一種分離式熱管換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分離式熱管換熱器，包括蒸發(fā)段和冷凝段，所述蒸發(fā)段為蛇形彎曲的管道，所述冷凝段為一個位于蒸發(fā)段上方的腔體，所述蒸發(fā)段通過蒸汽上行管和液體回流管與所述冷凝段相連通，蒸汽上行管中間設(shè)置上行三通截止閥將蒸汽上行管分為蒸汽上行管上段和蒸汽上行管下段，液體回流管中間設(shè)置下行三通截止閥將液體回流管分為液體回流管上段和液體回流管下段，所述蒸汽上行管上段端口高于所述液體回流管上段端口。本發(fā)明所述的一種分離式熱管換熱器具有氣液分離功能，傳熱速度快，并具有防止換熱溫度過高和易于維護保養(yǎng)的優(yōu)點。
【專利說明】一種分離式熱管換熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種換熱裝置，具體地涉及一種分離式熱管換熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]專利名稱“蛇形結(jié)構(gòu)分離式熱管換熱系統(tǒng)”(申請?zhí)?200720036571.6)提出一種換熱器，該換熱器將蒸發(fā)段和冷凝段設(shè)計成蛇形彎曲的管道，以縮小換熱系統(tǒng)的體積，蒸發(fā)段位于冷凝段下方，蒸汽上升管將蒸發(fā)段出口與冷凝段入口相連，液體回流管將冷凝段出口與蒸發(fā)段入口相連。該技術(shù)存在以下三個缺點:(1)介質(zhì)冷凝段運行時，由于是逐漸冷凝，因此冷凝段存在氣液混合的泡狀流情況，這種狀態(tài)不利于傳熱，而且介質(zhì)從液體回流管流回蒸發(fā)段的時候，也會存在泡狀流的情況，導(dǎo)致吸熱速度降低。(2)蒸發(fā)段和冷凝段的結(jié)構(gòu)形式相同，不適應(yīng)于大面積低熱流密度輸入，小面積高熱流密度輸出的情況。(3)該裝置沒有換熱介質(zhì)流量控制機制，無法限制換熱器的換熱溫度，不適用于某些需要控制冷凝段溫度的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種具有氣液分離功能、可限制換熱溫度易于保養(yǎng)維護的分離式熱管換熱器。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種分離式熱管換熱器，包括蒸發(fā)段和冷凝段，所述蒸發(fā)段為蛇形彎曲的管道，所述冷凝段為一個位于蒸發(fā)段上方的腔體，所述蒸發(fā)段通過蒸汽上行管和液體回流管與所述冷凝段相連通，蒸汽上行管中間設(shè)置上行三通截止閥將蒸汽上行管分為蒸汽上行管上段和蒸汽上行管下段，液體回流管中間設(shè)置下行三通截止閥將液體回流管分為液體回流管上段和液體回流管下段，所述蒸汽上行管上段端口高于所述液體回流管上段端口。
[0005]優(yōu)選地，所述上行三通截止閥包括上端口、下端口、開關(guān)端口和抽真空嘴，所述開關(guān)端口關(guān)閉后，抽真空嘴與蒸汽上行管上段相連通。
[0006]優(yōu)選地，所述下行三通截止閥包括上端口、下端口、開關(guān)端口和抽真空嘴，所述開關(guān)端口關(guān)閉后，抽真空嘴與液體回流管下段相連通。
[0007]優(yōu)選地，所述液體回流管上段還設(shè)置有溫控節(jié)流閥，所述溫控節(jié)流閥上設(shè)置有一測溫探頭。
[0008]優(yōu)選地，所述蒸汽上行管上段伸入冷凝段腔體頂部，所述液體回流管上段端口與冷凝段腔體底部相平。
[0009]優(yōu)選地，所述冷凝段腔體的形狀是長方體、圓柱體、球體和圓錐體中的一種。
