本發(fā)明屬于傳熱技術(shù)，特別涉及一種利用工質(zhì)蒸發(fā)汽化吸熱和冷凝液化放熱的熱管換熱器，自動將溫度較高媒質(zhì)的熱量傳遞給溫度較低的媒質(zhì)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的熱管換熱器，由多根單根熱管的組合而成，單根熱管的兩頭分別為蒸發(fā)吸熱端和冷凝放熱端，中間為絕熱段。每根熱管需單獨抽真空充工質(zhì)，加工繁瑣。

針對此，中國專利“一種三維熱管熱交換器”(CN201220444070)提出的技術(shù)方案：用盤管作為水平熱管的蒸發(fā)吸熱端和冷凝放熱端，中間用蒸汽管和回液管連通，構(gòu)成熱管單元，再將多個熱管單元重疊起來構(gòu)成“一種三維熱管熱交換器”。但該熱管熱交換器存在同樣的缺陷，即熱管熱交換器中的每個熱管單元，需單獨設(shè)置一個抽真空充工質(zhì)接口，同樣繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，提供一種生產(chǎn)工藝簡單的熱管換熱器，一個熱管換熱器只需設(shè)置一個抽真空充工質(zhì)接口。

為達到發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：

一種生產(chǎn)工藝簡單的熱管換熱器，至少包括若干熱管單元，熱管單元上下重疊，所述熱管單元至少包含一個蒸發(fā)盤管、一個冷凝盤管、一根蒸汽管、一根回液管，所述蒸發(fā)盤管的上接口與所述冷凝盤管的上接口之間由蒸汽管連通，所述蒸發(fā)盤管的下接口與所述冷凝盤管的下接口之間由回液管連通；關(guān)鍵在于還設(shè)有平衡管，平衡管管壁上設(shè)有若干開口，各熱管單元蒸汽管上設(shè)有開口，各蒸汽管上的開口與平衡管上的開口之間直接連通，或用連接管連通，平衡管與各熱管單元的蒸汽管連通后，整個熱管換熱器成為一個連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)，整個熱管換熱器只需設(shè)置一個抽真空充工質(zhì)接口。

顯然，蒸發(fā)盤管可由多根直管和U型彎頭連通的連續(xù)盤管，冷凝盤管可由多根直管和U型彎頭連通的連續(xù)盤管。多個熱管單元的蒸發(fā)盤管構(gòu)成熱管換熱器的蒸發(fā)段，多個熱管單元的冷凝盤管構(gòu)成熱管換熱器的冷凝段。

生產(chǎn)時，只要在上述連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)上任何方便之處設(shè)置一處抽真空充工質(zhì)接口，加入適量工質(zhì)即可。

本技術(shù)方案的熱管熱管換熱器，蒸發(fā)段和冷凝段高度相同時，可實現(xiàn)雙向?qū)?；蒸發(fā)段和 冷凝段可處于不同的高度，低處的一段作為蒸發(fā)段，高處的一段作為冷凝段，可將熱量從蒸發(fā)段傳向冷凝段。

本技術(shù)方案可行性分析說明。熱管換熱器注入工質(zhì)后，工質(zhì)可能積在最下一個或幾個熱管單元內(nèi)，整個熱管換熱器內(nèi)壓力相等，且處于兩相區(qū)。第一次運行，當(dāng)溫度高的媒質(zhì)流經(jīng)熱管換熱器蒸發(fā)段，溫度低的媒質(zhì)流經(jīng)熱管換熱器冷凝段時，最下一個或幾個熱管單元的蒸發(fā)盤管內(nèi)的工質(zhì)蒸發(fā)為蒸汽，因為平衡管連通了所有的熱管單元，蒸汽會進入所有熱管單元的冷凝盤管，因而各冷凝盤管內(nèi)均有工質(zhì)冷凝液產(chǎn)生，在重力作用下工質(zhì)冷凝液分別進入各自對應(yīng)的蒸發(fā)盤管，各熱管單元的蒸發(fā)盤管馬上會有工質(zhì)蒸汽產(chǎn)生。……直到最后，進入各熱管換熱管蒸發(fā)段內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)質(zhì)量流量相同，啟動過程結(jié)束，進入正常運行。熱管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量不會很大，所以啟動過程持續(xù)的時間較短。熱管停止運行后，各熱管單元的蒸發(fā)盤管內(nèi)保存的液態(tài)工質(zhì)質(zhì)量相同。第二次運行開始，各熱管單元蒸發(fā)盤管的工質(zhì)同時蒸發(fā)為蒸汽，整個熱管換熱器迅速進入正常運行。熱管換熱器作為設(shè)備的配套件之一，設(shè)備調(diào)試時，熱管換熱器第一次啟動過程持續(xù)的時間可以忽略不計。

