一种自动利用环境冷热源的节能装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种自动利用环境冷热源的节能装置，包括：壁面1、壁面2和热控制层，所述热控制层设置于壁面1和壁面2之间，热控制层包括双金属片、热管等部件。所述双金属片根据壁面1温度的高低，发生形变控制所述热管的倾斜角度，进而控制装置的传热强化/弱化的方向。当环境温度高于控制温度时，装置根据控温区域的温度与环境温度的相对高低，调节热阻，减少环境向控温区域的传热或增加控温区域向环境的传热；当环境温度低于控制温度时，装置根据控温区域的温度与环境温度的相对高低，调节热阻，增加环境向控温区域的传热或减少控温区域向环境的传热。通过本发明专利技术所述自动利用环境冷热源的节能装置，实现了对环境蕴藏的冷热能的利用。

【技术实现步骤摘要】
一种自动利用环境冷热源的节能装置
本专利技术涉及恒温技术及自然冷热源利用领域，更具体的涉及一种自动利用环境冷热源的节能装置。
技术介绍
在工业、建筑、化工、医疗等领域，通常需要对某个区域的温度进行控制。为了节省维持温度稳定的能耗，大部分情况下需要尽可能减少外部环境温度变化对控温区域产生的影响。例如，在控温区域温度低于环境温度时，可以将围护结构的热阻设置的很大来节省制冷能耗。但由于环境温度通常是变化的，有时高于控温区域温度，有时低于控温区域温度，因此传热系数不变的围护结构无法有效利用环境蕴藏的冷热源节省控温能耗。对于控温区域处在环境温度变化很大的场合的情形来说，由于控温区域与环境之间存在温差，环境可视为一种天然冷热源，因此最佳的围护结构处理方案应是：(1)当环境温度高于控制温度时，如果控温区域温度低于环境温度，应当增加围护结构热阻，减少环境向控温区域的传热；如果控温区域温度高于环境温度，应该减少围护结构热阻，增加控温区域向环境的传热。(2)当环境温度低于控制温度时，如果控温区域温度低于环境温度，应当减少围护结构热阻，增加环境向控温区域的传热；如果控温区域温度高于环境温度，应该增加围护结构热阻，减少控温区域向环境的传热。因此传热系数不变的围护结构并不能充分利用环境蕴藏的冷热能降低能耗。现有技术中也没有一种能够根据环境与控温区域的温差及时的强化/弱化环境与控温区域之间传热的技术。
技术实现思路
本专利技术基于上述现有技术问题，创新的提出一种自动利用环境冷热源的节能装置，通过在装置感温侧和控温侧之间增加一个自动调节传热的热控制层，并采用热管作为热控制层的主要传热元件，采用双金属片作为重要的改变强化传热方向的调节元件，利用双金属片根据温度发生形变的性质以及一系列的创新性设计，进而控制热管的倾斜角度，实现了热量传递的强化/弱化方向的改变，进而实现了根据环境温度与控制温度的相对高低来对环境与控温区域之间的传热进行自动控制，实现了对环境蕴藏的冷热能的利用。本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种自动利用环境冷热源的节能装置，包括：壁面1、热控制层3和壁面2，所述热控制层3设置于所述壁面1和壁面2之间，所述热控制层3包括双金属片/记忆金属弹簧18、热管5、弧形转换架6、固定支架7、导热基体8、金属壳9和结点13，所述双金属片4/记忆金属弹簧18随温度变化而发生形变，带动所述热管5，使其发生不同方向的角度倾斜，进而控制所述传导热桥的传热强化/弱化方向。在所述壁面1温度高于控制温度时，所述双金属片/记忆金属弹簧发生形变，带动热管5使其在热控制层中沿逆时针方向偏转，在所述壁面1和壁面2之间建立利于壁面2向壁面1传热的传导热桥，当壁面1温度低于壁面2温度时，热管中的工作液通过导热方式吸收壁面2的热量并传递至壁面1，强化了壁面2向壁面1的传热，当壁面1温度高于壁面2温度时，工作液几乎不蒸发传热，弱化了壁面2与壁面1间的传热；在所述壁面1处温度低于控制温度时，所述双金属片/记忆金属弹簧随温度变化而发生形变，带动热管5使其在热控制层中沿顺时针方向偏转，在所述壁面1和壁面2之间建立利于壁面1向壁面2传热的传导热桥，当壁面1温度高于壁面2温度时，热管中的工作液通过导热方式吸收壁面1的热量并传递至壁面2，强化了壁面1向壁面2的传热，当壁面1温度低于壁面2温度时，工作液几乎不蒸发传热，弱化了壁面1与壁面2间的传热。