CN1556912A - 换热器组件和换热器管路 - Google Patents

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Abstract

一种换热器包括一个管路，管路具有多个平行的热管，这些热管在头管和尾管或供应管之间延伸。尾管与头管平行。热管限定了许多毛细管，这些毛细管在头管和尾管之间并行延伸。头管、尾管和毛细管的空心内部在管路内限定了流体贮藏室。这些贮藏室容纳导热流体。管路提供换热表面。可以定位换热表面与热电模块行的冷却面或加热面接触。换热表面位于头管、尾管或热管上。当对热电模块施加电流时，对贮藏室内部所含流体的冷却或加热效应导致流体在毛细管内流动以增强换热。管路可以用一个或多个类似的管路装配起来从而第一个管路被模块行加热而第二个邻近管路被同一个位于两个管路之间的模块行冷却。

Description

换热器组件和换热器管路
技术领域
本发明涉及传热系统，包括冷却和加热系统以及热泵系统。本发明还包括热电供电的传热系统。
背景技术
许多早期的换热器系统，如制冷和空调系统，利用了那些如果排放到环境中会对环境造成损害的导热气体流体。已经做了一些努力用其它对环境害处小一些的流体来替换这些有害气体流体。但是，这样的系统遇到各种限制并且具有相对低的换热效率。
对于导热流体来讲，早期的冷却和加热系统已经包括了传统的换热器管路、管道和泵送系统。一些早期的系统还包括用在具有特殊冷却或加热功能中的热电模块。例如，下面的美国专利描述了这样一些早期系统的范例：Inoue等的美国专利6,354,086，Hed的美国专利5,232,516，Kerner的美国专利5,269,146，Schirpke等的美国专利5,540,567，Attey等的美国专利5,653,111，Dong的美国专利5,675,973。前面的这些例子描述了在这些专利中描述的传热或冷却系统中传输流体的传统流体泵送和管道系统。
一些早期系统试图通过加入复杂的流体搅拌器来改善换热效率。Inoue等的美国专利6,354,086是一个这种早期专利的例子，其中描述了这样的搅拌器。美国专利5,269,146描述了一个应用在绝热容器上的封闭的加热和冷却系统，这个绝热容器可能是用于饭店和餐馆中的便携冷藏柜、加热瓶和食物车等。导热流体通过封闭回路循环系统循环。被加热或被冷却的流体穿过空心换热器与周围空气换热。这个专利描述了流体以高速被泵入封闭系统来提高传热效率。
这些早期的系统都没有给出利用下面描述的自然力和毛细流动系统内在流体流动特征来提高效率的换热系统。
发明内容
本发明包括一个具有管路的换热器，管路具有多个平行的热管，这些热管在头管和尾管或供应管之间延伸。尾管与头管平行。热管限定了许多毛细管，这些毛细管在头管和尾管之间并行延伸。头管、尾管和毛细管的空心内部在管路内限定了封闭流体贮藏室。当管路处于运行中时，这些贮藏室容纳导热流体。在一个实施例中，管路提供与一行热电模块的冷却面或加热面接触的表面。接触表面由头管、尾管或热管的外壁所限定。当对热电模块施加电流时，对管路内部所含流体的冷却或加热效应导致流体在毛细管内的流动以增强换热。管路可以用一个或多个类似的管路装配起来从而第一个管路被该排模块加热而第二个邻近管路被位于两个管路之间的同一行模块冷却。
在另一个实施例中，管路可以和其它热能源一起使用。例如，管路可以和第二种导热流体流具有热接触并且一起运行。例如，在太阳能供电系统中，可以用管路收集热能并且将热能传递给第二种循环导热流体流。本发明的换热管路可以用在多种换热系统中，它们中的一些可以包括热电模块。在其它的一些情况中，换热管路可以用在不包括热电模块的系统中。
