NL9400082A - Warmtepijp koelelement. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Warmtepijp koelelement.

De uitvinding betreft een koelelement bestaande uit een warmtepijp met daaraan verbonden,thermisch zowel als mechanisch,een adapter en vinnen met als kenmerk dat de warmtepijp in een U-vorm is gebogen.De opstaande benen van de U-vorm functioneren d.m.v vinnen als de condensorgedeelten van de warmtepijp en de basis van de U-vorm functioneert d.m.v.een adapter als het gemeenschappelijke verdampergedeelte van de warmtepijp,waardoor de U-vormig gebogen warmtepijp zich gedraagt als twee warmtepijpen.

Een warmtepijp is een gesloten vat in de vorm van een pijp met tegen de binnenwand een aangebrachte capilaire structuur die verzadigd is met een vloeistof.Door verwarming van het ene eind van de warmtepijp en afkoeling van het andere eind van de warmtepijp treedt er een verandering op in de aggregatietoestand.De vloeistoffase gaat over in de dampfase en de dampfase weer in vloeistoffase,waardoor er een kringloop ontstaat van een warmtestroom, met een zeer lage tempera-tuurgradiënt,in de ene richting en een vloeistofstroom in de tegenovergestelde richting .De warmtepijp kan dus zeer efficiënt warmte verplaatsen.Deze eigenschap wordt toegepast in koelelementen.

Een bekend naslagwerk over de werking en de toepassingen van warmtepijpen wordt uitgegeven door Pergamon Press,met als titel:"Heatpipes",geschreven doorP.Dunn en D.A.Reay en verkrijgbaar onder ISBN 0-08-029355-7.

Wanneer de twee opstaande benen van een in U-vorm gebogen warmtepijp als condensorgedeelten fungeren en de basis als gemeenschappelijke verdampergedeelte fungeert,ontstaan er twee kringlopen vanuit een gemeenschappelijke verdamper-gedeelte.Tijdens dit process wordt warmte getransporteerd naar beide condensorgedeelten in elk van de opstaande benen. Hierdoor fungeert de in U-vorm gebogen warmtepijp als twee warmtepijpen.Deze eigenschap is essentieel voor de uitvinding.

Het condensorgedeelte wordt meestal gekoeld door vinnen die de warmte overdragen aan de omgevingslucht.Het verdampergedeelte wordt verwarmd d.m.v een adapter die is aangepast aan de te koelen warmtebron en aan de warmtepijp. Warmtepijpen toegepast in koelelementen worden meestal uitgevoerd met één verdampersectie (het warme einde) en één condensor sectie (het koelere einde).

Fig 4 geeft een gangbaar model weer met rechte warmtepijp l,met adapter 4 en met finnen 2.

Figuur 1 is een schematische doorsnede van een warmtepijp koelelement volgens de uitvinding. Adapter 4 is zodanig uitgevoerd dat hij mechanisch en thermisch verbonden kan worden aan zowel de warmtebron 9 als de warmtepijp 1.

De adapter 4 neemt warmte op van een warmtebron 9 die gekoeld moet wor-den.Daarmee verwarmt hij het verdampergedeelte 8 van de warmtepijp l.De vloeistof 5 in de warmtepijp 1,hoofdzakelijk aanwezig in de capilaire structuur 3,gaat door de verwarming over in damp 6.Hierdoor wordt latente warmte onttrokken via de wand van de warmtepijp 1 aan de adapter 4.Op zijn beurt onttrekt de adapter 4 warmte aan de te koelen warmtebron 9.De damp 6 trekt naar de koelere condensatiegedeelten 7-a en 7-b van de warmtepijp 1.

Hier condenseert de damp tegen de binnenwand van de warmtepijp 1 onder afgifte van de opgenomen latente warmte.

De condensorgedeelten 7-a en 7-b van de warmtepijp 1 zijn aan de buitenwand van de warmtepijp 1 voorzien van vinnen 2.Een gedeelte van de oppervlakte van de vinnen 2 omknelt de condensorgedeelten 7-a en 7-b en zijn daar mechanisch zowel als thermisch mee verbonden.De door de damp 6 afgegeven warmte wordt door de wand van de warmtepijp 1 getransporteerd naar de vinnen 2.De vinnen 2 geven de warmte af aan de omgevingslucht door een natuurlijke of geforceerde convectie.De damp 6 verandert van aggregatietoestand in de condensatiegedeelten 7-a en 7-b van damp 6 in vloeistof 5.Vervolgens keert vloeistof 5 van beide condensatiegedeelten 7-a en 7-b terug d.m.v.de capilaire structuur 3 naar het gemeenschappelijke verdampergedeelte 8 van de de U-vormige warmtepijp 1.

Hier verdampt de vloeistof 5 weer door verwarming.Er ontstaan twee kringlo-pen.Daarbij wordt warmte getransporteerd van het gemeenschappelijke verdam-pergedeelte 8 naar elk van de twee condensorgedeelten 7-a en 7-b.Van ieder van de twee condensorgedeelten 7-a en 7-b vloeit vloeistof 5 met behulp van de capilaire structuur 3 terug naar de gemeenschappelijke verdampergedeelte 8.Als resultaat hiervan wordt warmte onttrokken aan een te koelen warmtebron 9.Deze warmte wordt uiteindelijk afgegeven aan de omgevingslucht.

Figuur 2 toont een model van een warmtepijp koelelement met een U-vormig gebogen warmtepijp 1 met adapter 4 en finnen 2,condensatorgedeelte 7-a en 7-b en verdampergedeelte 8.

Figuur 3 toont een model van een meervoudig samengesteld koelelement met U vormige warmtepijpen l,met adapter 4 en finnen 2.

Claims (1)

1. Koelelement bestaande uit een warmtepijp 1 met daaraan verbonden,thermisch zowel als mechanisch, een adapter 4 en vinnen 2 met als kenmerk dat de warmtepijp 1 in een U-vorm is gebogen.De opstaande benen van de U-vorm functioneren d.m.v vinnen 2 als de condensorgedeelten 7-a en 7-b van de warmtepijp 1 en de basis van de U-vorm functioneert d.m.v.een adapter 4 als het gemeenschappelijke verdampergedeelte 8 van de warmtepijp 1,waardoor de U-vormig gebogen warmtepijp 1 zich gedraagt als twee warmtepijpen.