[0010]蒸汽上行管被上行三通截止閥分成兩段，蒸汽上行管上段伸入冷凝段的腔體內(nèi)部，端口部接近冷凝段腔體頂部，保證加入體積為蒸發(fā)段容積的量的介質(zhì)后，蒸汽上行管上端口部不被沒過，蒸汽上行管下段與蒸發(fā)段出口連接。溫控節(jié)流閥與下行三通截止閥連接，溫控節(jié)流閥在下行三通截止閥上方，以溫控節(jié)流閥和下行三通截止閥為界，液體回流管也被分為兩段，液體回流管上段伸入冷凝段腔體內(nèi)部，端口部與冷凝段腔體底部相平。液體回流管下段將下行三通截止閥下端與蒸發(fā)段入口連接。溫控節(jié)流閥有一個測溫探頭，放置在冷凝段附近，用于探測冷凝段溫度，測溫探頭溫度越高，溫控節(jié)流閥開孔越小，達到一定溫度后，溫控節(jié)流閥的開孔會完全關(guān)閉，阻斷循環(huán)。上行三通截止閥的特點是關(guān)閉后，抽真空嘴只能與冷凝段方向連通，下行三通截止閥的特點是關(guān)閉后，抽真空嘴只能與蒸發(fā)段方向連通。
[0011]本發(fā)明所述的一種分離式熱管換熱器的裝配方式為:冷凝段與蒸汽上行管上段和液體回流管上段焊接為一體，將上行三通截止閥安裝在蒸汽上行管上段的下端口，將溫控節(jié)流閥安裝在液體回流管下段的下端口，將下行三通截止閥安裝在溫控節(jié)流閥的下端；將蒸汽上行管下段與上行三通截止閥和蒸發(fā)段出口連接，將液體回流管下段與下行三通截止閥和蒸發(fā)段進口連接。將上行三通截止閥和下行三通截止閥關(guān)閉，利用氣泵對冷凝段打壓，保壓，做氣密性試驗，保證密封性，然后抽真空。打開下行三通截止閥，利用真空泵從下行三通截止閥向冷凝段抽入導(dǎo)熱介質(zhì)，抽入介質(zhì)完畢，關(guān)閉下行三通截止閥。從下行三通截止閥的抽真空嘴對蒸發(fā)段抽真空，此后依次打開下行三通截止閥和上行三通截止閥，換熱器將可以正常工作。
[0012]由于運行中可能存在系統(tǒng)介質(zhì)泄露情況或者介質(zhì)中存在其它雜質(zhì)，使用一段時間后，系統(tǒng)有時需要進行加介質(zhì)維護或抽真空維護。本發(fā)明所述的一種分離式熱管換熱器的加介質(zhì)方法為:將下行三通截止閥關(guān)閉，保持系統(tǒng)繼續(xù)運行一段時間，利用蒸發(fā)段的壓力使介質(zhì)全部進入冷凝段，關(guān)閉上行三通截止閥。將液體回流管下段與下行三通截止閥分開，將真空泵與上行三通截止閥抽真空嘴連接，打開下行三通截止閥，從下行三通截止閥下端口向冷凝段抽入導(dǎo)熱介質(zhì)，抽入介質(zhì)完畢，關(guān)閉下行三通截止閥。
[0013]本發(fā)明所述的一種分離式熱管換熱器的抽真空方法為:將下行三通截止閥關(guān)閉，保持系統(tǒng)繼續(xù)運行一段時間，利用蒸發(fā)段的壓力使介質(zhì)全部進入冷凝段，關(guān)閉上行三通截止閥。從下行三通截止閥的抽真空嘴對蒸發(fā)段抽真空，從上行三通截止閥的抽真空嘴對冷凝段抽真空。
[0014]有益效果:
[0015](I)本發(fā)明所述的一種分離式熱管換熱器的冷凝段為一個腔體，由于蒸汽上行管上段端口接近冷凝段腔體頂部，液體回流管上段端口在冷凝段腔體底部，介質(zhì)冷凝后的液體將會在冷凝段實現(xiàn)氣液分離，并且液體優(yōu)先回流。這樣就實現(xiàn)了將冷凝段的泡狀流冷凝傳熱變?yōu)轱柡蜌怏w冷凝傳熱以及飽和液體強制對流傳熱，同時液體優(yōu)先回流至蒸發(fā)段，使得蒸發(fā)段開口部分也成為液體強制對流傳熱，提高了換熱器系統(tǒng)的傳熱能力。冷凝段與蒸汽上行管上段端口之間的空間可以容納雜質(zhì)氣體，防止氣堵。
