一种蓄热能力变化的热管蓄热换热器制造技术

本发明专利技术提供了一种蓄热能力变化的热管蓄热换热器，包括重力热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，其特征在于，所述蒸发端设置在蓄热器中，所述蓄热器设置在热源中，所述冷凝端设置在冷源的容器中，从蓄热器的中心向蓄热器的外壁的方向，蓄热器中的蓄热材料的蓄热能力逐渐变弱。本发明专利技术通过采取蓄热材料的蓄热能力的逐渐变化，可以进一步提高蓄热能力，能够实现竖直管的均匀加热。 1

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热能力变化的热管蓄热换热器
本专利技术涉及一种换热器技术，尤其涉及一种拓展蒸发端面积的热管蓄热换热器。
技术介绍
热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(LosAlamos)国家实验室的乔治格罗佛(GeorgeGrover)专利技术的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果，开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备，其中包括核电领域，例如核电的余热利用等。现有技术中，热管的外形影响了蒸发端的吸热面积，因此一般蒸发端吸热范围比较小，在热源中有时候需要设置多个热管来满足吸热需求；而且多蒸发端存在的时候，各个蒸发端因为处于热源的位置不同，会产生吸热不均匀的现象。在目前的热管蓄热器中，基本上都是采用重力热管，而且因为热管冷凝端蒸发端管径相同，导致受热面积小，无法更好的拓展换热面积，因此针对上述问题，本专利技术在前面专利技术的基础上进行了改进，提供了一种新的热管蓄热器，通过蓄热能力的变化，进一步提高换热效果，充分利用热源，降低能耗。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的热管结构，保证蒸发端的吸热均匀，节约能源。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种蓄热能力变化的热管蓄热换热器，包括重力热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，其特征在于，所述蒸发端设置在蓄热器中，所述蓄热器设置在热源中，所述冷凝端设置在冷源的容器中，从蓄热器的中心向蓄热器的外壁的方向，蓄热器中的蓄热材料的蓄热能力逐渐变弱。作为优选，从蓄热器的中心向蓄热器的外壁方向，蓄热材料的蓄热能力逐渐减弱的幅度逐渐增加。作为优选，所述热源是地热能。作为优选，所述蓄热器中蓄热材料的熔点是60-80摄氏度。作为优选，所述蓄热器中的蓄热材料是石蜡。作为优选，所述蓄热器的横截面积是容器横截面积的10-26倍。作为优选，所述热管包括竖直部分、水平部分和竖直管，其中竖直部分的底端连通水平部分，所述水平部分从竖直部分的底端向着远离竖直部分的方向延伸，所述水平部分下部连通多个竖直管，其中竖直管是热管的蒸发端，竖直部分是热管的冷凝端。作为优选，所述水平部分为扁平管结构，竖直管为圆管结构。作为优选，水平部分为方形结构。作为优选，所述的竖直管为多排，其中相邻两排为错列布置。作为优选，竖直管的圆心与相邻排的临近的两个竖直管圆心构成等腰三角形，所述竖直管的圆心位于等腰三角形顶角的点的位置。作为优选，竖直管的外径为d，同一排的相邻的竖直管圆心之间的距离为L，竖直管3的圆心与相邻排的临近的两个竖直管圆心构成等腰三角形的顶角为A，则满足下面要求：Sin(A)＝a-b*Ln(d/L),其中Ln是对数函数，a,b是参数，满足如下要求：0.095<a<0.105,0.29<b<0.31；0.1<d/L<0.7。作为优选，随着d/L的逐渐变小，a越来越大,b越来越大。作为优选，15°<A<80°。作为优选，20°<A<40°。作为优选，0.2<d/L<0.5。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1)本专利技术通过采取蓄热材料的蓄热能力的逐渐变化，可以进一步提高蓄热能力，能够实现竖直管的均匀加热。因为越到蓄热器外壁，则因为和热源直接接触，因此此处的温度最高，蓄热材料可以直接被加热，在蓄热材料被充分蓄热后，热量会向蓄热器的内部传递。通过蓄热器蓄热材料的蓄热能力的变化，可以保证外部蓄热材料达到蓄热饱和后，会立刻将热量向内部传递，保证内部也存储热量。这样，竖直管在蓄热器中的不同位置都能充分吸热，避免有的热管过热，有的热管吸热不够，保证整体热管的吸热均匀，避免部分过热蒸汽损坏，造成产品的维护困难。通过这样设置，可以是热管整体的使用寿命达到相同。同时使得冷源也整体加热均匀。2)本专利技术通过蓄热器的横截面积大于冷源所在的容器的横截面积，可以进一步的增加蓄热器与热源的换热面积，而且可以储存更多的热量，进一步满足加热的要求。3)本专利技术对热管的蒸发端的结构进行了改进，将热管的蒸发端延伸到更远的方向，在不改变热管的冷凝端体积的情况下，使得热管的蒸发端的吸热面积增加，这样可以扩大热管的吸热范围，可以吸收热源最远端的热量。相对于现有技术中的热管蒸发端和冷凝端保持一致大小，能够提高40％以上的换热效率。同时减少换热器的体积和占地面积，使得结构紧凑。4)本专利技术在相邻的蒸发端设置连通管，可以在竖直管受热不同而导致压力不同的情况下，可以使得压力大的蒸发端内的流体快速的流向压力小的蒸发端，从而保持整体压力均衡，避免局部过热或者过冷。5)进行了大量的数值模拟和实验的研究，对热管在蓄热器中的分布结构进行了最优的结构，而且通过研究得出热管分布的最优关系式，进一步提高热管的分布，达到最佳的热吸收，降低成本。6)本专利技术在相邻的热管之间设置连通管，实现热管之间的压力均衡，换热均衡。附图说明图1为本专利技术热管结构示意图。图2为图1从底部观察的示意图。图3为本专利技术设置连通管的热管局部结构示意图。图4为本专利技术热管具体实施方式结构示意图。图5为图4的本专利技术热管之间设置连通管的结构示意图。图6是图2的局部放大标注示意图。图中：1竖直部分2水平部分3竖直管4蓄热器5冷源6热源7连通管8连通管9容器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。一种热管，包括竖直部分1、水平部分2和竖直管3，其中竖直部分1的底端连通水平部分2，所述水平部分2从竖直部分1的底端向着远离竖直部分1的方向延伸，所述水平部分2下部连通多个竖直管3，其中竖直管3是热管的蒸发端，竖直部分1是热管的冷凝端。本专利技术热管在运行中，通过竖直管3从热源中吸收热量，然后竖直管3中的流体进行蒸发，通过水平部分进入到竖直部分，然后在竖直部分将热量释放给冷源，流体进行冷凝，依靠重力的作用再进入竖直管3。本专利技术对热管的通过设置热管的蒸发端的结构进行了改进，将热管的蒸发端延伸到更远的方向，在不改变热管的冷凝端体积的情况下，使得热管的蒸发端的吸热面积增加，这样可以扩大热管的吸热范围，可以吸收热源最远端的热量。相对于现有技术中的热管蒸发端和冷凝端保持一致大小，能够提高45％以上的换热效率。同时减少冷凝端的体积和占地面积，使得结构紧凑。此外，本专利技术通过设置多个竖直管3作为热管的蒸发端，使得每个竖直管3作为一个个独立的吸热管加入热量的吸收，也增加了整体热管蒸发端的吸热面积。作为优选，所述热源可以是土壤或者锅炉尾气等。作为优选，所述冷源为水或者空气。作为优选，所述水平部分2为扁平管结构，竖直管3为圆管结构。通过设置水平部分为扁平管结构，可以增加竖直管3的分布，进一步提高热量的吸收。进一步优选，水平部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄热能力变化的热管蓄热换热器，包括重力热管，所述热管包括蒸发端和冷凝

【技术特征摘要】
1.一种蓄热能力变化的热管蓄热换热器，包括重力热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，其特征在于，所述蒸发端设置在蓄热器中，所述蓄热器设置在热源中，所述冷凝端设置在冷源的容器中，从蓄热器的中心向蓄热器的外壁的方向，蓄热器中的蓄热材料的蓄热能力逐渐变弱。2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，从蓄热器的中心向蓄热器的外壁方向，蓄热材料的蓄热能力逐渐减弱的幅度逐渐增加。3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述热源是地热能。4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述蓄热器中蓄热材料的熔点是60-80摄氏度。5.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述蓄热器中的蓄热材料是石蜡。6.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述热管包括竖直部分、水平部分和竖直管，其中竖直部分的底端连通水平部分，所述水平部分从竖直部分的底端向着远离竖直部分的方向延伸，所述水平部分下部连通多个竖直管，其中竖直...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪庆庆，林涛，张磊，张国庆，张海静，鞠文杰，李宏，刘宗杰，周建全，董文秀，李维，秦贞依，马俊迪，樊相臣，魏姗姗，朱国梁，陈书祥，刘建文，张雪缘，吕雯，李燕，王永彬，李一真，冷学礼，邱燕，田茂诚，张冠敏，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济宁供电公司，国网山东节能服务有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37