RU2361168C1 - Heat pipe - Google Patents

Heat pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2361168C1
RU2361168C1 RU2007140156/06A RU2007140156A RU2361168C1 RU 2361168 C1 RU2361168 C1 RU 2361168C1 RU 2007140156/06 A RU2007140156/06 A RU 2007140156/06A RU 2007140156 A RU2007140156 A RU 2007140156A RU 2361168 C1 RU2361168 C1 RU 2361168C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
heat
storage
liquid
displacing
Prior art date
Application number
RU2007140156/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007140156A (en
Inventor
Сергей Анатольевич Ермаков (RU)
Сергей Анатольевич Ермаков
Original Assignee
Сергей Анатольевич Ермаков
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Анатольевич Ермаков filed Critical Сергей Анатольевич Ермаков
Priority to RU2007140156/06A priority Critical patent/RU2361168C1/en
Publication of RU2007140156A publication Critical patent/RU2007140156A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361168C1 publication Critical patent/RU2361168C1/en

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering and can be used for cooling the computer heat generating components. The proposed heat pipe consists of heat detectors in contact with heat sources, vapour pipelines, heat release surfaces in contact with heat receivers and fluid pipelines that form a closed-loop system with working body representing fluid and its vapours. The said fluid pipeline has an accumulative-displacing section restricted by the appliance that allows the working bogy move from heat release surfaces to the said accumulative-displacing section and prohibiting it to move back. Aforesaid accumulative-displacing section is restricted also by the appliance designed to allow working body move from aforesaid section to heat receiving section and prohibiting it to move back. Aforesaid accumulative-displacing section incorporates a branch that contains evaporation section, condensation section and accumulative-displacing section. The latter incorporates either section intermittent heating and cooling device, or the next level branch.
EFFECT: heat transfer from source to receiver irrespective of their relative arrangement in gravity force field.
10 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для передачи значительных потоков теплоты от устройства к устройству, от окружающей среды к устройству или наоборот, от устройства к окружающей среде, в частности, может быть использовано для охлаждения тепловыделяющих элементов компьютера.The invention relates to the field of heat engineering and can be used to transfer significant heat fluxes from device to device, from environment to device or vice versa, from device to environment, in particular, can be used to cool the heat-generating elements of a computer.

Известен теплообменный аппарат с промежуточным теплоносителем - тепловая труба, состоящая из одного или нескольких тепловоспринимающих участков, контактирующих с источником/источниками тепловой энергии, одного или нескольких паровых трубопроводов, одного или нескольких теплоотдающих участков, контактирующих с приемником/приемниками тепловой энергии, и одного или нескольких жидкостных трубопроводов, образующих замкнутую систему, внутри которой находится рабочее тело в виде жидкости и ее паров; в тепловой трубе между теплоотдающим участком и жидкостным трубопроводом, подающим жидкость из теплоотдающего участка в тепловоспринимающий участок, расположена перегородка из мелкопористого материала или капиллярный участок трубопровода; начальный участок жидкостного трубопровода, расположенный за перегородкой, снабжен устройством периодического или импульсного нагрева поступающей через перегородку жидкости, а форма и размеры сечения жидкостного трубопровода обеспечивают возможность перемещения парожидкостной смеси по трубопроводу в режиме "снарядного" кипения, при котором порции жидкости перемещаются по трубопроводу вместе с паровыми пробками без расслоения на отдельные паровые и жидкостные потоки.Known heat exchanger with an intermediate heat carrier - a heat pipe consisting of one or more heat-receiving sections in contact with a source / sources of thermal energy, one or more steam pipelines, one or more heat-transferring sections in contact with a receiver / receivers of thermal energy, and one or more liquid pipelines forming a closed system, inside of which there is a working fluid in the form of a liquid and its vapors; in the heat pipe between the heat transfer section and the liquid pipe supplying liquid from the heat transfer section to the heat transfer section, a partition of finely porous material or a capillary pipe section is located; the initial section of the liquid pipeline, located behind the partition, is equipped with a device for periodic or pulsed heating of the liquid coming through the partition, and the shape and size of the cross section of the liquid pipeline provide the ability to move the vapor-liquid mixture through the pipeline in the "shell" boiling mode, in which portions of the liquid move along the pipeline along with steam plugs without stratification into separate steam and liquid flows.

