CN110749218A - 热传递装置、建筑物的供暖装置以及车辆及其加热装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种热传递装置、用于建筑物的供暖装置、用于车辆的加热装置以及包括该加热装置的车辆。该热传递装置包括：真空密封的第一热传递管，具有顶端和底端；第一工作流体，填充于所述第一热传递管内的底端；加热器，邻近于所述第一热传递管的底端设置于所述第一热传递管外侧，以对位于所述第一热传递管的底端的第一工作流体进行加热，所述第一工作流体在第一温度下为液体并且在第二温度下变为气体；集热器，在所述第一热传递管的底端和顶端之间邻近于所述第一热传递管的外侧设置，所述集热器从外部热源收集热量并将所收集的热量提供至所述第一热传递管内的第一工作流体。采用本申请的装置，有利于涉及热传递的各应用领域的节能和减排。

Description

热传递装置、建筑物的供暖装置以及车辆及其加热装置

技术领域

本申请涉及节能及环保领域，具体涉及一种热传递装置、用于建筑物的供暖装置、用于车辆的加热装置以及包括该加热装置的车辆。

背景技术

热量的传递过程是人们在生产生活中不可避免会遇到的物理过程。当前，如何可控且高效地传递热量，是一个亟待解决的问题。

例如，在冬季，许多地区需要依靠采暖设备将建筑物内各房间和/或各区域的气温维持在适宜的温度。通常可利用两种采暖方式来实现这一目的。一种方式是，由独立的中央空调或采暖锅炉进行加热，并通过热风管道将加热后的热风吹到建筑物内的各房间和/或各区域。然而，这种方式的噪声较大，管道内也会不可避免地逐渐堆积灰尘，而且容易造成各房间和/或各区域的温度不均衡，因此需要复杂的传感器和控制系统来解决这个问题。

另一种方式是，可采用水循环进行供暖，即，通过热水循环管道，将热水循环通入在各房间和/或各区域预先设置的散热器内，以实现采暖的目的。然而，这种方式具有由于管道内的循环水结冰而使管道冻裂的风险，而且无法保证建筑物内各房间和/或各区域的温度均衡性。

再例如，在冬季，在许多寒冷地区车辆行驶前，需要对车辆进行预热，以确保发动机水箱能够达到一定温度后再行驶。发动机的进气系统和车辆的空调系统都需要依靠发动机的水箱来提供热量。如果水箱中的液体还没有达到适宜的温度，将导致发动机进气系统吸入的气体温度过低，从而影响车辆的正常行驶，并且车辆的空调系统吹出的空气温度过低，既无法吹散前挡风玻璃上凝结的“雾气”，影响到驾驶安全，还会导致车辆内乘坐人员的体感温度偏低。

然而，在寒冷的环境下对车辆进行预热，需要消耗较多燃油来对发动机水箱内的液体进行加热。这既提高了车辆的行驶成本，而且还不环保。

发明内容

本申请提供了一种热传递装置、用于建筑物的供暖装置、用于车辆的加热装置以及包括该加热装置的车辆。

根据本申请的第一方面，提供了一种热传递装置，包括：

真空密封的第一热传递管，具有顶端和底端；

第一工作流体，填充于所述第一热传递管内的所述底端；

加热器，邻近于所述第一热传递管的底端设置于所述第一热传递管外侧，以对位于所述第一热传递管的底端的第一工作流体进行加热，所述第一工作流体在第一温度下为液体并且在第二温度下变为气体；

集热器，在所述第一热传递管的底端和顶端之间邻近于所述第一热传递管的外侧设置，所述集热器从外部热源收集热量并将所收集的热量提供至所述第一热传递管内的所述第一工作流体。

根据一个实施方式，所述第一热传递管为铜管。

根据一个实施方式，所述第一工作流体选自水、盐水、乙醇、乙二醇及其混合物。

根据一个实施方式，所述加热器为半导体加热器或电阻加热器。

根据一个实施方式，所述第一热传递管还具有阀门，所述阀门设置于所述第一工作流体的液面之上。

根据一个实施方式，该热传递装置还包括：

热交换部件，邻近于所述第一热传递管的顶端设置于所述第一热传递管外侧，以从所述第一热传递管中变为气体的第一工作流体吸收热量。

根据一个实施方式，所述热交换部件为散热器。

根据本申请的第二方面，提供了一种用于建筑物的供暖装置，包括上述热传递装置，其中所述顶端包括多个分支顶端，所述多个分支顶端设置于所述建筑物中的不同位置，以对所述建筑物中不同位置的空气进行加热。