本发明还包括一种换热组件，它包括两个或更多个与热电模块(也称为Peltier装置)热连通的相似管路。定位Peltier装置使之与管路的一个或多个表面接触。接触表面可以位于特定管路的头管、尾管或热管上。通常Peltier装置布置成类似单元的行，并且用一个或多个外部电源供电。在相邻管路之间提供绝热衬垫。每个衬垫都具有能够容纳一行Peltier装置的腔室。可以用衬垫来防止在一行Peltier装置边缘的不想要的传热。可以将邻近对的管路固定在一起从而一行Peltier装置能够冷却在该行一侧的一个管路，并且加热固定在该行Peltier装置另一侧的另一个管路。还可以用衬垫防止在装配换热器时Peltier装置的意外损坏。例如如果使用夹子固定管路组件，当过紧时会压坏、断裂或损坏固定在管路之间的热电Peltier装置。
在另一个方面，本发明提供一种传热管路，它与多列排列好的热电模块一起使用。管路可以和多种换热系统一起使用，这些换热系统包括冷却和加热系统、热泵和其它相关的系统。管路在以下情况特别有用，即如果想避免使用那些传统的制冷剂时，这些制冷剂包括氟里昂和其它可能有害的制冷剂，这样的管路是理想的。
如下面将更具体描述的，管路在运行时通常垂直定位。在一个方面，管路包括一个封闭的头管，它与在垂直方向与它相对的尾管或供应管平行。尾管设有流体孔以提供导热流体。在一些情况下，流体孔可以是重新密封的。多个大致平面式的热管定位在头管和尾管之间。在一些情况下，需要定位热管使得它们的平面与头管和尾管的纵向轴线平行。在这种布置中，热管是共面的并且定位它们使得它们的平面沿头管和尾管的长度方向对齐。
如上所述，在管路的封闭流体贮藏室中提供导热流体。通过操作热电模块和在管路流体贮藏室中导热流体的反复蒸发和凝结来实现换热。
在另外一些情况，理想的是定向平面式的热管使得它们的面横跨头管和尾管的长度定位。在这种布置中，平面式的热管的取向横向于在垂直方向上相对的头管和尾管的纵向轴线。
每个热管都基本上是平坦和伸长的。热管在内部被分成沿热管长度方向走向的毛细管通道。优选这些通道形成沿热管长度方向走向的单层毛细管。每个毛细管通道从热管的一端延伸到热管的另一端。毛细管通道在头管和与之相对的尾管之间提供流体连通。
管路可以与多个热电模块一起使用，这些热电模块在平面列上对齐使得模块所有的加热侧都沿着列的一个面，并且模块的冷却侧都沿着列的相对面。热电模块也排列成行从而该行模块的一个面限定了冷却面而相对面则限定了加热面。定位该行模块使得它靠近管路以与管路建立热连通。在许多情况下，通过使该行的加热面或冷却面与模块限定的面接触来提供热连通。本领域专业人员应该理解通过定位使得冷却面或加热面与管路接触将决定对于那个管路是实现冷却功能还是加热功能。
在一些情况，放置该行热电模块使之与由头管、尾管或共面热管列所限定的面接触。在该行热电模块和管路之间的接触布置的例子在下面将详细描述。
在本发明的另一个方面，热管中的毛细管通道是由热管外壁和内壁限定的大致长方形管。优选内壁以正交形式从热管的一个面延伸到热管的相对面上。但是，可以制造毛细管使之具有其它形状的横截面，即不一定是正方形或长方形。毛细管的相对尺寸可以根据设计要求或者所需要的换热系统的特征改变。在优选的使用基于水的导热流体系统中，毛细管典型的直径范围在4毫米(mm)以下。在基于水的流体中加入添加剂或其它流体可能影响毛细管内混合物的流体流动特征。因此，可以调节毛细管的直径以适应为系统所选择的特定流体的特定流动特征。可以调节包括毛细管最佳直径在内的设计特点来解决基于水的流体系统和不基于水的系统之间的差别。
在优选的实施例中，为了操作，可以定位管路使得毛细管在大致垂直的方向上延伸。利用这种垂直布置，可以增强毛细管内的流体流动和传热特征。在选择与热电模块冷却面接触的管路中，优选定位各行模块使之靠近管路的顶部以增强在毛细管内向下的热和流体流动趋势。在选择与热电模块加热面接触的管路中，优选定位各行模块使之靠近管路的底部。在后一种情况，导热流体在毛细管中上升的趋势会趋向于增强系统中的换热。
在优选实施例中，将毛细管在热管外壁内排列成毛细管单层。在另外的情况，可以在热管的外壁内提供多层毛细管，尽管在多数情况下这种排列并不是优选的。
在本发明的另一个优选的方面，可以将管路与其它类似的管路一起使用，从而将它们排列成成排的平行管路。
