一种结构优化的环路热管换热装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种环路热管换热装置，包括空气进口通道、空气出口通道和环路热管，所述空气出口通道设置在空气进口通道中，所述环路热管是反重力热管，空气从空气进口通道引入与环路热管蒸发端进行换热，环路热管冷凝端将热传导给外部冷源；所述蒸发端包括上升管，所述上升管的至少一部分设置毛细芯，从而实现反重力热管的作用；毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端的外壁面环绕设置纵向竖直翅片；空气出口通道设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；热管的下降管设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；所述上升段和下降段的至少一部分设置在空气进口通道内。本发明专利技术提出了一种新式结构的环路热管换热装置，使的结构紧凑，换热效果好，可以有效增大空气换热面积，显著提高冷却效率。

A loop heat pipe heat exchanger with structural optimization

The invention provides a loop heat pipe heat exchanger, including air inlet channel, air outlet channel and loop heat pipe. The air outlet channel is set in the air inlet channel. The loop heat pipe is an anti gravity heat pipe, and the air is imported from the air inlet channel to the heat pipe steaming end of the loop, and the loop heat pipe is cold. The condensation ends heat the heat to the external cold source; the evaporating end includes an ascending tube, and at least part of the rising tube is set with a capillary core so as to realize the action of the anti gravity heat pipe; the center of the capillary core sets the pipe of the condensing end to the evaporation end, and the vertical fin is set around the outer wall of the evaporation end; the air outlet channel is set in the air outlet. Two adjacent vertical fins are in contact with two adjacent vertical fins; the descending tube of the heat pipe is arranged between two adjacent vertical fins and contact with the two adjacent vertical fins; at least part of the ascending and descending segment is set in the air inlet channel. The invention provides a new type of loop heat pipe heat exchanger with compact structure and good heat exchange effect, which can effectively increase the air heat exchange area and significantly improve the cooling efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种结构优化的环路热管换热装置
本专利技术涉及一种利用热管的换热装置。
技术介绍
现有技术中，热管一般都是依靠重力实现热管的循环，但是此种热管只适合下部吸热上部放热的情况，对于相反上部吸热下部放热去无法适用。因此针对此种情况，本专利技术进行了改进，专利技术了反重力热管。数据表明，地球上汽态水含量是地表液态淡水含量的11.6倍，但人们对气态淡水的利用率并不高。现在的空气取水方法主要是将湿空气中以水蒸气或微小水滴形式存在的水资源转化为液态水的方法，主要有制冷结露法、吸附法、机械压缩法、半导体制冷法等。叶继涛等提出设计了一种较成熟的带有回热器的太阳能半导体制冷取水装置，参见CN2567274Y，CN10485506A，并对其进行了数值模拟和实验测试，但该方案存在两点不足:一方面太阳能蓄电池的转化效率低且损耗大，另一方面受到更多的地域限制和自然条件限制，而且该取水装置结构复杂。针对上述问题，本专利技术在前面专利技术的基础上进行了改进，提供了一种新的环路热管换热装置，使的结构紧凑，换热效果好，可以有效增大空气换热面积，显著提高冷却效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的环路热管换热装置，使的结构紧凑，换热效果好，可以有效增大空气换热面积，显著提高冷却效率。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种环路热管换热装置，包括空气进口通道、空气出口通道和环路热管，所述空气出口通道设置在空气进口通道中，所述环路热管是反重力热管，空气从空气进口通道引入与环路热管蒸发端进行换热，环路热管冷凝端将热传导给外部冷源；所述蒸发端包括上升管，所述上升管的至少一部分设置毛细芯，从而实现反重力热管的作用；毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端的外壁面环绕设置纵向竖直翅片；空气出口通道设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；热管的下降管设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；所述上升段和下降段的至少一部分设置在空气进口通道内。作为优选，所述竖直翅片延伸穿过空气进口通道的圆心，所述上升段管路与冷凝室的入口管具有相同的圆心。作为优选，所述管路为多个，所述多个管路的圆心与上升段之间的距离相同。作为优选，每相邻的两个竖直翅片之间设置一个管路，所述的管路是并联结构。作为优选，所述空气出口通道为多个，所述多个空气出口通道的圆心与蒸发端管路之间的距离相同。作为优选，每相邻的两个竖直翅片之间设置一个空气出口通道,所述空气出口通道是并联结构。