热驱动分离热管式换热器制造技术

本发明专利技术公开了一种热驱动分离热管式换热器，包括：蒸发器、蒸发储液器、冷凝器、冷凝储液器和热驱动加热装置，蒸发器的气相部分通过第一气管连接冷凝器的气相部分，冷凝器通过冷凝液管连接冷凝储液器，冷凝储液器通过供液管连接蒸发储液器气相部分，蒸发储液器的液相部分通过液体连通管连接蒸发器的液相部分，热驱动加热装置设置在冷凝储液器的内部或蒸发器内部。通过上述方式，本发明专利技术热驱动分离热管式换热器在热管回路上加装一套热驱动加热装置，利用高温热源或其它外来热源来加热这一装置内的工作介质，能够实现低位冷凝器的冷凝液输送至高位蒸发器，达到利用热能来驱动分离热管不断运行的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分离热管换热领域，特别是涉及一种热驱动分离热管式换热器。
技术介绍
分离热管换热系统(热交换器)借助热管工质的相变过程来蒸发吸收热量和冷凝放出热量，以很小的温差传输大量的热能。典型分离热管包括蒸发段(器)和冷凝段(器)，其蒸发段和冷凝段是分开的，通过蒸汽上升管和液体下降管连通形成一个自然循环回路。工作时，在热管内的工质汇集在蒸发段，蒸发段受热后，工质蒸发，产生的蒸汽通过蒸汽上升管到达冷凝段释放出潜热而凝结成液体，在重力作用下，经液体下降管回到蒸发段，如此循环往复运行。这种分离热管又称重力分离热管。重力分离式热管的冷凝段(器)必须高于蒸发段(器)，液体下降管与蒸汽上升管之间会形成一定的密度差，这个密度差所能提供的压头与冷凝段和蒸发段的高度差密切相关，它用以平衡蒸汽流动和液体流动的压力损失，维系着系统的正常运行而不再需要外加动力。在实际应用中，许多场合会出现冷凝段(器)低于蒸发段(器)的状况，这时候重力分离热管由于无法将低位冷凝液输送到高位蒸发器，使得分离热管无法运行而限制了其推广应用。一篇现有专利(申请号03806651. 3)提出了一种具有泵辅助的热管回路来解决以上的问题，采用外加动力(泵)的形式将低位冷凝液输送到高位蒸发器，解决了重力分离热管无法工作的问题，但泵是较为复杂的电力运动部件，除了选型困难外，还存在其运动噪音高、有泄漏隐患、维护复杂和费用高的缺陷；另外，为了达到适应负荷变化的目的，定频泵的定流量特点，会增加系统与控制的复杂性，而采用变频技术，也同样增加了控制的复杂程度与系统投资。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种热驱动分离热管式换热器，在分离热管回路上加装一套热驱动加热装置，利用高温热源或其它外来热源来加热这一装置内的工作介质，能够实现低位冷凝器的冷凝液输送至高位蒸发器，达到利用热能来驱动分离热管不断运行的目的。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种热驱动分离热管式换热器，包括蒸发器、蒸发储液器、冷凝器、冷凝储液器和热驱动加热装置，所述蒸发器的气相部分通过第一气管连接冷凝器的气相部分，所述冷凝器通过冷凝液管连接冷凝储液器，所述冷凝储液器通过供液管连接蒸发储液器气相部分，所述蒸发储液器的液相部分通过液体连通管连接蒸发器的液相部分，所述热驱动加热装置设置在冷凝储液器的内部或蒸发器内部。在本专利技术一个较佳实施例中，所述冷凝液管上设置有第一单向阀。在本专利技术一个较佳实施例中，所述热驱动加热装置设置在冷凝储液器的内部，所述冷凝储液器还通过气体连通管连接冷凝器。在本专利技术一个较佳实施例中，所述气体连通管上设置有控制阀。在本专利技术一个较佳实施例中，所述热驱动加热装置设置在蒸发器的内部，所述蒸发器内热驱动加热装置的气相部分还通过第二气管连接冷凝器的气相部分。在本专利技术一个较佳实施例中，所述冷凝器还通过弓I压管连接冷凝储液器。在本专利技术一个较佳实施例中，所述第二气管上设置有控制阀。在本专利技术一个较佳实施例中，所述蒸发器通过液体连通管连接热驱动加热装置，所述液体连通管上设置有第二单向阀。在本专利技术一个较佳实施例中，所述冷凝储液器与冷凝器一体制作，所述蒸发储液器与蒸发器一体制作。本专利技术的有益效果是本专利技术热驱动分离热管式换热器在分离热管回路上加装一套热驱动加热装置，利用高温热源或其它外来热源来加热这一装置内的工作介质，使其产生高于工作压力P的高压Ps，再利用这个Ps把冷凝液体输送至蒸发器内，能够实现低位冷凝器的冷凝液输送至高位蒸发器，达到利用热能来驱动分离热管不断运行的目的。