优选用相对坚固、有弹性并且导热的材料制成管路，并且更优选采用不易受过度腐蚀的金属。对于本发明的很多应用来讲，铝是特别有用的材料。当然，本领域专业人员能够理解在考虑到特殊条件和环境时，采用其它材料可能更好，这包括其它的金属、合金或非金属材料。
在另一方面，本发明包括提供流体贮藏室的方法。流体贮藏室限定了一个容积并且可以包括一个头管、一个尾管和多个在头管和尾管之间有流体连通的毛细管。该方法进一步包括将空气从贮藏室排出的步骤，和引入导热流体从而用液相流体充满贮藏室的第一部分，用气相流体充满贮藏室的剩余部分的步骤。
贮藏室中的流体根据应用的需要可以被加热或冷却。优选在充入贮藏室的流体中，液相占据贮藏室容积的40％-70％。气相占据贮藏室容积的30％-60％。在优选的冷却应用中，充入合适的冷却剂直到液相占据了贮藏室容积的60％-70％，而气相占据容积的30％-40％。在加热应用中，充入合适的流体直到液相占据了内部容积的40％-50％，而气相占据容积的50％-60％。在向贮藏室充入导热流体前，该方法还包括将所有陷入的空气基本上从流体贮藏室中排除(在贮藏室内形成真空)的步骤。在本发明的传热系统中优选使用某些导热流体。
附图说明
图1是本发明一个实施例元件的透视图和局部剖视图。
图2是图1实施例中一些选择的元件的放大局部透视图。
图3是示于图1的实施例的部件分解透视图。
图4是示于图3的一个元件的放大局部剖视图，为了显示出该元件的一个面将它转动了90度。
图5是示于图4的实施例的上部部件的放大局部剖视图。
图6是本发明的另一个实施例，其中多个换热器已经排列成与热电模块的直列实现热接触。
图7是示于图6的实施例的分解透视图。
图8是示于图7的实施例的示意性横截面视图。
图9是本发明另一个实施例的分解透视图，其中多个热电模块列沿着共面热管阵列在垂直方向上排列。
图10是图9实施例中热管的放大局部视图。
具体实施方式
在图1中以透视图的形式绘出了换热器管路230。管路230包括在垂直方向上位于尾管(供应管)234上面的头管231。端部支撑物232是连接着头管231和尾管234的固体棒。棒232提供额外的支撑以加强管路结构从而防止空心辐射肋233的意外扭曲或损坏。
参考图1、2和4，每个辐射肋233都是平坦、伸长的，并且基本上空心的平面结构。每个辐射肋233都具有一个伸长面15和一个与之相对的面(未示出)。这两个互相相对的面由辐射肋233两个对应的外壁所限定。包括面15的外壁表面都具有肋状凸起10以增强换热。每个辐射肋233的内部被内壁17分成通道235。通道在每个辐射肋的长度方向上延伸并且在辐射肋相对的顶端和底端是敞开的。
图3示出了单个管路230的各个元件。当把管路完全安装好后，辐射肋233连接到头管和尾管上。接触孔14提供了管口，这样能够将尾管、头管和毛细管的内部腔室中的空气排除，直到产生一个接近真空的状态(在优选的系统中大致达到10-6托)。然后用接触孔14给尾管、头管和毛细管的内部腔室充入为特定应用所选择的导热流体。当管路中充好适当的流体后，使用一个合适的塞子或帽236将接触孔封闭。用合适的方法将帽236固定在接触孔14上以防止帽236丢失或流体排出。帽可以通过螺纹或其它方式固定，并且允许维护人员能够检查管路中的流体。如果需要，选择可替换的帽，这允许技术人员替换、冲洗或加入流体。每个辐射肋233的下端3都固定到尾管234上。优选将每个下端3都插入沿着尾管234的顶壁设置的对应孔12中。与之类似，如图5所示，每个辐射肋233的上端33都通过将肋的上端33插入头管231下壁上的对应孔22中以将其固定在头管231上。内部通道235分别通入尾管234和头管231中，从而在尾管234和头管231的内部腔室之间提供流体连通。
一直列热电模块250位于靠近尾管234的地方。对齐每个热电模块250使得每个冷却面在箭头C指示的方向冷却。每个模块的加热面在箭头H指示的方向放出热量。当这个直列位于与尾管234的对应面23接触的位置时，模块加热尾管，从而加热密封管路单元230内所含的内部流体。这样流体在加热管233内部内的毛细管中表现出向上运动的趋势(用箭头T表示)。当向上运动的流体到达头管231的内部腔室中时，流体倾向于沿着头管流动。
