CN213657608U - 一种两相流体换热系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种两相流体换热系统，包括：用于吸收热源处排散热量的蒸发器和用于排散热量给冷源的冷凝器，所述蒸发器和冷凝器之间形成有内循环管路和外循环管路；多个控制阀门，多个所述控制阀门设置在所述内循环管路和外循环管路上，其中，在冷凝器向蒸发器流通的循环管路上设有膨胀阀，以及在冷凝器向蒸发器流通的循环管路设有单向阀门；串联设置气液存储与分离组件与动力组件，其中，气液存储与分离组件与动力组件连接与所述内循环管路且将蒸发器和冷凝器分置于两侧；和连接多个控制阀门与动力组件的控制装置，所述控制装置通过接收的冷源温度控制动力组件工质进行加压，进而控制装置按蒸发循环制冷或泵驱两相流动散热状态运行。
Description
技术领域
本申请属于机载换热技术领域，特别涉及一种两相流体换热系统。
背景技术
两相流体换热一种通过两相介质(液态与气态，或是液态与固态) 所组成的流动系统，其具有换热效率高、适应大热流冷却等优点。目前在机载上采用的传统蒸发循环式制冷系统功耗较大，而传统的泵驱两相流动散热适应冷源温度范围窄，均不能实现功耗与温度范围相平衡的目的。
发明内容
本申请的目的是提供了一种两相流体换热系统，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种两相流体换热系统，所述两相流体换热系统包括：
用于吸收热源处排散热量的蒸发器和用于排散热量给冷源的冷凝器，所述蒸发器和冷凝器之间形成有内循环管路和外循环管路；
多个控制阀门，多个所述控制阀门设置在所述内循环管路和外循环管路上，其中，在冷凝器向蒸发器流通的循环管路上设有膨胀阀，以及在冷凝器向蒸发器流通的循环管路设有单向阀门；
串联设置气液存储与分离组件与动力组件，其中，气液存储与分离组件与动力组件连接与所述内循环管路且将蒸发器和冷凝器分置于两侧；和
连接多个控制阀门与动力组件的控制装置，所述控制装置通过接收的冷源温度控制动力组件工质进行加压，进而控制装置按蒸发循环制冷或泵驱两相流动散热状态运行。
在本申请一实施例中，所述气液存储与分离组件包括：
用于存放液态工质的第一罐体和用于存放气态工质的第二罐体，所述第一罐体上部具有用于容纳气态工质的气态空间，且所述气态空间通过连接接口与第二罐体进行连接，所述第一罐体的下部连接液态工质出口管路，且第一罐体的气态空间引出具有单向阀的液态工质回流管路，所述液态工质回流管路一部分通过气态工质引流管路连接至第二罐体，所述液态工质回流管路另一部分联通至气态工质出口管路；以及
与第一罐体的侧面相切连通的工质入口管路，通过工质入口管路进入第一罐体的工质在第一罐体内实现气液分离。
在本申请一实施例中，所述气液存储与分离组件还包括：
设置在第一罐体气态空间的气囊；
与所述气囊通过压力调节管进行连接的压力调节机构，通过控制所述压力调节机构来实现气态空间内的气囊膨胀或收缩，从而控制所述第一罐体气态空间的压力。
在本申请一实施例中，所述第二罐体的顶部设有安全阀。
在本申请一实施例中，当所述两相流体换热系统在蒸发循环制冷状态时，所述动力组件从气液存储与分离组件中吸入气态工质，对气态工质加压；当所述两相流体换热系统在流动散热状态时，所述动力组件从气液存储与分离组件中吸入液态工质，对液态工质加压。
在本申请一实施例中，所述控制装置与控制阀门通过有线或无线的方式进行驱动控制。
本申请的两相流体换热系统能够将传统的蒸发循环式制冷与泵驱两相流动散热进行优势互补，从而形成温度调节范围广、控制转换过程快的换热系统。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请一实施例的两相流体换热系统示意图。
图2为本申请一实施例的气液存储与分离组件示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了克服现有技术中所指出的缺点，如图1所示，本申请提供了一种两相流体换热系统，所述两相流体换热系统主要包括：动力组件1、蒸发器2、冷凝器3、气液存储与分离组件4、膨胀阀5、单向阀6、控制装置7、控制阀门8-14。