根据一个实施方式，所述加热器的加热温度为30-80摄氏度。

根据本申请的第三方面，提供了一种用于建筑物的供暖装置，包括上述热传递装置，还包括：

真空密封的多个第二热传递管，所述多个第二热传递管中的每个均具有底部吸热端和顶部放热端，所述底部吸热端与所述第一热传递管的顶端热接触，在所述第二热传递管内设置有第二工作流体，所述第二工作流体填充于所述第二热传递管的底部吸热端，所述第二工作流体在第三温度下为液体并且在第四温度下变为气体，所述多个第二热传递管的顶部放热端分别设置于所述建筑物中的不同位置，以对所述建筑物中不同位置的空气进行加热。

根据一个实施方式，所述加热器的加热温度为30-80摄氏度。

根据一个实施方式，所述第二热传递管为铜管。

根据一个实施方式，所述第二工作流体选自水、盐水、乙醇、乙二醇及其混合物。

根据本申请的第四方面，提供了一种用于建筑物的供暖装置，包括多个上述热传递装置，还包括：

真空密封的第二热传递管，具有底部吸热端和顶部放热端，在所述第二热传递管内设置有第二工作流体，所述第二工作流体填充于所述第二热传递管的底部吸热端，所述第二工作流体在第三温度下为液体并且在第四温度下变为气体，所述顶部放热端用作为所述多个热传递装置的加热器，邻近于所述第一热传递管的底端设置于所述第一热传递管外侧，以对位于所述第一热传递管的底端的第一工作流体进行加热，所述多个热传递装置的第一热传递管的顶端分别设置于所述建筑物中的不同位置，以对所述建筑物中不同位置的空气进行加热。

根据一个实施方式，所述多个热传递装置中的每个热传递装置的加热器的加热温度为30-80摄氏度。

根据一个实施方式，所述第二热传递管为铜管。

根据一个实施方式，所述第二工作流体选自水、盐水、乙醇、乙二醇及其混合物。

根据本申请的第五方面，提供了一种用于车辆的加热装置，包括上述热传递装置，还包括：

真空密封的第二热传递管，具有底部吸热端和顶部放热端，所述底部吸热端与所述第一热传递管的顶端热接触，在所述第二热传递管内设置有第二工作流体，所述第二工作流体填充于所述第二热传递管的底部吸热端，所述第二工作流体在第五温度下为液体并且在第六温度下变为气体。

根据一个实施方式，所述第一热传递管的长度小于所述第二热传递管。

根据一个实施方式，所述第一热传递管中的第一工作流体的体积大于所述第一热传递管的顶端的容积。

根据一个实施方式，所述第二热传递管为铜管。

根据一个实施方式，所述第一工作流体为水或盐水，所述第二工作流体为乙醇或乙二醇。

根据一个实施方式，所述集热器的一端与车辆的排气管热接触，以从所述排气管收集热量。

根据一个实施方式，所述顶部放热端的至少一部分设置于车辆的发动机的进气系统中，以向送入所述发动机的气体传递热量。

根据一个实施方式，所述顶部放热端的至少一部分设置于车辆的驾驶舱的空调系统中，以向送入所述驾驶舱的气体传递热量。

根据一个实施方式，所述车辆的发动机水温传感器邻近于所述顶部放热端设置。

根据一个实施方式，所述加热器由所述车辆的电瓶供电。

根据一个实施方式，所述第一热传递管具有安全阀，所述安全阀位于所述顶端，并由低熔点合金制成。

根据本申请的第五方面，提供了一种车辆，包括上述加热装置。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本申请一个实施方式的热传递装置的示意图；