从未示出的适当电源给热电模块提供电流。电源通常是直流电单元，选择电源时要注意满足热电模块的适当操作要求和对于特定应用的传热要求。可以对便携换热器单元提供电池电源、便携发电机或其它形式的电源。可以根据需要选择其它合适的电源。
本领域专业人员能够理解只要将给热电模块提供的电流的电极反向就能够将热电模块的冷却面改变为加热面(或者相反)。例如在某个特定的换热器组件中，可能需要把给热电模块提供的电流的电极反向。有些时候根据操作者所选择的运行设定，能够使用同一个组件用来加热和冷却。
在本发明的另一个实施例中，可以用管路产生电流。例如，可以在这样一个系统中使用管路，在该系统中将加热的流体泵入环绕热电模块一侧的流体套管中(未示出)。这样的系统在与太阳能加热系统和其它应用联合使用时特别有用。
图6、7和8示出了本发明的一个优选实施例，它是由三个一样的管路210、220、230组合在一起的换热器装置200。上加热管路210和230固定在内部的下冷却管路220的相对侧上。给长螺栓280(设有装配垫圈281)提供相应的螺母282，这样当把它们固定在一起时，螺栓和螺母的装配将外部夹紧板44和45固定，从而把管路固定在其位置上。两直列热电模块240和250夹在管路210、220和230的对应尾管214、224和234之间。绝缘衬垫260和270由适当的绝缘材料制成。每个衬垫提供在尺寸上与对应热电模块列相应的内部空间。直列模块240和250配合到绝缘衬垫260和270之中以减少沿模块接触边缘的不想要的传热。还可以适当地加强衬垫以防止在装配多个管路装置时如果螺栓和螺母配合过紧所引起的热电模块意外断裂或损坏。
如图8所示，布置热电模块使得直列240中的所有模块的定位能够让它们的冷却面冷却与之邻近的管路220中尾管224的外壁。与之类似，定位直列250中的热电模块使得它们的冷却面冷却管路220中尾管224相对侧的外壁。下管路220的冷却效果(由箭头C表示)引起设在下部辐射肋223中的毛细管(未示出)中的导热流体有一个一致向下的移动TC。被冷却的流体倾向于向下部的头管221流动。同时，热电模块列240和250的加热面加热与之邻近的上管路210、230的尾管214和234的外壁。对尾管214和234的加热导致设在上部管路210、230中的上部辐射肋213、233中的毛细管(未示出)中的导热流体有一个一致向上的移动TH。加热的流体倾向于向上流到上管路210、230的上部头管211、231中。
参考图9和图10给出了本发明的另一个实施例，它的特点是在垂直方向上放置的加热管220构成共面列。共面排列的加热管220固定到尾管230和头管210上并且与它们流体连通。在这个实施例中，管路(未示出)的尾管被管230的环形套管围绕。管230设有流体入口和流体出口，以允许流体沿管230的纵向轴线移动。第二种流体从流体进口被泵入，进入管230的环形套管中，并且第二种流体通过流体出口流出。管路中的导热流体不与在管230的套管中流动的第二种流体实现流体连通。
被固定的多个水平列热电模块与共面列热管220紧密接触。在这种特定的换热器系统中，优选定位热电模块240的加热面(未示出)使得它们加热所含的流体，使流体向上移动到端部封闭的头管210。另一种导热流体可以从冷却套管299泵入。应该理解由于定位模块的加热面来加热热管220，模块的冷却面与冷却套管299接触以冷却流经冷却套管的流体。
本领域专业人员能够理解可以在很大的范围内选择导热流体，它们或者是基于水的流体，或者是不基于水的流体。当想要使用基于水的系统时，可以加入防冻剂来避免意外的冻结以保护系统。可以选择适当的添加剂以避免在毛细管和管路其它内部表面形成水垢和其它的沉积。否则在操作换热器系统的过程中那些不想要的沉积会使得换热效率下降。
在应用于本发明的管路中时，一些导热流体能够显示出特别有用的特征。下表给出了在一些应用中使用的几种流体，其中最优选导热流体“OS-12b”。
表1
1)OS-600aTM
