CN112050491A - 一种耦合微小型热管的回热器及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合微小型热管的回热器及工作方法，适用于工矿企业冷热循环工况中使。包括柱状结构的回热器，回热器为矩形的席卷板卷制，席卷板向内卷曲的整面上分段错列设有多个微小型热管，席卷板的卷制方向与微小型热管轴向方向垂直，每排微小型热管中的两个相邻微小型热管之间间隙相等，且相邻两排微小型热管中的各个微小型热管之间错位设置，以保证首排微小型热管的尾端正好与次排微小型热管的间隙对应；使用时将回热器的一端设置于为供高温气体工质流入端，另一端设置于供低温气体工质流入端。其回热效率高，能够明显减小回热器内部的流动阻力，能使得回热器的结构更紧凑，从而显著提高循环效率。

Description

一种耦合微小型热管的回热器及工作方法

技术领域

本发明涉及一种回热器及工作方法，尤其适用于工矿企业冷热循环工况中使用的一种耦合微小型热管的回热器及工作方法。

背景技术

斯特林循环是斯特林发动机和制冷机的基本工作原理，该循环是一种采用定容下回热的、热力学理论上最完善的闭式概括性卡诺循环。斯特林循环是由两个定容吸热过程和两个定温膨胀过程组成的可逆循环，理想情况下定容放热过程放出的热量恰好被定容吸热过程所吸收。回热器就是循环工质进行这一回热过程的场所，回热进行的越完全，热机或制冷机的热效率越高，输出功率和制冷效果也越大，因此回热器对整机性能的表现至关重要。

为了提高斯特林循环的效率，冷热流体应在回热器中进行充分的吸热和放热过程，这就要求回热器具有优异的换热性能，同时回热器应该具有较大的热容量和较小的流动阻力，从而增大循环的输出功率。目前回热器基质广泛采用不锈钢丝网或金属纤维等多孔介质作为填料，它能增大回热器基体的换热面积，增强回热能力，但其错综复杂的结构会带来较大的流动阻力损失。为了取得较大的热容量，要求多孔介质基体具有较小的孔隙率和较大的体积，然而这将造成较大的压降损失，限制了热机功率进一步的提升。另外，如平板式、针束式等平行流动的回热器，它们都具有较小的阻力损失，但其比表面积有限，导致较小的换热能力，从而限制了回热量的提升。由此可见，当前回热器的设计存在减小工质的流动阻力损失和增大回热基体的换热性能之间相矛盾的问题，同时，传统回热器一般采用金属显热蓄热的方式进行回热，其蓄热能力是有限的。

热管作为一种良好的导热体，广泛的应用在航空、军工、散热器制造等行业。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当蒸发端受热时，管内液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向冷凝端并冷凝释放出热量，冷凝液再沿多孔材料或内壁面的微细凹槽靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，直到热管两端温度相等。热管内工质的循环是连续不止的，热量可以被源源不断地传导开来，微小型热管更是有着传热快、响应迅速等特点，当热管稳定工作时，管内的相变工质连续不断的发生相变从而储存和释放潜热。目前，热管的应用领域涉及航空航天、建筑、汽车、散热器制造、医疗卫生等诸多领域，但在斯特林机的回热技术中应用较少，未见将其用于回热器利用的文献和报告。

发明内容

针对上述技术的不足之处，提供一种将微小型热管分区段错列布置在回热器的席卷板上，结合液态相变工质相变储热原理，开发潜热利用潜力，从而提高回热效率，能够明显减小回热器内部的流动阻力，显著提高整机效率的耦合微小型热管的回热器及工作方法。

为实现上述技术目的，本发明耦合微小型热管回热器，包括柱状结构的回热器，回热器为矩形的席卷板卷制，席卷板向内卷曲的整面上分段错列设有多个微小型热管，席卷板的卷制方向与微小型热管轴向方向垂直，每排微小型热管中的两个相邻微小型热管之间间隙相等，且相邻两排微小型热管中的各个微小型热管之间错位设置，以保证首排微小型热管的尾端正好与次排微小型热管的间隙对应；使用时将回热器的一端设置于为供高温气体工质流入端，另一端设置于供低温气体工质流入端。

微小型热管设置方向与回热器工作时气流方向一致，微小型热管包括管状结构的外壳，外壳内设有液态相变工质，外壳首尾两端密封，外壳内侧的内管壁设有毛细孔结构，具体为内管壁上设置的几层细密的铜网组成利用多层网之间的毛细孔来导流液体。

