CN202928420U - 低能耗地热恒温交换装置 - Google Patents

Abstract

一种低能耗地热恒温交换装置，涉及一种导热装置，包括导热管组，该导热管组包括内管、外管，所述的内管具有一管体段、分别位于管体段两端且呈开放状的开口段；所述的外管具有一管体、形成于该管体内壁面的第一毛细层、形成于内管的管体段外壁面上的第二毛细层，所述外管的管体环绕包覆于内管的管体段外壁面并可形成一呈环状的热传空间，该热传空间内填充有导热介质。由于该导热介质仅在热传空间中流动，且可利用第二毛细层，引导该导热介质流动，避免其阻隔热量的传递，因此，本实用新型可使流通于该内管和流体充分地吸收热量，从而有效地运用热源并快速且均匀地加热流体。

Description

低能耗地热恒温交换装置

技术领域

本实用新型涉及一种导热装置，特别是一种低能耗地热恒温交换装置。

背景技术

目前有许多油田所开采原油的黏度较高，特别是在冬季或是寒冷区域，由于温度偏低，原油在石油输送管中流动会变得较为缓慢，甚至有可能因停滞而造成阻塞。一般来说，大都会顺着该石油输送管沿途设置加热的设备，以提高管中原油的温度，由此来降低黏度，使之流动顺畅。图1中所示是一种公知的应用于加热一石油输送管2的导热装置1，该导热装置1包含复数个沿石油输送管2间隔设置的导热组11，每一导热组11具有一包覆于该石油输送管2外并可形成一蒸气空间110的腔体111、一连通该腔体111并储放有水液的储液筒112，及一可产生火焰以加热该储液筒112的炉具113。利用每一炉具113将每一储液筒112内的水液加热成高温蒸气，再让高温蒸气通入各自连通的蒸气空间110中，以环绕该石油输送管2而将热量传导给原油，由此达到降低原油黏度之目的。

   然而，在实际使用该导热装置1时，会有下列几项缺点：

   一．无法完全利用热源，造成能源的浪费：由于是利用高温蒸气流经该石油输送管2的外周面，以达到直接传递热量。因为无法让所有的高温蒸气均会与该石油输送管2接触并冷凝成液体，因此，通常会以较高流量的高温蒸气作为设计准则，让多余的高温蒸气排出。而且当高温蒸气冷凝成液体时，会停滞附着于该石油输送管2上，妨碍热量的传递，致使该高温蒸气的热量无法完全被运用，以上均会造成能源无谓的浪费。

  二．增加生产成本：由于导热装置1是利用加热水液以产生高温的蒸气，因此，必须再另外储备水液及运输水液的管路系统，以补充该储液筒112中的水液。即使有将高温蒸气冷凝成水液并再行回收利用，但是均将大幅地增加生产成本。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种低能耗地热恒温交换装置，以便能有效地运用热源，并可快速且均匀地加热流通于其中的流体。

解决上述技术问题的技术方案是：一种低能耗地热恒温交换装置，包括导热管组，所述的导热管组包括内管、外管，所述的内管具有一管体段、分别位于管体段两端且呈开放状的开口段；所述的外管具有一管体、形成于该管体内壁面的第一毛细层、形成于内管的管体段外壁面上的第二毛细层，所述外管的管体环绕包覆于内管的管体段外壁面并形成一呈环状的热传空间，该热传空间内填充有导热介质。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的导热管组还在外管的外周面上包覆有用于隔绝热传递的隔热件。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外管的第一、二毛细层的形态为沟槽状或网目状或烧结状或纤维状。

所述的导热介质是选自下列其中之一的液体：无机超导体、水、甲醇、甲苯、乙醇、丙酮。

所述内管的两个开口段均形成有一呈锥状的内螺纹，所述的导热管组还包括有两个分别连接该开口段的管接头，每一管接头的两端设有与开口段的内螺纹连接且呈锥状的外螺纹。

所述的导热管组数量为复数，所述的低能耗地热恒温交换装置还包括有用于连接相邻导热管组的管接头的连接管，及复数个分别包覆在复数个导热管组的外管外周面上用以隔绝热传递的隔热件。