(RU 2275764 С1, Ермаков С.А. "Тепловая трубка с принудительной циркуляцией жидкости и тепловая трубка для охлаждения ноутбуков". 27.04.2006 г.)(RU 2275764 C1, S. Ermakov, “Heat pipe with forced fluid circulation and heat pipe for cooling laptops.” 04/27/2006)

Это техническое решение по выполняемой функции и достигаемому результату является наиболее близким к заявленному по выполняемым функциям и достигаемому результату. Оно принято в качестве ближайшего аналога (прототипа).This technical solution for the function performed and the result achieved is the closest to the declared function and the result achieved. It is taken as the closest analogue (prototype).

Недостатком прототипа является низкая скорость перемещения жидкого рабочего тела через перегородку из мелкопористого материала или капиллярный участок трубопровода, связанная с малым перепадом давлений по разные стороны перегородки, а также значительные затраты энергии, потребляемые устройством периодического или импульсного нагрева и необходимые для перемещения жидкого рабочего тела из теплоотдающего участка в тепловоспринимающий участок тепловой трубы.The disadvantage of the prototype is the low speed of movement of the liquid working fluid through the partition of finely porous material or the capillary section of the pipeline, associated with a small pressure drop on both sides of the partition, as well as the significant energy costs consumed by the device of periodic or pulse heating and necessary to move the liquid working fluid from the heat transfer plot in the heat-receiving section of the heat pipe.

Настоящее изобретение направлено на устранение этого недостатка и решает техническую задачу повышения производительности тепловой трубы и снижения затрат дополнительной энергии, требующейся для перемещения жидкого рабочего тела из теплоотдающего в тепловоспринимающий участок тепловой трубы.The present invention addresses this drawback and solves the technical problem of increasing the productivity of the heat pipe and reducing the cost of additional energy required to move the liquid working fluid from the heat transfer to the heat-receiving section of the heat pipe.

Для решения этой технической задачи тепловая труба, состоящая из одного или нескольких тепловоспринимающих участков, контактирующих с источником/источниками тепловой энергии, одного или нескольких паровых трубопроводов, одного или нескольких теплоотдающих участков, контактирующих с приемником/приемниками тепловой энергии, и одного или нескольких жидкостных трубопроводов, образующих замкнутую систему, внутри которой находится рабочее тело в виде жидкости и ее паров, содержит накопительно-вытеснительный участок жидкостного трубопровода, ограниченный устройствами, допускающими движение рабочего тела в направлении от теплоотдающего участка к накопительно-вытеснительному участку и в направлении от накопительно-вытеснительного участка к тепловоспринимающему участку, и препятствующими движению рабочего тела в обратном направлении, а накопительно-вытеснительный участок имеет ответвление трубопровода (ответвление первого уровня), содержащее: сообщающийся с накопительно-вытеснительным участком испарительный участок, контактирующий с источником тепловой энергии; расположенный за испарительным участком конденсационный участок, контактирующий с приемником тепловой энергии; расположенный за конденсационным участком накопительно-вытеснительный участок, который либо снабжен устройством периодического нагрева участка до температуры, превышающей температуру всех участков жидкостного трубопровода тепловой трубы и периодического охлаждения участка до температуры, не превышающей температуру всех участков жидкостного трубопровода тепловой трубы, либо имеет ответвление следующего уровня.To solve this technical problem, a heat pipe, consisting of one or more heat-receiving sections in contact with a source / sources of thermal energy, one or more steam pipelines, one or more heat-releasing sections in contact with a receiver / receivers of thermal energy, and one or more liquid pipelines forming a closed system, inside of which there is a working fluid in the form of a liquid and its vapors, contains a storage-displacing section of a liquid pipe water limited by devices that allow the movement of the working fluid in the direction from the heat-releasing section to the storage-displacing section and in the direction from the storage-displacing section to the heat-receiving section, and obstructing the movement of the working fluid in the opposite direction, and the storage-displacing section has a pipeline branch (branch first level), comprising: an evaporation section in contact with the storage-displacement section in contact with a source of thermal energy; a condensation section located behind the evaporation section in contact with the heat energy receiver; an accumulating-displacing section located behind the condensation section, which is either equipped with a device for periodically heating the section to a temperature higher than the temperature of all sections of the heat pipe fluid pipe and periodically cooling the section to a temperature not exceeding the temperature of all sections of the heat pipe fluid pipe, or has a branch of the next level.