微小型热管的两端又分为蒸发段和冷凝段，蒸发段和冷凝段之间无明确的界限，微小型热管的蒸发段在热吹阶段时与热气流进行换热的吸热端部分，微小型热管的冷凝段在冷吹阶段时与冷气流进行换热的放热端部分。

所述的微小型热管的热管壁为圆形管状结构或者为截面是三角形的管状结构，若为三角管状结构，则毛细孔结构则由三角管内壁的尖角凹槽构成，利用尖角的毛细吸力来导流液体。

每排微小型热管内充填的液态相变工质的沸点不同，充填了相同沸点工质的微小型热管并排排列，每一排热管构成一个回热区段，充填的液态相变工质为沸点在300K-700K之间的有机物或无机物，充填了不同沸点工质的微小型热管在席卷板上分区段设置，不同区段内的液态相变工质的沸点不同，靠近所述热端的区段内的热管相对于靠近冷端的区段内的热管具有更高沸点的液态相变工质。

多个分段区间的温度分布沿所述冷端向热端的方向阶梯上升，每一区段内的微小型热管具有相对均匀的工作温度，且相邻区段的温度因在各区段之间设置了空隙而具有阶梯差距。

所有微小型热管均采用焊接贴附在席卷板上，对所述热管进行固定；席卷板为自导热性和延展性良好的金属薄片材料，微小型热管外壳选自导热率较大的无缝金属材料，包括铜、黄铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢。

液态相变工质为有机或无机液体，包括去离子水、乙醚、三氟三氯乙烷、丙酮、甲醇、异丙醇、乙酸、已醇。

一种耦合微小型热管回热器的工作方法，其步骤如下：

将回热器放置在斯特林循环系统稳定工作，高温气流从回热器热端一侧进入回热器并沿微小型热管轴向方向流动，受高温气流加热，热管蒸发段的液态相变工质吸收热量相变为气态相变工质从而储存热量，气态相变工质在压差作用下向热管冷凝段扩散，最终被从回热器冷端一侧进入的低温气流冷却，气态相变工质吸收低温气流的冷量相变为液态相变工质，从而释放出热量给低温气体，在这个过程中，热管在高温气体和低温气体的作用下不断地进行热量的储存和释放，从而实现回热增益效果。

在回热器热吹阶段，受热气流的加热，金属制的热管壁起到回热器的金属基质的储热作用，热管壁被迅速加热，同时，微小型热管内相变工质接收到管壁传递的热量发生蒸发吸热，带走热管壁的热量，从而致使热管壁能吸收更多的热气流的热量，达到储热增益的效果；在冷吹阶段，受冷气流的冷却，金属制的热管壁起到回热器的金属基质的储冷作用，热管壁被迅速冷却，同时，管内相变工质接收到管壁传递的冷量发生冷凝放热，释放给热管壁一定的热量，从而致使热管壁能吸收更多的冷气流的冷量，达到储冷增益的效果。以上两个阶段在回热过程中能增加回热器的储热量和储冷量，从而带来回热增益效果。

有益效果：

本发明提出的新型回热器将多个微小型热管均匀布置在回热器内部进行回热，使得回热器能够利用热管稳定工作时发生连续的相变吸收和释放的热量来实现能量的储存，具有良好的蓄热能力。本发明中热管分多段区间布置，对循环气体工质的温度进行梯级利用，能够极大提升回热器的回热量，显著减小回热器的轴向导热损失，增强了回热器的工作性能。本发明中热管分段错列布置，形成规则的流体通道，能够对气流进行径向再分配，有利于流动和换热的均匀。相比传统形式的回热器，本发明回热器具有更大的换热能力和较小的流动阻力损失，在相同的体积大小和回热量的需求下，本发明能够更有效的提升回热器的回热效率和提高斯特林循环热机的输出功率。

本发明的耦合微小型热管的新型回热器，在利用潜热进行回热的基础上还兼有金属材料显热的利用。在一定的温度梯度下，热管将稳定工作，连续不断的进行蓄热和放热过程，从而降低回热器内部的温度波动，减小回热器的热疲劳损害。

此外，本发明的新型回热器利用布置有热管的席卷板卷制而成，成型的回热器中热管布置规则，卷板面受力均匀，抗变形能力增强。相比传统填料的回热器本发明的新型回热器具有更稳定的工作性能和工作寿命。