图2示出了根据本申请另一实施方式的热传递装置的示意图；

图3示出了根据本申请另一实施方式的热传递装置的示意图；

图4示出了根据本申请一个实施方式用于建筑物的供暖装置的示意图；

图5示出了根据本申请另一实施方式用于建筑物的供暖装置的示意图；

图6示出了根据本申请另一实施方式用于建筑物的供暖装置的示意图；

图7示出了根据本申请一个实施方式用于车辆的加热装置的示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本申请的实施方式进行详细描述。应注意，以下描述仅仅是示例性的，而并不旨在限制本申请。此外，在以下描述中，将采用相同的附图标号表示不同附图中的相同或相似的部件。在以下描述的不同实施方式中的不同特征，可彼此结合，以形成本申请范围内的其他实施方式。另外，在本申请附图中绘制的各部件的尺寸和比例关系仅仅是为了方便图示而示例性示出的，其并不旨在限制本申请。

图1示出了根据本申请一个实施方式的热传递装置的示意图。如图1所示，热传递装置100可包括真空密封的第一热传递管110，第一热传递管110具有顶端111和底端112。在第一热传递管110内，填充有第一工作流体120，由于重力的原因，第一工作流体120处于第一热传递管110的底端112。根据一个实施例，第一工作流体120可以是水、盐水、乙醇、乙二醇或其混合物。

热传递装置100还可包括加热器130和集热器140。加热器130邻近于第一热传递管110的底端112设置于第一热传递管110外侧(例如，加热器130可直接或间接与第一热传递管110的底端112热接触)，从而能够对位于第一热传递管110的底端112的第一工作流体120进行加热。第一工作流体120在第一温度下为液体，随着加热器130对第一工作流体120逐渐加热，第一工作流体120的温度逐渐升高，并在第二温度下变为气体。气态的第一工作流体120从第一热传递管110的底端112上升至顶端111，并在顶端111释放热量。气态的第一工作流体120在顶端111释放了热量后，温度随之降低，并重新凝结为液体。由于重力的作用，在顶端111凝结为液态的第一工作流体120将向底端112下落。由此，第一工作流体120将作为在第一热传递管110内传递热量的介质(即，载体)循环往复运动，而加热器130对第一工作流体120的加热以使其变为气态，即相当于为第一热传递管110内的热循环提供工作介质。根据一个实施例，加热器130可以是半导体加热器或电阻加热器。

本领域技术人员可以理解，上述第一温度和第二温度的具体数值与第一工作流体120的成分有关。本领域技术人员可根据热传递装置100的工作环境和实际需要，选择适当的工作流体作为传递热量的介质。

集热器140在第一热传递管110的底端112和顶端111之间邻近于第一热传递管110的外侧设置(例如，集热器140可直接或间接与第一热传递管110热接触)。集热器140从外部热源收集热量，并将所收集的热量提供至第一热传递管110内的第一工作流体120。在第一工作流体120在第一热传递管110的顶端111凝结为液态并向底端112下落的过程中，当液态的第一工作流体120下落至集热器140附近处时，将从集热器140吸收热量，并再次变为气态的工作流体上升至顶端111，从而在集热器140和顶端111之间形成新的热传递循环，将集热器140提供的热量不断地传递至顶端111。

由此，通过加热器130的加热为热循环提供工作介质，这些在第一热传递管110内循环的工作介质可源源不断地将集热器140收集到的热量传递至第一热传递管110的顶端111。

根据本申请实施方式的热传递装置传递热量的工作原理在某种程度上类似于电子学领域的三极管对电子或空穴的传递。在本申请所述的热传递装置中，第一热传递管的底端类似于电子学三极管中的基极，其用于确定热传递管顶端的温度(即相当于温度指示器)并为热传递管内的热循环提供气态的工作介质。当加热器把第一热传递管底端的温度控制在T1时，则在热传递管内的热循环过程中，其顶端的温度必然低于T1，如果顶端的温度达到T1，则处于顶端的工作流体均无法凝结成液态，也就无法再下落回流。那么，第一热传递管中的热循环将停止，即，不再传递热量。只有当顶端的热量被带走而使其温度下降时，处于顶端的工作流体才能够凝结成液态而下落，从而再从集热器或加热器吸收热量并传递至顶端。

热传递装置的集热器类似于电子学三极管中的集电极，其用于为集热器上方的工作介质源源不断地提供热量(即，实际热源)以使其进行再循环。由于第一热传递管的底端的控温作用而不至于使其顶端的温度过高，因此集热器可根据应用场景和实际情况，收集不规则热源甚至是废弃热源的热量，从而可实现经济、节能、环保的效果。