В качестве устройств, допускающих движение рабочего тела в направлении от теплоотдающего участка к накопительно-вытеснительному участку жидкостного трубопровода тепловой трубы и в направлении от накопительно-вытеснительного участка к тепловоспринимающему участку, и препятствующих движению рабочего тела в обратном направлении, предпочтительно применены обратные клапаны.As devices that allow the movement of the working fluid in the direction from the heat-releasing section to the storage-displacing section of the heat pipe liquid pipe and in the direction from the storage-displacing section to the heat-receiving section, and preventing the movement of the working fluid in the opposite direction, preferably non-return valves are used.

В качестве устройства периодического нагрева и охлаждения накопительно-вытеснительного участка предпочтительно применен термоэлектрический модуль (элемент Пельтье).A thermoelectric module (Peltier element) is preferably used as a device for periodically heating and cooling the storage-displacement section.

Накопительно-вытеснительный участок жидкостного трубопровода предпочтительно содержит сосуд, сообщающийся верхней зоной с испарительным участком ответвления.The storage-displacement section of the liquid pipe preferably comprises a vessel communicating in the upper zone with the evaporative section of the branch.

Накопительно-вытеснительный участок ответвления предпочтительно содержит сосуд, сообщающийся нижней зоной с конденсационным участком ответвления, а верхней зоной с испарительным участком ответвления следующего уровня.The storage-displacement section of the branch preferably comprises a vessel communicating with the lower zone with the condensation section of the branch, and the upper zone with the evaporative section of the branch of the next level.

Жидкостный трубопровод предпочтительно содержит буферный сосуд, расположенный между тепловоспринимающим участком тепловой трубы и устройством, допускающим движение рабочего тела в направлении от накопительно-вытеснительного участка к тепловоспринимающему участку и препятствующим движению рабочего тела в обратном направлении, при этом между буферным сосудом и тепловоспринимающим участком расположен дроссельный клапан. Буферный сосуд предпочтительно снабжен устройством регулирования его температуры. В качестве устройства регулирования температуры буферного сосуда предпочтительно применен термоэлектрический модуль.The liquid pipe preferably comprises a buffer vessel located between the heat-receiving portion of the heat pipe and a device allowing movement of the working fluid in the direction from the storage-displacing portion to the heat-receiving portion and obstructing the movement of the working fluid in the opposite direction, while a throttle valve is located between the buffer vessel and the heat-receiving portion . The buffer vessel is preferably provided with a device for controlling its temperature. As a device for controlling the temperature of the buffer vessel, a thermoelectric module is preferably used.

Жидкостный трубопровод может содержать несколько накопительно-вытеснительных участков, размещенных по параллельной схеме, работа которых осуществлена со сдвигом фаз относительно друг друга.A liquid pipeline may contain several storage-displacing sections arranged in a parallel circuit, the operation of which is carried out with a phase shift relative to each other.

Форма и размеры сечения трубопроводов тепловой трубы и ответвлений предпочтительно обеспечивают возможность перемещения парожидкостной смеси по ним в режиме, при котором порции жидкости перемещаются по трубопроводу вместе с паровыми пробками без образования застойных зон жидкости. Способность жидкости перемещаться в любом направлении одновременно с вытесняющими или засасывающими ее потоками пара обеспечивается малым диаметром и округлым сечением трубопроводов, благодаря капиллярным силам, удерживающим паровые и жидкостные пробки в трубопроводах от слияния и расслоения.The shape and size of the cross section of the pipelines of the heat pipe and branches preferably provide the ability to move the vapor-liquid mixture through them in a mode in which portions of the liquid move along the pipeline along with the steam plugs without the formation of stagnant zones of liquid. The ability of a fluid to move in any direction at the same time as the steam flows displacing or sucking in it is ensured by the small diameter and rounded cross-section of the pipelines, due to capillary forces that keep the vapor and liquid plugs in the pipelines from merging and delaminating.

