一种环路热管的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种环路热管的控制方法，当散热部件表面的温度传感器检测到散热部件温度过高时，电磁阀自动开启，环路热管开始工作，利用热管的环路散热作用对散热部件进行散热。首先，散热部件将热量传递给其表面的环路热管蒸发端，蒸发端内部的液体工质吸热气化，并产生推动工质循环的动力；产生的汽体工质继而在毛细芯表面蒸汽槽道中进行收集与加热，并通过蒸汽管线流入辐射器中；过热蒸汽在辐射器中经辐射散失掉显热和潜热后，最后凝结成液体，在毛细抽吸力的作用下回流，循环往复。本发明专利技术创新性地将热管辐射器散热系统与太阳能加热系统复合，可一体化实现零能耗的散热与保温效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种环路热管的控制方法


[0001]本专利技术属于环路热管领域，尤其涉及一种环路热管的控制方法，属于F28D15的热管领域。

技术介绍

[0002]随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气 等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境 污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成 为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人 们研究的热点。
[0003]太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面 每年收的太阳辐射能总量为1
×
10
18
kW
·
h，为世界年耗总能量的一万多倍。然 而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦)，而且又是不连 续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不 仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相竞争。
[0004]热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)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。
[0005]热管技术以前被广泛应用在各个行业，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。
[0006]环路热管是指一种回路闭合环型热管。一般由蒸发器、冷凝器、储液器以及蒸气和液体 管线构成。其工作原理为：对蒸发器施加热载荷，工质在蒸发器毛细芯外表面蒸发，产生的蒸 气从蒸气槽道流出进入蒸气管线，继而进入冷凝器冷凝成液体并过冷，回流液体经液体管线进 入液体干道对蒸发器毛细芯进行补给，如此循环，而工质的循环由蒸发器毛细芯所产生的毛细 压力驱动，无需外加动力。由于冷凝段和蒸发段分开，环路式热管广泛应用于能量的综合应 用以及余热的回收。
[0007]目前的环路热管，蒸发器和冷凝器都存在保温问题，一旦温度过低会导致部件的换热效率 过低或者部件损坏。因此需要设定保温设备，但是目前保温设备结构负责，成本过高。
[0008]针对上述缺陷，本专利技术对目前的环路热管进行了改进，可以满足低温的保温要求，利用太 阳能，使得系统结构简单，成本节省。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种新式结构的环路热管的控制方法。该方法将热 管辐射器散热系统与太阳能加热系统复合，可一体化实现零能耗的散热与保温效果。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种环路热管的控制方法，当散热部件表面的温度传感器检测到散热部件温度过高时，电 磁阀自动开启，环路热管开始工作，利用热管的环路散热作用对散热部件进行散热。首先，散 热部件将热量传递给其表面的环路热管蒸发端，蒸发端内部的液体工质吸热气化，并产生推动 工质循环的动力；产生的汽体工质继而在毛细芯表面蒸汽槽道中进行收集与加热，并通过蒸汽 管线流入辐射器中；过热蒸汽在辐射器中经辐射散失掉显热和潜热后，最后凝结成液体，在毛 细抽吸力的作用下回流，循环往复。