為達到發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之二是：

一種生產(chǎn)工藝簡單的熱管換熱器，至少包含若干重疊的水平熱管換熱管，關(guān)鍵在于還設(shè)有平衡管，平衡管管壁上設(shè)有若干開口，熱管換熱管的中間或兩端設(shè)有開口，平衡管上的開口與各換熱管上的開口之間用連接管連通，平衡管上開口的位置比對應(yīng)熱管換熱管的位置高，平衡管將各熱管換熱管連通，整個熱管換熱器成為一個連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)，整個熱管換熱器只需設(shè)置一個抽真空充工質(zhì)接口。

生產(chǎn)時，只要在上述連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)上任何方便之處設(shè)置一處抽真空充工質(zhì)接口，加入適量工質(zhì)即可。

按本技術(shù)方案加工好的的熱管換熱器，熱管換熱管可以水平布置，即蒸發(fā)段和冷凝段處于同一水平面時，可實現(xiàn)雙向?qū)?；熱管換熱管可以豎置，較低一段為蒸發(fā)段，高處的一段作為冷凝段，可將熱量從蒸發(fā)段傳向冷凝段。

本技術(shù)方案之二可行性分析說明。熱管換熱管可以水平布置時，熱管換熱器注入工質(zhì)后，工質(zhì)可能積在最下一個或幾根熱管換熱管內(nèi)，整個熱管換熱器內(nèi)壓力相等，且處于兩相區(qū)。第一次啟動運行，當(dāng)溫度高的媒質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)段，溫度低的媒質(zhì)流經(jīng)冷凝段時，只有最下一根或幾根熱管換熱管熱管蒸發(fā)段內(nèi)的工質(zhì)蒸發(fā)為蒸汽，因為平衡管連通了所有的熱管換熱管，蒸汽會進入所有熱管換熱管的冷凝段。因而各冷凝段內(nèi)均有工質(zhì)冷凝液態(tài)產(chǎn)生，并分別進入各自對應(yīng)的蒸發(fā)段，各熱管換熱管的蒸發(fā)段馬上會有工質(zhì)蒸發(fā)為蒸汽?！钡阶詈螅M入各熱管換熱管蒸發(fā)段內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)質(zhì)量流量相同，啟動過程結(jié)束，進入正常運行。熱管內(nèi)工 質(zhì)質(zhì)量不會很大，所以啟動過程持續(xù)的時間較短。熱管換熱器停止運行后，各熱管換熱管的蒸發(fā)段內(nèi)保存的液態(tài)工質(zhì)質(zhì)量相同。第二次運行開始，各熱管換熱管蒸發(fā)段的液態(tài)工質(zhì)同時蒸發(fā)，整個熱管換熱器迅速進入正常運行。熱管換熱器作為設(shè)備的配套件之一，設(shè)備調(diào)試時，熱管換熱器第一次啟動過程持續(xù)的時間可以忽略不計。

本發(fā)明采用技術(shù)方案的有益效果，由于本發(fā)明利用平衡管連通各熱管單元(或熱管)，無論有多少熱管單元(或熱管)，整個熱管換熱器成為一個連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)，生產(chǎn)時，只要設(shè)一個抽真空充工質(zhì)接口，操作方便簡單，增加平衡管后，不影響整個熱管換熱器的換熱性能。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明實施例-原理示意圖。

附圖1.1為實施例-中，蒸發(fā)盤管或冷凝盤管為一列孔時，熱管換熱器的俯視圖。

附圖1.1-1蒸發(fā)盤管或冷凝盤管為一列孔時，熱管換熱器的右視圖。

附圖1.2為實施例-中，蒸發(fā)盤管或冷凝盤管為兩列孔時，熱管換熱器的俯視圖。

附圖1.2-1蒸發(fā)盤管或冷凝盤管為兩列孔時，熱管換熱器的右視圖。

附圖1.3為實施例-中，蒸發(fā)盤管或冷凝盤管為兩列孔，并列兩個熱管換熱器的俯視圖。

附圖1.3-1并列兩個熱管換熱器的右視圖。

附圖2為本發(fā)明實施例二原理示意圖。

附圖3為本發(fā)明實施例三原理示意圖。

附圖4為本發(fā)明實施例四原理示意圖。

附圖5為本發(fā)明實施例五原理示意圖。

附圖6為本發(fā)明實施例六原理示意圖。

附圖7為本發(fā)明實施例六原理示意圖。

附圖8為本發(fā)明實施例六原理示意圖。

附圖中，1.蒸發(fā)段，1.1.蒸發(fā)盤管，2.回液管，3.絕熱段，4.蒸汽管，5.冷凝段，5.1.冷凝盤管，6.平衡管，7.翅片，8.“Y”型三通管，9.平衡連管，10.低溫媒質(zhì)，11.高溫媒質(zhì)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖所示的實施例，進一步說明本發(fā)明。

