路7b，該動力循環(huán)管路7b大致均勻地設(shè)置在熱管裝置10的蒸發(fā)管之間。
該裝置可以實(shí)現(xiàn)下述四種功能蓄冷參見熱管裝置的實(shí)施例1，其工作原理是，在環(huán)境氣溫低于蓄能介質(zhì)，例如水的溫度時，熱管循環(huán)自動啟動，將水中的熱量傳向環(huán)境大氣，水溫逐漸下降，當(dāng)降到水的冰點(diǎn)0℃時，水體沿?zé)峁苷舭l(fā)管壁結(jié)冰，隨著上述過程的繼續(xù)，沿蒸發(fā)管壁形成的冰柱逐漸沿徑向生長，由此實(shí)現(xiàn)有序結(jié)冰。凍結(jié)過程所產(chǎn)生的體積膨脹由尚未凍結(jié)的柔性水體吸收；只要蒸發(fā)管間距小于蒸發(fā)管與殼體之間的最小距離，則蒸發(fā)管之間的水體優(yōu)先結(jié)冰，在水體完全結(jié)冰之前可將上升管上的閥門單獨(dú)關(guān)閉或與下降管上的閥門同時關(guān)閉，主動切斷熱管循環(huán)，防止冰體凍脹破壞殼體，從而實(shí)現(xiàn)防止凍脹目的。
釋冷通過設(shè)置于蓄能介質(zhì)當(dāng)中的動力循環(huán)管路內(nèi)部的介質(zhì)循環(huán)或直接將冰與水組成的蓄能介質(zhì)中的水進(jìn)行循環(huán)，即可將所蓄的冷能釋放到換熱裝置或直接釋放到冷能使用末端，如空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管。
蓄熱在上升閥門和下降閥門關(guān)閉狀態(tài)下，通過動力循環(huán)管路將各種熱源產(chǎn)生的熱能通過顯熱或潛熱形式蓄積到本蓄能裝置。
釋熱在上升閥門和下降閥門開啟狀態(tài)下，所蓄熱能可以通過熱管自動傳到冷凝部，將熱能釋放到與冷凝部相連的換熱裝置或直接釋放到熱能使用末端。
蓄能裝置的實(shí)施例2參見圖8，蓄能裝置由熱管裝置10b和蓄能介質(zhì)組成，蓄能介質(zhì)為固體相變材料或摻有固體相變材料的土壤和礫石11b，熱管裝置多個同時設(shè)置，大致均勻地設(shè)置在蓄能介質(zhì)之中，其中熱管裝置的蒸發(fā)部1位于蓄能介質(zhì)中，在蓄能介質(zhì)外設(shè)置保溫材料13，保溫材料13是全封閉的；冷凝部2設(shè)置在蓄能介質(zhì)和保溫材料13之外，在蓄能介質(zhì)中設(shè)置動力循環(huán)管路7b，該動力循環(huán)管路7b大致均勻地設(shè)置在熱管裝置10b的蒸發(fā)管之間。
相對實(shí)施例1而言，由于蓄冷介質(zhì)為固體相變材料，因此可以省去殼體，熱管裝置的蒸發(fā)部為U型管式熱管裝置10b，在固體蓄能介質(zhì)中鉆孔后可以將熱管直接插入，易于安裝；為便于安裝，還可將U型管設(shè)置于圓形保護(hù)套管之中。
參見圖9，為了增大熱管冷凝部與空氣的換熱功率，在熱管冷凝部周圍設(shè)置誘導(dǎo)擋風(fēng)板14，這樣可以提高熱管冷凝部局部的風(fēng)速，從而提高熱管的傳熱效率。
蓄能裝置的實(shí)施例3參見圖10，相對實(shí)施例2而言，蓄能介質(zhì)為土壤和巖石11c，在蓄能介質(zhì)的周邊和頂面設(shè)置保溫材料13，熱管裝置為10e。
相對實(shí)施例1而言，由于蓄冷介質(zhì)為土壤和巖石，底部不易設(shè)置保溫材料，也不易布置10a型熱管裝置，但非常適合布置熱管裝置10e，在土壤和巖石中鉆孔后可以將熱管直接插入，易于安裝。
如果蓄冷裝置的體積足夠大，例如邊長大于100米時，蓄熱體的表面散熱面積相對于其體積較小，可以不用周邊的保溫層13，可以采用較便宜的保溫材料代之。
