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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源,涉及波动热源利用,热管换热器,特别涉及一高效利用波动热源的热管换热器。
技术介绍
1、波动热源是指热源的热量输出不稳定,导致供热系统无法持续稳定地提供热量。想要利用波动热源,如果使用传统换热器,一方面波动热源会在换热的过程中自我传热,高温部分热量与低温部分热量混合成中温热量,造成热源的大量损失。如果热源温度波动较大,还会造成热源侧与二次侧温度不匹配,降低换热的效率。如果热源温度自我传热到可用温度以下,还会导致热源的利用价值大打折扣。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种高效利用波动热源的热管换热器结构,以实现阻止波动热源的自我传热,提高波动热源的可用性以及提高换热器两侧流体温度的匹配度,提高热源使用效率的结果。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:
3、一种高效利用波动热源的热管换热器,包括热流体流道、冷流体流道、保温段和热管簇;所述保温段连接在热流体流道和冷流体流道之间,且三者互不连通;所述热流体流道用于通入波动热源流体;
4、所述热管簇由至少具有两种以上相变温度的多个热管组成,各热管贯穿所述热流体流道、所述保温段和所述冷流体流道,且各热管的蒸发段暴露于热流体流道,冷凝段暴露于冷流体流道,保温段暴露于保温段。
5、在一个实施例中,所述热流体流道与所述冷流体流道平行设置,所述保温段垂直连接于所述热流体流道与所述冷流体流道之间。
6、在一个实施例中,所述
7、在一个实施例中,所述热管的长度方向与冷流体流道和冷流体流道中的流体流动方向垂直。
8、在一个实施例中,所述保温段充填保温材料。
9、在一个实施例中,所述热流体流道、冷流体流道和保温段共用一个金属外壳,内部通过金属隔板相互隔开,所述金属外壳表面覆盖保温层,阻止换热器内流体与外界的换热。
10、在一个实施例中,沿所述热流体流道中的波动热源流体流动方向,组成所述热管簇的各热管的相变温度递减。
11、在一个实施例中,以所述热流体流道中的波动热源流体流动方向为行,以垂直于行的方向为列,组成所述热管簇的各热管沿行穿插交错排列,即,奇数列的热管数量为n,偶数列的热管数量为m,n≠m。
12、在一个实施例中,所述各热管的相变温度递减,包括:
13、沿所述热流体流道中的波动热源流体流动方向,相邻热管的相变温度递减;或者,
14、沿所述热流体流道中的波动热源流体流动方向,将各热管分为若干区域,同一区域内的热管的相变温度相同,相邻区域的热管的相变温度递减。
15、在一个实施例中,所述波动热源的波动温度范围为b~c,则热管的相变温度包括c、b、a,其中c>b>a。
16、由于采用了以上技术方案,本专利技术的基本原理在于:
17、普通的换热器在使用波动热源时,由于热源波动大,且在使用时存在热源侧的自我传热现象,使高温部分热源与低温部分热源混合成中温热源,造成热源的大量浪费,降低了能量利用效率。普通热源换热器在使用波动热源时,只有单一的相变温度,无法阻止热源侧的自我传热,也无法降低损失。本专利技术采用多个相变温度的热管簇分层布置,高温相变热管簇将热源侧的高温热量及时吸收,减少了热源侧的自我传热能量,在一定程度上降低了热源的损失。本专利技术采用多个相变温度的热管簇分层布置,并在热管中间段填充保温材料,使通过不同相变温度分层吸收的热量以匹配的温度分层加热冷侧流体,提高了换热器两侧的温度匹配程度,降低了损失,提高了换热效率。
18、与现有技术相比,本专利技术的有益效果如下:
19、1、使用热管替代传统换热器的金属导热板,提高了换热系数,降低了换热面积。
20、2、采用不同相变温度的热管分层布置,冷凝段置于热流体流道,使用波动热源时,使高温相变热管簇将热源侧的高温热量及时吸收,减少了热源侧的自我传热能量,在一定程度上降低了热源的损失。
21、3、采用不同相变温度的热管分层布置,蒸发段置于冷流体流道,使用波动热源时,使通过不同相变温度分层吸收的热量以匹配的温度分层加热冷侧流体,提高了换热器两侧的温度匹配程度,降低了损失,提高了换热效率。
22、4、采用热管簇交错排列,将流体扰流,增大强制对流的换热能力。
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1.一种高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,包括热流体流道、冷流体流道、保温段和热管簇;所述保温段连接在热流体流道和冷流体流道之间,且三者互不连通;所述热流体流道用于通入波动热源流体;
2.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述热流体流道与所述冷流体流道平行设置,所述保温段垂直连接于所述热流体流道与所述冷流体流道之间。
3.根据权利要求2所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述热流体流道中的波动热源流体流动方向与所述冷流体流道中的冷流体流动方向相反。
4.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述热管的长度方向与冷流体流道和冷流体流道中的流体流动方向垂直。
5.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述保温段充填保温材料。
6.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述热流体流道、冷流体流道和保温段共用一个金属外壳,内部通过金属隔板相互隔开,所述金属外壳表面覆盖保温层,阻止换热器内流体与外界的换热。
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8.根据权利要求6所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,以所述热流体流道中的波动热源流体流动方向为行,以垂直于行的方向为列,组成所述热管簇的各热管沿行穿插交错排列,即,奇数列的热管数量为n,偶数列的热管数量为m,n≠m。
9.根据权利要求6所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述各热管的相变温度递减,包括:
10.根据权利要求9所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述波动热源的波动温度范围为b~c,则热管的相变温度包括c、b、a,其中c>b>a。
...【技术特征摘要】
1.一种高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,包括热流体流道、冷流体流道、保温段和热管簇;所述保温段连接在热流体流道和冷流体流道之间,且三者互不连通;所述热流体流道用于通入波动热源流体;
2.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述热流体流道与所述冷流体流道平行设置,所述保温段垂直连接于所述热流体流道与所述冷流体流道之间。
3.根据权利要求2所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述热流体流道中的波动热源流体流动方向与所述冷流体流道中的冷流体流动方向相反。
4.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述热管的长度方向与冷流体流道和冷流体流道中的流体流动方向垂直。
5.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征在于,所述保温段充填保温材料。
6.根据权利要求1所述高效利用波动热源的热管换热器,其特征...
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