實施例一：參見附圖1，一種熱管換熱器，由若干熱管單元上下重疊組成，所述熱管單元的蒸發(fā)端和冷凝端均為多根直管和U型彎頭連通的連續(xù)蒸發(fā)盤管(1.1)和冷凝盤管(5.1)；蒸發(fā)盤管的上接口與冷凝盤管的上接口之間由蒸汽管(4)連通，蒸發(fā)盤管的下接口與冷凝盤管的下接口之間由回液管(2)連通；多個熱管單元的蒸發(fā)盤管構(gòu)成熱管換熱器的蒸發(fā)段(1)，多個 熱管單元的冷凝盤管構(gòu)成熱管換熱器的冷凝段(5)，蒸發(fā)盤管與冷凝盤管的中間為熱管單元的絕熱段，多個熱管單元的絕熱段構(gòu)成熱管換熱器的絕熱段(3)；關(guān)鍵在于用“Y”型三通管(8)的兩個接口分別與各蒸發(fā)盤管或冷凝盤管最高處兩根換熱管連通，“Y”型三通管(8)的另一個接口與平衡管的開口連通，平衡管置于蒸發(fā)段或冷凝段的外側(cè)，平衡管將所有熱管單元連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。

在本實施例中，實際操作時，用一個常用的“Y”型三通管(8)連通最上兩根換熱管和平衡管，實現(xiàn)蒸汽管和平衡管的連通。

本實施例在生產(chǎn)時，只要一個抽真空充工質(zhì)接口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。本實施例只能按圖示安裝，圖示上下不可顛倒。

要作為一個可使用的熱管換熱器，需在蒸發(fā)段(1)和冷凝段(5)側(cè)面設(shè)置擋板，擋板和絕熱段之間的通道作為換熱媒質(zhì)的通道，擋板的設(shè)置同普通熱交換器一樣。

本實施例中，當(dāng)蒸發(fā)段(1)和冷凝段(5)在同一高度，可以雙向傳熱，即蒸發(fā)段(1)和冷凝段(5)的功能可以互換。即使蒸發(fā)段(1)和冷凝段(5)的高度稍微有點差異，也能實現(xiàn)雙向?qū)帷?/p>

本實施例的蒸發(fā)段和冷凝段處在不同高度時，低處的作為蒸發(fā)段，只能將熱量從低處傳向高處，即單向?qū)幔寒?dāng)高溫媒質(zhì)(11)流經(jīng)蒸發(fā)段(1)，而低溫媒質(zhì)(10)流經(jīng)冷凝段(5)時，蒸發(fā)段(1)吸收熱量傳到冷凝段(5)再傳給低溫媒質(zhì)；但是，當(dāng)高溫媒質(zhì)流經(jīng)冷凝段(5)，低溫媒質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)段(1)，但熱量不能從冷凝段(5)傳到蒸發(fā)段(1)。

如果換熱管外側(cè)媒質(zhì)的換熱系數(shù)較低，比如空氣等氣體，可在換熱管外側(cè)增加翅片。可用帶外翅片的換熱管，或者在換熱管外套銅翅片或鋁翅片等，并保證翅片與換熱管緊密接觸。

蒸發(fā)盤管或冷凝盤管，可以是一列孔的盤管，附圖1.1、附圖1.1-1分別為一列孔的盤管的熱管換熱器俯視圖和右視圖。蒸發(fā)盤管或冷凝盤管，也可以是兩列孔的盤管，附圖1.2和附圖1.2-1分別為兩列孔的盤管的熱管換熱器俯視圖和右視圖。

另外，熱管換熱器的蒸發(fā)段、冷凝段和絕熱段可布置成一體，構(gòu)成整體式熱管換熱器。熱管換熱器的蒸發(fā)段、冷凝段和絕熱段可分開布置，構(gòu)成分體式熱管換熱器。即蒸發(fā)段、冷凝段的相互位置可以根據(jù)使用場合的要求布置。

