传热系统

文档序号:1740377 发布日期:2019-11-26 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 传热系统 (Heat transfer system ) 是由 谢龙 谢大为 于 2019-09-20 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种传热系统,包括蒸发器、汽管路、冷凝器、液管路及储液器。蒸发器、汽管路、冷凝器及液管路依次连通形成密闭的传热回路。传热回路内设置有传热工质。传热工质在蒸发器内汽化形成蒸汽。蒸汽经汽管路到达冷凝器,冷凝液化后形成液体。液体经液管路到达储液器,继而经储液器回流至蒸发器。蒸发器内设置有毛细结构。毛细结构的弯月面的半径不小于毛细结构的毛细当量孔径。本申请提供的传热系统能够利用蒸发器与冷凝器之间的温差实现传热工质的自循环流动,蒸发器内的毛细结构有助于强化传热系统的相变换热速率,而毛细结构弯月面的半径的设置能够进一步提升传热系统的换热能力。(The application provides a kind of heat transfer system, including evaporator, vapor pipeline, condenser, liquid pipeline and liquid storage device.Evaporator, vapor pipeline, condenser and liquid pipeline are sequentially communicated to form closed heat transfer loop.Heat-transfer working medium is provided in heat transfer loop.Heat-transfer working medium vaporizes in evaporator and forms steam.Steam reaches condenser through vapor pipeline, forms liquid after condensation liquefaction.Liquid reaches liquid storage device through liquid pipeline, is then back to evaporator through liquid storage device.Capillary structure is provided in evaporator.The radius of the meniscus of capillary structure is not less than the capillary approximate aperture of capillary structure.Heat transfer system provided by the present application can realize that the self-loopa of heat-transfer working medium is flowed using the temperature difference between evaporator and condenser, capillary structure in evaporator facilitates the phase-change heat-exchange rate of augmentation of heat transfer system, and the setting of the radius of capillary structure meniscus can further promote the exchange capability of heat of heat transfer system.)

传热系统

技术领域

本申请涉及热传递领域,具体而言,涉及一种传热系统。

背景技术

目前,高效被动传热技术,因其具有高传热能力且不需要外部动力,而被广泛地应用于各种热利用或热控制场景中。热管作为最常用的高效被动传热器件,可以在较小的温差下传递较多热量,其传热能力明显优于传统金属。然而,传统热管不具备大热量、高热流密度传热能力,且存在传热速度不高,传热距离有限,且反重力能力差等缺点,致使其传热能力有限,不能满足诸多热利用与热控制应用场景中的传热能力需求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种有效提升传热能力的传热系统。

一种传热系统,包括蒸发器、汽管路、冷凝器、液管路及储液器,所述蒸发器、所述汽管路、所述冷凝器、所述液管路及所述储液器依次连通形成密闭的传热回路,所述传热回路内设置有传热工质,所述传热工质在所述蒸发器内汽化形成蒸汽,所述蒸汽经所述汽管路到达所述冷凝器冷凝液化后形成液体,所述液体经所述液管路到达所述储液器,继而经所述储液器回流至所述蒸发器,所述蒸发器内设置有毛细结构,所述毛细结构的弯月面的半径大于或等于所述毛细结构的毛细当量孔径。

本申请提供的传热系统具有密闭的传热回路(循环回路),在整个循环回路中既存在液态的传热工质,又存在汽态的传热工质,通过蒸发器与冷凝器间的温差来实现传热工质在循环回路中的自循环,无需外接动力。通过在蒸发器内设置毛细结构能够阻止蒸发器内的汽态工质反流至液管路,有助于在蒸发器内实现汽液分离,从而有效降低蒸发器内沸腾界面压力,进而构建过热沸腾状态,使得传热工质的相变全周期的气泡成长和气泡聚合上升过程中汽态的传热工质与液态的传热工质换热强度加大,进而强化传热系统的相变换热速率。而通过将毛细结构弯月面的半径设置为不小于毛细结构的毛细当量孔径,可以进一步提升传热系统的换热能力。