[0016](2)通過設(shè)計使冷凝段放熱面積遠小于蒸發(fā)段吸熱面積，可以實現(xiàn)大面積低熱流密度輸入，小面積高熱流密度輸出。
[0017](3)在液體回流管上設(shè)計有一個溫控節(jié)流閥，通過冷凝段溫度控制溫控節(jié)流閥開孔的大小，從而實現(xiàn)對回流的液體溫度和流量的限制。冷凝段溫度達到設(shè)定溫度，溫控節(jié)流閥關(guān)閉，實現(xiàn)限制換熱溫度的目的。
[0018](4)在換熱器上增加設(shè)計一個上行三通截止閥和一個下行三通截止閥，可以方便的將系統(tǒng)抽真空，在以后的保養(yǎng)維護過程中，也可以方便的加介質(zhì)或抽出雜質(zhì)氣體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明上行三通截止閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中，1-蒸發(fā)段2-冷凝段3-蛇形管道4-蒸汽上行管上段5-上行三通截止閥51-上端口 52-開關(guān)端口 53-抽真空嘴54-下端口 6-蒸汽上行管下段7-液體回流管上段8-溫控節(jié)流閥9-下行三通截止閥10-液體回流管下段11-測溫探頭12-太陽能集熱器13-儲熱水箱14-進水管15-出水管16-測溫盲管。

【具體實施方式】
[0023]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0024]實施例
[0025]參見圖1，一種分離式熱管換熱器，包括蒸發(fā)段I和冷凝段2，蒸發(fā)段I為蛇形彎曲的管道，冷凝段2為一個位于蒸發(fā)段上方的腔體，蒸發(fā)段I通過蒸汽上行管和液體回流管與冷凝段2相連通，蒸汽上行管中間設(shè)置上行三通截止閥5將蒸汽上行管分為蒸汽上行管上段4和蒸汽上行管下段6，液體回流管中間設(shè)置下行三通截止閥9將液體回流管分為液體回流管上段7和液體回流管下段10，蒸汽上行管上段4端口高于液體回流管上段7端口。液體回流管上段7還設(shè)置有溫控節(jié)流閥8，溫控節(jié)流閥8上設(shè)置有一測溫探頭11。蒸汽上行管上段伸入冷凝段腔體頂部，所述液體回流管上段端口與冷凝段2腔體底部相平。冷凝段腔體的形狀是圓柱體。
[0026]參見圖1和圖2，蒸發(fā)段I可以與蛇形管平板太陽能集熱器或者U型管太陽能集熱器結(jié)合，即將蛇形管平板太陽能集熱器或者U型管太陽能集熱器的蛇形金屬管作為蒸發(fā)段
I。冷凝段2與儲熱水箱13結(jié)合為一體，即將冷凝段2放置于儲熱水箱13內(nèi)部，并置于內(nèi)膽底部，與內(nèi)膽通過螺栓連接或焊接為一體。在儲熱水箱13內(nèi)部，冷凝段2附近設(shè)計有一根測溫盲管16，將溫控節(jié)流閥8的測溫探頭11置于測溫盲管16內(nèi)，用于檢測冷凝段2附近的水溫。
[0027]參見圖3，上行三通截止閥包括上端口 51、下端口 54、開關(guān)端口 52和抽真空嘴53，開關(guān)端口 52關(guān)閉后，抽真空嘴與冷凝段管路相連通。同樣的，下行三通截止閥也包括上端口、下端口、開關(guān)端口和抽真空嘴，開關(guān)端口關(guān)閉后，抽真空嘴與蒸發(fā)段管路相連通。