第一热传递管的顶端类似于电子学三极管中的发射极，其是被加热的对象，也可将其与用户希望加热的任何对象热接触，从而对该对象进行加热。

根据一个实施方式，第一热传递管110可以为铜管。由于铜管的导热性好，因此以铜作为第一热传递管的材质，可以达到更好的传热效果。本领域技术人员可以理解，也可根据应用场景和实际需要，选取其他材质的第一热传递管。例如，可采用柔性金属管作为第一热传递管，从而有利于热传递装置的空间布置。

本领域技术人员可以理解，可根据应用场景和实际需要来设计热传递管的形状，只要保持其顶端位于底端之上，以使得在底端变为气态的工作流体能够上升至顶端且在顶端凝结为液态的工作流体能够向底端下落即可。

图2示出了根据本申请另一实施方式的热传递装置的示意图。如图2所示，第一热传递管110可具有阀门113。该阀门113设置于第一工作流体120的液面之上，从而当长期不使用热传递装置时，可关闭阀门113，以防止第一热传递管110内由于局部温度变化而导致内部的热循环，以免发生不期望的热量传递。

图3示出了根据本申请另一实施方式的热传递装置的示意图。如图3所示，除了第一热传递管110、第一工作流体120、加热器130、集热器140，热传递装置100还可包括热交换部件150。热交换部件150邻近于第一热传递管110的顶端111设置于第一热传递管110外侧(例如，热交换部件150可直接或间接与第一热传递管110热接触)，从而能够从第一热传递管110中变为气体的第一工作流体吸收热量。热交换部件150可以是用户希望加热的任何对象，也可以作为第一热传递管的顶端与希望加热对象之间的热交换部件，从而把热量从第一热传递管的顶端传递至希望加热的对象。根据一个实施例，该热交换部件150可以是散热器。

根据本申请的另一方面，提供了一种用于建筑物的供暖装置。图4示出了根据本申请一个实施方式用于建筑物的供暖装置的示意图。如图4所示，在建筑物200内设置有供暖装置300，该供暖装置300包括如上所述的热传递装置100。进一步地，第一热传递管110的顶端111包括多个分支顶端111a、111b、111c。多个分支顶端111a、111b、111c分别设置于建筑物200中的不同位置(例如，如图4所示位于建筑物200中的不同房间内)，以对建筑物200中不同位置的空气进行加热，从而实现供暖。在图4中，示意性地示出了三个分支顶端，但本领域技术人员可以理解，这并不构成对本申请的限制，可根据实际需要来确定分支顶端的数量。

由此，可利用本申请提供的热传递装置来解决建筑物的供暖问题。根据如上所述的用于建筑物的供暖装置，其内部采用气态工作介质进行传热，因而不会导致管道冻裂的情况发生。由于热传递装置的热传递管是真空密封的，因此不会落入灰尘，减轻了维护的负担，并且其传热过程也不会产生噪声。另外，根据本申请的用于建筑物的供暖装置可实现室内温度的均衡、可控。如果不同的分支顶端出现温度不均衡的情况，由于热传递管内是真空密封的，因此必然会造成温度低的分支顶端内的气压低，而温度高的分支顶端内的气压高。因此，在热传递管的底端受热变为气态的第一工作流体以及从各分支顶端回流至集热器处再次受热变为气态的第一工作流体，都会倾向于进入气压较低(即，温度较低)的分支顶端内，由此，将导致更多的热量被传递至温度较低的分支顶端，从而使整个供暖装置的各个分支顶端的温度趋向于均衡。此外，通过直接由加热器来控制热传递管底端的温度，即可实现对各分支顶端的温度控制。

根据一个实施例，加热器130的加热温度为30-80摄氏度。或者，可将加热器130的加热温度设定为35-60摄氏度。由此，由于加热器的加热温度对供暖装置中各分支顶端的控温作用，即能够实现对建筑物的供暖，又不至于使各分支顶端的温度过高，从而带来人员烫伤的风险。

图5示出了根据本申请另一实施方式用于建筑物的供暖装置的示意图。如图5所示，在建筑物200’内设置有供暖装置300’，该供暖装置300’包括如上所述的热传递装置100。进一步地，供暖装置300’还包括真空密封的多个第二热传递管310a、310b、310c。在图5中，示意性地示出了三个第二热传递管，但本领域技术人员可以理解，这并不构成对本申请的限制，可根据实际需要来确定第二热传递管的数量。以下将详细描述图5所示的供暖装置300’的结构和工作原理。

