[发明专利]热量传递装置、温度冷却装置和温度聚集装置

说明书

技术领域

本发明涉及基于蒸发冷却技术的热量传递装置、温度冷却装置和温度聚集装置。

背景技术

蒸发冷却从热学原理上是利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量。这种利用流体沸腾时的汽化潜热的冷却方式就叫做“蒸发冷却”。由于流体的汽化潜热要比流体的比热大很多，所以蒸发冷却的冷却效果更为显著。

上述原理的一个应用即热传递回路的应用。

热传递回路是在封闭的真空管中，填充相变吸热和放热的冷媒形成的。在热传递回路的蒸发端，管内的冷媒吸收热量，蒸发为汽态且管内由此形成正压，该所吸收的热量即为工作液体的蒸发潜热；由所形成的正压及后述的负压的作用，蒸汽从热传递回路内通道流向其冷凝端，在冷凝端放出热量凝结成液体，且由此形成负压，液体靠重力再回流到蒸发端，完成了一个闭合循环。如此反复，热传递回路冷媒不断将热量从蒸发端运输至冷凝端，形成热传递回路的蒸发端与冷凝端的温差。其中的一个典型的应用及热管（heat tube）。

现有的热传递回路一般为单循环回路，限制了蒸发端与冷凝端的温差大小。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于蒸发冷却技术的热量传递装置，以克服蒸发端与冷凝端之间温差受限的问题。

本发明提供的一种热量传递装置，包括：

在热量传递装置的冷端与热端之间级联的至少两个热传递回路，

相邻的热传递回路通过其中的一个蒸发端与另一个的冷凝端进行之间的热传递和级联；

热量传递装置的冷端与热端分别由位于热量传递装置两端的热传递回路的蒸发端与冷凝端构成；

由所述冷端向热端方向的各个热传递回路中的冷媒沸点依次升高。

由上可以看出，上述装置可通过设置多级具有不同沸点的冷媒的热传递回路实现温度从低至高的单向传导，这一传导过程无需使用额外电力的辅助，既环保又节能。

在上述装置中，热传递回路中的冷媒沸点小于或等于与其相邻且靠近其冷端的热传递回路中的冷媒饱和汽体的温度。

由上可以看出，仅当热传递回路中的冷媒沸点小于或等于与其相邻且靠近其冷端的热传递回路中的冷媒饱和汽体的温度时，才能利用下一级热传递回路中的冷媒饱和汽体温度蒸发上一级热传递回路中冷媒，从而实现温度的传递。

在上述装置中，还设置有用于所述相邻的热传递回路的其中一个的蒸发端与另一个的冷凝端之间进行热传递的热交换装置。

在上述装置中，所述热交换装置为套管式热交换装置；套管中的内、外管分别为相邻热传递回路中一个的蒸发端与另一个的冷凝端。

在上述装置中，所述热传递回路中还设置有储液罐、和用于抽取储液罐中的冷媒并在所述外管内进行雾化的装置。

在上述装置中，所述外管内设置有朝向内管的喷雾头，用于所述冷媒的雾化；设置有将所述储液罐连接到喷雾头的泵，用于所述冷媒的抽取。

由上可以看出，将冷凝后的冷媒雾化后重新喷入热传递回路中，可以提高冷媒的蒸发效率。

在上述装置中，所述热传递回路包括：

作为蒸发端、冷凝端的两热交换区域；连接两热交换区域的真空管路；设置在真空管路内的隔温结；位于热传递回路中的冷媒。

由上可以看出，隔温结可以使真空管路不向外导热的同时能够承受一定正负压。

在上述装置中，还包括至少以下之一：

设置在所述冷端的实现冷端与外界进行热交换的热交换器；

设置在所述热端的实现热端与外界进行热交换的热交换器。

本发明还提供了一种温度冷却装置，包括上文中任一所述的热量传递装置；所述冷端为温度采集部，所述热端设置散热器。

本发明还提供了一种温度聚集装置，包括上文中任一所述的热量传递装置；所述冷端为温度采集部，所述热端为温度聚集部。

附图说明

图1为本发明的热量传递装置的工作原理图；

图2为本发明的热量传递装置一实施例的结构图；

图3为本发明的热量传递装置另一实施例的结构图；

图4为本发明热量传递装置中的第二级真空回路的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本发明提供的基于蒸发冷却技术的热量传递装置的工作原理。

一般而言，需要向上述热量传递装置的彼此间由真空管路构成的、由热交换区连接的多级真空回路（具体结构将在下文中详细介绍）中加入不同沸点的冷媒。