    类别     OS-600a     HCFC-22   HFC-1
    分子量     58.12     120.93   102.03
    沸腾温度(℃)     -11.76     -29.8   -26.5
    0℃时的汽化热(KJ/Kg)     355.7     149.8   198.7
    稳定性     热     稳定     稳定   稳定
    化学     稳定     稳定   稳定
    腐蚀性     否     否   否
    可燃性(LFL和UFL)     1.4-8.4％     无   无
    自燃温度(℃)     462     无   无
    毒性     无     无   无
    O.D.P.(对臭氧层破坏潜能)     0     1   0
    G.W.P.(在100年的整体时间内涉及CO2的全球升温潜能)     ＜3     8,100   1,300
    润滑剂     矿物     矿物   酯
2)OS-22aTM
    类别     OS-22a     HCFC-22   HFC-1
    分子量     44.49     120.93   102.03
    沸腾温度(℃)     -42.7     -29.8   -26.5
    0℃时的汽化热(KJ/Kg)     324.95     149.8   198.7
    稳定性     热     稳定     稳定   稳定
    化学     稳定     稳定   稳定
    腐蚀性     否     否   否
    可燃性(LFL和UFL)     3.2-9.5％     无   无
    自燃温度(℃)     520     无   无
    毒性     无     无   无
    O.D.P.(对臭氧层破坏潜能)     0     1   0
    G.W.P.(在100年的整体时间内涉及CO2的全球升温潜能)     ＜3     8,100   1300
    润滑剂     矿物     矿物   酯
3)FOR12BTM
    类别     FOR12B     HCFC-22   HFC-1
    分子量     110.5     120.93   102.03
    沸腾温度(℃)     -30.40     -29.8   -26.5
    0℃时的汽化热(KJ/Kg)     176.07     149.8   198.7
    稳定性     热     稳定     稳定   稳定
    化学     稳定     稳定   稳定
    腐蚀性     否     否   否
    可燃性(LFL和UFL)     3.2-9.5％     无   无
    自燃温度(℃)     无   无
    毒性     无     无   无
    O.D.P.(对臭氧层破坏潜能)     0     1   0
    G.W.P.(在100年的整体时间内涉及CO2的全球升温潜能)     1,002     8,100   1,300
    润滑剂     矿物     矿物   酯
4)FOR12ATM
    类别     OS-600a     HCFC-22   HFC-1
    分子量     105.3     120.93   102.03
    沸腾温度(℃)     -28.54     -29.8   -26.5
    0℃时的汽化热(KJ/Kg)     188.9     149.8   198.7
稳定性 热 稳定 稳定 稳定
    化学     稳定     稳定   稳定
    腐蚀性     否     否   否
    可燃性(LFL和UFL)     无     无   无
    自燃温度(℃)     无     无   无