[0012]作为优选，寻光模块检测太阳光线的位置，辐射板在推杆的作用下转动以减小辐射板与太 阳的夹角，从而使元器件的温度降低。3、如权利要求1所述的环路热管的控制方法，其特征 在于，为防止散热部件温度的持续降低，当散热部件散热至额定温度时，电磁阀关闭，环路热 管停止工作，散热过程停止。
[0013]作为优选，当散热部件表面的温度传感器检测到散热部件温度过高时，控制器控制蓄电池 输出电能，为元器件表面的陶瓷加热片供电。陶瓷加热片通电后板面发热，进而可以对散热部 件进行加热，使其温度上升至额定工作区间。
[0014]本专利技术具有如下优点：
[0015]1)创新性地将热管辐射器散热系统与太阳能电加热系统复合，可一体化实现零能耗的散 热与保温效果。
[0016]2)本专利技术环路热管使得吸热放热为一体结构，两者之间通过隔热件隔绝，使得整体结构 紧凑，减少布置的空间。本专利技术的辐射器的内侧无任何附着物，直接向外散热，提高了散热效 率。
[0017]3)热管结构优化。在热管的储液室内加入副毛细芯并插入毛细芯内部，使回路的轴向毛 细力加强，并可有效减少毛细芯内部液体管线的大气泡，降低反向漏热，保证热管的稳定正向 运行，并使热管的毛细抽吸速度提高到0.6g/s。
[0018]4)创新性地将热管辐射器散热系统与太阳能电加热系统复合，可一体化实现零能耗的散 热与保温效果。
[0019]5)将传统热管毛细芯的毛细抽吸功能与液体回流功能分离。传热距离得以明显提升，其 最远可达10m。抗重力能力也显著增强，抗重力高度最高可达5m。以上突出性能解决了传统热 管使用方位和长度限制的问题，具有极高的适用性。
[0020]6)辐射板结构优化。本装置采用夹层蜂窝板辐射器设计，蜂窝板的结构具有质量轻的显 著优势，可以有效减少能源消耗，抗冲击能力也更强。在蜂窝板中环路管道经过的腔室内填充 石墨烯泡沫铜，可使环路热管与辐射器的接触面积提高346.4％。
[0021]7)散热与保温系统均零耗能。散热系统依靠热管的抽吸回流功能自发完成，无需任何能 源输入；保温系统依靠辐射板外侧的太阳能电池板吸收太阳能并转化为电能储存起来，在组件 需要保温时，对加热片供电实现保温效果。整个系统摆脱了对外加能源的依赖，相较于其他散 热装置，单位热控系统每昼夜最多可节约86400KJ的能量。
[0022]8)热管高传热效率。装置采用镍基毛细芯氨工质环路热管，其中镍基毛细芯孔隙率高达 60％以上、毛细抽吸速度达到0.6g/s，热管热阻在60％充注量下可稳定在0.15
±
0.02℃/W，低 于市场现有0.18
‑
0.32℃/W的普遍范围，整体传热功率可达400W，且极限功率较普通热管提 升100W，整体传热性能大幅提升。
[0023]9)创新性的提出了辐射板与太阳光之间的夹角最优化关系控制公式，避免散热元件过热 或者过冷，保证散热元件最佳的工作温度。
附图说明：
[0024]图1是环路热管辐射器复合热控系统机械部分平面展示图；
[0025]图2为本专利技术平板式环路热管实物图。
[0026]图3为本专利技术环路热管基本结构及工作原理图。
[0027]图4是本专利技术毛细芯实物图。
[0028]图5是本专利技术蒸发端内部结构图。
[0029]图6是本专利技术辐射板切面图。
[0030]图7是本专利技术辐射板结构原理图。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环路热管的控制方法，当散热部件表面的温度传感器检测到散热部件温度过高时，电磁阀自动开启，环路热管开始工作，利用热管的环路散热作用对散热部件进行散热。首先，散热部件将热量传递给其表面的环路热管蒸发端，蒸发端内部的液体工质吸热气化，并产生推动工质循环的动力；产生的汽体工质继而在毛细芯表面蒸汽槽道中进行收集与加热，并通过蒸汽管线流入辐射器中；过热蒸汽在辐射器中经辐射散失掉显热和潜热后，最后凝结成液体，在毛细抽吸力的作用下回流，循环往复。2.如权利要求1所述的环路热管的控制方法，其特征在于，寻光模块检测太阳光线的位置，辐射板在推杆的作用下转动以减小辐射板与太阳的夹角，从而使元器件的温度降低。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，逯晓康，薛丽红，杨沛东，李蒸，马军，韩卓晟，刘百川，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：