附图说明图1是本专利技术热驱动分离热管式换热器的原理示意 图2是本专利技术热驱动分离热管式换热器一较佳实施例的结构示意 图3是本专利技术热驱动分离热管式换热器另一较佳实施例的结构示意 附图中各部件的标记如下1、蒸发器，2、冷凝器，3、第一单向阀，4、热驱动加热装置，5、冷凝储液器，6、控制阀，7、蒸发储液器，8、第二单向阀，11、第一气管，12、供液管，13、冷凝液管，14、气体连通管，15、液体连通管，16、第二气管，17、引压管。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1至图3， 一种热驱动分离热管式换热器，包括蒸发器1、蒸发储液器7、冷凝器2、冷凝储液器5和热驱动加热装置4。所述蒸发器I的气相部分通过第一气管11连接冷凝器2的气相部分，所述冷凝器2通过冷凝液管13连接冷凝储液器5，所述冷凝液管13上设置有第一单向阀3，第一单向阀3控制冷凝液从冷凝器2输送至冷凝储液器5。所述冷凝储液器5通过供液管12连接蒸发储液器7气相部分(当不设置蒸发储液器7时，直接连接至蒸发器I气相部分)，所述蒸发储液器7的液相部分通过液体连通管15连接蒸发器I的液相部分。所述热驱动加热装置4设置在冷凝储液器5或蒸发器I内部。当所述热驱动加热装置4设置在冷凝储液器5内部时，所述冷凝储液器5的气相部分通过气体连通管14连接冷凝器2的气相部分，所述气体连通管14上设置有控制阀6，所述控制阀6控制冷凝储液器5的压力恢复到冷凝压力。当所述冷凝储液器5向外换热良好时，则省略气体连通管14和控制阀6。所述冷凝器储液器5的液相部分通过供液管12连接蒸发储液器7的气相部分，所述蒸发储液器7的液相部分通过液体连通管15连接蒸发器I的液相部分。当省略蒸发储液器7时，所述冷凝储液器5的液相部分直接通过供液管12连接蒸发器I的气相部分。当所述加热装置4设置在蒸发器I内部时，所述加热装置4的气相部分还通过第二气管16连接冷凝器2气相部分，所述第二气管16上设置有控制阀6 ;同时，所述加热装置4的气相部分通过第二气管16、引压管17连接冷凝储液器5。此时控制阀6能实现冷凝储液器5获得高压以输送液体和恢复工作压力以进行储液。本专利技术的具体实施例如下 实施例一 所述热驱动加热装置4设置在冷凝储液器5内部，所述冷凝储液器5的气相部分通过气体连通管14连接冷凝器2的气相部分，所述气体连通管14上设置有控制阀6，所述控制阀6控制冷凝储液器5的压力恢复到冷凝压力。当所述冷凝储液器5向外换热良好时，则省略气体连通管14和控制阀6。实施例一的具体工作过程描述如下 蒸发器I内的热管工质吸收高温热源的热量，蒸发变成气体，气体经第一气管11流入冷凝器2，气体被低温热源吸热后冷凝成液体。工质气体流向冷凝器2，这种流动不需要外加动力，由蒸发和冷凝作用形成的压差推动(若不能流动，则蒸发器I内的压力向Pstl (Pstl表示在h温度下的工质的饱和压力)上升，冷凝器2内的压力向Pst2 (Pst2表示在t2温度下的工质的饱和压力)下降，显然Pstl大于Pst2，所以气体必然向冷凝器2流动)，并且无论蒸发器I与冷凝器2的相对位置如何，只要高低温热源存在一个较小的温差，工质蒸汽总能够在这种正向压差的推动下达到冷凝器2。这个压差的大小等于气态工质从蒸发器到冷凝器的流动阻力与静压头的矢量和。若忽略流动阻力与静压头，则这个压差趋于零。蒸发器I内的压力与冷凝器2内的压力相等，即在换热稳定时，蒸发器I与冷凝器2均在压力P下工作，则有Pstl > P > Pst2,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热驱动分离热管式换热器，其特征在于，包括：蒸发器、蒸发储液器、冷凝器、冷凝储液器和热驱动加热装置，所述蒸发器的气相部分通过第一气管连接冷凝器的气相部分，所述冷凝器通过冷凝液管连接冷凝储液器，所述冷凝储液器通过供液管连接蒸发储液器气相部分，所述蒸发储液器的液相部分通过液体连通管连接蒸发器的液相部分，所述热驱动加热装置设置在冷凝储液器的内部或蒸发器内部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊华，陶丽，蒋绿林，
申请(专利权)人：常州市康舒环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：