附图说明

图1是本发明耦合微小型热管的回热器示意图；

图2是本发明耦合微小型热管的回热器卷制过程示意图；

图3是本发明微小型热管的结构及工作原理示意图；

图4是本发明微小型热管与热吹气流换热示意图；

图5是本发明微小型热管与冷吹气流换热示意图；

图6是本发明布置有微小型热管的金属席卷板示意图；

图7是本发明实施例1耦合微小型热管的新型回热器局部示意图；

图8是本发明实施例2耦合微小型热管的新型回热器局部示意图

图中：1-微小型热管；2-热管壁；3-热管毛细结构；4-液态相变工质；5-气态相变工质；6-席卷板；7-回热器；8-热管冷凝段；9-热管蒸发段。

具体实施方式

下面结合本发明具体实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案作进一步的详细说明，

如图1和图2所示，本发明的一种耦合微小型热管回热器，包括柱状结构的回热器7，回热器7为矩形的席卷板6卷制，微小型热管1设置方向与回热器7工作时气流方向一致，所有微小型热管1均采用焊接贴附在席卷板6上，对所述热管进行固定；席卷板6为自导热性和延展性良好的金属薄片材料，微小型热管外壳选自导热率较大的无缝金属材料，包括铜、黄铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢，如图3所示，微小型热管1包括管状结构的外壳，外壳内设有液态相变工质4，外壳首尾两端密封，外壳内侧的内管壁2设有毛细孔结构3，具体为内管壁2上设置的几层细密的铜网组成利用多层网之间的毛细孔来导流液体；

如图4和图5所示，微小型热管1的两端又分为蒸发段9和冷凝段8，蒸发段9和冷凝段8之间无明确的界限，微小型热管1的蒸发段9在热吹阶段时与热气流进行换热的吸热端部分，微小型热管1的冷凝段8在冷吹阶段时与冷气流进行换热的放热端部分；

如图6所示，席卷板6向内卷曲的整面上分段错列设有多个微小型热管1，席卷板6的卷制方向与微小型热管1轴向方向垂直，每排微小型热管1中的两个相邻微小型热管1之间间隙相等，且相邻两排微小型热管1中的各个微小型热管1之间错位设置，以保证首排微小型热管1的尾端正好与次排微小型热管1的间隙对应；使用时将回热器7的一端设置于为供高温气体工质流入端，另一端设置于供低温气体工质流入端。多个分段区间的温度分布沿所述冷端向热端的方向阶梯上升，每一区段内的微小型热管根据权利要求具有相对均匀的工作温度，且相邻区段的温度因在各区段之间设置了空隙而具有阶梯差距；具体的，当第1区段内的热管工作在300K温度附近，第2区段内的热管工作在320K温度附近，第3区段内的热管工作在340K温度附近，第n区段内的热管工作在(300+20×(n-1))K温度附近，各区段之间的温差由间隙空间的大小以及回热器根据权利要求的循环工质的热物性确定，如此，按照流经各分段区间位置的气体工质的温度梯度依次设置热管。

如图7和图8所示，微小型热管1的热管壁2为圆形管状结构或者为截面是三角形的管状结构，若为三角管状结构，则毛细孔结构3则由三角管内壁的尖角凹槽构成，利用尖角的毛细吸力来导流液体。

每排微小型热管1内充填的液态相变工质4的沸点不同，充填了相同沸点工质的微小型热管1并排排列，每一排热管构成一个回热区段，充填的液态相变工质4为沸点在300K-700K之间的有机物或无机物，充填了不同沸点工质的微小型热管1在席卷板6上分区段设置，不同区段内的液态相变工质4的沸点不同，靠近所述热端的区段内的热管相对于靠近冷端的区段内的热管具有更高沸点的液态相变工质4，液态相变工质4为有机或无机液体，包括去离子水、乙醚、三氟三氯乙烷、丙酮、甲醇、异丙醇、乙酸、已醇。