    毒性     无     无   无
    O.D.P.(对臭氧层破坏潜能)     0     1   0
    G.W.P.(在100年的整体时间内涉及CO2的全球升温潜能)     1,111     8,100   1,300
    润滑剂     酯     矿物   酯
5)OS-12bTM
    类别     OS-12b   HCFC-22   HFC-1
    分子量     113.38   120.93   102.03
    沸腾温度(℃)     -26.59   -29.8   -26.5
    0℃时的汽化热(KJ/Kg)     248.3   149.8   198.7
    稳定性     热     稳定   稳定   稳定
    化学     稳定   稳定   稳定
    腐蚀性     否   否   否
    可燃性(LFL和UFL)     无   无   无
    自燃温度(℃)     无   无   无
    毒性     无   无   无
    O.D.P.(对臭氧层破坏潜能)     0   1   0
   G.W.P.(在100年的整体时间内涉及CO2的全球升温潜能)     ＜3   8,100   1,300
    润滑剂     矿物   矿物   酯
6)OS-12aTM
    类别     OS-12a    HCFC-22   HFC-1
    分子量     57.9    120.93   102.03
    沸腾温度(℃)     -34.5    -29.8   -26.5
    0℃时的汽化热(KJ/Kg)     367.0    149.8   198.7
    稳定性     热     稳定    稳定   稳定
    化学     稳定    稳定   稳定
    腐蚀性     否    否   否
    可燃性(LFL和UFL)     3.7-9.5％    无   无
    自燃温度(℃)     540    无   无
    毒性     无    无   无
    O.D.P.(对臭氧层破坏潜能)     0    1   0
    G.W.P.(在100年的整体时间内涉及CO2的全球升温潜能)     3    8,100   1,300
    润滑剂     矿物/酯    矿物   酯
6)OS-502aTM
    类别     OS-502a     HCFC-22   HFC-1
    分子量     43.60     120.93   102.3
    沸腾温度(℃)     -45.02     -29.8   -26.5
    0℃时的汽化热(KJ/Kg)     371.14     149.8   198.7
    稳定性     热     稳定     稳定   稳定
    化学     稳定     稳定   稳定
    腐蚀性     否     否   否
    可燃性(LFL和UFL)     3.2-9.5％     无   无
    自燃温度(℃)     无   无
    毒性     无     无   无
    O.D.P.(对臭氧层破坏潜能)     0     1   0
    G.W.P.(在100年的整体时间内涉及CO2的全球升温潜能)     3     8,100   1,300
    润滑剂     矿物     矿物   酯
上面的表1是从韩国Technochem有限责任公司发布的信息复制的(http：//www.technochem.com)。
TM-韩国Technochem有限责任公司注册商标