所述每一外管的第一、二毛细层的形态为沟槽状或网目状或烧结状或纤维状。

所述每一外管的导热介质是选自下列其中之一的液体：无机超导体、水、甲醇、甲苯、乙醇、丙酮。

     由于采用上述技术方案，本实用新型之低能耗地热恒温交换装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

 1、可有效利用热源，避免能源浪费：

由于电热板所发出的热量必须在本实用新型之低能耗地热恒温交换装置的设计范围内，而且，汽化的导热介质是仅在该热传空间中流动，并不会流窜至外界，同时，利用外管的第二毛细层，以引导冷凝于所述内管的管体段外壁面的导热介质流动，避免其阻隔热量的传递，可有效地应用该电热板的热量，而无需要输入过量的高温蒸气，因此，本实用新型节省能源，可避免不必要的耗电量。

2、可节省生产成本：

由于本实用新型的导热介质可在热传空间中不停循环地进行蒸发与冷凝，导热介质并不会有散逸的问题，因此，不需要再另外加设储备水液的设备及运输水液的管路系统，因此可节省购买设备的成本。

3、施工与维护简便且安全：

由于本实用新型只需要用电线将电热板连起来接即可，施工上远比组装硬质的金属管件简便得多，且更为节省费用。而且不需使用任何液态燃料，无爆炸的危险，在施工与维护上均较为便利且安全。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之低能耗地热恒温交换装置的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：现有利用炉具加热水液的导热装置的结构示意图，

 图2：实施例一所述本实用新型之低能耗地热恒温交换装置的结构示意图，

 图3：单一导热管组的结构示意图（未包括管接头），

 图4：本实用新型之低能耗地热恒温交换装置作为热水器应用时的结构示意图。

  在上述附图中，各元件的标号如下：

 1-导热装置，      11-导热组，     110-蒸气空间，   111-腔体，   112-储液筒，

 113-炉具，        2-石油输送管，  3-导热管组，    30-热传空间， 31-内管，

 311-管体段，     312-开口段，     313-内螺纹，  32-外管，        321-管体，

 322-第一毛细层， 323-第二毛细层，  324   -导热介质，33-管接头，   331-外螺纹，

 34-隔热件，       4-连接管，       5-电热板。

具体实施方式

实施例一：

   图2中公开的是一种低能耗地热恒温交换装置，该低能耗地热恒温交换装置是配合2个电热板5一起使用，可将一流通其中的流体均匀且快速地加热。当所述电热板5通入电流时可产生热量，并利用该低能耗地热恒温交换装置，将热量传递给该流体。所述的低能耗地热恒温交换装置包含2个间隔设置的导热管组3，及连通相邻导热管组3的连接管4，该流体是指原油、石油等黏度较高的液体，并可升高温度以降低其黏度，使之可顺畅地流动。

  所述的每一导热管组3包括一内管31、一外管32、二个管接头33，及一隔热件34（参见图3）。所述的内管31具有一管体段311，及二个分别位于管体段311两端且呈开放状的开口段312，每一开口段312上形成有一呈锥状的内螺纹313，即俗称推拔螺牙。

  所述的外管32具有一管体321、形成于该管体321内壁面的第一毛细层322、形成于内管31的管体段311外壁面上的第二毛细层323，所述外管32的管体321环绕包覆于内管的管体段外壁面并可形成一呈环状的热传空间30，该热传空间30内填充有导热介质324。

所述的每一个管接头33的两端均设有与开口段的内螺纹连接且呈锥状的外螺纹，利用所述的内、外螺纹313、331，能有效地防止流体泄漏。当然是在外螺纹331上缠绕止泄带，或是使用密封环等方式，均可达到止泄的目的。

  所述的隔热件34是包覆在外管32之管体321的外周面上，可隔绝热该外管32与外界产生热传递，避免热量散逸。上述的隔热件34可以是云母片，当然也可利用隔热棉。

在本实施例中，所述的内管31与外管32均是铜合金所制成，而该外管32的第一、二毛细层322、323则是利用铜金属粉末烧结而成的毛细构造。

所述的导热介质324是使用无机超导体，该无机超导体是为多种无机元素混合，当其受热激发后，会迅速汽化并沿着该热传空间30快速地传递至该外管32的另一端，可达到相当不错的传热与均热效果。

作为本实施例一的一种变换，所述的管接头33当然也可以形成有内螺纹，而外管31则以形成外螺纹的形式，与每一管接头33螺接。

作为本实施例一的又一种变换，所述的第一、二毛细层322、323也可以是呈沟槽状、网目状，或是纤维状之毛细构造。

作为本实施例一的又一种变换，所述的内管31与外管32也可以使用碳钢、不銹钢、合金钢等材质所制成，只是需要与导热介质324配合，以避免产生不相容的现象。

作为本实施例一的又一种变换，所述的导热介质324也可以是水、氨水、甲醇、甲苯、乙醇，或是丙酮。不同的导热介质324会有不同适用温度范围，而能控制该流体的温升程度，此部分为本技术领域的公知技术，在此不再详述。