可选地,所述传热工质为改性传热工质。

本申请中,改性传热工质具有较小的临界活化核化点半径,较小的气泡脱离直径,较高的气泡脱离频率,使得传热工质在相变全周期的气泡成核和气泡脱离过程中具有较高的相变速率,进而强化传热系统的相变换热速率。

可选地,所述毛细结构呈柱状或片状。

可选地,毛细结构的材料为金属材料。

可选地,所述液管路包括液池结构,所述液池结构靠近所述蒸发器设置。

本申请中,通过在液管路末端(即,液管路靠近蒸发器的位置)设置液池结构可以阻止蒸发器内的汽态工质反流至液管路,以实现汽液分离,从而有助于降低蒸发器内的传热工质相变界面压力,进而有助于使蒸发器内的传热工质达到过热状态,使得相变全周期的气泡成长和气泡聚合过程中汽态的传热工质与液态的传热工质换热强度加大,进而强化传热系统的相变换热速率。

可选地,所述液池结构为朝重力方向弯折的U型结构。

可选地,所述蒸发器与所述汽管路连接的接口所在高度高于所述蒸发器与所述液化管连接的接口所在高度。

本申请中,通过使蒸发器与汽管路连接的接口所在高度高于蒸发器与液管路连接的接口所在高度可以阻止蒸发器内的汽态工质反流至液管路,以实现汽液分离,从而有助于降低蒸发器内的传热工质相变界面压力,进而有助于使蒸发器内的传热工质达到过热状态,使得相变全周期的气泡成长和气泡聚合过程中汽态的传热工质与液态的传热工质换热强度加大,进而强化传热系统的相变换热速率。

可选地,所述传热系统为导冷组件,所述蒸发器包括来回弯折的蒸发管道及与蒸发管道连接的第一翅片。

可选地,所述传热系统为传热组件,所述冷凝器包括冷凝管道及与所述冷凝管道连接且环绕所述冷凝管道设置的第二翅片。

可选地,所述所述传热系统为散热组件,所述蒸发器包括本体及自所述本体凸设的散热片。

本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其它特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的传热系统的结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的循环动力为重力时,传热工质在传热回路内循环流转时的压力-温度变化图提供的蒸发器的示意图。

图3为本申请一实施例提供的蒸发器与液管路连通的开口的高度和蒸发器与汽管路连通的开口之间存在高度差的剖视示意图。

图4为本申请一实施例提供的内部设置有毛细结构的蒸发器分别与汽管路和液管路连接的剖视图。

图5为本申请一实施例提供的包括液池结构的液管路与蒸发器之间连接的剖视图。

图6为本申请一实施例提供的传热系统的结构示意图。

图7为本申请一实施例提供的传热系统的结构示意图。

图8为本申请一实施例提供的传热系统的结构示意图。

图9为本申请一实施例提供的传热系统的结构示意图。

图10为本申请一实施例提供的传热系统的结构示意图。

图标:传热系统,100,200,300,400,500,600;蒸发器,11,21,31,41,51,61;汽管路,12,22,32,42,52,62;冷凝器,13,23,33,43,53,63;液管路,14,24,34,44,54,64;储液器,15,25,35,45,55,65;传热回路,101;蒸发管道,111,211;汽管道,121;冷凝管道,131,331,533;液管道,141;储液管道151;毛细结构,112;液池结构,142;第一翅片,212;回流端,2111;蒸发端,2112;蒸汽管道,311;回流管道,312;板件,313;第二翅片,332;本体,411;散热片,412;接触面4111;散热面,4112;集汽管道,431,531;集液管路,432,532;第三翅片611。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

本申请的发明人经过研究发现,现有技术中作为常用的高效被动传热器件的热管,虽然能够在较小的温差下传递较多的热量且不需要外部动力,但是传统热管不具备大热量、高热流密度传热能力,且存在传热速度不高,传热距离有限,且反重力能力差等缺点,不能满足诸多热利用与热控制应用场景中的传热能力需求。

基于此,本申请提供一种能够有效提升传热能力的传热系统。

请参阅图1,本申请一实施例提供的传热系统100包括蒸发器11,汽管路12,冷凝器13及液管路14。蒸发器11,汽管路12,冷凝器13及液管路14依次首尾相连形成密闭的传热回路101。