每个第二热传递管310a、310b、310c均具有顶部放热端311a、311b、311c和底部吸热端312a、312b、312c，各底部吸热端312a、312b、312c与第一热传递管110的顶端111热接触，从而各底部吸热端312a、312b、312c可从第一热传递管110的顶端111吸收热量。

在各第二热传递管310a、310b、310c内均设置有第二工作流体320，由于重力的原因，第二工作流体320填充于各第二热传递管310a、310b、310c的底部吸热端312a、312b、312c。由于各底部吸热端312a、312b、312c与第一热传递管110的顶端111热接触，因此可利用第一热传递管110的顶端111对位于各底部吸热端312a、312b、312c的第二工作流体320进行加热。根据一个实施例，第二工作流体320可以是水、盐水、乙醇、乙二醇或其混合物。第二工作流体320在第三温度下为液体，随着第一热传递管110的顶端111对第二工作流体320逐渐加热，第二工作流体320的温度逐渐升高，并在第四温度下变为气体。气态的第二工作流体320从第二热传递管310a、310b、310c的底部吸热端312a、312b、312c上升至顶部放热端311a、311b、311c，并在顶部放热端311a、311b、311c释放热量。气态的第二工作流体320在顶部放热端311a、311b、311c释放了热量后，温度随之降低，并重新凝结为液体。由于重力的作用，在顶部放热端311a、311b、311c凝结为液态的第二工作流体320将向底部吸热端312a、312b、312c下落。由此，第二工作流体320将作为在第二热传递管310a、310b、310c内传递热量的介质(即，载体)循环往复运动。

本领域技术人员可以理解，上述第三温度和第四温度的具体数值与第二工作流体320的成分有关。本领域技术人员可根据供暖装置300’的工作环境和实际需要，选择适当的第二工作流体作为在第二热传递管内传递热量的介质。

第二热传递管310a、310b、310c分别设置于建筑物200’中的不同位置(例如，如图5所示位于建筑物200’中的不同房间内)，以对建筑物200’中不同位置的空气进行加热，从而实现供暖。

如上所述，根据本申请实施方式的第一热传递管传递热量的工作原理在某种程度上类似于电子学领域的三极管对电子或空穴的传递。而在本实施方式中，第二热传递管传递热量的工作原理在某种程度上则类似于电子学领域的二极管对电子或空穴的传递。第二热传递管的底部吸热端类似于电子学二极管中的一个电极，其从外部吸收热量，并以第二工作流体为载体将热量传递给顶部放热端，而顶部放热端则类似于电子学二极管中的另一个电极，其接收第二工作流体所携带的热量。

对于图5所示的用于建筑物的供暖装置，其除了具有如图4所示的实施方式的效果外，还具有如下效果。由于该供暖装置采用了第一热传递管与第二热传递管相互配合的热传递方式，而且各个第二热传递管内的热传递过程是相互完全独立的，因此其热传递效果更加可靠，鲁棒性更强，更适合于较大建筑物中需要设置较多放热端(即第二热传递管的顶部放热端)的情况。在实际使用中，如果某个第二热传递管由于老化或人为损坏而失去了真空密封，将不会影响其他第二热传递管的传热效果，从而不会影响建筑物内其他位置的供暖效果，也易于检修。通过第一热传递管和第二热传递管的组合应用，可以提高热传递的稳定性和可靠性。

根据一个实施例，加热器130的加热温度为30-80摄氏度。或者，可将加热器130的加热温度设定为35-60摄氏度。由此，由于加热器的加热温度对供暖装置中第一热传递管的顶端的控温作用，即能够实现对建筑物的供暖，又不至于使各第二热传递管的顶部放热端的温度过高，从而带来人员烫伤的风险。

根据一个实施例，各个第二热传递管310a、310b、310c可以为铜管。由于铜管的导热性好，因此以铜作为第二热传递管的材质，可以达到更好的传热效果。本领域技术人员可以理解，也可根据应用场景和实际需要，选取其他材质的第二热传递管。

