CN215220602U - 一种热开关制冷系统 - Google Patents
一种热开关制冷系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN215220602U CN215220602U CN202022795023.XU CN202022795023U CN215220602U CN 215220602 U CN215220602 U CN 215220602U CN 202022795023 U CN202022795023 U CN 202022795023U CN 215220602 U CN215220602 U CN 215220602U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermal expansion
- negative thermal
- heat conducting
- expansion element
- conducting element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims 5
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Thermally Actuated Switches (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
本实用新型涉及热流通控制技术领域，具体地说，涉及一种热开关制冷系统，包括负热膨胀元件和导热元件，其中，所述负热膨胀元件由负热膨胀材料制成，所述负热膨胀元件与所述导热元件相连，所述负热膨胀元件随着温度的降低体积膨胀，使得所述导热元件连接到负载。本实用新型中，热开关构成只包含两个部件，结构简单，制作方便，同时热开关运动行程大，即热开关断开间隙增大，使间隙两端辐射换热角系数变小，从而降低了辐射传热，增大断开热阻，使制冷系统热流通断开彻底，进而提高制冷系统的制冷效率，减少能量浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及热流通控制技术领域，具体地说，涉及一种热开关制冷系统。
背景技术
随着制冷机技术的不断发展，制冷机系统的集成技术不断进步，制冷系统中热开关的使用越来越广泛。如公告号为CN2914308Y的专利《用于耦合低温制冷机与被冷却器件之间的低温热开关》，公开了一种使用非金属材质为动作元件的低温热开关用于低温制冷系统耦合，其动作元件采用膨胀系数大而导热系数小的非金属材料，满足了实际使用中的断开、闭合要求。公开的专利虽满足断开、闭合的要求，但其断开时仍然由利用热胀冷缩特性的动作元件连接冷热端，断开不彻底。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种热开关制冷系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案、
一种热开关制冷系统，包括：负热膨胀元件和导热元件，其中，所述负热膨胀元件由负热膨胀材料制成，所述负热膨胀元件与所述导热元件相连，所述负热膨胀元件随着温度的降低体积膨胀，使得所述导热元件连接到负载。
作为优选，所述负热膨胀元件的一端通过冷头连接有制冷机，所述负热膨胀元件与所述导热元件相连接，所述导热元件远离所述负热膨胀元件的一侧外设有蓄冷器，所述蓄冷器靠近所述制冷机的一端设有接头，所述蓄冷器的另一端设有探测器。
作为优选，所述导热元件与所述冷头之间设有软连接，所述软连接套设在所述负热膨胀元件的外侧。
作为优选，所述导热元件与所述接头位置相对应，所述导热元件与所述接头的截面形状、尺寸均相同。
作为优选，所述负热膨胀元件的体积随温度升高而收缩，使得所述导热元件与负载断开，此时所述导热元件与所述接头之间留有热开关断开间隙。
作为优选，所述负热膨胀元件的体积随温度降低而增大，所述软连接伸展后增加的长度大于或等于所述负热膨胀元件膨胀后增加的长度，所述热开关断开间隙的宽度与所述负热膨胀元件膨胀后增加的长度相适配。
作为优选，所述探测器与所述接头通过导热杆连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该热开关制冷系统中，热开关构成只包含两个部件，结构简单，制作方便，同时热开关运动行程大，即热开关断开间隙增大，使间隙两端辐射换热角系数变小，从而降低了辐射传热，增大断开热阻，使制冷系统热流通断开彻底，进而提高制冷系统的制冷效率，减少能量浪费。
附图说明
图1为实施例一的制冷系统及断开状态的负热膨胀型热开关，
图2为实施例一的制冷系统及闭合状态的负热膨胀型热开关，
图3为实施例二的备份制冷系统及闭合状态的负热膨胀型热开关，
图4为实施例二的备份制冷系统及断开状态的负热膨胀型热开关，
图5为本实用新型实施例的负热膨胀型热开关示意图，
图中:1、制冷机，2、冷头，3、负热膨胀元件，4、软连接，5、导热元件，6、接头，7、蓄冷器，8、探测器，9、热开关断开间隙，10、正常制冷机，11、备份制冷机，12、热负载，13、负热膨胀热开关。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实用新型仅仅是本实用新型一部分实用新型，而不是全部的实用新型。基于本实用新型中的实用新型，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实用新型，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
请参阅图1、图2及图5，本实用新型提供一种技术方案：