空調(diào)裝置及建筑體系實(shí)施例1參見圖11，空調(diào)裝置包括蓄能裝置和終端回路，該終端回路包括空調(diào)末端，空調(diào)末端為風(fēng)機(jī)盤管30，其位于建筑物內(nèi)；蓄能裝置為蓄冷裝置，蓄能介質(zhì)為自然土壤11c，在其中鉆深井孔，井孔呈矩陣狀分布，尤以蜂窩狀分布效率最高，井孔中采用10e型熱管裝置，蓄能介質(zhì)周圍和頂部設(shè)有保溫材料，上升管3和回流管4外部也設(shè)有保溫材料，熱管裝置10e的蒸發(fā)部隨蓄能介質(zhì)位于地表下，熱管裝置的冷凝部2位于地表外環(huán)境大氣中。
在風(fēng)機(jī)盤管30與蓄能裝置之間設(shè)置換熱器31，可以在一個小區(qū)集中設(shè)置一個，或每棟建筑物設(shè)置一個，設(shè)置在熱管蒸發(fā)部中的動力循環(huán)管路7b相互并聯(lián)后與換熱器進(jìn)行熱交換，動力循環(huán)管路7設(shè)有循環(huán)泵32，動力循環(huán)管路外部也設(shè)有保溫材料，換熱器31與空調(diào)末端30進(jìn)行熱交換。
這種結(jié)構(gòu)的好處施工過程不用開挖和回填，降低工程造價。蓄冷是無商品能耗自動完成；釋冷只需循環(huán)泵耗能。
其工作原理是冬天環(huán)境氣溫低于蓄能介質(zhì)溫度時，熱管將蓄能介質(zhì)中的熱能自動傳入環(huán)境大氣，使蓄能介質(zhì)冷卻，直至作為蓄能介質(zhì)的自然土壤凍結(jié)，以顯熱及潛熱方式蓄存大量的冷能；夏天通過動力循環(huán)提能量，通過換熱過程或直接輸入空調(diào)末端。
空調(diào)裝置及建筑體系實(shí)施例2參見圖12，相對實(shí)施例1而言，蓄能裝置為蓄熱裝置，蓄能介質(zhì)仍為自然土壤11c，其中鉆深井孔，井孔呈矩陣狀分布，尤以蜂窩狀分布效率最高，井孔中采用10e型熱管裝置，蓄能介質(zhì)頂部設(shè)有保溫材料，周圍不設(shè)保溫材料，上升管3和回流管4外部也設(shè)有保溫材料，熱管裝置10e的蒸發(fā)部隨蓄能介質(zhì)位于地表下，熱管裝置的冷凝部2位于換熱器中，冷凝部不設(shè)翅片管。
在風(fēng)機(jī)盤管30與蓄能裝置之間設(shè)置換熱器31，設(shè)置在熱管蒸發(fā)部中的動力循環(huán)管路7b相互并聯(lián)后與換熱器進(jìn)行熱交換，動力循環(huán)管路7b設(shè)有循環(huán)泵32，動力循環(huán)管路外部也設(shè)有保溫材料，換熱器31與空調(diào)末端30進(jìn)行熱交換。
夏天或秋天，設(shè)置在熱管蒸發(fā)部或蓄能裝置中的動力循環(huán)管路7b與供熱熱源太陽能集熱裝置33通過循環(huán)泵及循環(huán)管路相連；將熱能直接通過熱管蒸發(fā)部傳入蓄能介質(zhì)；向蓄能介質(zhì)輸入熱量時閥門關(guān)閉。冬天，將所蓄熱能通過熱管冷凝部輸入換熱器或直接輸入散熱末端熱，該過程自動完成，無須強(qiáng)制循環(huán)，此時開啟上升管及回流管上的閥門。
由于蓄能體巨大，所以熱量散失很少，蓄熱效率很高。當(dāng)然，供熱熱源除了太陽能集熱裝置，也可以為工業(yè)余熱、峰谷電制熱的熱泵，或利用風(fēng)能制熱的熱泵。
空調(diào)裝置及建筑體系實(shí)施例3參見圖13，相對實(shí)施例1和實(shí)施例2而言，本實(shí)施例為兩者的結(jié)合，其中蓄能裝置包括蓄冷裝置和蓄熱裝置，熱管裝置和土壤或水等蓄冷介質(zhì)所組成的蓄能裝置共同形成冷島，熱管裝置和土壤或水等蓄熱介質(zhì)所組成的蓄能裝置共同形成熱島，而冷島和熱島雙方共用一套終端回路為建筑物供冷或供熱，三者的連接處設(shè)置轉(zhuǎn)向閥34。
蓄冷裝置蓄冷過程通過熱管自動完成，無需動力；與終端回路的換熱則通過動力循環(huán)完成。蓄熱裝置蓄熱過程通過動力循環(huán)完成；與終端回路的換熱則通過熱管自動完成，無需動力。
所蓄熱能或冷能，與空調(diào)末端的換熱，可以通過熱管冷凝端或動力循環(huán)管路完成，也可以通過換熱器或熱泵完成。當(dāng)通過熱泵完成時，供冷時熱泵的冷凝段與蓄冷裝置的動力循環(huán)管路相連并進(jìn)行熱交換，供熱時熱泵的蒸發(fā)段與蓄熱裝置的熱管蒸發(fā)部相連并進(jìn)行熱交換。