如果需要再加大換熱量，可在被加熱或冷卻媒質(zhì)的流動方向并列多個熱管換熱器，組成熱管換熱器組合，如附圖1.3、附圖1.3-1分別為熱管換熱器組合的俯視圖和右視圖。每個熱管換熱器的管路系統(tǒng)相互獨立，每個熱管換熱器的管路系統(tǒng)需要單獨設(shè)一個抽真空充工質(zhì)接口，但多個熱管換熱器換熱管外的翅片可以分開，也允許不分開。

實施例二：參見附圖2，各熱管單元的蒸汽管(4)從中間斷開，平衡管(6)位于蒸汽管(4)的中間，蒸發(fā)盤管側(cè)的蒸汽管和冷凝盤管側(cè)的蒸汽管均與平衡管連通。而蒸發(fā)盤管的下接 口與冷凝盤管的下接口用回液管連通，平衡管將所有熱管單元的連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。顯然，平衡管設(shè)有的開口數(shù)量是蒸發(fā)管數(shù)量的兩倍。

其余同實施例一。

本實施例在生產(chǎn)時，每個熱管換熱器的管路系統(tǒng)只要設(shè)置一個抽真空充工質(zhì)口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。本實施例只能按圖示安裝，圖示上下不可顛倒。

顯然，本實施例中，當(dāng)蒸發(fā)段和冷凝段處于同一高度，可實現(xiàn)雙向?qū)?；?dāng)蒸發(fā)段和冷凝段處在不同高度時，低處的作為蒸發(fā)段，只能將熱量從低處傳向高處。

實施例三：參見附圖3，設(shè)有兩根平衡管，各熱管單元蒸發(fā)盤管的上接口均與一根平衡管連通，各熱管單元冷凝盤管的上接口均與另一根平衡管連通，兩根平衡管的上端再用一根平衡連管(9)連通。各冷凝盤管的下接口與蒸發(fā)盤管的下接口用回液管連通，回液管的中間部分作成”凹”字型，各熱管單元回液管(2)的位置同最低處回液管處于同一高度或大約一致高度，最高處的回液管往下”凹”得最深，最低處熱管單元的回液管往下”凹”得最淺或沒有”凹”。兩根平衡管和平衡連管(9)將所有熱管單元連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。

其余同實施例一。

本實施例在生產(chǎn)時，只要一個抽真空充工質(zhì)口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。熱管換熱器第一次運行之前，工質(zhì)可能積在最下一個或幾個熱管單元內(nèi)。但是第一次運行不久后，各熱管單元內(nèi)均有工質(zhì)，熱管單元均會正常運行，熱管換熱器也會正常運行；第二次運行啟動后馬上進入正常運行。本實施例只能按圖示安裝，圖示上下不可顛倒。

本實施例的優(yōu)點是，在熱管換熱器的蒸發(fā)段和冷凝段之間可留出空間，蒸發(fā)段和冷凝段之間的距離可以很遠(yuǎn)。

顯然，本實施例中，當(dāng)蒸發(fā)段和冷凝段處于同一高度，可實現(xiàn)雙向?qū)幔凑舭l(fā)段和冷凝段可以互換；當(dāng)蒸發(fā)段和冷凝段處在不同高度時，低處的作為蒸發(fā)段，只能將熱量從低處傳向高處。

實施例四：參見附圖4，有兩根平衡管置于熱管換熱器的兩側(cè)。用“Y”型三通管(8)的兩個接口分別與各熱管單元的蒸發(fā)盤管或冷凝盤管最高處兩根換熱管連通，“Y”型三通管(8)的另一個接口和第一根平衡管的開口連通，平衡管上開口的位置比對應(yīng)最高處換熱管的位置低；用“Y”型三通管(8)的兩個接口分別與各熱管單元的蒸發(fā)盤管或冷凝盤管最低處兩根換熱管連通，“Y”型三通管(8)的另一個接口和第二根平衡管的開口連通，平衡管上開口的位置比對應(yīng)最低處換熱管的位置高。平衡管將所有熱管單元的連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。

在本實施例中，用“Y”型三通管(8)連通各熱管單元最上兩根換熱管和平衡管，實現(xiàn)蒸汽管和平衡管的連通；用“Y”型三通管(8)連通各熱管單元最下兩根換熱管和平衡管，實現(xiàn) 回液管和平衡管的連通。

