[实用新型]大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管

说明书

本实用新型公开了一种大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管，包括冷凝散热段、蒸发段和相变工质，冷凝散热段和蒸发段之间设有绝热段，蒸发段和绝热段垂直置于土壤中，冷凝散热段位于地面之上。蒸发段内壁面设有螺纹型凹槽或凸起与热管为一体化结构或螺旋钢圈在热管内通过胀接连接形成积液槽，蒸发段的螺纹型凹槽或凸起旋向对应设置且表面设有亲液材料涂层，冷凝散热段、绝热段内壁面则设有疏液材料涂层。本实用新型有益效果是：实现液态相变工质在蒸发段的充分润湿内壁和连续蒸发，突破了普通重力热管蒸发段长度限制；实现重力热管在大长径比和地温条件下的高效蒸发及传热，且充液率低；尤其适合于开发利用浅层地热能。

技术领域

本实用新型属于浅层地热能开发利用技术领域，具体涉及一种大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管。

背景技术

近年来，对浅层地热能的开发利用越来越受到重视，目前大多采用地埋管，例如U型地埋管等。重力热管作为一种高效传热元件，它依靠重力作用使工质在管内冷凝回流完成相变传热循环，具有高效导热性、均温性、热二极管性等特点，在航空航天、微电子、余热回收等方面得到广泛应用。但是，传统的重力热管蒸发段的长径比不高，不能直接用于浅层地热开发利用，需采用大长径比地埋重力热管，在地温条件下当蒸发段长径比较大时，存在冷凝液体流动不均、不能充分润湿蒸发壁面、不能完全吸热蒸发就返回底部液池形成冷池的现象，从而限制重力热管的长度和影响传热效果。

发明内容

为了解决现有技术中重力热管不能直接用于浅层地热开发利用及其在地温条件下当蒸发段长径比较大时，存在冷凝液体流动不均、不能充分润湿蒸发壁面、不能完全吸热蒸发就返回底部液池形成冷池，从而限制重力热管的长度和影响传热效果的缺点，本实用新型提供了一种大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管。

一种大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管，该大长径比地埋重力热管包括：冷凝散热段、蒸发段和相变工质，所述冷凝散热段和蒸发段之间设有绝热段，所述蒸发段和绝热段垂直置于土壤中，所述冷凝段位于地面之上。该地埋重力热管蒸发段长径比大于100。蒸发段内壁面设有螺纹型凹槽或凸起，形成积液槽，其内壁面设有超亲液材料TiO₂涂层。绝热段外壁面设有防水防腐性能的保温层，其内壁面与位于地面之上的冷凝散热段内壁面设有疏液材料Ni-P涂层，可以促使冷凝液体形成珠状凝结，提高冷凝换热系数。相变工质采用适合于土壤恒温层能正常高效工作的新型纳米流体或自湿润流体，管内充液率在15％～20％左右。

本实用新型有益效果为：

通过在蒸发段内壁设置螺纹型凹槽或凸起及内表面做超亲液处理，实现液态相变工质在蒸发段的充分润湿内壁和连续蒸发，进而突破了普通重力热管蒸发段长度限制，实现了重力热管在大长径比和地温条件下的高效蒸发及传热，且充液率低，该地埋重力热管特别适合于开发利用浅层地热能。

附图说明

图1为本实用新型大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管结构剖面示意图；

图2为本实用新型大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管的螺纹型凹槽结构局部剖面示意图；

图3为本实用新型大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管的螺纹型凸起结构局部剖面示意图；

图4为本实用新型大长径比附壁旋流蒸发型地埋重力热管的螺旋盘管结构示意图。

图中

1、注液口 2、冷凝立管 3、绝热段

4、蒸发段 5、相变工质 6、螺纹型凹槽或凸起

7、保温结构 8、土壤恒温层 9、土壤变温层

10、冷凝盘管 11、螺旋盘管

具体实施方式