用于在与自然对流方向相反的方向中自动传热的方法及装置制造方法及图纸

根据本发明专利技术，在与自然对流方向相反的方向中的传热方法在于将额外的泵送物质引入到受热区域中。该泵送物质不能溶解于传热剂并且其沸腾温度低于传热剂的沸腾温度。传热剂被加热，泵送物质蒸发并且该泵送物质的蒸汽压力用于驱动热的传热剂沿着循环回路的分支流动。用于在与自然对流方向相反的方向中的传热装置的特征在于其被设计成将用于泵送物质的蒸汽冷凝的技术手段以及用于将冷凝物从冷凝区域排放到蒸发区域的技术手段结合在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在与自然对流方向相反的方向中自动传热的方法和装置。该方法及该装置可在各种经济部门中用于加热位于热源下方的设施，例如，用于将热量自太阳能集热器传递给位于下方的水箱，用于在高输出量时加热在地下储气槽中的液化石油气(丙烷-丁烷)，用以加热在高速公路、机场跑道以及车库的车道下的地面，用于温室或温床中以及用于自烟囱气体回收的废热的传递等等。
技术介绍
专利PL192167的描述公开了一种用于在与自然对流方向相反的方向中的热传递的方法及装置。根据专利PL192167的方法在于在周期操作的循环回路中使用气液溶液(例如，二氧化碳水溶液)作为传热剂的技术。该循环回路并非完全由液体填充。气体饱和的液体传热剂在该回路的下降分支的上部部分中被加热。所溶解的气体自该溶液释出，且其压力将经稀释的热的传热剂推动向下通过下降分支。在该回路的底部部分，该传热剂被冷却且随后流入上升分支中。因此，该液体的液位在上升分支中上升；在冷且经稀释的容器上方的气体体积降低且该气体溶解于其中。当在冷分支与热分支之间达到某个压力差及液位差时，在该回路的上部部分中的通路被打开，且气体自该热下降分支通过该通路流向该冷上升分支的上部部分。同时，多余的变浓的冷却溶液借由重力而自冷上升分支经由中间通道向下流向热下降分支的上部部分。在该回路的上部部分中的通路接着关闭且重复该周期。根据专利PL192167的装置由具有如下两个分支的封闭循环回路构成:上升分支和下降分支；质量交换器，该质量交换器经设计以溶解位于该上升分支的上部部分中的气体；以及气体容器，该气体容器具有连接至该质量交换器的挠性壁。下降分支的上部部分合并有加热器且冷却器被置于该回路的底部部分中。此外，该循环回路具备中间通道，该中间通道用于将该上部下降部分与该上部上升部分连接，其中该通道的入口被置于液体液位下方。另外，该循环回路包含液体密封类型的控制阀，控制阀位于下降分支的上部部分；同时液体密封件的通路管连接至上升分支的上部部分。液体密封件取决于这里的两个分支之间的压力差(因而还取决于在这两个分支中的液体液位差)而自动打开和关闭。为了在该回路中实现传热剂的单向流动(也就是自热下降分支经由冷却器流向冷上升分支，以及自冷上升分支的上部部分经由中间通道流向热下降分支的上部部分)，将止回阀装设于流动路径上。
技术实现思路
根据本专利技术，在与自然对流的流动方向相反的方向中的热传递的方法在于引入额外的泵送物质到受热区域。该泵送物质不能溶解于传热剂中且其沸腾温度低于传热剂的沸腾温度。传热剂被加热，泵送物质蒸发且该泵送物质的蒸汽压力用以驱使热的传热剂沿着循环回路的分支流动。接着，该泵送物质的废弃蒸汽自热下降分支的上部部分转移至具有较低温度的区域，在该区域中该蒸汽发生冷凝。随后将所获得的冷凝物重新引入至受热区域。该泵送物质的量不小于用以填充该循环回路的未由带有自身蒸汽的液体传热剂所占据的剩余体积以及用以填充自冷凝区域通向蒸发区域的冷凝物排放路径所必需的量。该泵送物质的密度优选地小于传热剂的密度。