专利名称：热管式自循环热采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是采集65℃以上热能的自循环热管式换热器，属于换热器领域。
背景技术：
热能制冷作为能有效利用工业废热、发动机余热、太阳能和地热等中低品位能源而没有环境破坏性的新型制冷技术受到越来越多的重视。在船舶制冷、车辆制冷、宇航制冷、坦克制冷、军舰制冷、太阳能制冷、电厂制冷等方面有相当好的应用前景，这对节能和环保都有很大的意义，数年来引起国内外众多研究机构、高校和企业的不断投入、关注和开发。如何方便快捷将中低品位热能充分采集并充分利用是热能制冷系统的成功关键部分之一。
不消耗额外能源的热管技术能够实现小体积高效率传热，但由于目前的热管主要是单管或带翅片的单管结构，在一根管内完成内部相变液体蒸汽上升流动和液体下降流动，这就带来上升流动和下降流动在一根管内的流动扰动，相互影响流动速度和流动传热过程。另外，热管结构为单管和带翅片的单管结构，其结构不紧凑，在采集热量较大的场合必须使用多根带翅片的单管组合，结构较大，且传热效率降低。
发明内容
为了实现无能耗、小体积、高传热效率采集大量低品位热能的要求，本实用新型提出热管式自循环热采集器。该系统主要包括热源换热器1，高温热管管路2，冷源换热器3，低温热管管路4，构成一个封闭的热循环系统，该系统内部抽真空后注入一定量的液体。该系统由双路热管组成，高温热管和低温热管内的相变介质流向为单向，与常规热管不同，其中一路高温热管管路2将管内气化了的液体蒸汽带到冷源换热器3中，蒸汽液化后由低温热管管路4靠重力和毛细力量输送回热源换热器1。热源换热器是与环境热源进行热交换的装置，冷源换热器是将内部热量传递给冷源(发生器)的装置。
本实用新型系统具有无能耗，结构紧凑，传热效率高，传热量大，利用低品位热源等优点。适用于缺电少电环境下进行高效采集低品位热源场合。
系统利用液体相变进行循环传热，热源换热器1和冷源换热器3都是上侧连接高温热管管路2，下侧连接低温热管管路4，热源换热器1放置位置比冷源换热器3位置低。
本实用新型提出的热管式自循环热采集器所使用相变工质有水、庚烷、氨、氦、氮、丙酮、甲醇、乙醇、氟利昂、水银、铯、钾、钠、锂。根据利用热源的温度不同，采用不同工质。
本实用新型提出的热管式自循环热采集器的材料根据利用热源的温度和系统压力不同，可以为铝、铝合金、黄铜、铜、铜合金、不锈钢、合金钢、玻璃、玻璃钢、软管、聚四氟乙烯。高温热管管路和低温热管管路可以采用金属管也可以采用耐压密封材料金属和非金属软管。
本实用新型提出的热管式自循环热采集器，其特征在于热源换热器1和冷源换热器3采用板翅式、翅片管式、可拆板式、整体板式、列管管壳式换热结构，热源换热器1和冷源换热器3可以采用相同换热结构，也可以采用不相同的换热结构，但要求2个换热器的换热量相当，2个换热器必需满足冷源换热器3相对垂直高度高于热源换热器1。
本实用新型与现有热管换热技术相比，具有以下优点及突出性效果本实用新型提出的热管式自循环热采集器由于采用单向工质流向的高温热管和低温热管，管内工质没有相互干扰，流动速度加快，换热效率大大提高。热管式自循环热采集器采用换热系数高的紧凑换热结构，系统传热效率高，传热量大，结构紧凑，体积小。
图1为板翅式热源换热器1、板翅式冷源换热器3组成的热管式自循环热采集器图。
图2为板翅式热源换热器1、翅片管式冷源换热器3组成的热管式自循环热采集器图。
图3为板翅式热源换热器1、板式冷源换热器3组成的热管式自循环热采集器图。
图4为板翅式热源换热器1、列管管壳式冷源换热器3组成的热管式自循环热采集器图。
图5为列管管壳式热源换热器1、板式冷源换热器3组成的热管式自循环热采集器图。