一种热开关制冷系统，包括：负热膨胀元件3和导热元件5，其中，负热膨胀元件3由负热膨胀材料制成，负热膨胀元件3与导热元件5相连，负热膨胀元件3随着温度的降低体积膨胀，使得导热元件5连接到负载。
参照图1，本实用新型实施例一的制冷系统及断开状态的负热膨胀型热开关，负热膨胀元件3的一端通过冷头2连接有制冷机1，负热膨胀元件3与导热元件5相连接，导热元件5远离负热膨胀元件3的一侧外设有蓄冷器7，蓄冷器7靠近制冷机1的一端设有接头6，蓄冷器7的另一端设有探测器8。
其中，负热膨胀元件3由负热膨胀材料制成，负热膨胀元件3随着温度的降低体积膨胀使得导热元件5连接到接头6。
具体地，导热元件5与接头6位置相对应，导热元件5与接头6的截面形状、尺寸均相同。
另外，本实施例中导热元件5与冷头2之间设有软连接4，软连接4套设在负热膨胀元件3的外侧，用于保护负热膨胀元件3并实现开关的伸缩，负热膨胀元件3具有热缩冷胀特性。
本实施例中，负热膨胀元件3的体积随温度升高而收缩，使得导热元件5与负载断开，此时导热元件5与接头6之间留有热开关断开间隙9。
进一步地，负热膨胀元件3的体积随温度降低而增大，软连接4伸展后增加的长度大于或等于负热膨胀元件3膨胀后增加的长度，热开关断开间隙9的宽度与负热膨胀元件3膨胀后增加的长度相适配。
具体地，本图中制冷系统中热开关处于高温状态，负热膨胀元件3收缩使得热开关断开。
参照图2，本实用新型实施例一的制冷系统及闭合状态的负热膨胀型热开关。
本实施例中，探测器8与接头6通过导热杆连接。
具体地，在制冷机1的作用下，负热膨胀元件3随着温度的减低膨胀，使得导热元件5连接到负载，如本实施例中的负载中的蓄冷器7的接头6，从而实现对探测器8的制冷。
如图2所示为负热膨胀材料低温下处于膨胀状态，此时，导热元件之间的间隙消失，两导热元件处于紧密贴合状态，制冷机产生的冷量通过热开关传递到探测器。
参照图5，示出了本实用新型实施例的基于负热膨胀的热开关，包括：负热膨胀元件3和导热元件5，其中，负热膨胀元件3由负热膨胀材料制成，负热膨胀元件3随着温度的降低体积膨胀使得导热元件5连接到接头6。
本实施例中，利用材料的负热膨胀特性，负热膨胀元件3的体积随温度升高而减小，随温度降低而增大。在低温下负热膨胀元件3膨胀，使得热开关闭合，与负载形成热流通路；在温度高至一定值后，负热膨胀元件3体积收缩，热开关处于断开状态。
具体地，本实施例的导热元件5起增强热开关导热作用，采用高热导率材料，如铜、金、银或其合金制成。导热元件在热开关闭合时，增强制冷机与被冷元件之间的导热。
基于上述结构，本实用新型的热开关的运动行程大，可随负热膨胀材料长度改变，断开后热流通路传热仅为热开关断开间隙9两边平面的热辐射，断开热阻有效增加。
其中，以负热膨胀材料Yb2.75 C60为例，如所使用负热膨胀材料长为20 mm，从300K降温至30 K时，负热膨胀动作元件可膨胀2.97 mm，热开关断开间隙增大，间隙两端辐射换热角系数变小，从而降低了辐射传热，增大断开热阻。
另外，热开关仅有两个部件，结构简单，加工制作容易实现。
此外，本实施例所提供的热开关利用负热膨胀材料提供闭合力，热开关两端的导热元件之间无热传导，在断开状态仅仅存在两端面直接的热辐射。
本实用新型中所使用的负热膨胀材料是指在一定的温度范围内膨胀系数为负值的一类材料。这种材料具有反常热膨胀性能，具有热缩冷胀特性。
实施例2
请参阅图3-图5所示，本实用新型在实施例1的基础上，提出一种热开关制冷系统。
参照图3，示出了本实用新型实施例二的备份制冷系统及闭合状态的负热膨胀型热开关，其结构包括：正常制冷机10、备份制冷机11、热负载12和负热膨胀热开关13。
具体地，如图3所示，在正常制冷机10工作时，备份制冷机11处于关机状态，负热膨胀热开关13低温下闭合，从而实现正常制冷机10对热负载12的制冷。
参照图4，示出了本实用新型实施例二的备份制冷系统及断开状态的负热膨胀型热开关。
具体地，如图4所示，在正常制冷机10发生异常停止工作时，备份制冷机11处于开机状态，负热膨胀热开关13高温下断开，从而实现发生异常时正常制冷机10与热负载12热流通路的断开。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实用新型的限制，上述实用新型和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种热开关制冷系统，其特征在于，包括：负热膨胀元件（3）和导热元件（5），其中，所述负热膨胀元件（3）由负热膨胀材料制成，所述负热膨胀元件（3）与所述导热元件（5）相连，所述负热膨胀元件（3）随着温度的降低体积膨胀，使得所述导热元件（5）连接到负载；所述负热膨胀元件（3）的一端通过冷头（2）连接有制冷机（1），所述负热膨胀元件（3）与所述导热元件（5）相连接，所述导热元件（5）远离所述负热膨胀元件（3）的一侧外设有蓄冷器（7），所述蓄冷器（7）靠近所述制冷机（1）的一端设有接头（6），所述蓄冷器（7）的另一端设有探测器（8）；所述导热元件（5）与所述冷头（2）之间设有软连接（4），所述软连接（4）套设在所述负热膨胀元件（3）的外侧。
2.根据权利要求1所述的热开关制冷系统，其特征在于：所述导热元件（5）与所述接头（6）位置相对应，所述导热元件（5）与所述接头（6）的截面形状、尺寸均相同。
3.根据权利要求2所述的热开关制冷系统，其特征在于：所述负热膨胀元件（3）的体积随温度升高而收缩，使得所述导热元件（5）与负载断开，此时所述导热元件（5）与所述接头（6）之间留有热开关断开间隙（9）。
4.根据权利要求3所述的热开关制冷系统，其特征在于：所述负热膨胀元件（3）的体积随温度降低而增大，所述软连接（4）伸展后增加的长度大于或等于所述负热膨胀元件（3）膨胀后增加的长度，所述热开关断开间隙（9）的宽度与所述负热膨胀元件（3）膨胀后增加的长度相适配。