根据本专利技术，将用于在与自然对流方向相反的方向中的热传递装置设计成合并有如下两个分支的封闭流动环路:热下降分支和冷上升分支，其中两个分支经由位于该回路的底部部分中的冷却器互相连接，同时在上部部分中这两个分支终止于两个容器:热流体容器和冷流体容器。该装置还具有控制阀及中间通道，控制阀为液体密封类型，其具有用于连接上面提到的容器的蒸汽区域的通路管，中间通道用于将传热剂自冷流体容器排放至热流体容器。该装置还具有用于确保在该回路的分支中及在中间通道中液体单向流动的止回阀。该装置的特征在于其设计包括用于该泵送物质的蒸汽冷凝技术手段以及用于将冷凝物自冷凝区域向下排放至蒸发区域的技术手段。根据本专利技术，该装置的特征在于用于该泵送物质的蒸汽冷凝手段为储存于冷流体容器中的冷的传热剂，且该泵送物质的蒸汽借由与该传热剂直接接触而冷凝。根据本专利技术，用于将泵送物质的冷凝物排放至蒸发区域的手段为中间通道，中间通道在其入口处具有套筒伸缩管，该管经固定以使得其具有在中间通道内部进行不受限制的垂直运动的可能性，而该管的入口位于中间通道外部且借助于浮子而刚好保持处于冷流体容器的液面下方。根据本专利技术的装置的另一个具体实施例为用于将泵送物质的冷凝物排放至蒸发区域的手段为装设于至该中间通道的入口处的收集漏斗。具有漏斗的入口位于冷流体容器的底部上方，而中间通道具有第二入口，第二入口位于收集漏斗的下方且刚好处于冷流体容器的底部上方。漏斗的位置，第二入口的横截面以及中间通道的液压阻力经调节以使得在排放操作期间在中间通道中的液体液位下降至低于收集漏斗时，中间通道中的液体液位低于第二入口。本专利技术的装置的另一个具体实施例为其具有气冷式冷凝器，用于将蒸汽自冷流体容器的上部部分传送至冷凝器的上部部分的管，以及用于排放冷凝物的排放通道。将用于排放冷凝物的该通道的出口置于热流体容器内部的液面下方，且该通道的高度经谨慎调整以使得在该通道出口处的泵送物质的冷凝物柱的静液压力超过在该排放通道的出口点处位于热流体容器内部的传热剂的静液压力。根据本专利技术的装置的另一个具体实施例的特征在于用于泵送物质的蒸汽冷凝手段为表面热交换器。用泵送物质的废弃蒸汽来供应表面热交换器的一个管口，同时用冷的传热剂来供应另一个管口。将表面热交换器置于蒸发区域上方，以使得在这里累积的冷凝物借由重力向下排放至受热区域，而用于排放冷凝物的通道的出口位于液体液位下方的受热区域中，且有目的地调整用于排放冷凝物的通道的高度，以使得在该通道内部的冷凝物的静液压力超过来自所述通道的在通道的出口处的热流体容器中的传热剂的压力。用于在与自然对流方向相反的方向中的热传递的装置被设计成具有包含两个分支的流动环路的形式，这两个分支即为热下降分支和冷上升分支，其中这两个分支在底部侧经由冷却器互相连接，且在上部侧这两个分支以两个容器结束，两个容器分别为热流体容器和冷流体容器；该装置还具有控制阀，控制阀被制作成液体密封件，该液体密封件具有用于出于压力补偿目的而将该容器的蒸汽区域互相连通的通路通道，以及中间通道，中间通道用于向下排放传热剂，以及止回阀，该止回阀用于提供液体的单向流动，该装置的特征在于控制阀具有浮子/连接至盖片且置于液体密封件的计量容器内，同时附加浮子直接置于热流体容器内部，以及绳带机构，该绳带机构连接这两个浮子并且使这两个浮子能够进行有限范围之内的自由运动。用于朝向自然对流方向的相反方向传递热的装置，特征在于其包括具有挠性防真空膜的容器，该容器用于保护盖装置以免在该装置内部的压力下降至大气压以下，该容器对周围环境开放且具备防真空膜，其中传热剂位于该膜的一侧，同时在膜的另一侧为处于环境压力下的媒介，且当该装置中的压力等于或大于环境压力时，该容器的工作容量不小于由泵送物质的蒸汽所占据的体积。根据本专利技术的方法使得有可能同时从水和制冷剂的优点中获益。