本实施例中,传热系统100还包括储液器15。储液器15连接在液管路14上,并与传热回路101连通。储液器15靠近冷凝器13设置。

本实施例中,蒸发器11内部开设有蒸发管道111,汽管路12内部开设有汽管道121,冷凝器13内部开设有冷凝管道131,液管路14内部开设有液管道141,蒸发管道111,汽管道121,冷凝管道131及液管道141依次连通形成密闭的传热回路101。储液器15内部开设有储液管道151。储液管道151与液管道141连通,进而接入传热回路101。

蒸发器11,汽管路12,冷凝器13,液管路14及储液器15可以采用诸如铝、铜、不锈钢等具有较好的导热性的金属材料,或者玻璃等非金属材料制成。蒸发器11,汽管路12,冷凝器13,液管路14及储液器15可以单独制作并通过焊接工艺连接,或者可以一体成型。蒸发器11,汽管路12,冷凝器13,液管路14及储液器15可分别通过挤压、冷锻、吹胀、拉胀等工艺制成,然后通过钎焊、电阻焊、氩弧焊、高能束流焊、铆接、粘接、螺接等工艺连接形成密闭的传热回路102。

可以理解,本申请中对蒸发器11,汽管路12,冷凝器13及液管路14具体采用何种工艺手段实现连接不做限定,只要汽管路12,冷凝器13及液管路14依次首尾连通及储液器15接入液管路14后形成密闭的传热回路102即可。

可以理解,蒸发器11、汽管路12、冷凝器13、液管路14、储液器15的尺寸及容积可基于工作温区传热工质的物性以及传热能力需求进行匹配设计,因此,本申请中对此不作限定。

传热回路101内设置有传热工质(图未示)。传热工质通过蒸发器11与冷凝器13之间的温差驱动在传热回路101中循环流转。传热工质可以是HCFC(氢氯氟烃)、HFC(氢氟烃)等有机工质,R717(氨)、R728(氮)、R764(二氧化硫)等无机工质,或者Na、Li、Pb基合金等金属工质。本实施例中,传热工质在传热回路101内呈气液两相状态。本实施例中,传热工质在蒸发器11内吸热在液气相变界面汽化形成蒸汽;蒸汽经过汽管路12到达冷凝器13;蒸汽在冷凝器13内放热液化形成液体;液体经过液管路14回流至蒸发器11。蒸汽在冷凝器13内放热液化形成液体的具体过程包括蒸汽在冷凝器13中冷却,冷凝,过冷液化形成液体。

本实施例中,传热工质在传热回路101中循环流转的循环动力可以为重力或者毛细力。当循环动力为重力时,冷凝器13所在位置的高度大于蒸发器11所在位置的高度。当循环动力为毛细力时,对冷凝器13与蒸发器11所在位置的高度不作限定。

本实施例中,传热工质在蒸发器11内,吸热蒸发由液态变为气态的相变过程包括气泡成核、气泡成长、气泡脱离及气泡聚合四个阶段。

在气泡成核阶段,传热工质的临界活化核化点半径rm=临界汽化核心Rmin=2γTs/rρvΔt,其中,γ为传热工质的表面张力系数,Ts为当地压力下的饱和温度,r为饱和温度下的汽化潜热,ρv是饱和蒸汽密度,Δt为加热壁面处液体工质的过热度。加热壁面上的相变换热强度(或相变速率)取决于加热壁面上活化核化点的总数,而加热壁面上的凹坑尺寸分布密度近似于起点为原点的正态分布函数Nr,因此,活化核化点的总数即加热壁面大于临界活化核化点半径rm的凹坑都是活化核化点。传统方式一般通过在蒸发器11的加热壁面上设置多孔结构,增加正态分布函数的期望和标准差,该种方式能够成倍地增加活化核化点的数量。多孔结构可通过烧结、机加工、喷涂、电化学等方法设置在蒸发器11的加热壁面上。