其余同實施例一。

本實施例在生產(chǎn)時，只要一個抽真空、充液口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。

本實施例，上下可以顛倒。圖示第一根平衡管與圖示蒸汽管連通。熱管換熱器第一次運行之前，工質(zhì)可能積在最下一個或幾個熱管單元內(nèi)，第一次運行時，最下一個或幾個熱管單元的蒸發(fā)盤管有蒸汽產(chǎn)生，因為有第一根平衡管連通所有的熱管單元，蒸汽會均勻進入所有熱管單元的冷凝盤管；第二根平衡管對運行不起作用。

假設(shè)顛倒安裝，則蒸汽管變?yōu)榛匾汗埽匾汗茏優(yōu)檎羝?，最下一個熱管單元和最上一個熱管單元互換位置，第二根平衡管連通了現(xiàn)在的蒸汽管，第一次運行時，最下一個或幾個熱管單元的蒸發(fā)盤管有蒸汽產(chǎn)生，因為有第二根平衡管連通所有的熱管單元，蒸汽會均勻進入所有熱管單元的冷凝盤管。

實施例五：參見附圖5，各熱管單元蒸汽管的中間設(shè)有開口，各熱管單元回液管的中間設(shè)有開口，設(shè)置兩根平衡管，第一根平衡管上的開口與各熱管單元蒸汽管上的開口之間用連接管連通，且平衡管上開口的位置比所對應(yīng)蒸汽管的位置低；第二根平衡管上的開口與各熱管單元的回液管上的開口之間用連接管連通，且平衡管上開口的位置比對應(yīng)回液管的位置高。平衡管將所有熱管單元連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。

其余同實施例一。

本實施例在生產(chǎn)時，只要一個抽真空充工質(zhì)口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。工質(zhì)可能積在最下一個或幾個熱管單元內(nèi)。熱管換熱器第一次運行不久后，各熱管單元內(nèi)均有工質(zhì)，熱管單元均會正常運行，熱管換熱器也會正常運行。本實施例，上下可以顛倒，顛倒后，蒸汽管作為回液管，而回液管作為蒸汽管。

實施例六：參見附圖6，至少包含若干重疊的水平熱管換熱管，所述單根熱管換熱管水平放置，設(shè)有平衡管，單根熱管換熱管的一端設(shè)有開口，平衡管上的開口與各熱管換熱管上的開口之間用連接管連通，平衡管上開口的位置高于對應(yīng)的熱管換熱管的位置。平衡管將所有熱管換熱管連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。

本實施例在生產(chǎn)時，只要一個抽真空充工質(zhì)口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。本實施例蒸發(fā)段和冷凝段處于同一高度使用時，要求平衡管上開口的位置高于對應(yīng)熱管換熱管的位置。

本實施例生產(chǎn)完成的熱管換熱器，所述單根熱管換熱管可以豎置，朝下一段為蒸發(fā)段。

實施例七：參見附圖7，至少包含若干重疊的水平熱管換熱管，所述單根熱管換熱管水平放置，設(shè)有平衡管，單根熱管的中間設(shè)有開口，平衡管上的開口與各熱管上的開口之間用連 接管連通，平衡管上開口的位置高于對應(yīng)熱管換熱管的位置。平衡管將所有熱管換熱管連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。

本實施例在生產(chǎn)時，只要一個抽真空充工質(zhì)口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。本實施例蒸發(fā)段和冷凝段處于同一高度使用時，要求保證平衡管上開口的位置高于對應(yīng)熱管換熱管的位置。

本實施例生產(chǎn)完成的熱管換熱器，所述單根熱管換熱管可以豎置，朝下一段為蒸發(fā)段。

實施例八：參見附圖8，至少包含若干重疊的水平熱管換熱管，所述單根熱管換熱管水平放置，單根熱管的兩頭設(shè)有開口，設(shè)有兩根平衡管，兩根平衡管上的開口分別與熱管換熱管兩頭的開口之間用連接管連通，平衡管上開口的位置高于對應(yīng)熱管換熱管的位置，平衡管將所有熱管換熱管連通成連續(xù)的封閉管路系統(tǒng)。

本實施例在生產(chǎn)時，只要一個抽真空充工質(zhì)口，抽完真空后充注適量的工質(zhì)。本實施例蒸發(fā)段和冷凝段處于同一高度使用時，要求保證平衡管上開口的位置高于對應(yīng)熱管換熱管的位置。

本實施例生產(chǎn)完成的熱管換熱器，所述單根熱管換熱管可以豎置，朝下一段為蒸發(fā)段。