作为优选，所述管路为多个，所述空气出口通道为多个，所述管路与空气出口通道的数量相等。作为优选，所述管路中心与相邻的空气出口通道中心距离相同；所述空气出口通道中心与相邻的空气管路中心距离相同。作为优选，空气出口通道的半径为R，管路的半径为r，相邻翅片之间的夹角为A，满足以下要求：Sin(A)＝a*LN(r/R)+b，其中LN是对数函数，a,b是参数，其中0.330<a<0.340,0.73<b<0.74；15°<A<25°；0.24<r/R<0.5。作为优选，0.26<r/R<0.38。一种环路热管空气取水装置，包括风机装置、空气进口通道、空气出口通道、环路热管和储水冷凝室，其特征在于，所述储水冷凝室设置在土壤冷源中，所述环路热管是反重力热管，环路热管的蒸发端安装在储水冷凝室入口处，空气进口通道的出口、空气出口通道的入口与储水冷凝室连通，所述风机装置将空气从空气进口通道引入到储水冷凝室的过程中与蒸发端进行换热，冷凝端将热传导给外部土壤冷源。作为优选，所述风机装置包括垂直风力机、行星轮增速器和螺旋叶片，垂直轴风力机利用风能，带动行星轮增速器和螺旋叶片吸入空气。作为优选，螺旋叶片下端连通储水冷凝室的入口管，所述储水冷凝室连接入口管的位置开始直径变大，然后直径开始变小。作为优选，环路热管的蒸发端安装在储水冷凝室入口管，环路热管的冷凝端缠绕于冷凝室外部，和外部土壤直接接触。作为优选，空气进口通道就是冷凝室的入口管，空气出口通道设置在冷凝室的入口管，空气出口的冷空气预冷空气进口的热空气。作为优选，蒸发端的至少一部分设置在冷凝室的入口管，蒸发端的至少一部分充满了毛细芯，毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端上升段的外壁面环绕设置纵向竖直翅片。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1)本专利技术提出了一种新式结构的环路热管换热装置，使的结构紧凑，换热效果好，可以有效增大空气换热面积，显著提高冷却效率。2)通过竖向翅片，一方面增加换热效果，另一方面起到固定管路和热管的作用。3)利用地上空气与地下土壤的温差迫使湿空气达到露点，摆脱对电的依赖，能够真正做到零排放，零污染。4)环路热管作为高效传热工具，原理简单，结构紧凑，可以有效增大空气换热面积，显著提高冷却效率。5)环路热管冷凝器缠绕在冷凝室外部，与外部土壤充分接触，增加对热管蒸发端空气的散热，提高冷却效率。6)无二次能源消耗，风力作为日常动力，且系统采用了风力发电用的垂直轴风力机，避免了风向对风力机的影响，可以收集各个方向来的风，在无风条件下太阳能电动机可驱动进气叶轮旋转，这样装置可以做到持续运行。一定意义上做到风光互补。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的垂直轴风力机示意图。图3为本专利技术的行星轮增速器剖视图。图4为本专利技术的叶轮俯视图。图5为本专利技术的地下部分视图。图6为本专利技术的冷凝室剖视图。图7是图6中A-A的截面图。图8为本专利技术的热管的结构示意图。图9为本专利技术的多个蒸发端流向冷凝端管路(下降段)的结构示意图。图10为本专利技术设置毛细芯位置的管路连接结构示意图。附图标记如下：1风机，2行星轮变速器，3螺旋叶片，4空气出口通道，5空气进口通道，6环路热管蒸发端，7冷凝室，8环路热管冷凝端，9蒸发端流向冷凝端管路(下降段)，10冷凝端流向蒸发端管路，11冷凝室入口管，12翅片，13毛细芯。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。一种反重力环路热管，如图8所示，所述热管包括蒸发端6和冷凝端8，所述蒸发端6位于冷凝端8上部，所述蒸发端6一部分设置在流体上升段，在流体上升段的蒸发端的至少一部分设置毛细芯13，如图10所示。作为优选，蒸发端包括蒸发端流向冷凝端管路(下降段)9、上升段两部分。其中作为优选，上升段内设置冷凝端流向蒸发端管路10。如图1所示，一种环路热管空气取水装置，包括风机装置1、空气进口通道5、空气出口通道4、环路热管和储水冷凝室7，所述储水冷凝室7设置在土壤冷源中，所述环路热管是反重力热管，空气进口通道5的出口、空气出口通道4的入口与储水冷凝室连通，所述风机装置1将空气从空气进口通道5引入到储水冷凝室7的过程中与蒸发端6进行换热，冷凝端8将热传导给外部土壤冷源。本专利技术提供了一种新式结构的环路热管的空气取水装置，通过设置环路热管作为高效传热工具，原理简单，结构紧凑，显著提高冷却效率。而且本专利技术利用地上空气与地下土壤的温差迫使湿空气达到露点，摆脱对电的依赖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环路热管换热装置，包括空气进口通道、空气出口通道和环路热管，所述空气出口通道设置在空气进口通道中，所述环路热管是反重力热管，空气从空气进口通道引入与环路热管蒸发端进行换热，环路热管冷凝端将热传导给外部冷源；所述蒸发端包括上升管，所述上升管的至少一部分设置毛细芯，从而实现反重力热管的作用；毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端的外壁面环绕设置纵向竖直翅片；空气出口通道设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；热管的下降管设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；所述上升段和下降段的至少一部分设置在空气进口通道内。

【技术特征摘要】
1.一种环路热管换热装置，包括空气进口通道、空气出口通道和环路热管，所述空气出口通道设置在空气进口通道中，所述环路热管是反重力热管，空气从空气进口通道引入与环路热管蒸发端进行换热，环路热管冷凝端将热传导给外部冷源；所述蒸发端包括上升管，所述上升管的至少一部分设置毛细芯，从而实现反重力热管的作用；毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端的外壁面环绕设置纵向竖直翅片；空气出口通道设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；热管的下降管设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；所述上升段和下降段的至少一部分设置在空气进口通道内。2.如权利要求1所述的换热装置，其特征在于所述竖直翅片延伸穿过空气进口通道的圆心，所述上升段管路与冷凝室的入口管具有相同的圆心。3.如权利要求1所述的换热装置，所述管路为多个，所述多个管路的圆心与上升段之间的距离相同。4.如权利要求1所述的换热装置，每相邻的两个竖直翅片之间设置一个管路，所述的管路是并联结构。5.如权利要求1所述的换热装置，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，年显勃，纪文睿，马玥，王兰文，马聚隆，欧阳宇恒，李雅倩，张瑞，马志腾，王铁信，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37