进一步根据本专利技术所述一种自动利用环境冷热源的节能装置，双金属片4的一端固定于壁面1的内表面上，另一端搭接在与热管5联动的弧形转换架6内侧，弧形转换架6固定在金属壳9外部，金属壳9嵌套于热管5外部，并通过所述结点13固定，热管5通过结点13固定于固定支架7上，壁面1与壁面2的内表面设置有导热基体8，固定支架7固定于所述壁面1与壁面2之间，热管5内预装有适量工作液10。所述双金属片4与对应热管5、弧形转换架6、导热基体8、金属壳9和结点13构成壁面1和壁面2之间的一个自动调节传热强化/弱化方向的传导热桥。进一步根据本专利技术所述一种自动利用环境冷热源的节能装置，壁面1、热控制层3和壁面2依次层叠设置，且壁面1置于感温侧，壁面2置于控温侧，热控制层3置于所述壁面1和壁面2之间。热控制层3包括若干双金属片4、热管5、弧形转换架6、固定支架7、导热基体8、金属壳9和结点13，热管5外侧设有对应的金属壳9，用于固定所述热管5。为使热管5能与所述壁面良好接触传热，在导热基体8表面设有若干弧形面导热面14，以确保热管5蒸发侧12与冷凝侧11与导热基体8紧密接触，便于传热。所述双金属片4、热管5、弧形转换架6、导热基体8、金属壳9和结点13在所述热控制层3间沿其高度方向建立了若干组自动调节传热强化/弱化方向的传导热桥。进一步根据本专利技术所述一种自动利用环境冷热源的节能装置，当壁面1温度高于控制温度时，所述双金属片4受热发生形变向下偏转弯曲，与弧形转换架6下侧搭接，并迫使与弧形转换架6联动的热管5发生逆时针偏转，热管5的蒸发侧12与设在所述壁面2内侧的导热基体8接触，并与弧形导热面16吻合传热，热管5的冷凝侧11与设在所述壁面1内侧的导热基体8接触，并与弧形导热面17吻合传热。若壁面1温度低于壁面2温度，热管5蒸发侧12工作液10吸收壁面2处的热量并蒸发，工作液蒸汽由于密度差而沿热管5上壁面运动至其冷凝侧11，由于冷凝侧温度低于蒸发侧温度，故工作液蒸汽在冷凝侧凝结并释放潜热热量，该热量通过设在壁面内侧的导热基体8传递至壁面1，工作液凝结液沿热管下壁面流回蒸发侧，如此周而复始不断吸热-蒸发-凝结-放热，从而建立强化壁面2向壁面1的传热；若壁面1温度高于壁面2温度，所述双金属片4仍保持向下弯曲状态，此时，由于所述蒸发侧12温度低于所述冷凝侧11温度，所述蒸发侧12的工作液10几乎不蒸发传热，所述壁面1和壁面2间的主要传热介质是空气，空气的传热能力较低，从而弱化了所述壁面2与所述壁面1间的传热。进一步根据本专利技术所述一种自动利用环境冷热源的节能装置，当壁面1温度低于控制温度时，所述双金属片4形变向上偏转弯曲，与所述弧形转换架6上侧搭接，并迫使与弧形转换架6联动的热管5发生顺时针偏转，热管5的蒸发侧12与设在所述壁面1内侧的导热基体8接触，并与弧形导热面15吻合传热，热管5的冷凝侧11与设在所述壁面2内侧的导热基体8接触，并与弧形导热面14吻合传热。若壁面1温度高于壁面2温度，热管5蒸发侧12工作液10吸收壁面1处的热量并蒸发，工作液蒸汽由于密度差而沿热管5上壁面运动至其冷凝侧11，由于冷凝侧温度低于蒸发侧温度，故工作液蒸汽在冷凝侧凝结并释放潜热热量，该热量通过设在壁面内侧的导热基体8传递至壁面2，工作液凝结液沿热管下壁面流回蒸发侧，如此周而复始不断吸热-蒸发-凝结-放热，从而建立强化壁面1向壁面2的传热；若壁面1温度低于壁面2温度，所述双金属片4仍保持向上弯曲状态，此时，由于所述蒸发侧12温度低于所述冷凝侧11温度，所述蒸发侧12的工作液10几乎不蒸发传热，所述壁面1和壁面2间的主要传热介质是空气，空气的传热能力较低，从而弱化了所述壁面1与所述壁面2间的传热。