5.根据权利要求1所述的热开关制冷系统，其特征在于：所述探测器（8）与所述接头（6）通过导热杆连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022795023.XU CN215220602U (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种热开关制冷系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022795023.XU CN215220602U (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种热开关制冷系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215220602U true CN215220602U (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=79417419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022795023.XU Expired - Fee Related CN215220602U (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种热开关制冷系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215220602U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114532041A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 扬州大学 | 一种适用于稻麦生产田间的智能系统 |
-
2020
- 2020-11-27 CN CN202022795023.XU patent/CN215220602U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114532041A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 扬州大学 | 一种适用于稻麦生产田间的智能系统 |
| CN114532041B (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-08 | 扬州大学 | 一种适用于稻麦生产田间的智能系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104990436B (zh) | 热电冷却装置 | |
| CN105304409A (zh) | 一种基于负热膨胀的热开关 | |
| CN215220602U (zh) | 一种热开关制冷系统 | |
| CA2373718A1 (en) | Cryogenic cooling system with cooldown and normal modes of operation | |
| JP2002335024A5 (zh) | ||
| CZ20002131A3 (cs) | Termoelektrické chlazení s dynamickým přepínáním k izolaci mechanismů přenosu tepla | |
| JPH024163A (ja) | 電力用半導体素子の冷却装置 | |
| CN110164837B (zh) | 一种基于离心作用的旋转热源散热系统 | |
| CN111207530B (zh) | 一种半导体制冷器与天空辐射制冷体耦合的复合制冷装置 | |
| CN110558647A (zh) | 可穿戴空调 | |
| CN209165896U (zh) | 一种具有除霜装置的空调 | |
| CN2914308Y (zh) | 用于耦合低温制冷机与被冷却器件之间的低温热开关 | |
| WO2024149071A1 (zh) | 热管理系统 | |
| CN111854213A (zh) | 一种气隙式热开关 | |
| CN117404865A (zh) | 制冷设备控制方法、装置、用电设备及存储介质 | |
| CN110762893A (zh) | 一种磁制冷与半导体制冷的组合式制冷系统及空调 | |
| CN205536658U (zh) | 一种热电制冷降温装置 | |
| JP5959062B2 (ja) | 電流リード装置 | |
| CN215187032U (zh) | 散热基座及电子设备组件 | |
| CN214307672U (zh) | 一种采用热气除霜的逆布雷顿空气制冷系统 | |
| CN109520366B (zh) | 一种热开关 | |
| CN210672163U (zh) | 可穿戴空调 | |
| CN210861863U (zh) | 一种空调系统及其热交换组件 | |
| KR20120054135A (ko) | 극저온 냉동기를 이용한 초전도 자석 시스템 | |
| CN212657903U (zh) | 一种气隙式热开关 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211217 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |