一种变热导率热管系统及其热导率控制方法技术方案

一种变热导率热管系统及其热导率控制方法属于相变换热技术领域。该系统包括热管、惰性气体罐和控制器；热管包括蒸发段和冷凝段，惰性气体罐的出口端与冷凝段连通；惰性气体罐的罐壁设置加热装置，蒸发段的表面设置至少一个第一温度传感器，冷凝段的表面设置至少一个第二温度传感器；实时获取热源的热源温度Ts；控制器控制加热装置改变工作功率，使惰性气体流入冷凝段形成气塞或流回惰性气体罐内，从而改变冷凝段的热导率，从而使所述热源温度Ts回归并保持在预设范围内。本申请的方案使热管能够在热源温度发生变化的时候做出更快速及时的反应，使热源的温度更加稳定。使热源的温度更加稳定。使热源的温度更加稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种变热导率热管系统及其热导率控制方法


[0001]本申请涉及相变换热
，特别涉及一种变热导率热管系统及其热导率控制方法。

技术介绍

[0002]热管具有良好的传热性能，被广泛的应用于宇航、军工等行业。
[0003]在某些特定场景，如核电站反应堆，需要对热源的温度做出精准的控制，使其保持在合适的工作温度，从而保证安全性。但是，有些不可预料的情况，会导致热源的温度在短时间内发生剧烈的变化，这时就需要热管系统能够及时的做出反应，将热源的温度调节到合适的范围内。
[0004]但在现有技术中，热管一经制造，其热导率基本是保持不变的，这也就导致其传热效率基本也是保持不变的，无法随着热源温度的变化而调整传热效率，不能满足某些对热源温度有严格要求的场景的使用。
[0005]申请内容
[0006]本申请的第一目的在于提供一种变热导率热管系统，可以根据热源温度的变化对热管的热导率进行调整。
[0007]本申请的技术方案是这样实现的：
[0008]该变热导率热管系统包括热管、惰性气体罐和控制器；
[0009]所述热管包括蒸发段和冷凝段；所述惰性气体罐的出口端与所述冷凝段连通；
[0010]所述惰性气体罐的罐壁设置加热装置，所述蒸发段的表面设置至少一个第一温度传感器，所述冷凝段的表面设置至少一个第二温度传感器；
[0011]所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述加热装置分别与所述控制器连接；所述控制器接收并处理所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度信息，并控制所述加热装置的工作功率。
[0012]在优选的实施方式中，所述变热导率热管系统还包括空间位移装置，所述空间位移装置与所述惰性气体罐连接，用于带动所述惰性气体罐在三维空间内进行位置调整；
[0013]所述热管还包括软管段，所述软管段的两端分别与所述蒸发段和所述冷凝段连通；
[0014]在所述软管段的表面设置第三温度传感器和第四温度传感器，所述第三温度传感器、所述第四温度传感器和所述空间位移装置分别与所述控制器连接；所述控制器接收并处理所述第三温度传感器和所述第四温度传感器的温度信息，并控制所述空间位移装置的运动姿态。
[0015]在本申请较佳的技术方案中，所述热管内填充的相变介质为碱金属液体、水、氟利昂、氨液和丙酮中的一种。
[0016]在本申请较佳的技术方案中，所述软管段包括金属材质的波纹管，以及缠绕于所述波纹管外部的带状金属编织结构。
[0017]在本申请较佳的技术方案中，所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别位于所述软管段弯折位置的两侧。
[0018]在本申请较佳的技术方案中，所述空间位移装置为机械手或者空间移动平台。
[0019]在本申请较佳的技术方案中，所述蒸发段的表面每间隔70mm～130mm设置一个第一温度传感器，所述冷凝段的表面每间隔70mm～130mm设置一个第二温度传感器。
[0020]在本申请较佳的技术方案中，所述惰性气体罐的表面设置第五温度传感器。
[0021]在本申请较佳的技术方案中，所述加热装置为贴片式电加热器。
[0022]本申请的另一个目的是提供了一种基于所述变热导率热管系统的热导率控制方法，包括以下步骤：
[0023]实时获取热源的热源温度Ts；
[0024]当所述热源温度Ts大于第一预设范围的最大值时，所述控制器控制所述加热装置减小工作功率或停止工作，使惰性气体流回所述惰性气体罐内，从而缩短所述冷凝段内的惰性气体段的长度，增加所述冷凝段的热导率；
[0025]当所述热源温度Ts小于第一预设范围的最小值时，所述控制器控制所述加热装置增大工作功率，使所述惰性气体罐内的惰性气体流入所述冷凝段，从而增长所述冷凝段内的惰性气体段的长度，减小所述冷凝段的热导率；
[0026]通过所述控制器对所述加热装置的工作功率的调整，使所述热源温度Ts回归并保持在所述第一预设范围内。
[0027]在本申请较佳的技术方案中，所述的热导率控制方法还包括步骤：
[0028]所述控制器实时接收所述第一温度传感器发送的蒸发段温度Te以及所述第二温度传感发送的冷凝段温度Tc；
[0029]通过所述控制器对所述加热装置的工作功率的调整，使所述蒸发段温度Te保持在第二预设范围内，使所述冷凝段温度Tc保持在第三预设范围内。
[0030]在本申请较佳的技术方案中，所述的热导率控制方法还包括空间位移装置，所述空间位移装置与所述惰性气体罐连接，用于带动所述惰性气体罐实现三维空间内的位置调整；
[0031]所述热管还包括软管段，所述软管段的两端分别与所述蒸发段和所述冷凝段连通；
[0032]在所述软管段的表面设置第三温度传感器和第四温度传感器，所述第三温度传感器、所述第四温度传感器和所述空间位移装置分别与所述控制器连接；
[0033]所述控制器接收所述第三温度传感器发送的温度信息T3和所述第四温度传感器的发送的温度信息T4，当T3和T4之间的差值Td大于软管温差预设值时，所述控制器控制所述空间位移装置带动所述惰性气体罐在空间内移动，从而改变所述软管段的空间姿态，直至Td小于软管温差预设值。
[0034]本申请的有益效果为：
[0035]本申请的方案通过改变惰性气体罐的温度，来控制惰性气体流入热管冷凝段的量，从而在冷凝段内形成长度可调的气塞，以此来改变热管的热导率，使其能够在热源温度发生变化的时候做出更快速及时的反应，使热源的温度更加稳定。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0037]图1为本申请提供的第一实施例的结构示意图；
[0038]图2为本申请提供的第二实施例的结构示意图；
[0039]图3为本申请提供的第三实施例的结构示意图；
[0040]图4为本申请提供的第三实施例的控制逻辑示意图；
[0041]图中标号：
[0042]1‑
热管；101
‑
蒸发段；102
‑
冷凝段；103
‑
软管段；104
‑
第一温度传感器；105
‑
第二温度传感器；106
‑
第三温度传感器；107
‑
第四温度传感器；
[0043]2‑
惰性气体罐；201
‑
加热装置；202
‑
第五温度传感器；
[0044]3‑
机械手；
[0045]4‑
控制器。
具体实施方式
[0046]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变热导率热管系统，其特征在于，包括热管、惰性气体罐和控制器；所述热管包括蒸发段和冷凝段；所述惰性气体罐的出口端与所述冷凝段连通；所述惰性气体罐的罐壁设置加热装置，所述蒸发段的表面设置至少一个第一温度传感器，所述冷凝段的表面设置至少一个第二温度传感器；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述加热装置分别与所述控制器连接；所述控制器接收并处理所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度信息，并控制所述加热装置的工作功率。2.根据权利要求1所述的变热导率热管系统，其特征在于，还包括空间位移装置，所述空间位移装置与所述惰性气体罐连接，用于带动所述惰性气体罐在三维空间内进行位置调整；所述热管还包括软管段，所述软管段的两端分别与所述蒸发段和所述冷凝段连通；在所述软管段的表面设置第三温度传感器和第四温度传感器，所述第三温度传感器、所述第四温度传感器和所述空间位移装置分别与所述控制器连接；所述控制器接收并处理所述第三温度传感器和所述第四温度传感器的温度信息，并控制所述空间位移装置的运动姿态。3.根据权利要求1或2所述的变热导率热管系统，其特征在于，所述热管内填充的相变介质为碱金属液体、水、氟利昂、氨液和丙酮中的一种。4.根据权利要求2所述的变热导率热管系统，其特征在于，所述软管段包括金属材质的波纹管，以及缠绕于所述波纹管外部的带状金属编织结构。5.根据权利要求2所述的变热导率热管系统，其特征在于，所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别位于所述软管段弯折位置的两侧。6.根据权利要求2所述的变热导率热管系统，其特征在于，所述空间位移装置为机械手或者空间移动平台。7.根据权利要求1或2所述的变热导率热管系统，其特征在于，所述蒸发段的表面每间隔70mm～130mm设置一个第一温度传感器，所述冷凝段的表面每间隔70mm～130mm设置一个第二温度传感器。8.根据权利要求1或2所述的变热导率热管系统，其特征在于，所述惰性气体罐的表面设置第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓林，张晓屿，连红奎，孙萌，尹航，冉方圆，李亚丽，
申请(专利权)人：常州微焓热控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：