在选择适当的流体后，优选将空气从管路内部排除。例如，空气可以通过接触孔14排除。在优选实施例中，大约有96％的内部空气被移出，随后将导热流体充入管路贮藏室的内部。在与冷却应用联系的优选例子中，在充入流体时将液相流体充满流体贮藏室的内部容积的大约60％-70％，内部容积剩下的30％-40％留给气相。尽管这是优选的流体填充量，在其它情况也可以选择其它量。例如在加热应用中，选择适当的流体并且内部容积的大约40％-50％充满液相，大约50％-60％的内部容积充满所选择导热流体的气相。
在涉及本发明的换热器管路中，一些导热流体适用于加热应用，而另外一些流体则更适用于冷却应用中。例如，如R-142、R-141B这些传统的制冷剂和其它一些制冷剂与适当改造的换热器管路一起用于冷却应用中。与一些基于传统氟碳化合物的制冷剂比较，已经认识到最近得到的0S-12bTM和0S-12aTM流体可以提供一些与环境相关的益处。
可以使用其它的传统流体。例如在加热应用中，可以考虑使用包括水、丙酮、乙醇和甲醇在内的传统流体作为理想的、价格较低的导热流体。上表1中给出了一些其它对环境有潜在益处的、可用在加热应用中的导热流体。可以确信在适合的应用中，一种或多种这些流体能够代替那些可能给环境带来问题的流体。但是，应该理解前面那些有潜在益处的流体范例仅仅是示意性的，绝不是这些范例包括了所有合适的导热流体。
在一些换热器系统中，发现由铝制成的管路特别有用处。还发现具有直径大约为4mm的横截面的毛细管在换热应用中特别有用。在其它一些情况，可能需要使用具有更小有效直径的毛细管。当观察其横截面时，毛细管的管通常是长方形，并且具有1mm×1.4mm的尺寸或更小。在其它情况下，毛细管的横截面尺寸可以具有大约0.5mm×0.6mm的尺寸。当然根据不同的设计考虑也可以选择其它尺寸的毛细管。
但是，毛细管的最佳尺寸可以根据在特定换热器系统中所选择的导热流体的物理性质而改变。例如，表面张力、流体粘性和其它因素可能影响在特定系统中的毛细管最佳有效直径。很多因素可能影响流体性能并且由此影响设在换热器系统中的毛细管的最佳和最大直径。
应该理解部分由于对流体的加热和冷却以及对管路毛细管中流体的毛细管作用，导热流体倾向在管路内部通道内流动。本发明的一个优点在于不必提供循环泵以在管路内部腔室循环导热流体。尽管有时可以加上循环泵，这样的泵对于循环管路中的导热流体来说并不是必需的。还应该注意在一些应用中，可以提供循环泵以循环第二种流体，第二种流体与管路和热电模块的一个或多个外部表面具有热交换。
在本领域中热电模块也称为Peltier装置。Peltier装置以前的一些例子通常具有类似晶片的结构，在施加电流时它们产生加热和冷却效应。在多数实施例中，使用直流电源对目标体或系统组件产生均匀加热或冷却效应。
尽管上面描述了优选实施例，并且对本发明其它几个实施例的描述已经描述了与热电模块热连通的换热器管路的使用，管路也可以使用在其它系统中。在一些系统中，管路可能不与热电模块直接接触。在其它的情况，管路可能用在不包括热电模块的换热系统中。
已经参考优选实施例描述了本发明。但是，对具有本领域通常技能的人员来讲其它的实施例是显然的。这里意图将其它的实施例包括在所附权利要求所要求的本发明范围内。

Claims (30)

1.一种用于换热器中的管路，管路包括：
一个伸长的头管，它限定了第一纵轴，头管与多个伸长的热管流体连通，
每个热管限定了多个毛细管通道，通道与伸长的尾管流体连通，尾管限定了第二纵轴，第二纵轴与第一纵轴平行，
管路限定了导热流体的内部贮藏室，还限定了一个与内部流体贮藏室流体连通的开口，贮藏室限定了流体循环回路，包括一个由头管限定的内部腔室，一个由尾管限定的内部腔室，和多个毛细管通道，和
当管路在运行中时，管路限定了一个第一基本垂直的平面。
2.如权利要求1所述的管路，限定了外部传热表面。
3.如权利要求2所述的管路，其中传热表面限定了一个与多个热电模块热连通的第二平面。
4.如权利要求3所述的管路，其中传热表面由头管、尾管和排列成平面列的热管中的一个或多个所限定。
5.如权利要求4所述的管路，其中接触孔是可重新密封的，用来防止接触到内部贮藏室。
6.如权利要求4所述的管路，其中每个热管包括一对相对且平行的平面外壁，热管中的毛细管通道由多个在热管内从一个外壁延伸到另一个外壁的内壁所限定。