Использование заявленного изобретения позволит получить следующий технический результат.Using the claimed invention will allow to obtain the following technical result.

Тепловая труба обеспечит эффективную передачу тепловой энергии от источника/источников тепловой энергии к приемнику/приемникам тепловой энергии, независимо от их взаиморасположения в поле силы тяжести, исключительно за счет регулируемых затрат тепловой энергии, т.е. без применения динамического компрессорного или насосного оборудования.The heat pipe will ensure efficient transfer of thermal energy from the source / sources of thermal energy to the receiver / receivers of thermal energy, regardless of their relative position in the field of gravity, solely due to the regulated costs of thermal energy, i.e. without the use of dynamic compressor or pumping equipment.

Применение устройств принудительного нагрева и охлаждения накопительно-вытеснительных участков позволит быстро и в широких пределах регулировать температуру и, соответственно, внутреннее давление в данных участках, что позволит достичь значительных скоростей всасывания и вытеснения потоков жидкого рабочего тела, что, в свою очередь, повысит тепловую производительность тепловой трубы.The use of forced heating and cooling devices for storage-displacing sections will allow quickly and within wide limits to regulate the temperature and, accordingly, the internal pressure in these sections, which will allow to achieve significant rates of absorption and displacement of fluid flows, which, in turn, will increase thermal performance heat pipe.

Тепловая труба позволит обеспечить возврат жидкого рабочего тела из одного теплоотдающего участка в несколько тепловоспринимающих участков либо из нескольких теплоотдающих участков в один тепловоспринимающий участок с возможностью регулирования величины каждого жидкостного потока, при помощи соответствующего количества нагревающих/охлаждающих устройств и выбора режима их работы.The heat pipe will allow returning the liquid working fluid from one heat-releasing section to several heat-receiving sections or from several heat-releasing sections to one heat-receiving section with the possibility of regulating the magnitude of each liquid flow using the appropriate number of heating / cooling devices and choosing the mode of their operation.

Применение буферного сосуда позволит обеспечить равномерность подачи жидкого рабочего тела в тепловоспринимающий участок тепловой трубы.The use of a buffer vessel will ensure uniformity in the supply of liquid working fluid to the heat-receiving section of the heat pipe.

Применение ответвлений первого, второго и последующих уровней позволит снизить требования к мощности устройств принудительного нагрева и охлаждения и позволит в значительной мере использовать для перемещения жидкого рабочего тела энергию теплового поля, возникающего между источником/источниками тепловой энергии и приемником/приемниками тепловой энергии.The use of branches of the first, second and subsequent levels will reduce the power requirements of the forced heating and cooling devices and will make it possible to use to a large extent the heat of the heat generated between the source / sources of thermal energy and the receiver / receivers of thermal energy to move the liquid working fluid.

Применение нескольких накопительно-вытеснительных участков, перемещающих рабочее тело со сдвигом фаз относительно друг друга, позволит обеспечить равномерность подачи жидкого рабочего тела в испарительный участок тепловой трубы без применения буферного сосуда.The use of several storage-displacing sections moving the working fluid with a phase shift relative to each other will ensure uniformity in the supply of liquid working fluid to the evaporation section of the heat pipe without the use of a buffer vessel.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан вариант конструкции тепловой трубы с одним источником и одним приемником тепловой энергии.The invention is illustrated in the drawing, which shows a design variant of a heat pipe with one source and one receiver of thermal energy.