图6示出了根据本申请另一实施方式用于建筑物的供暖装置的示意图。如图6所示，在建筑物200”内设置有供暖装置300”，该供暖装置300”包括多个如上所述的热传递装置100a、100b。进一步地，供暖装置300”还包括真空密封的第二热传递管310。在图6中，示意性地示出了两个热传递装置100a、100b，但本领域技术人员可以理解，这并不构成对本申请的限制，可根据实际需要来确定热传递装置的数量。以下将详细描述图6所示的供暖装置300”的结构和工作原理。

第二热传递管310具有顶部放热端311和底部吸热端312。在第二热传递管310内设置有第二工作流体320，由于重力的原因，第二工作流体320填充于第二热传递管310的底部吸热端312。根据一个实施例，第二工作流体320可以是水、盐水、乙醇、乙二醇或其混合物。第二工作流体320在第三温度下为液体，当外部热源在第二热传递管310的底部吸热端312对第二工作流体320进行加热时，第二工作流体320的温度逐渐升高，并在第四温度下变为气体。

第二热传递管310的顶部放热端311用作为各热传递装置100a、100b的集热器，并在每个第一热传递管110a、110b的顶端111a、111b和底端112a、112b之间邻近于第一热传递管110a、110b的外侧设置，以对位于第一热传递管110a、110b的顶端111a、111b和底端112a、112b之间的第一工作流体120进行加热。例如，当第一工作流体120从第一热传递管110a、110b的底端112a、112b受热变为气态而上升时，或气态的第一工作流体120在第一热传递管110a、110b的顶端111a、111b凝结为液态而下降时，这些第一工作流体120都可在第一热传递管110a、110b的顶端111a、111b和底端112a、112b之间被第二热传递管310的顶部放热端311加热。

各热传递装置100a、100b的第一热传递管110a、110b的顶端111a、111b分别设置于建筑物200”中的不同位置，以对建筑物200”中不同位置的空气进行加热。

图6所示实施方式与图5相类似，都是采用了第一热传递管与第二热传递管的配合来实现热量的传递，从而为建筑物内部供暖，二者的不同之处在于：在图5所示的实施方式中，第一热传递管位于多个第二热传递管之下，对于建筑物供暖的主要热量来源将供应至第一热传递管处的集热器，而整个供暖装置只有一个温度控制部件，即加热器130；而在图6所示的实施方式中，多个第一热传递管位于第二热传递管之上，对于建筑物供暖的主要热量来源将供应至第二热传递管处的底部吸热端，而整个供暖装置具有多个温度控制部件，即加热器130a、130b，从而可通过区别地设置加热器130a、130b的加热温度，而实现对建筑物中不同位置提供不同的供暖温度。

根据一个实施例，加热器130a、130b的加热温度为30-80摄氏度。或者，可将加热器130a、130b的加热温度设定为35-60摄氏度。由此，由于加热器的加热温度对供暖装置中第一热传递管的顶端的控温作用，即能够实现对建筑物的供暖，又不至于使第一热传递管的顶端的温度过高，从而带来人员烫伤的风险。

根据一个实施例，第二热传递管310可以为铜管。由于铜管的导热性好，因此以铜作为第二热传递管的材质，可以达到更好的传热效果。本领域技术人员可以理解，也可根据应用场景和实际需要，选取其他材质的第二热传递管。

图7示出了根据本申请一个实施方式用于车辆的加热装置的示意图。如图7所示，用于车辆的加热装置400包括如上所述的热传递装置100。进一步地，加热装置400还包括真空密封的第二热传递管410。第二热传递管410具有顶部放热端411和底部吸热端412，底部吸热端412与第一热传递管110的顶端111热接触，从而使得第一热传递管110的顶端111能够对底部吸热端412进行加热。

在第二热传递管410内设置有第二工作流体420，由于重力的原因，第二工作流体420填充于第二热传递管410的底部吸热端412。由于底部吸热端412与第一热传递管110的顶端111热接触，因此可利用第一热传递管110的顶端111对位于底部吸热端412的第二工作流体420进行加热。第二工作流体420在第五温度下为液体，随着第一热传递管110的顶端111对第二工作流体420逐渐加热，第二工作流体420的温度逐渐升高，并在第六温度下变为气体。气态的第二工作流体420从第二热传递管410的底部吸热端412上升至顶部放热端411，并在顶部放热端411释放热量。气态的第二工作流体420在顶部放热端411释放了热量后，温度随之降低，并重新凝结为液体。由于重力的作用，在顶部放热端411凝结为液态的第二工作流体420将向底部吸热端412下落。由此，第二工作流体420将作为在第二热传递管410内传递热量的介质(即，载体)循环往复运动。