本实施例中,传热工质为改性传热工质,即,经过改性处理的传热工质。改性处理的方式包括在传热工质中添加纳米碳粉等添加剂,或将多种不同的传热工质进行混合等。承前所述,加热壁面上的相变换热强度(或相变速率)取决于加热壁面上活化核化点的总数,而加热壁面上的凹坑尺寸分布密度近似于起点为原点的正态分布函数Nr,因此,活化核化点的总数即加热壁面大于临界活化核化点半径rm的凹坑都是活化核化点。使用改性传热工质作为传热系统100的传热工质,能够使得在饱和温度TS和蒸发器11的加热壁面的过热度Δt一定的情况下,传热工质具有较小的临界活化核化点半径,能够几个数量级地增加活化核化点的数量,从而提升传热工质由液态到气态的相变速率,进而提升传热系统100的换热能力。本实施例中,改性传热工质包括乙烯及FNiTQ-101牌号羰基镍粉。乙烯在改性传热工质中的质量占比范围在90%~95%之间,而FNiTQ-101牌号羰基镍粉在改性传热工质中的质量占比在5%~10%之间,其临界活化核化点半径小于0.1微米,气泡脱离直径小于0.5微米,气泡脱离频率大于350Hz。可以理解,此处的临界活化核化点半径,气泡脱离直径及气派脱离频率仅为示例,并不以此为限。

在气泡成长阶段,初期为动力学控制阶段,气泡的成长主要受传热工质内部的热惯性力和外部表面张力支配,气泡成长速率较高;后期为热力学控制阶段,延续时间较长,气泡成长速率主要受传热工质向气泡的传热能力支配,当传热工质为饱和液体时,气泡成长速率较慢,当传热工质为过热液体时,气泡成长速率较快。本实施例中,蒸发器11内的传热工质呈过热状态,以提升传热工质由液态转变为气态的相变速率,进而提升传热系统100的换热能力。

在气泡脱离阶段,气泡从蒸发器11的加热壁面上脱离时的脱离直径Dd越小、脱离频率f越高,则相变速率越快。脱离直径Dd的影响因素包括压力、重力加速度、惯性力等;气泡脱离频率f存在关系对于动力学控制阶段,指数n=2,对于热力学控制阶段,指数n=1/2。本实施例中,采用改性传热工质作为传热系统100的传热工质,能够使得传热工质具有较小的气泡脱离直径Dd,相应地,增加气泡脱离频率f,从而强化传热工质的由液态到气态的相变速率,进而提升传热系统100的换热能力。

在气泡聚合阶段,气泡在上升过程中与液态的传热工质间的换热可以达到较高的强度,因此,气泡的有效排出可以提高高热流密度工况下的临界热流密度。汽泡的聚合和上升运动十分复杂,涉及到复杂的汽液两相湍流。可以设计合理的汽泡排出结构以有效排出汽泡,进而强化相变速率。本实施例中,蒸发器11内的传热工质呈过热状态,以提升传热工质由液态转变为气态的相变速率,进而提升传热系统100的换热能力。

在气泡成长阶段后期的热力学控制阶段,气泡成长速率主要受传热工质向气泡传热的能力支配,液体的过热度决定气泡的成长速率,而在气泡聚合阶段,液体的过热度决定汽泡在上升过程中与液体间的换热强度。传热工质的主体温度达到饱和温度的状态为饱和状态,气泡脱离蒸发器11的加热壁面后在传热工质内缓慢长大;传热工质的主体温度低于饱和温度的状态为过冷状态,气泡脱离蒸发器11的加热壁面后会在传热工质中逐渐消失;传热工质的主体温度超过饱和温度的状态为过热状态,气泡脱离壁面后会在传热工质中急剧长大,有利于气泡排出,进而提升传热工质由液态到气态的相变速率。本实施例中,通过使得传热工质在蒸发器11内呈过热状态能够提升传热工质由液态到气态的相变速率,从而提升传热系统100的换热能力。

对于传热工质在蒸发器11的加热壁面上的非均相沸腾,其热量主要来源于加热壁面的加热,而传热工质本体难以通过壁面加热的方式获得较大的过热度,因此,可以通过降低相变界面压力(即传热工质由液态转变为气态的界面的压力)的方式来降低传热工质的沸点,进而使得在传热工质通过壁面加热获取热量的条件下,呈现过热状态。具体地,本实施例中,蒸发器11,汽管路12,冷凝器13,液管路14依次首尾相连形成密闭的传热回路101,通过汽液分离的方式降低蒸发器11内相变界面压力,进而降低传热工质的沸点。