Конструкция устройства состоит из источника тепловой энергии 1, приемника тепловой энергии 2, тепловоспринимающего участка 3, испарительных участков 4 и 5, теплоотдающего участка 6, конденсационных участков 7 и 8, накопительно-вытеснительных сосудов 9-12, буферного сосуда 13, термоэлектрических модулей 14-16, обратных клапанов 17-20, дроссельного клапана 21, паровых трубопроводов 22-24, жидкостных трубопроводов 25-27.The design of the device consists of a source of thermal energy 1, a receiver of thermal energy 2, heat-receiving section 3, evaporation sections 4 and 5, heat-transfer section 6, condensation sections 7 and 8, storage-displacement vessels 9-12, buffer vessel 13, thermoelectric modules 14- 16, check valves 17-20, throttle valve 21, steam pipelines 22-24, liquid pipelines 25-27.

Работа тепловой трубы осуществлена следующим образом.The operation of the heat pipe is as follows.

Жидкое рабочее тело из буферного сосуда 13 через дроссельный клапан 21 под действием избыточного давления в буферном сосуде поступает в тепловоспринимающий участок 3, в котором испаряется под действием теплоты, поступающей от источника тепловой энергии 1. Образовавшиеся пары рабочего тела по паровому трубопроводу 22 перемещаются в теплоотдающий участок 6, в котором конденсируются, отдавая теплоту конденсации приемнику тепловой энергии 2.The liquid working fluid from the buffer vessel 13 through the throttle valve 21 under the influence of excess pressure in the buffer vessel enters the heat-receiving section 3, in which it evaporates under the action of heat coming from the heat source 1. The generated working fluid pairs through the steam pipe 22 are transferred to the heat-releasing section 6, in which they condense, giving off the heat of condensation to the heat energy receiver 2.

Подачу жидкого рабочего тела из теплоотдающего участка 6 в буферный сосуд 13 осуществляют при помощи накопительно-вытеснительных сосудов 9 и 10, функционирование которых осуществляют в два этапа.The supply of a liquid working fluid from the heat transfer section 6 to the buffer vessel 13 is carried out using storage and displacement vessels 9 and 10, the operation of which is carried out in two stages.

Работа накопительно-вытеснительного сосуда 9 осуществлена следующим образом. На первом этапе термоэлектрический модуль 14 отбирает теплоту от накопительно-вытеснительного сосуда 11 и передает ее приемнику тепловой энергии 2. В накопительно-вытеснительном сосуде 11 происходит конденсация паров рабочего тела с понижением внутреннего давления в сосуде. Под действием возникшего перепада давлений жидкое рабочее тело, заполняющее конденсационный участок 7, всасывается в накопительно-вытеснительный сосуд 11. В освободившемся пространстве конденсационного участка 7 осуществляется конденсация паров рабочего тела, поступающих по трубопроводам 23 и 26 через испарительный участок 4 из накопительно-вытеснительного сосуда 9.The work of the storage-displacement vessel 9 is as follows. At the first stage, the thermoelectric module 14 removes heat from the storage-displacement vessel 11 and transfers it to the heat energy receiver 2. In the storage-displacement vessel 11, the vapor of the working fluid is condensed with a decrease in the internal pressure in the vessel. Under the action of the resulting pressure drop, the liquid working fluid filling the condensation section 7 is sucked into the storage and displacement vessel 11. In the vacant space of the condensation section 7, the vapor of the working fluid is supplied through pipelines 23 and 26 through the evaporation section 4 from the storage and pressure vessel 9 .