作为本实施例一的又一种变换，所述导热管组3的数量也可以不只是2个，而是根据实际需要取任意复数个。    

本实用新型之低能耗地热恒温交换装置的工作原理如下：

    使用时，是将每一电热板5贴附接触于每一导热管组3的外管32一端，称为蒸发端，而其另一端则称之为冷凝端。当每一电热板5通电而发热时，经过该外管32的管体321将热量传递至该热传空间30内时，该导热介质324会立即汽化，并迅速地朝向冷凝端移动。

  在导热介质324移动的过程中，其所含的热量会被内管31所吸收，而使该内管31迅速达到均热状态。当流体流过该内管31时，如是从冷凝端流向蒸发端，则可快速地吸收内管31的热量而让本身均匀地温升。该导热介质324则因为热量被吸走而会逐渐冷凝成液体，并掉落附着于该第一、二毛细层322、323上。

  位于蒸发端的导热介质324因汽化而减少，因此，可以通过该第一、二毛细层322、323所形成的毛细力，将冷凝的导热介质324拉回蒸发端，继续吸热蒸发，由此构成循环回路，以持续将每一电热板5的热量传递会流通于该内管31中的流体。

  由于每一外管32和第二毛细层323，可将冷凝于该内管31和管体段311外壁面的导热介质324引导流动，以避免停滞而阻隔热量的传递。另外，所述的电热板5所发出的热量必须是导热介质324所能负荷的范围，否则容易造成前述导热介质324全都汽化而有干枯的情况发生，致使无法有效地携带热量。也因为如此，所述电热板5的输入电量无须以过量方式输入(而现有技术是需要输入过量的高温蒸气)，可以有效地节省能源，避免不必要的耗电量。

  如图4并结合图3可看出，本实用新型之低能耗地热恒温交换装置也可以配合单一电热板5使用，以构成加热水液的热水器。在图4当中，该低能耗地热恒温交换装置的每一导热管组3是垂直间隔排列，该电热板5是直立地与每一外管32接触，同时每一连接管4亦呈成U型，以连接每一管接头33，让水液能依序通过每一内管31，以达到快速且均匀加热。

Claims (8)

1.一种低能耗地热恒温交换装置，包括导热管组，其特征在于：所述的导热管组包括内管、外管，所述的内管具有一管体段、分别位于管体段两端且呈开放状的开口段；所述的外管具有一管体、形成于该管体内壁面的第一毛细层、形成于内管的管体段外壁面上的第二毛细层，所述外管的管体环绕包覆于内管的管体段外壁面并形成一呈环状的热传空间，该热传空间内填充有导热介质。

2.根据权利要求1所述的低能耗地热恒温交换装置，其特征在于：所述的导热管组还在外管的外周面上包覆有用于隔绝热传递的隔热件。

3.根据权利要求2所述的低能耗地热恒温交换装置，其特征在于：所述外管的第一、二毛细层的形态为沟槽状或网目状或烧结状或纤维状。

4.根据权利要求3所述的低能耗地热恒温交换装置，其特征在于：所述的导热介质是选自下列其中之一的液体：无机超导体、水、甲醇、甲苯、乙醇、丙酮。

5.根据权利要求1所述的低能耗地热恒温交换装置，其特征在于：所述内管的两个开口段均形成有一呈锥状的内螺纹，所述的导热管组还包括有两个分别连接该开口段的管接头，每一管接头的两端设有与开口段的内螺纹连接且呈锥状的外螺纹。

6.根据权利要求5所述的低能耗地热恒温交换装置，其特征在于：所述的导热管组数量为复数，所述的低能耗地热恒温交换装置还包括用于连接相邻导热管组的管接头的连接管，及复数个分别包覆在复数个导热管组的外管外周面上用以隔绝热传递的隔热件。

7.根据权利要求6所述的低能耗地热恒温交换装置，其特征在于：所述每一外管的第一、二毛细层的形态为沟槽状或网目状或烧结状或纤维状。

8.根据权利要求7所述的低能耗地热恒温交换装置，其特征在于：所述每一外管的导热介质是选自下列其中之一的液体：无机超导体、水、甲醇、甲苯、乙醇、丙酮。

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