一种耦合微小型热管回热器的工作方法，其步骤如下：

将回热器7放置在斯特林循环系统稳定工作，高温气流从回热器7热端一侧进入回热器7并沿微小型热管1轴向方向流动，受高温气流加热，热管蒸发段8的液态相变工质4吸收热量相变为气态相变工质5从而储存热量，气态相变工质5在压差作用下向热管冷凝段9扩散，最终被从回热器7冷端一侧进入的低温气流冷却，气态相变工质5吸收低温气流的冷量相变为液态相变工质4，从而释放出热量给低温气体，在这个过程中，热管在高温气体和低温气体的作用下不断地进行热量的储存和释放，从而实现回热增益效果。

在回热器7热吹阶段，受热气流的加热，金属制的热管壁2起到回热器7的金属基质的储热作用，热管壁2被迅速加热，同时，微小型热管1内相变工质接收到管壁2传递的热量发生蒸发吸热，带走热管壁2的热量，从而致使热管壁2能吸收更多的热气流的热量，达到储热增益的效果；在冷吹阶段，受冷气流的冷却，金属制的热管壁2起到回热器7的金属基质的储冷作用，热管壁2被迅速冷却，同时，管内相变工质接收到管壁2传递的冷量发生冷凝放热，释放给热管壁2一定的热量，从而致使热管壁2能吸收更多的冷气流的冷量，达到储冷增益的效果。以上两个阶段在回热过程中能增加回热器7的储热量和储冷量，从而带来回热增益效果。

具体来说：

如图1、2所示，一种用于斯特林循环的新型回热器7，包括席卷金属板6以及微小型热管1，微小型热管1分段错列布置在席卷板6上，热管1长为10-40mm，外径为2-4mm，管壳2厚为0.1-0.5mm,并列热管轴心间距为3-6mm，各分段区间之间的间距为2-10mm。

高温气流的热量经管壳2传递给液态相变工质4，使之吸热蒸发，蒸发的液态相变工质5流向冷凝端，受低温气流的冷却从而冷凝放热，将热量释放给低温气流。本发明回热器7中内镶的热管1工作温度在回热器的工作温度范围内，所以当回热器正常工作时，液态相变工质4/5发生相变过程，用于储存和释放热量。回热器的工作温度范围，可以视回热器所应用的斯特林循环系统(例如斯特林发动机或斯特林制冷机)及其应用环境具体确定；本领域技术人员能够理解的是，为了实现本发明回热器利用热管实现回热，需要采用沸点与回热器的温度区间相匹配的液态相变工质，在高温或低温气体工质流经热管所在位置时，液态相变工质能够迅速响应，通过相变储存和释放热量，不同分段区间内热管的工质种类需要根据实际条件和温度范围合理选择。热管1充液率需控制在一定范围内，以保持相变液4和蒸汽5的顺畅流通。

微小型热管是相比普通热管直径要小很多的热管，具有结构小巧和在较小的温度梯度内可以进行较大热量传输的特点，Cotter和Peterson将微小型热管1定义为其水利学半径大于或等于热管中工质的气液界面的毛细半径。本发明采用的微小型热管1直径为2-4mm，为便于制造和降低成本，热管壁2不做烧结或沟槽处理，而是在热管壁2布置几层细密的铜网形成毛细结构3，利用多层网之间的毛细孔来导流液态相变工质4。若微小型热管1为三角管状结构，则毛细孔结构3由三角管内壁的尖角凹槽构成，利用尖角的毛细吸力来导流液体。三角热管与席卷板的贴附面积大，有利于微小型热管1的固定，同时也能省去构成毛细结构的铜网材料。

席卷型回热器7的布置方式相比针束式回热器结构会增加小部分流动阻力，但带来的气流与热管的换热增强效果是突出的，针束式回热器相比普通回热器的流阻损失要小很多，因此本发明的设计是有明显优势的。在显热蓄热的基础上增加了潜热蓄热，增强了回热器的蓄热能力，增大了回热量，提高了整机效率。

回热器7应用于斯特林循环系统，制作回热器7所需热管的工作温度分别对应回热器7不同轴向位置处的温度。由于回热器7的冷端和热端之间温度梯度较大，因而，根据回热器7内的温度分布针对性地采用以不同沸点的相变液体作为热管的循环工质，使布置于回热器7内不同轴向位置的热管可在对应的工作温度范围内实现稳定工作，进行热量的储存和释放，避免了由于具体位置的热管工作温度范围与所流经的气体工质温度不对应，热管无法摄取高温气体工质的热量和低温气体工质的冷量。具体来说，靠近回热器热端所填充的热管相变工质的沸点高于靠近回热器冷端所填充的热管相变工质的沸点。如此布置不同工作温度范围的微小型热管，回热器7能充分利用液态相变工质4的潜热进行蓄热，梯级利用回热器7的温度梯度，还能有效阻隔回热器7的轴向热传导，减小轴向导热损失，并且轴向导热损失随分段区间数量的增加而减小。