В результате удаления паров рабочего тела и частичного испарения жидкого рабочего тела, в накопительно-вытеснительном сосуде 9 снижается температура и давление. Под действием возникшего перепада давлений между конденсационным участком 6 и накопительно-вытеснительным сосудом 9 открывается обратный клапан 17, через который жидкое рабочее тело из конденсационного участка 6 засасывается в накопительно-вытеснительный сосуд 9, заполняя его. Так как давление в разных участках испарительного контура жестко зависит от их температуры, всасывание осуществляется при температуре внутри накопительно-вытеснительных сосудов 9 и 11 ниже, чем температура других участков жидкостного трубопровода 25. Заполнение накопительно-вытеснительного сосуда 9 жидким рабочим телом будет осуществляться до тех пор, пока внутренний объем накопительно-вытеснительного сосуда 11 и конденсационного участка 7 не заполнится жидким рабочим телом и в конденсационном участке 7 не прекратится конденсация паров, либо пока не будет осуществлен переход ко второму этапу.As a result of the removal of the vapor of the working fluid and the partial evaporation of the liquid working fluid, the temperature and pressure are reduced in the storage-displacement vessel 9. Under the action of the resulting pressure differential between the condensation section 6 and the storage-displacement vessel 9, a check valve 17 opens, through which the liquid working fluid from the condensation section 6 is sucked into the storage-displacement vessel 9, filling it. Since the pressure in different parts of the evaporation circuit is strictly dependent on their temperature, suction is carried out at a temperature inside the storage and displacement vessels 9 and 11 lower than the temperature of other sections of the liquid pipeline 25. The storage and displacement vessel 9 will be filled with a liquid working medium until until the internal volume of the storage-displacement vessel 11 and the condensation section 7 is filled with a liquid working fluid and the vapor condensation stops in the condensation section 7, or until the transition to the second stage is completed.

На втором этапе осуществляют переполюсовку термоэлектрического модуля 14, в результате чего термоэлектрический модуль 14 начинает отбирать теплоту от приемника тепловой энергии 2 и передавать ее накопительно-вытеснительному сосуду 11. В накопительно-вытеснительном сосуде 11 происходит испарение рабочего тела с повышением внутреннего давления в сосуде. Жидкое рабочее тело, заполняющее накопительно-вытеснительный сосуд 11 и конденсационный участок 7, по трубопроводу 26 поступает в испарительный участок 4, в котором под действием теплоты, поступающей от источника тепловой энергии 1, испаряется. Выделяющиеся горячие пары по трубопроводу 23 перемещаются в накопительно-вытеснительный сосуд 9, повышая в нем давление и температуру.At the second stage, polarity reversal of the thermoelectric module 14 is carried out, as a result of which the thermoelectric module 14 begins to take heat from the heat energy receiver 2 and transfer it to the storage-displacement vessel 11. In the storage-displacement vessel 11, the working medium evaporates with increasing internal pressure in the vessel. The liquid working fluid filling the storage and displacement vessel 11 and the condensation section 7, through a pipe 26 enters the evaporation section 4, in which it evaporates under the action of heat from the source of thermal energy 1. Hot vapors released through the pipeline 23 are moved to the storage-displacement vessel 9, increasing the pressure and temperature in it.

При повышении давления внутри сосуда 9 выше, чем давление в конденсационном участке 6, автоматически перекрывается обратный клапан 17, а при повышении давления выше, чем давление в буферном сосуде 13, автоматически открывается обратный клапан 18, через который жидкое рабочее тело из накопительно-вытеснительного сосуда 9 вытесняется в буферный сосуд 13, заполняя его. Так как давление в разных участках испарительного контура жестко зависит от их температуры, вытеснение осуществляется при температуре внутри накопительно-вытеснительных сосудов 9 и 11 выше, чем температура других участков жидкостного трубопровода 25. Вытеснение жидкого рабочего тела из накопительно-вытеснительного сосуда 9 в буферный сосуд 13 будет осуществляться до тех пор, пока жидкое рабочее тело из накопительно-вытеснительного сосуда 11 не будет полностью вытеснено в конденсационный участок 7 и в сосуде 11 прекратится испарение жидкости, либо пока не будет осуществлен переход к первому этапу. Таким образом, чередуя этапы, осуществляют перемещение жидкого рабочего тела из конденсационного участка 6 в буферный сосуд 13.When the pressure inside the vessel 9 is higher than the pressure in the condensation section 6, the check valve 17 is automatically shut off, and when the pressure is higher than the pressure in the buffer vessel 13, the check valve 18 is automatically opened, through which the liquid working fluid from the storage-displacement vessel 9 is forced into the buffer vessel 13, filling it. Since the pressure in different parts of the evaporation circuit strictly depends on their temperature, the displacement is carried out at a temperature inside the storage and displacement vessels 9 and 11 higher than the temperature of other sections of the liquid pipeline 25. The displacement of the liquid working fluid from the storage and displacement vessel 9 into the buffer vessel 13 will be carried out until the liquid working fluid from the storage-displacement vessel 11 is completely displaced into the condensation section 7 and the evaporation of the liquid in the vessel 11 stops and, or until the transition to the first stage is completed. Thus, alternating steps, carry out the movement of the liquid working fluid from the condensation section 6 to the buffer vessel 13.