權(quán)利要求
1.一種熱管裝置，其特征在于，它包括蒸發(fā)部、冷凝部、上升管和回流管，其中蒸發(fā)部低于或等于冷凝部，蒸發(fā)部的上端與冷凝部的上端通過上升管連接，冷凝部的下端與蒸發(fā)部的下端通過回流管連接，構(gòu)成熱管回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于蒸發(fā)部由多根蒸發(fā)管并聯(lián)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，冷凝部由多根冷凝管并聯(lián)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，蒸發(fā)部由單根蒸發(fā)管構(gòu)成，與回流管連通呈U型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，冷凝部由單根冷凝管構(gòu)成，與上升管連通呈倒U型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，蒸發(fā)部為一盲管，上升管與盲管的上部管口連通，回流管插入盲管腔內(nèi)中下部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，上升管和回流管至少之一采用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成，或者管壁外設(shè)有保溫層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，冷凝部的冷凝管外設(shè)有翅片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，熱管回路上設(shè)置至少一個閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管裝置，其特征在于，蒸發(fā)部至少部分蒸發(fā)管之間或者蒸發(fā)管腔室內(nèi)設(shè)置動力循環(huán)管，動力循環(huán)管的進(jìn)出口位于蒸發(fā)部之外。
11.一種采用上述權(quán)利要求所述熱管裝置的蓄能裝置，其特征在于，它由蓄能介質(zhì)和熱管裝置組成，其中熱管裝置的蒸發(fā)部位于蓄能介質(zhì)中，蓄能介質(zhì)為水、巖土或者其他相變體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的蓄能裝置，其特征在于，蓄能介質(zhì)外設(shè)置保溫材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的蓄能裝置，其特征在于，在蓄能介質(zhì)中設(shè)置動力循環(huán)管路，該動力循環(huán)管路大致均勻地分布于蓄能介質(zhì)中。
14.一種采用上述權(quán)利要求所述蓄能裝置的空調(diào)裝置，其特征在于，它包括蓄能裝置和與其發(fā)生熱交換的終端回路，該終端回路包括空調(diào)末端，空調(diào)末端為風(fēng)機(jī)盤管、或暖氣片、或地盤管。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空調(diào)裝置，其特征在于，在終端回路與蓄能裝置之間設(shè)置換熱器，而且蓄能裝置與換熱器發(fā)生熱交換，換熱器與終端回路發(fā)生熱交換。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的空調(diào)裝置，其特征在于，在終端回路與蓄能裝置或換熱器之間設(shè)置熱泵，熱泵的初級冷源或初級熱源輸入端與蓄能裝置或換熱器發(fā)生熱交換，熱泵的輸出端與終端回路發(fā)生熱交換。