对于操作效能而言，水及其溶液为最便捷的传热剂。而制冷剂又充当高效泵送剂，这是因为其在0° C到100° C的温度范围内的饱和蒸汽压力高于大气压。这种情况防止大气中的空气渗透入该装置的内部，这是因为这种渗透将使得泵送物质的蒸汽的冷凝过程无法进行。所考虑的设备类型可以使用相对于传统制冷剂对环境的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.26 PL P.3919611.一种用于在与自然对流方向相反的方向中的热传递方法，其特征在于:将额外的泵送物质引入受热区域中，在该受热区域中泵送物质不可溶解于传热剂，且泵送物质的沸腾温度低于传热剂的沸腾温度，接着加热该传热剂以使得泵送物质可以蒸发，且蒸发所产生的蒸汽压力被用以驱使传热剂在流动环路的分支中循环，同时将废弃的蒸汽自热下降分支的上部部分传导至具有较低温度的区域，在具有该较低温度的区域中，该废弃的蒸汽被冷凝且将冷凝物重新引入受热区域，另外，泵送物质的量不小于用于通过该泵送物质的蒸汽填充不具有液体传热剂的循环回路的剩余部分所必需的量，以及填充自冷凝区域通往蒸发区域的冷凝物的排放路径所必需的量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，液体泵送物质的密度优选地小于传热剂的密度。3.用于在与自然对流方向相反的方向中的热传递的装置，该装置被制作成结合有下述两个分支的封闭循环回路:热下降分支(2)和冷上升分支(5)，其中这两个分支在一侧经由冷却器(I)互相连接且在另一侧上这两个分支分别终止于两个容器:热容器(A)和冷容器(B)，且该装置具有控制阀(6)，(7，8)，控制阀(6)，(7，8)具体实施为具有用以连接所提及的容器的蒸汽体积的通路管(8)的液体密封件，及中间通道(9)，该中间通道(9)用以将传热剂自冷流体容器(B)排放至热流体容器(A)，及止回阀(12，13)，止回阀(12，13)用以确保液体的单向流动，其特征在于，该装置设计成结合有用以泵送物质的蒸汽冷凝的技术手段以及用以将冷凝物自冷凝区域排放至蒸发区域的技术手段。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于:用以进行泵送物质的蒸汽冷凝手段为储存于冷流体容器(B)中的冷的传热剂，同时借由与载热剂的直接接触来冷凝泵送物质的蒸汽，而用于排放来自泵送物质的冷凝物的手段为以套筒管(10)终止于中间通道(9)，该套筒管(10)经固定以使得该套筒管可以在中间通道(9)内部进行不受限制的垂直运动，而套筒管的入口位于中间通道外部且借助于浮子(11)而刚好固持于冷流体容器(B)的液面下方。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于:用于将泵送物质的冷凝物自冷凝区域排放至蒸发区域的手段为位于冷流体容器(B)底部上方装设于至中间通道(9)的入口处的收集漏斗(喇叭)(15)，该中间通道(9)具有位于该收集漏斗(15)下方的第二入口(16)，另外，第二入口的横截面及中间通道的液压阻力经调整以使得当冷流体容器(B)内部的传热剂的液位低...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·科鲁津斯基，尤里·多布里安斯基，迈克尔·杜达，雅努什·皮耶霍茨基，马立克·萨姆塞尔，罗伯特·沃伊齐克，
申请(专利权)人：瓦尔米亚马祖里省奥尔什丁大学，霍亚历克斯有限责任有限合伙公司，丹尼尔·科鲁津斯基，尤里·多布里安斯基，迈克尔·杜达，雅努什·皮耶霍茨基，马立克·萨姆塞尔，罗伯特·沃伊齐克，
类型：
国别省市：