请参阅图2,其示出循环动力为重力时,传热工质在传热回路101内循环流转时的压力-温度变化图。图中,点1所在位置对应蒸发器11内蒸发界面的压力及温度;点1到点2的线段对应传热工质在蒸发器11内吸热蒸发形成蒸汽,蒸汽在蒸发器11内继续受热形成过热蒸汽的过程中,压力和温度的变化,点2与点1之间的压差可用ΔPeva表示;点2到点3的线段对应蒸汽在汽管路12内流动的过程中,压力和温度的变化,点3与点2之间的压差可用ΔPvap表示;点3到点4的线段对应蒸汽在冷凝器13内冷却的过程中,压力和温度的变化,点4到点5的线段对应蒸汽在冷凝器13内冷凝形成液体的过程中,压力和温度的变化,点5到点6的线段对应液体在冷凝器13内过冷的过程中,压力和温度的变化,传热工质在冷凝器13内冷却,冷凝,过冷的总压差可用ΔPcon表示;点6到点8的线段对应液体在液管路14内回流至蒸发器11的过程中温度和压力的变化,其中,点7对应液体在储液器15内的压力和温度,点8与点6之间的压差可用ΔPliq表示。作为循环动力的重力压差ΔPg=总的流动压力损失ΔPtotal=ΔPeva+ΔPvap+ΔPcon+ΔPliq

毛细力作为循环动力且蒸发器11处于重力工作条件下(即,蒸发器11所在位置的高度低于冷凝器13所在位置的高度)时,传热工质在传热回路101中循环流转的压力-温度变化图与重力作为循环动力时,传热工质在传热回路101中循环流转的压力-温度变化图类似,区别在于,毛细力作为循环动力时,传热工质在传热回路101中循环流转的压差还包括传热工质在毛细结构内的流动压差ΔPwic。因此,作为循环动力的毛细压差ΔPc=总的流动压力损失ΔPtotal=ΔPeva+ΔPvap+ΔPcon+ΔPliq+ΔPwic。若蒸发器11处于反重力工作条件下,即,蒸发器11所在位置的高度大于冷凝器13所在位置的高度,作为循环动力的毛细压差ΔPc需要提供克服总流动阻力ΔPtotal和重力压头ΔPg的循环动力。传热系统100达到热平衡过程中,蒸发器11内的毛细结构的弯月面半径自动调整以匹配传热回路101的流动阻力。本实施例中,蒸发器11内的毛细结构的弯月面半径大于等于毛细当量孔径,以提升传热系统100的换热能力。

由图2可知,无论在重力作为循环动力的情况下,还是毛细力作为循环动力的情况下,传热工质在蒸发器11的沸腾界面温度为T1、压力为P8,此时的温度T1达到饱和温度,压力P8低于饱和压力,使得蒸发器11内传热工质呈过热状态。

本申请中,可通过如下方式实现汽液分离,以降低蒸发器11内相变界面压力,进而降低传热工质的沸点,进而使得在传热工质通过蒸发器11壁面加热获取热量的条件下,呈现过热状态。

请参阅图3,本实施例中,蒸发器11与汽管路12连通的开口所在位置的高度大于蒸发器11与液化管14连通的开口所在位置的高度,即,在蒸发器11与汽管路12连通的开口和蒸发器11与液化管14连通的开口之间形成高度差结构,该结构可以阻止蒸发器内的汽态工质反流至液管路,以实现汽液分离,从而有效降低蒸发器内沸腾界面压力,进而有助于传热工质在蒸发器11内达到过热状态,从而提升传热工质由液态到气态的相变速率,进而提升传热系统100的换热能力。