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空調(diào)裝置，其特征在于，蓄能裝置為蓄冷裝置，熱管冷凝部位于大氣之中，設(shè)置在熱管蒸發(fā)部或蓄能裝置中的動力循環(huán)管路與終端回路連通。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)裝置，其特征在于，換熱器設(shè)置在動力循環(huán)管路與終端回路之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的空調(diào)裝置，其特征在于，動力循環(huán)管路與采用峰谷電或風(fēng)能制冷的制冷機(jī)輸出端相連。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空調(diào)裝置，其特征在于，蓄能裝置為蓄熱裝置，熱管裝置的冷凝部與終端回路連通。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)裝置，其特征在于，熱管裝置的冷凝部位于熱交器之中。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或者21所述的空調(diào)裝置，其特征在于，設(shè)置在熱管蒸發(fā)部或蓄能裝置中的動力循環(huán)管路與供熱熱源相連。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的空調(diào)裝置，其特征在于，供熱熱源為工業(yè)余熱、太陽能集熱裝置、峰谷電制熱的熱泵，或利用風(fēng)能制熱的熱泵。
24.一種采用上述權(quán)利要求所述空調(diào)裝置的建筑體系，其特征在于，它包括空調(diào)裝置和建筑物，其中空調(diào)裝置的空調(diào)末端位于建筑物內(nèi)，蓄能裝置中的蓄能介質(zhì)位于地下。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的建筑體系，其特征在于，蓄能裝置為蓄冷裝置，熱管裝置的蒸發(fā)部隨蓄能介質(zhì)位于地表下，熱管裝置的冷凝部位于地上建筑物之外大氣中，蓄冷裝置或熱管裝置中的動力循環(huán)管與空調(diào)末段直接相連，或經(jīng)過換熱器或熱泵與空調(diào)末段發(fā)生熱交換。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的建筑體系，其特征在于，蓄能裝置為蓄熱裝置，熱管裝置的動力循環(huán)管與太待儲熱源連通，熱管裝置的蒸發(fā)部與空調(diào)末段直接相連，或通過換熱器或熱泵與空調(diào)末段發(fā)生熱交換。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的建筑體系，其特征在于，蓄能裝置包括蓄冷裝置和蓄熱裝置，其共同與終端回路連接，供冷時終端回路與蓄冷裝置發(fā)生熱交換，供熱時終端回路與蓄熱裝置發(fā)生熱交換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用自然冷能和環(huán)保熱能的熱管裝置及其應(yīng)用系統(tǒng)，熱管裝置包括蒸發(fā)部、冷凝部、上升管和回流管，其中蒸發(fā)部低于或等于冷凝部，蒸發(fā)部的上端與冷凝部的上端通過上升管連接，冷凝部的下端與蒸發(fā)部的下端通過回流管連接，構(gòu)成利用自然冷能的自動傳導(dǎo)熱能的熱管回路。該裝置可以進(jìn)一步構(gòu)成存儲自然冷能和環(huán)保熱能的蓄能裝置、利用自然冷能和環(huán)保熱能的空調(diào)裝置以及建筑體系。
文檔編號F25D3/00GK1789877SQ20041007546
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者尹學(xué)軍, 宋基盛 申請人:尹學(xué)軍, 宋基盛