进一步根据本专利技术所述一种自动利用环境冷热源的节能装置，记忆金属弹簧18的一端固定于壁面1的内表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动利用环境冷热源的节能装置其特征在于，包括：壁面(1)、壁面(2)和热控制层(3)，所述热控制层(3)设置于所述壁面(1)和壁面(2)之间，所述热控制层(3)包括双金属片(4)、热管(5)、弧形转换架(6)、固定支架(7)、导热基体(8)、金属壳(9)和结点(13)，所述双金属片(4)的一端固定于所述壁面(1)的内表面上，另一端搭接在与所述热管(5)联动的弧形转换架(6)内侧，所述弧形转换架(6)固定在所述金属壳(9)外部，所述金属壳(9)嵌套于所述热管(5)外部，并通过所述结点(13)固定，所述热管(5)通过结点(13)固定于支架(7)上，所述壁面(1)与壁面(2)的内表面设置有导热基体(8)，所述固定支架(7)固定于所述壁面(1)与壁面(2)之间，所述双金属片(4)与对应热管(5)、弧形转换架(6)、导热基体(8)、金属壳(9)和结点(13)构成壁面(1)和壁面(2)之间的一个传导热桥，所述双金属片(4)随温度变化而发生向上或向下偏转，使所述热管(5)发生不同方向的角度倾斜，进而控制传导热桥的传热强化/弱化方向。

【技术特征摘要】
1.一种自动利用环境冷热源的节能装置，其特征在于，包括：第一壁面(1)、第二壁面(2)和热控制层(3)，所述热控制层(3)设置于所述第一壁面(1)和第二壁面(2)之间，所述热控制层(3)沿其高度方向设置了若干组自动调节传热强化和/或弱化方向的传导热桥，每组传导热桥由双金属片(4)、热管(5)、弧形转换架(6)、固定支架(7)、设置在第一壁面(1)内表面的导热基体、设置在第二壁面（2）内表面的导热基体、金属壳(9)和结点(13)组成，所述双金属片(4)的一端固定于所述第一壁面(1)的内表面上，另一端搭接在与所述热管(5)联动的弧形转换架(6)内侧；所述弧形转换架(6)固定在所述金属壳(9)外部；所述金属壳(9)套于所述热管(5)外部，并通过所述结点(13)固定于固定支架(7)上；所述固定支架(7)固定于所述第一壁面(1)与第二壁面(2)之间，所述双金属片(4)随温度变化而发生向上或向下偏转，使所述热管(5)发生不同方向的角度倾斜，进而控制传导热桥的传热强化和/或弱化方向。2.根据权利要求1所述的自动利用环境冷热源的节能装置，其特征在于，所述第一壁面(1)置于感温侧，所述第二壁面(2)置于控温侧；设置在第一壁面(1)内表面的导热基体表面设有第一弧形面导热面(17)和第二弧形面导热面(15)，设置在第二壁面(2)内表面的导热基体表面设有第三弧形面导热面(14)和第四弧形面导热面(16)。3.根据权利要求2所述的自动利用环境冷热源的节能装置，其特征在于，当第一壁面(1)温度高于控制温度时，所述双金属片(4)发生形变向下偏转弯曲，与所述弧形转换架(6)下侧搭接，进而使所述热管(5)发生逆时针偏转，所述热管(5)蒸发侧(12)与设在所述第二壁面(2)内表面的导热基体接触，并与第四弧形导热面(16)吻合传热；热管(5)冷凝侧(11)与设在所述第一壁面(1)内表面的导热基体接触，并与第一弧形导热面(17)吻合传热，建立强化第二壁面(2)向第一壁面(1)的传热，并弱化第一壁面(1)向第二壁面(2)传热的传热通道；当第一壁面(1)温度低于控制温度时，所述双金属片(4)发生形变向上偏转弯曲，与所述弧形转换架(6)上侧搭接，进而使所述热管(5)发生顺时针偏转，所述热管(5)蒸发侧(12)与设在所述第一壁面(1)内表面的导热基体接触，并与第二弧形导热面(15)吻合传热；所述热管(5)冷凝侧(11)与设在所述第二壁面(2)内表面的导热基体接触，并与第三弧形导热面(14)吻合传热，建立强化第一壁面(1)向第二壁面(2)的传热，并弱化第二壁面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志永，石茜茜，刘维，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11