Работа накопительно-вытеснительного сосуда 10 осуществлена аналогичным образом, но в противофазе к работе накопительно-вытеснительного сосуда 9. Во время заполнения накопительно-вытеснительного сосуда 9 жидким рабочим телом из конденсационного участка 6, жидкое рабочее тело из накопительно-вытеснительного сосуда 10 вытесняется в буферный сосуд 13, и, наоборот, во время заполнения накопительно-вытеснительного сосуда 10 жидким рабочим телом из конденсационного участка 6, жидкое рабочее тело из накопительно-вытеснительного сосуда 9 вытесняется в буферный сосуд 13.The operation of the storage and displacement vessel 10 is carried out in a similar manner, but in antiphase to the operation of the storage and displacement vessel 9. When filling the storage and displacement vessel 9 with a liquid working fluid from the condensation section 6, the liquid working body from the storage and displacing vessel 10 is displaced into the buffer vessel 13, and vice versa, while filling the storage-displacement vessel 10 with a liquid working fluid from the condensation section 6, the liquid working fluid from the storage-displacing vessel 9 displaces into the buffer vessel 13.

Для поддержания давления внутри буферного сосуда 13 на требуемом уровне, предусмотрен термоэлектрический модуль 16. При значительном повышении давления, а следовательно, и температуры внутри буферного сосуда 13, термоэлектрический модуль 16 охлаждает буферный сосуд, передавая теплоту окружающей среде или одному из участков тепловой трубы. В буферном сосуде 13 при этом происходит конденсация части паров рабочего тела с соответствующим снижением давления и температуры. При значительном понижении давления и температуры в буферном сосуде 13 осуществляют обратный процесс.To maintain the pressure inside the buffer vessel 13 at the required level, a thermoelectric module 16 is provided. With a significant increase in pressure, and therefore the temperature inside the buffer vessel 13, the thermoelectric module 16 cools the buffer vessel, transferring heat to the environment or one of the sections of the heat pipe. In the buffer vessel 13, a part of the vapor of the working fluid is condensed with a corresponding decrease in pressure and temperature. With a significant decrease in pressure and temperature in the buffer vessel 13, the reverse process is carried out.

Claims (10)