其中，动力组件1为两相流体换热系统提供动力，当两相流体换热系统按照蒸发循环制冷状态工作时，动力组件1从气液存储与分离组件4中吸入气态工质，对气态工质加压，当两相流体换热系统按照泵驱两相流动散热状态工作时，动力组件1从气液存储与分离组件4中吸入液态工质，对液态工质加压。
蒸发器2用于吸收热源处排散的热量，而冷凝器3用于将热量排散给冷源。蒸发器2与冷凝器3之间形成了外循环管路C1/C2和内循环管路 C3/C4。
控制阀门设置在内外循环管路上，其中外循环管路C1上设置有控制阀门13、14，在控制阀门13、14之间设有膨胀阀5，而在外循环管路C1上设有控制阀门10，在控制阀门10与冷凝器3之间设有单向阀6，使冷凝器3 仅能向蒸发器方向流通。
气液存储与分离组件4与动力组件1串联且两端联通至内循环管路 C3、C4，从而将蒸发器2与冷凝器3进行隔离，气液存储与分离组件4接收来自蒸发器2或冷凝器3的工质，实现对来流工质进行气液分离及存储，并将气态或液态工质传递给动力组件1。
控制装置7连接多个控制阀门8-14及动力组件1，其根据冷源参数控制动力组件1对气态工质或液态工质加压，进而控制装置按蒸发循环制冷或泵驱两相流动散热状态运行。
如图2所示，在本申请一实施例中，气液存储与分离组件包括：用于存放液态工质的第一罐体401和用于存放气态工质的第二罐体403，第一罐体401的上部具有用于容纳气态工质的气态空间，且气态空间通过连接接口402与第二罐体403进行连接，第一罐体401的下部连接液态工质出口管路405，且第一罐体401的气态空间引出具有单向阀413的液态工质回流管路407，液态工质回流管路407的一部分通过气态工质引流管路408连接至第二罐体403上设置的弯管409，液态工质回流管路407的另一部分联通至气态工质出口管路406；以及与第一罐体401的侧面相切连通的工质入口管路404，通过工质入口管路404进入第一罐体的工质在第一罐体104内实现气液分离。
另外，在本申请的气液存储与分离组件中还包括：设置在第一罐体 401的气态空间部位的气囊410；与气囊410通过压力调节管411进行连接的压力调节机构412，通过控制压力调节机构412可以实现气态空间内的气囊410膨胀或收缩，从而控制第一罐体401内气态空间的压力(同时也是第二罐体403内的压力)。
为了实现第二罐体403的压力安全，在第二罐体403的顶部设有安全阀414以调节第二罐体403内的安全压力。
本申请中的控制阀门8-14可以根据动力组件1内的温度、压力或吸入工质的状态实现开启与关闭的调节。
当动力组件1对气态工质加压，两相流体换热系统按蒸发循环制冷状态工作时，控制阀门四11、控制阀门五12、控制阀门六13、控制阀门七 14打开，控制阀门一8、控制阀门二9、控制阀门三10关闭，从冷凝器3到蒸发器2之间的管路上串接膨胀阀5。当动力组件1对气液态工质加压，系统按泵驱两相流动散热状态工作时，控制阀门一8、控制阀门二9、控制阀门三10打开，控制阀门四11、控制阀门五12、控制阀门六13、控制阀门七14关闭，从蒸发器2到冷凝器之间的管路上串接单向阀门6。
另外，本申请中的控制阀门8-14还可以根据冷源温度变化实现关闭或开启调节。
当冷源温度较高时，两相流体换热系统按蒸发循环制冷状态工作，控制装置7控制动力组件1对气态工质加压，控制阀门11-14打开，控制阀门8-10关闭，系统按蒸发循环制冷状态工作，从冷凝器3到蒸发器2之间的管路上串接膨胀阀5。
当冷源温度较低时，两相流体换热系统按泵驱两相流动散热状态工作，控制装置7控制动力组件1对液态工质加压，控制阀门8-10打开，控制阀门11-14关闭，两相流体换热系统按泵驱两相流动散热状态工作，从蒸发器2到冷凝器之间的管路上串接单向阀门6。
本申请提出的两相流体换热系统具有蒸发循环制冷与泵驱两相流动散热两种工作状态，可以将蒸发循环制冷与泵驱两相流动散热的优势互补，从而提高了温度调节范围，且本申请的两相流体换热系统根据系统状态参数、冷源参数进行工作状态的转换与控制，控制简单、运行可靠。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种两相流体换热系统，其特征在于，包括：
用于吸收热源处排散热量的蒸发器和用于排散热量给冷源的冷凝器，所述蒸发器和冷凝器之间形成有内循环管路和外循环管路；
多个控制阀门，多个所述控制阀门设置在所述内循环管路和外循环管路上，其中，在冷凝器向蒸发器流通的循环管路上设有膨胀阀，以及在冷凝器向蒸发器流通的循环管路设有单向阀门；