举例来说，回热器7在斯特林循环系统中稳定工作时，高温气流从回热器热端一侧进入回热器7并沿热管1轴向方向流动，受高温气流加热，热管蒸发段的液态相变工质4吸收热量相变为蒸汽从而储存热量，气态相变工质5在压差作用下向热管冷凝段扩散，最终被从回热器7冷端一侧进入的低温气流冷却，气态相变工质5吸收冷量相变为液态相变工质4，从而释放出热量给低温气体。在这个过程中，微小型热管1在高温气体和低温气体的作用下不断地进行热量的储存和释放，从而达到回热效果，热管壁2材料热导率较高，且管壁厚较薄，能够很快的传递高温气流的热量和低温气流的冷量。

实施例1

如图3所示，微小型热管1包括管壳、热管毛细结构3和液态相变工质4，管壳管长优选为30mm，管径为3mm，管壁厚为0.2mm，轴心距为4mm，分段区间间距为4mm。管壳由导热率较大的无缝金属材料制成，起到快速传递热量的作用。热管毛细结构3由在热管内壁布置的几层细密的铜网组成，利用多层网之间的毛细孔来导流液体。液态相变工质4由沸点为300K-700的有机物或无机物构成。如图5所示为热管错列布置的局部示意图，在回热过程的热吹阶段，高温气流流经回热器7与微小型热管1的蒸发段进行强制对流换热，微小型热管1蒸发段的液态相变工质4吸收热量相变为蒸汽从而储存热量，气态相变工质5在压差作用下向热管冷凝段扩散；在回热过程的冷吹阶段，低温气流流经回热器7与微小型热管1的冷凝段进行强制对流换热，热管冷凝段的气态相变工质5吸收冷量相变为液态，从而释放出热量给低温气体。在这个过程中，微小型热管1在高温气体和低温气体的作用下不断地进行热量的储存和释放，从而达到回热效果。

实施例2

如图8所示，微小型热管1为三角管(三角管是指，热管的横截面为三角形)，包括管壳和液态相变工质4，热管管长优选为30mm，三角等边长为3mm，管壁厚为0.2mm，轴心距为4mm，分段区间间距为4mm。管壳由导热率较大的无缝金属材料制成，起到快速传递热量的作用。热管毛细结构3由三角管内壁的尖角凹槽构成，利用尖角的毛细吸力来导流液体。液态相变工质4由沸点为300K-700的有机物或无机物构成。图6所示为三角热管错列布置的局部示意图，在回热过程的热吹阶段，高温气流流经回热器7与微小型热管1的蒸发段进行强制对流换热，热管蒸发段的液态相变工质4吸收热量相变为蒸汽从而储存热量，气态相变工质5在压差作用下向热管冷凝段扩散；在回热过程的冷吹阶段，低温气流流经回热器7与微小型热管1的冷凝段进行强制对流换热，热管冷凝段的气态相变工质5吸收冷量相变为液态，从而释放出热量给低温气体。在这个过程中，微小型热管1在高温气体和低温气体的作用下不断地进行热量的储存和释放，从而达到回热效果。相较圆形截面的微小型热管，三角热管的一面紧贴附于席卷板6的一面，卷制成的回热器将更加紧固，同时，三角热管由内壁的尖角凹槽来导流冷凝液，省去了构成毛细结构的铜网材料。

Claims (10)

1.一种耦合微小型热管回热器，其特征在于：它包括柱状结构的回热器(7)，回热器(7)为矩形的席卷板(6)卷制，席卷板(6)向内卷曲的整面上分段错列设有多个微小型热管(1)，席卷板(6)的卷制方向与微小型热管(1)轴向方向垂直，每排微小型热管(1)中的两个相邻微小型热管(1)之间间隙相等，且相邻两排微小型热管(1)中的各个微小型热管(1)之间错位设置，以保证首排微小型热管(1)的尾端正好与次排微小型热管(1)的间隙对应；使用时将回热器(7)的一端设置于为供高温气体工质流入端，另一端设置于供低温气体工质流入端。

