[发明专利]一种多级分体式热管

说明书

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，具体的说，涉及一种新型的热管换热系统，特别是一种多组独立热管装置并排摆放而成的多级分体式热管。

背景技术

热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导，因其优越的传热性能和技术特性而被广泛应用于节能领域。目前，热管常用于设备散热、余热回收以及新风系统等领域。热管换热器的总驱动温差为蒸发段和冷凝段的温差, 单级热管换热器内部制冷剂的恒温特性导致热管换热装置热损失大, 本申请在通过增加热管级数将具有恒温特性的中间媒介改为具有变温特性的媒介是实现减少换热温差损失和提高总换热效率的有效途径。单级热管换热器改为多级形式，每一级热管中的制冷剂均视为恒温流体, 则多级热管能实现变温效果的换热装置，且每级换热器的换热面积相同，最终排放温度接近于环境温度，从而最大限度的提高热能利用率。

现在取多级热管换热系统与单级热管系统相同的总换热面积（相同的投入）进行分析, 每一级的传热能力（传热单元数均为NTU）相同。假定多级热管换热装置的级数为n, 且每级换热器的换热面积相同, 其传热单元数为NTU/ n, 则每级热管换热器的效率均相同，η1 = η2 = … = ηn = ε/2，ε = 1- exp（-NTU/n），多级热管换热装置的总换热效率为 η = ( n*η1) /[1+(n-1)*η1]。

即通过对多级热管换热装置的效率进行分析, 可以得到:

1)、当给定级数n, NTU趋向于无穷大时，η1=1/2，整体换热效率 η = n / ( n+1 )；

2)、当给定NTU, 级数n趋向于无穷大时, 整体换热效率 η = NTU / ( NTU+2 )；

3)、当级数n, NTU都趋于无穷大时, 整体换热效率η →1。

通过上述分析可以看出单级热管换热器改为多级形式, 在整体换热面积相同的情况下，减少了换热温差损失, 提高总换热效率。

发明内容

本发明提供的一种新型的热管换热装置技术——一种多级分体式热管，就是为了解决目前的热管工作时换热温差损失大和总换热效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种多级分体式热管，包括热管单元和散热翅片；其特征在于，还包括由多根热管单元组成的一级热管组、二级热管组以及三级热管组，能够做成N级热管组，所述每一级热管组都由蒸发器、冷凝器以及汽液混合通道三个部分组成；所述每一级热管组的蒸发器分别都是由相同个热管单元相互并联构成的，分别有自己的独立输入输出端，并且各级热管组的蒸发器相互并排摆放，组装于同一个壳体内，位于蒸发器风扇形成的风道内，共用一个蒸发器风扇；所述每一级热管组的冷凝器分别都是由相同个热管单元相互并联构成的，分别有自己的独立输入输出端，并且各级热管组的冷凝器相互并排摆放，组装于同一个壳体内，位于冷凝器风扇形成的风道内，共用一个冷凝器风扇；所述蒸发器要位于冷凝器的下方，汽液混合通道使每一级热管组的蒸发器的顶端与冷凝器的底端相导通；这样整个系统的蒸发器和冷凝器分开布置，能够实现远距离传热，这就给工艺设计带来较大的灵活性，也给装置的大型化、热能的综合利用以及热能利用系统的优化创造了良好的条件。

以上所述每一级热管组的蒸发器分别都是由相同个热管单元相互并联构成的，即每一级热管组的蒸发器的每一根热管单元的顶端用一根导热金属横管依次导通，其每一根热管单元的底端用一根带有一个外接端口的导热金属横管依次导通，这样保证每一级热管组的蒸发器都有一个共同的压差，使每一根热管单元的制冷工质的总量基本保持相等。

以上所述每一级热管组的冷凝器分别都是由相同个热管单元相互并联构成的，即每一级热管组的冷凝器的每一根热管单元的顶端用一根带有一个外接端口的导热金属横管依次导通，其每一根热管单元的底端用一根导热金属横管依次导通，这样保证每一级热管组的冷凝器都有一个共同的压差，使每一根热管单元的制冷工质的总量基本保持相等。

以上所述汽液混合通道是一根倾斜的直管，连接于每一级热管蒸发器的顶端与冷凝器的底端，其与每一级热管蒸发器顶端和冷凝器底端的连接点所形成的锐角要大于45°。

以上所述汽液混合通道的截面大于每一级热管的顶部和底部的导热金属横管的截面，每一级热管的顶部和底部的导热金属横管的截面大于每一根热管单元的截面。

以上所述热管单元是导热性较好的金属管。

以上所述冷凝器和蒸发器所在风道内风的流向是逆向的。