串联设置气液存储与分离组件与动力组件，其中，气液存储与分离组件与动力组件连接与所述内循环管路且将蒸发器和冷凝器分置于两侧；和
连接多个控制阀门与动力组件的控制装置，所述控制装置通过接收的冷源温度控制动力组件工质进行加压，进而控制装置按蒸发循环制冷或泵驱两相流动散热状态运行。
2.如权利要求1所述的两相流体换热系统，其特征在于，所述气液存储与分离组件包括：
用于存放液态工质的第一罐体和用于存放气态工质的第二罐体，所述第一罐体上部具有用于容纳气态工质的气态空间，且所述气态空间通过连接接口与第二罐体进行连接，所述第一罐体的下部连接液态工质出口管路，且第一罐体的气态空间引出具有单向阀的液态工质回流管路，所述液态工质回流管路一部分通过气态工质引流管路连接至第二罐体，所述液态工质回流管路另一部分联通至气态工质出口管路；以及
与第一罐体的侧面相切连通的工质入口管路，通过工质入口管路进入第一罐体的工质在第一罐体内实现气液分离。
3.如权利要求2所述的两相流体换热系统，其特征在于，所述气液存储与分离组件还包括：
设置在第一罐体气态空间的气囊；
与所述气囊通过压力调节管进行连接的压力调节机构，通过控制所述压力调节机构来实现气态空间内的气囊膨胀或收缩，从而控制所述第一罐体气态空间的压力。
4.如权利要求2所述的两相流体换热系统，其特征在于，所述第二罐体的顶部设有安全阀。
5.如权利要求1所述的两相流体换热系统，其特征在于，当所述两相流体换热系统在蒸发循环制冷状态时，所述动力组件从气液存储与分离组件中吸入气态工质，对气态工质加压；当所述两相流体换热系统在流动散热状态时，所述动力组件从气液存储与分离组件中吸入液态工质，对液态工质加压。
6.如权利要求1所述的两相流体换热系统，其特征在于，所述控制装置与控制阀门通过有线或无线的方式进行驱动控制。
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| CN202021610899.6U CN213657608U (zh) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | 一种两相流体换热系统 |
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| CN202021610899.6U CN213657608U (zh) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | 一种两相流体换热系统 |
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| CN (1) | CN213657608U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113357946A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-07 | 上海交通大学 | 耦合气液两相流引射泵的自驱动热虹吸回路散热装置 |
| CN116858004A (zh) * | 2022-03-28 | 2023-10-10 | 山东大学 | 一种余热系统储液器及其余热回收系统 |
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2020
- 2020-08-06 CN CN202021610899.6U patent/CN213657608U/zh active Active
Cited By (3)
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| CN116858004A (zh) * | 2022-03-28 | 2023-10-10 | 山东大学 | 一种余热系统储液器及其余热回收系统 |
| CN116858004B (zh) * | 2022-03-28 | 2024-04-26 | 山东大学 | 一种余热系统储液器及其余热回收系统 |
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