请参阅图4,本实施例中,蒸发器11内设置有毛细结构112。通过设置毛细结构112可以阻止蒸发器内的汽态工质反流至液管路,以实现汽液分离,从而有效降低蒸发器内沸腾界面压力,进而有助于传热工质在蒸发器11内达到过热状态,从而提升传热工质由液态到气态的相变速率,进而提升传热系统100的换热能力。毛细结构112设置在蒸发器11靠近液管路14的一端。本实施例中,毛细结构112通过过盈装配设置在蒸发器11内,并延伸至液管路14中。毛细结构112可以呈柱状或片状。毛细结构112可采用诸如铜、不锈钢、镍、钛等金属材料制成,或者采用聚丙烯等非金属材料制成。本实施例中,毛细结构112的平均当量孔径小于或等于1.2μm,开孔孔隙率大于或等于75%,渗透率大于或等于1.5×10-14m2。可以理解,采用具有上述平均当量孔径,开孔孔隙率及渗透率的毛细结构能够延缓液态的传热工质回流至蒸发器11内,进而有助于实现汽液分离,然而,对于不同的应用条件的传热系统,可根据需求对毛细结构的平均当量孔径,开孔孔隙率及渗透率进行相应地设计,本申请并不以此为限。

请参阅图5,本实施例中,液管路14包括液池结构142。液池结构142靠近液管路14与蒸发器11连接的接口,该结构可以阻止蒸发器内的汽态工质反流至液管路,以实现汽液分离,从而有效降低蒸发器内沸腾界面压力,进而有助于传热工质在蒸发器11内达到过热状态,从而提升传热工质由液态到气态的相变速率,进而提升传热系统100的换热能力。本实施例中,液池结构142为朝重力方向凹陷的U型结构。

可以理解,本申请中,传热工质在传热回路101内的充装量可根据蒸发器11、汽管路12、冷凝器13、液管路14及储液器15尺寸及容积大小、传热回路101内传热工质的物性、以及所需传热能力进行相应的设计,本申请对此不作限定,只要实际充装量与充装量设计值的误差小于1%即可。传热工质的充装需要采用高精度充装和封焊成套设备,本申请对此不做限定。

可以理解,其他实施例中,储液器15内化到液管路末端。蒸发器11,汽管路12,冷凝器13及液管路14依次首尾相连,且其内形成密闭的传热回路101。

以下对本申请提供的传热系统在不同应用场景中的结构进行介绍。可以理解,由于有关传热系统的结构的具体内容在前文中已进行描述,因此,下文中仅对具体应用场景中传热系统的大致结构进行描述,传热系统的具体结构可一并参阅前文中针对传热系统100的描述。

应用场景1:请参阅图6,本申请一实施例中,传热系统200为一种导冷组件,用于半导体制冷器或斯特林制冷机导冷。

导冷组件包括蒸发器21、汽管路22、冷凝器23、液管路24及储液器25。蒸发器21,汽管路22,冷凝器23,储液器25及液管路24依次连通形成密闭的传热回路。本实施例中,可采用钎焊工艺将蒸发器21,汽管路22,冷凝器23,储液器25及液管路24依次连通形成密闭的传热回路。传热回路内设置有改性传热工质(图未示)。本实施例中,改性传热工质包括乙烯及FNiTQ-101牌号羰基镍粉。乙烯在改性传热工质中的质量占比范围在90%~95%之间。FNiTQ-101牌号羰基镍粉在改性传热工质中的质量占比范围在5%~10%之间。导冷组件工作时,蒸发器21内的传热工质处于过热状态。

蒸发器21包括来回弯折的蒸发管道211及与蒸发管道211连接的第一翅片212。蒸发管道211与第一翅片212均采用具有较好导热性能的金属材料(例如,铜,铝等)制成。本实施例中,蒸发管道211采用铜制成,第一翅片212采用铝制成。蒸发管道211与第一翅片212通过胀接工艺连接。本实施例中,蒸发管道211在同一平面内来回弯折。可选地,位于蒸发管道211同一侧的多个弯折点位于同一条直线上。蒸发管道211包括回流端2111及蒸发端2112。液管路24连接在回流端2111与储液器25之间。汽管路22连接在蒸发端2112与冷凝器23之间。