图6为列管管壳式热源换热器1、列管管壳式冷源换热器3组成的热管式自循环热采集器图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式
本实用新型系统主要包括一个热源换热器1，一个高温热管2，一个冷源换热器3，一个低温热管4。
热管式自循环热采集器系统必须是抽真空系统，内部密封灌注有相变工质，热源换热器1放置位置比冷源换热器3位置低，热源换热器1和冷源换热器3采用紧凑式热交换结构。热源换热器1将热源热传递给内部液体工质，工质气化吸热，高温热管管路2将热源换热器内气化的工质输送到冷源换热器3，冷源换热器3将换热器内部气化的工质不断液化，放出潜热给冷源，液态工质由低温热管管路4输送回热源换热器1底部。热源换热器1和冷源换热器3结构根据热源和冷源为气态和液态采用不用紧凑式热交换结构。
板翅式热源和冷源换热器、翅片管式热源和冷源换热器适用于空气等气态热源和冷源与热管式自循环热采集器进行换热。板式热源和冷源换热器、列管管壳式热源和冷源换热器适用于水等液态热源和冷源与热管式自循环热采集器进行换热。图1～图4中热源换热器1为板翅式换热结构，图5～图6中热源换热器1为列管管壳式换热结构。图1中冷源换热器3为板翅式换热结构，图2中冷源换热器3为翅片管式换热结构，图3～图5中冷源换热器3为板式换热结构，图4～图6中冷源换热器3为列管管壳式换热结构。
适用于热源和冷源均为气态的热管式自循环热采集器采用图1和图2结构，适用于热源为气态、冷源为液态的热管式自循环热采集器采用图3和图4结构，适用于热源和冷源均为液态的热管式自循环热采集器采用图5和图6结构。
权利要求1.一种热管式自循环热采集器，主要包括热源换热器(1)，冷源换热器(3)，以及连接其中的高温热管管路(2)，低温热管管路(4)，构成一个封闭的循环系统，其特征在于，该系统内部抽真空后注入一定量的液体，系统利用液体相变进行循环传热，热源换热器(1)和冷源换热器(3)都是上侧连接高温热管管路(2)，下侧连接低温热管管路(4)，热源换热器(1)放置位置比冷源换热器(3)位置低。
2.按照权利要求1所述的一种热管式自循环热采集器，其特征在于热管式自循环热采集器所使用相变工质有水、庚烷、氨、氦、氮、丙酮、甲醇、乙醇、氟利昂、水银、铯、钾、钠、锂，根据利用热源的温度不同，采用不同工质。
3.按照权利要求1和2所述的一种热管式自循环热采集器，其特征在于高温热管管路(2)和低温热管管路(4)采用金属管、耐压密封材料金属软管。
4.按照权利要求1所述的一种热管式自循环热采集器，其特征在于热源换热器(1)和冷源换热器(3)采用板翅式、翅片管式、可拆板式、整体板式、列管管壳式换热结构。
专利摘要本实用新型提出了一种采集65℃以上热能的热管式自循环热采集器。它包括热源换热器，高温热管管路，冷源换热器，低温热管管路，构成一个封闭的热循环系统。其特征在于，该系统内部抽真空后注入一定量的液体，热源换热器内液体在低于65℃就气化，液体蒸汽通过高温热管管路进入冷源换热器中，蒸汽液化后由低温热管管路靠重力和毛细力量输送回热源换热器，整个系统循环没有泵等运动部件。热源换热器是与环境热源进行热交换的装置，冷源换热器是将内部热量传递给冷源的装置。本实用新型系统具有无能耗，结构紧凑，传热效率高，传热量大，利用低品位热源等优点。适用于缺电少电环境下进行高效采集低品位热源场合。
文档编号F28D15/02GK2762046SQ200420084559
公开日2006年3月1日 申请日期2004年7月30日 优先权日2004年7月30日
发明者李辉, 李和义, 龚文浩, 李彦 申请人:龚文浩, 李和义