[0028]非工作狀態(tài)下，導(dǎo)熱介質(zhì)在重力作用下，將集中在蒸發(fā)段I內(nèi)部。工作開始時，蒸發(fā)段I吸熱，將介質(zhì)加熱蒸發(fā)，變成氣體，氣態(tài)介質(zhì)首先從蒸汽上行管和液體回流管同時進入冷凝段2，冷凝后的液態(tài)介質(zhì)流入液體回流管，產(chǎn)生的液柱壓力將使得氣態(tài)介質(zhì)只能從蒸汽上行管進入冷凝段2，再從液體回流管進入蒸發(fā)段1，即形成單向循環(huán)。由于冷凝段2的設(shè)計，使得介質(zhì)產(chǎn)生氣液分離，分離后的液態(tài)介質(zhì)優(yōu)先回流，保證換熱器不會出現(xiàn)逆流紊亂，且回流時只有液體?；亓鞯囊后w經(jīng)過溫控節(jié)流閥8的節(jié)流降溫進入蒸發(fā)段I后，進行強制對流傳熱。溫控節(jié)流閥8通過測溫探頭11監(jiān)測冷凝段2附近的水溫，達到設(shè)定溫度后溫控節(jié)流閥8會關(guān)閉，限制換熱溫度。
[0029]由于介質(zhì)中可能存在雜質(zhì)氣體或者系統(tǒng)存在泄漏,使用一段時間后,系統(tǒng)有時需要進行抽真空維護或加介質(zhì)維護。在系統(tǒng)運行時，將下行三通截止閥9關(guān)閉，介質(zhì)積存在冷凝段2中。一段時間后當系統(tǒng)不再循環(huán)時，關(guān)閉上行三通截止閥5，介質(zhì)全部存留在冷凝段2中。此時可以從下行三通截止閥9的抽真空嘴對蒸發(fā)段I抽真空，也可以從上行三通截止閥5的抽真空嘴對蒸發(fā)段I抽真空。旋開下行三通截止閥9與液體回流管下段10的連接，可以從下行三通截止閥9將介質(zhì)抽入冷凝段2，給系統(tǒng)補充介質(zhì)。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分離式熱管換熱器，包括蒸發(fā)段和冷凝段，其特征在于，所述蒸發(fā)段為蛇形彎曲的管道，所述冷凝段為一個位于蒸發(fā)段上方的腔體，所述蒸發(fā)段通過蒸汽上行管和液體回流管與所述冷凝段相連通，蒸汽上行管中間設(shè)置上行三通截止閥將蒸汽上行管分為蒸汽上行管上段和蒸汽上行管下段，液體回流管中間設(shè)置下行三通截止閥將液體回流管分為液體回流管上段和液體回流管下段，所述蒸汽上行管上段端口高于所述液體回流管上段端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式熱管換熱器，其特征在于，所述上行三通截止閥包括上端口、下端口、開關(guān)端口和抽真空嘴，所述開關(guān)端口關(guān)閉后，抽真空嘴與蒸汽上行管上段相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式熱管換熱器，其特征在于，所述下行三通截止閥包括上端口、下端口、開關(guān)端口和抽真空嘴，所述開關(guān)端口關(guān)閉后，抽真空嘴與液體回流管下段相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中任意一項所述的一種分離式熱管換熱器，其特征在于，所述液體回流管上段還設(shè)置有溫控節(jié)流閥，所述溫控節(jié)流閥上設(shè)置有一測溫探頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中任意一項所述的一種分離式熱管換熱器，其特征在于，所述蒸汽上行管上段伸入冷凝段腔體頂部，所述液體回流管上段端口與冷凝段腔體底部相平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式熱管換熱器，其特征在于，所述冷凝段腔體的形狀是長方體、圓柱體、球體和圓錐體中的一種。
【文檔編號】F28D15/06GK104457349SQ201310442715
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】王坤, 王金平 申請人:江蘇七政新能源有限公司