本领域技术人员可以理解，上述第五温度和第六温度的具体数值与第二工作流体420的成分有关。根据一个实施例，第一工作流体120为水或盐水，第二工作流体420为乙醇或乙二醇。

在冬季，在许多寒冷地区车辆行驶前，需要对车辆进行预热，以确保发动机水箱能够达到一定温度后再行驶。发动机的进气系统和车辆的空调系统都需要依靠发动机的水箱来提供热量。当将根据本申请的热传递装置应用在车辆中时，可利用车辆排气管作为不规则热源，由热传递装置100的集热器140从该热源吸收热量，再经过加热装置400将热量传递至发动机的水箱，从而能够利用原本被废弃的车辆排气管中的热量为发动机水箱加热，经济环保，节能减排。

如果仅采用如图1所示的热传递装置为车辆的发动机水箱加热，则会遇到如下问题。由于在冬季，车辆停放在室外，如果将水用作为工作流体，其往往已被冻为固态，当加热器对该工作流体进行加热时，首先会有一部分工作流体逐渐由固态融化为液态再变为气态，气态的工作流体可沿着热传递管上升，然而，由于外部环境温度很低，所以管体侧壁的温度也很低。当气态的工作流体接触到管体侧壁时，将会凝结为液态进而凝固为固态，从而无法完成热传递过程。

另一方面，如果为了避免上述问题，将乙醇或类似的有机物质作为工作流体，虽然其不会在零下十几摄氏度甚至几十摄氏度的环境温度下凝固为固态，但其在高温下将会分解(由于其还会在集热器处吸收热量)，从而也无法完成热传递过程。

由此，如图7所示的加热装置将能够很好地解决上述问题。一方面，第一工作流体120为水或盐水，并且可将第一热传递管110设计得较短，从而避免气态的第一工作流体120在第一热传递管110的侧壁上凝结或凝固。另一方面，第二工作流体420为乙醇或乙二醇，从而只要第一热传递管110内的第一工作流体120开始工作(即，开始传递热量)，第二热传递管410内的第二工作流体420即可以将热量传递至其顶部放热端411。而且，由于第一热传递管110的顶端111的温度是受底端112控制的，所以可通过控制底端112的温度来避免第二热传递管410内的第二工作流体420由于温度过高而分解。因此，通过第一热传递管和第二热传递管的组合应用，可以提高热传递的稳定性和可靠性。

根据一个实施例，第一热传递管110的长度小于第二热传递管410。

根据一个实施例，第一热传递管110中的第一工作流体120的体积大于第一热传递管110的顶端111的容积。由此，如果由于环境温度过低而导致第一热传递管顶端的第一工作流体都凝固住，那么由于第一工作流体的体积大于第一热传递管顶端的容积，所以仍将会有一部分第一工作流体(非固态)能够在集热器处吸收热量，以在第一热传递管中进行热循环。

根据一个实施例，第二热传递管410可以为铜管。由于铜管的导热性好，因此以铜作为第二热传递管的材质，可以达到更好的传热效果。本领域技术人员可以理解，也可根据应用场景和实际需要，选取其他材质的第二热传递管。

本领域技术人员可以理解，可根据不同车辆的实际结构来设计第一、第二热传递管的形状，只要保持其各自的顶端位于底端之上，以使得在底端变为气态的工作流体能够上升至顶端且在顶端凝结为液态的工作流体能够向底端下落即可。

根据一个实施例，集热器140的一端与车辆的排气管(图中未示出)热接触，以从排气管收集热量。如上所述，车辆的排气管所释放的热量原本是废弃的热能，由于根据本申请的热传递装置100能够收集并利用不规则热源的热量，因此由热传递装置100的集热器140从车辆的排气管吸收热量，再经过加热装置400将热量传递至发动机的水箱，从而能够利用原本被废弃的车辆排气管中的热量为发动机水箱加热，经济环保，节能减排。

根据一个实施例，第二热传递管410的顶部放热端411的至少一部分设置于车辆的发动机的进气系统(图中未示出)中，以向送入发动机的气体传递热量。由此，可利用车辆排气管的废弃热能，为发动机进气系统中的气体加热。