冷凝器23采用具有较好导热性能的金属材料(例如,铜,铝等)制成。本实施例中,冷凝器23采用金属材料铝通过挤压工艺制成。

本实施例中,传热工质在传热回路内的循环动力为重力。蒸发器21所在位置的高度低于冷凝器23所在位置的高度。

本实施例中,导冷组件的传冷能力Q≥200W,热阻R≤0.01℃/W。

应用场景2:请参阅图7,本申请一实施例中,传热系统300为一种传热组件,用于太阳能热水器集热。

传热组件包括蒸发器31、汽管路32、冷凝器33、液管路34及储液器35。蒸发器31,汽管路32,冷凝器33,储液器25及液管路24依次连通形成密闭的传热回路。本实施例中,蒸发器31,汽管路32,冷凝器33,储液器25及液管路24采用钎焊工艺连接形成密闭的传热回路。

本实施例中,蒸发器31大致呈平板状,包括与汽管路32连接的蒸汽管道311,与液管路34连接的回流管道312,以及连接在蒸汽管道311与回流管道312之间的蒸发管道(图未示)。本实施例中,蒸汽管道311与回流管道312平行设置。蒸汽管道311所在位置的高度大于回流管道312所在位置的高度。蒸发管道的数量为多个,多个蒸发管道313并行连接在蒸汽管道311与回流管道312之间。本实施例中,为增大受热面积,蒸发器31包括多个间隔设置的板件313。多个板件313连接在蒸汽管道311和回流管道312之间。蒸发管道开设在板件313上,且两端分别与蒸汽管道311和回流管道312连通。本实施例中,每个板件313上开设有至少一个蒸发管道。本实施例中,蒸发器31采用微通道钎焊工艺制作。

冷凝器33与太阳能热水器的水箱连接。冷凝器33包括冷凝管道331及第二翅片332。第二翅片332与冷凝管道331连接且环绕冷凝管道331设置,用于增大散热面积,提高散热效率。冷凝管道331及第二翅片332均采用具有良好热传导性能的金属材料(例如,铜,铝等)制成。本实施例中,冷凝管道331及第二翅片332均采用铜制成。冷凝管道331和第二翅片332通过胀接工艺连接。

传热回路内设置有改性传热工质。本实施例中,改性传热工质改性传热工质包括异丁烷,二甲醚,二氟乙烷及纳米铜粉。异丁烷在改性传热工质中的质量占比范围在30%~50%之间;二甲醚在改性传热工质中的质量占比范围在20%~30%之间;二氟乙烷在改性传热工质中的质量占比范围在10%~20%之间;纳米铜粉在改性传热工质中的质量占比范围在2%~5%之间。工作时,传热工质在蒸发器31内呈过热状态。传热工质在传热回路内的循环动力为重力,冷凝器33所在位置的高度大于蒸发器31所在位置的高度。

本实施例中,传热组件的传热能力Q≥5000W,能效系数CTP≥0.85,约为国家一级能效系数标准的2倍。

应用场景3:请参阅图8,本申请一实施例中,传热系统400为一种散热组件,用于对绝缘栅双极型晶体管(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)、温差发电片等芯片进行散热。

散热组件包括蒸发器41,汽管路42,冷凝器43,液管路44及储液器45。蒸发器41,汽管路42,冷凝器43,液管路44及储液器45依次连通形成密闭的传热回路。蒸发器41,汽管路42,冷凝器43,液管路44及储液器45采用钎焊工艺依次连通形成密闭的传热回路。

蒸发器41包括本体411,设置在本体411内的蒸发管道(图未示)及自本体411凸设的散热片412。本实施例中,本体411包括与待散热件接触的接触面4111及与接触面4111相背的散热面4112。散热片412自散热面4112凸设。通过设置散热片412有助于提升散热组件的散热性能。蒸发器41可采用铝通过挤压工艺制成。

冷凝器43大致呈平板状,包括与汽管路42连接的集汽管道431,与液管路44连接的集液管道432,以及连接在集汽管道431与集液管道432之间的冷凝管道433。冷凝器43采用铝合金通过吹胀工艺制成。