2.根据权利要求1所述的耦合微小型热管回热器，其特征在于：微小型热管(1)设置方向与回热器(7)工作时气流方向一致，微小型热管(1)包括管状结构的外壳，外壳内设有液态相变工质(4)，外壳首尾两端密封，外壳内侧的内管壁(2)设有毛细孔结构(3)，具体为内管壁(2)上设置的几层细密的铜网组成利用多层网之间的毛细孔来导流液体。

3.根据权利要求2所述的耦合微小型热管回热器，其特征在于：微小型热管(1)的两端又分为蒸发段(9)和冷凝段(8)，蒸发段(9)和冷凝段(8)之间无明确的界限，微小型热管(1)的蒸发段(9)在热吹阶段时与热气流进行换热的吸热端部分，微小型热管(1)的冷凝段(8)在冷吹阶段时与冷气流进行换热的放热端部分。

4.根据权利要求2所述的耦合微小型热管回热器，其特征在于：所述的微小型热管(1)的热管壁(2)为圆形管状结构或者为截面是三角形的管状结构，若为三角管状结构，则毛细孔结构(3)则由三角管内壁的尖角凹槽构成，利用尖角的毛细吸力来导流液体。

5.根据权利要求2所述的耦合微小型热管回热器，其特征在于：每排微小型热管(1)内充填的液态相变工质(4)的沸点不同，充填了相同沸点工质的微小型热管(1)并排排列，每一排热管构成一个回热区段，充填的液态相变工质(4)为沸点在300K-700K之间的有机物或无机物，充填了不同沸点工质的微小型热管(1)在席卷板(6)上分区段设置，不同区段内的液态相变工质的沸点不同，靠近所述热端的区段内的热管相对于靠近冷端的区段内的热管具有更高沸点的液态相变工质(4)。

6.根据权利要求5所述的耦合微小型热管回热器，其特征在于：多个分段区间的温度分布沿所述冷端向热端的方向阶梯上升，每一区段内的微小型热管(1)具有相对均匀的工作温度，且相邻区段的温度因在各区段之间设置了空隙而具有阶梯差距。

7.根据权利要求1所述的耦合微小型热管回热器，其特征在于：所有微小型热管(1)均采用焊接贴附在席卷板(6)上，对所述热管进行固定；席卷板(6)为自导热性和延展性良好的金属薄片材料，微小型热管外壳选自导热率较大的无缝金属材料，包括铜、黄铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢。

8.根据权利要求2所述的耦合微小型热管回热器，其特征在于：液态相变工质(4)为有机或无机液体，包括去离子水、乙醚、三氟三氯乙烷、丙酮、甲醇、异丙醇、乙酸、已醇。

9.一种使用上述任意一个权利要求所述耦合微小型热管回热器的工作方法，其特征在于步骤如下：

将回热器(7)放置在斯特林循环系统稳定工作，高温气流从回热器(7)热端一侧进入回热器(7)并沿微小型热管(1)轴向方向流动，受高温气流加热，热管蒸发段(8)的液态相变工质(4)吸收热量相变为气态相变工质(5)从而储存热量，气态相变工质(5)在压差作用下向热管冷凝段(9)扩散，最终被从回热器(7)冷端一侧进入的低温气流冷却，气态相变工质(5)吸收低温气流的冷量相变为液态相变工质(4)，从而释放出热量给低温气体，在这个过程中，热管在高温气体和低温气体的作用下不断地进行热量的储存和释放，从而实现回热增益效果。

10.根据权利要求9所述的的工作方法，其特征在于：在回热器(7)热吹阶段，受热气流的加热，金属制的热管壁(2)起到回热器(7)的金属基质的储热作用，热管壁(2)被迅速加热，同时，微小型热管(1)内相变工质接收到管壁(2)传递的热量发生蒸发吸热，带走热管壁(2)的热量，从而致使热管壁(2)能吸收更多的热气流的热量，达到储热增益的效果；在冷吹阶段，受冷气流的冷却，金属制的热管壁(2)起到回热器(7)的金属基质的储冷作用，热管壁(2)被迅速冷却，同时，管内相变工质接收到管壁(2)传递的冷量发生冷凝放热，释放给热管壁(2)一定的热量，从而致使热管壁(2)能吸收更多的冷气流的冷量，达到储冷增益的效果。以上两个阶段在回热过程中能增加回热器(7)的储热量和储冷量，从而带来回热增益效果。

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