7.如权利要求6所述的管路，其中毛细管通道在热管内形成了单层毛细管。
8.如权利要求7所述的管路，其中毛细管通道所限定的横截面直径小于4mm。
9.如权利要求8所述的管路，它由导热材料制成。
10.如权利要求9所述的管路，其中毛细管通道沿着管路所限定的第一平面延伸。
11.如权利要求10所述的管路，其中在管路运行时管路限定了一个上端和一个下端，当管路与热电模块一起运行来冷却导热流体时，传热表面靠近上端，当管路与热电模块一起运行来加热导热流体时，传热表面靠近下端。
12.如权利要求11所述的管路，其中传热表面由尾管限定。
13.如权利要求12所述的管路，其中尾管限定了接触孔。
14.如权利要求11所述的管路，其中热管的平面表面是共面的并且与第一和第二纵轴对齐。
15.如权利要求14所述的管路，其中接触表面由热管的共面表面限定。
16.如权利要求15所述的管路，为与贮藏室流体连通限定了进口和出口。
17.如权利要求4所述的管路，与第二个类似的管路一起装配，在装配好后，管路的换热表面与热电模块行所限定的加热面或者冷却面热连通，并且第二个管路的换热表面与热电模块行所限定的另一个加热面或者冷却面热连通，当装配好管路运行时，热电模块行位于管路和第二个管路之间。
18.如权利要求17所述的管路，包括夹紧元件来将管路固定到第二个管路上。
19.如权利要求18所述的管路，其中夹紧元件包括一个第一夹紧板，它紧靠管路所限定的第一外壁放置，还包括一个第二夹紧板，它紧靠第二个管路所限定的第二外壁放置，而且包括一个紧固元件以促使管路靠向第二个管路。
20.如权利要求19所述的管路，包括一个衬垫，它限定了一个内部腔室，衬垫定位在靠近管路传热表面的地方，腔室限定了一个伸长的空间以容纳热电模块行。
21.如权利要求1所述的管路，限定了一个与多行热电模块热连通的传热表面。
22.一种提供换热系统的方法，包括：提供一个具有限定容积的封闭流体贮藏室；将空气从贮藏室排除；将导热流体引入贮藏室；用液相流体充入贮藏室的第一部分；和用气相流体充入贮藏室的第二部分。
23.如权利要求22所述的方法，包括加热或冷却贮藏室内流体的步骤。
24.如权利要求23所述的方法，其中充入流体直到液相占据贮藏室容积的大约40％到70％，并且气相占据贮藏室容积的大约30％到60％。
25.如权利要求24所述的方法，其中流体从下面这组流体中选择：OS-600a，OS-22a，FOR12B，FOR12A，OS-12b，OS-12a，OS-502a，R-142，R-141B，水，丙酮，乙醇和甲醇。
26.如权利要求25所述的方法，其中在将导热流体引入贮藏室之前几乎将所有的空气从贮藏室排除。
27.一种用于换热器中的管路，管路包括：
一个伸长的头管，它限定了第一纵轴，头管与多个伸长的热管流体连通，
每个热管限定了多个毛细管通道，通道与伸长的尾管流体连通，尾管限定了第二纵轴，第二纵轴与第一纵轴平行，
管路限定了导热流体的内部贮藏室，还限定了一个与内部流体贮藏室流体连通的开口，
当管路在运行中时，管路限定了一个第一基本垂直的平面，和
一个外部传热表面，它为与多个热电模块热连通限定了第二平面。
28.如权利要求27所述的管路，其中在管路运行时管路限定了一个上端和一个下端，当管路与热电模块一起运行来冷却导热流体时，传热表面靠近上端，当管路与热电模块一起运行来加热导热流体时，传热表面靠近下端。
29.如权利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，27，或28所述的管路，其中管路为导热流体循环限定了一个封闭回路，封闭回路包括：一个由尾管限定的蒸发区，和一个由头管限定的冷凝区。
30.如权利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，27，28或29所述的管路，其中第一和第二纵轴是直线。
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