传热回路内设置有改性后的传热工质。本实施例中,改性传热工质包括反式-1-氯-2-苯硫基环己烷,正丙烷及FNiTQ-101牌号羰基镍粉。反式-1-氯-2-苯硫基环己烷在改性传热工质中的质量占比范围在改性传热工质60%~80%之间;正丙烷在改性传热工质中的质量占比范围在20%~30%之间;FNiTQ-101牌号羰基镍粉在改性传热工质中的质量占比在2%~5%之间。本实施例中,传热工质在传热回路内的循环动力为重力。冷凝器43所在位置的高度大于蒸发器41所在位置的高度。工作时,传热工质在蒸发器41内呈过热状态。

本实施例中,散热组件的传热能力Q≥300W,热阻R≤0.05℃/W。

应用场景4:请参阅图9,本申请一实施例中,传热系统500为一种散热组件,用于在微重力条件下散热。

散热组件包括蒸发器51,汽管路52,冷凝器53,液管路54及储液器55。蒸发器51,汽管路52,冷凝器53,液管路54及储液器55依次连通形成密闭的传热回路。本实施例中,蒸发器51,汽管路52,冷凝器53,液管路54及储液器55通过钎焊工艺依次连通形成密闭的传热回路。

蒸发器51可采用铝通过挤压工艺制成。

冷凝器53大致呈平板状,包括与汽管路52连通的集汽管道531,与液管路54连通的集液管道532,以及连接在集汽管道531与集液管道532之间的冷凝管道533。本实施例中,集汽管道531及集液管道532均呈蜂窝状。冷凝管道533呈直线状。冷凝器53可采用铝合金通过吹胀工艺制成。

传热回路内设置有改性后的传热工质。本实施例中,改性传热工质包括R717制冷剂,正丙烷及FNiTQ-101牌号羰基镍粉。R717制冷剂在改性传热工质中的质量占比范围在改性传热工质50%~60%之间,正丙烷在改性传热工质中的质量占比范围在20%~30%之间,FNiTQ-101牌号羰基镍粉在改性传热工质中的质量占比范围在10%~20%之间。本实施例中,传热工质在传热回路内的循环动力为毛细力。蒸发器51内设置有毛细结构(图未示)。工作时,传热工质在蒸发器41内呈过热状态。

散热组件的传热能力Q≥500W,热阻R≤0.02℃/W。

应用场景5:请参阅图10,本申请一实施例中,换热系,600为一种换热组件,用于对基站、数据中心等密闭空间进行换热。

换热组件包括蒸发器61,汽管路62,冷凝器63,液管路64及储液器65。蒸发器61,汽管路62,冷凝器63,液管路64及储液器65依次连通形成密闭的传热回路。本实施例中,蒸发器61,汽管路62,冷凝器63,液管路64及储液器65通过钎焊工艺依次连通形成密闭的传热回路。

蒸发器61包括蒸发管道(图未示)及与蒸发管道连接的第三翅片(图未示)。蒸发管道可采用微通道钎焊工艺制作。蒸发管道与第三翅片的连接可通过胀接工艺实现。本实施例中,蒸发管道可采用铜制作,第三翅片可采用铝制作。

冷凝器63包括冷凝管道(图未示)及与冷凝管道连接的第四翅片(图未示)。冷凝管道可采用微通道钎焊工艺制作。冷凝管道与第四翅片的连接可通过胀接工艺实现。本实施例中,冷凝管道可采用铜制作,第四翅片可采用铝制作。

传热回路内设置有改性后的传热工质(图未示)。本实施例中,改性的传热工质包括丙炔,二甲醚(DME),甲基氯及纳米钛粉。丙炔在改性传热工质中的质量占比范围在40%~60%,二甲醚在改性传热工质中的质量占比范围在20%~30%,甲基氯在改性传热工质中的质量占比范围在10%~15%,纳米钛粉在改性传热工质中的质量占比范围在5%~10%。本实施例中,传热工质在传热回路内的循环动力为重力。蒸发器61所在高度低于冷凝器63所在高度。工作时,传热工质在蒸发器61内呈过热状态。

本实施例中,换热组件的传热能力Q≥5000W,能效比COP≥15。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

17页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一体式氨合成热回收设备及氨合成热回收工艺

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!