根据一个实施例，第二热传递管410的顶部放热端411的至少一部分设置于车辆的驾驶舱的空调系统(图中未示出)中，以向送入驾驶舱的气体传递热量。由此，可利用车辆排气管的废弃热能，为驾驶舱的空调系统中的气体加热。

根据一个实施例，车辆的发动机水温传感器(图中未示出)邻近于第二热传递管410的顶部放热端411设置。由此，当顶部放热端411的温度达到车辆行驶的适宜温度时，车辆的发动机水温传感器即可认为发动机水箱的温度已达到预定值，从而车辆的控制系统将减少喷入发动机的燃油量，以实现进一步节省燃油的目的。

根据一个实施例，加热器130由车辆的电瓶(图中未示出)供电。由于由加热器130加热的第一热传递管110的底端112主要起到提供工作介质且控温的作用，所以其并不会消耗过多的能量，因此可采用车辆的电瓶为其供电，这种方式简便易行，且减小了车辆改造成本。

根据一个实施例，第一热传递管110具有安全阀(图中未示出)，该安全阀可位于第一热传递管110的顶端111，并由低熔点合金制成。如果由于某些原因，导致第一热传递管110的顶端111的温度过高，将导致发动机水箱的温度升高至不期望的温度。此时，由于低熔点合金制成的安全阀的存在，其将在适当的温度熔化，以使第一热传递管顶端的气态第一工作流体排出第一热传递管，从而使第一和第二热传递管不再传递热量，避免发动机水箱的温度升高至不期望的温度。

根据本申请的另一方面，还提供了一种车辆，该车辆包括上述加热装置400。

虽然以上的叙述包括很多特定布置和参数，但需要注意的是，这些特定布置和参数仅仅用于说明本申请的一个实施方式。这不应该作为对本申请范围的限制。本领域技术人员可以理解，在不脱离本申请范围和精神的情况下，可对其进行各种修改、增加和替换。因此，本申请的范围应该基于所述权利要求来解释。

Claims (10)

1.一种热传递装置，包括：

真空密封的第一热传递管，具有顶端和底端；

第一工作流体，填充于所述第一热传递管内的所述底端；

加热器，邻近于所述第一热传递管的底端设置于所述第一热传递管外侧，以对位于所述第一热传递管的底端的第一工作流体进行加热，所述第一工作流体在第一温度下为液体并且在第二温度下变为气体；

集热器，在所述第一热传递管的底端和顶端之间邻近于所述第一热传递管的外侧设置，所述集热器从外部热源收集热量并将所收集的热量提供至所述第一热传递管内的所述第一工作流体。

2.如权利要求1所述的热传递装置，其中所述第一热传递管为铜管。

3.如权利要求1所述的热传递装置，其中所述第一工作流体选自水、盐水、乙醇、乙二醇及其混合物。

4.如权利要求1所述的热传递装置，其中所述加热器为半导体加热器或电阻加热器。

5.如权利要求1所述的热传递装置，其中所述第一热传递管还具有阀门，所述阀门设置于所述第一工作流体的液面之上。

6.如权利要求1所述的热传递装置，还包括：

热交换部件，邻近于所述第一热传递管的顶端设置于所述第一热传递管外侧，以从所述第一热传递管中变为气体的第一工作流体吸收热量。

7.如权利要求6所述的热传递装置，其中所述热交换部件为散热器。

8.一种用于建筑物的供暖装置，包括如权利要求1-7中任一项所述的热传递装置，其中所述顶端包括多个分支顶端，所述多个分支顶端设置于所述建筑物中的不同位置，以对所述建筑物中不同位置的空气进行加热。

9.如权利要求8所述的供暖装置，其中所述加热器的加热温度为30-80摄氏度。

10.一种用于建筑物的供暖装置，包括如权利要求1-7中任一项所述的热传递装置，还包括：

真空密封的多个第二热传递管，所述多个第二热传递管中的每个均具有底部吸热端和顶部放热端，所述底部吸热端与所述第一热传递管的顶端热接触，在所述第二热传递管内设置有第二工作流体，所述第二工作流体填充于所述第二热传递管的底部吸热端，所述第二工作流体在第三温度下为液体并且在第四温度下变为气体，所述多个第二热传递管的顶部放热端分别设置于所述建筑物中的不同位置，以对所述建筑物中不同位置的空气进行加热。

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