1. Тепловая труба, состоящая из одного или нескольких тепловоспринимающих участков, контактирующих с источником/источниками тепловой энергии, одного или нескольких паровых трубопроводов, одного или нескольких теплоотдающих участков, контактирующих с приемником/приемниками тепловой энергии, и одного или нескольких жидкостных трубопроводов, образующих замкнутую систему, внутри которой находится рабочее тело в виде жидкости и ее паров, жидкостный трубопровод имеет накопительно-вытеснительный участок, ограниченный устройством, допускающим движение рабочего тела в направлении от теплоотдающего участка к накопительно-вытеснительному участку и препятствующим движению рабочего тела в обратном направлении, отличающаяся тем, что накопительно-вытеснительный участок ограничен также устройством, допускающим движение рабочего тела в направлении от накопительно-вытеснительного участка к тепловоспринимающему участку и препятствующим движению рабочего тела в обратном направлении, а накопительно-вытеснительный участок имеет ответвление, содержащее: сообщающийся с накопительно-вытеснительным участком испарительный участок, контактирующий с источником тепловой энергии; расположенный за испарительным участком конденсационный участок, контактирующий с приемником тепловой энергии; расположенный за конденсационным участком накопительно-вытеснительный участок, который либо снабжен устройством периодического нагрева участка до температуры, превышающей температуру участков жидкостного трубопровода тепловой трубы, и периодического охлаждения участка до температуры, не превышающей температуру участков жидкостного трубопровода тепловой трубы, либо имеет ответвление следующего уровня.1. A heat pipe consisting of one or more heat-receiving sections in contact with a source / sources of thermal energy, one or more steam pipelines, one or more heat-releasing sections in contact with a receiver / receivers of thermal energy, and one or more liquid pipelines forming a closed the system inside which the working fluid is in the form of a liquid and its vapors, the liquid pipeline has an accumulative-displacing section, limited by a device of tolerance which allows the movement of the working fluid in the direction from the heat-releasing section to the storage-displacing section and obstructing the movement of the working medium in the opposite direction, characterized in that the storage-displacing section is also limited by a device allowing movement of the working medium in the direction from the storage-displacing section to the heat-receiving section and obstructing the movement of the working fluid in the opposite direction, and the storage-displacing section has a branch containing: communicating with the accumulate flax-displacing portion evaporating portion in contact with the heat source; a condensation section located behind the evaporation section in contact with the heat energy receiver; a storage-displacing section located behind the condensation section, which is either equipped with a device for periodically heating the section to a temperature higher than the temperature of the sections of the heat pipe liquid pipe, and periodically cooling the section to a temperature not exceeding the temperature of the sections of the heat pipe liquid pipe, or has a branch of the next level. 2. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что в качестве устройств, допускающих движение рабочего тела в направлении от теплоотдающего участка к накопительно-вытеснительному участку жидкостного трубопровода и в направлении от накопительно-вытеснительного участка к тепловоспринимающему участку, и препятствующих движению рабочего тела в обратном направлении, применены обратные клапана.2. The heat pipe according to claim 1, characterized in that as devices that allow the movement of the working fluid in the direction from the heat transfer section to the storage-displacement section of the liquid pipeline and in the direction from the storage-displacement section to the heat-receiving section, and preventing the movement of the working fluid in the opposite direction, check valves are applied. 3. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что в качестве устройства периодического нагрева и охлаждения накопительно-вытеснительного участка применен термоэлектрический модуль (элемент Пельтье).3. The heat pipe according to claim 1, characterized in that a thermoelectric module (Peltier element) is used as a device for periodically heating and cooling the storage-displacement section. 4. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что накопительно-вытеснительный участок жидкостного трубопровода содержит сосуд, сообщающийся верхней зоной с испарительным участком ответвления.4. The heat pipe according to claim 1, characterized in that the storage-displacement section of the liquid pipe contains a vessel communicating in the upper zone with the evaporative branch section. 5. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что накопительно-вытеснительный участок ответвления содержит сосуд, сообщающийся нижней зоной с конденсационным участком ответвления, а верхней зоной с испарительным участком ответвления следующего уровня.5. The heat pipe according to claim 1, characterized in that the storage-displacement section of the branch contains a vessel communicating with the lower zone with the condensation section of the branch, and the upper zone with the evaporative section of the branch of the next level. 6. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что жидкостный трубопровод содержит буферный сосуд, расположенный между тепловоспринимающим участком тепловой трубы и устройством, допускающим движение рабочего тела в направлении от накопительно-вытеснительного участка к тепловоспринимающему участку и препятствующим движению рабочего тела в обратном направлении, при этом между буферным сосудом и тепловоспринимающим участком расположен дроссельный клапан.6. The heat pipe according to claim 1, characterized in that the liquid pipe contains a buffer vessel located between the heat-receiving section of the heat pipe and a device allowing movement of the working fluid in the direction from the storage-displacing section to the heat-receiving section and preventing the movement of the working fluid in the opposite direction while a throttle valve is located between the buffer vessel and the heat-receiving portion. 7. Тепловая труба по п.6, отличающаяся тем, что буферный сосуд снабжен устройством регулирования его температуры.7. The heat pipe according to claim 6, characterized in that the buffer vessel is equipped with a device for controlling its temperature. 8. Тепловая труба по п.7, отличающаяся тем, что в качестве устройства регулирования температуры буферного сосуда применен термоэлектрический модуль.8. The heat pipe according to claim 7, characterized in that a thermoelectric module is used as a device for controlling the temperature of the buffer vessel. 9. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что жидкостный трубопровод содержит несколько накопительно-вытеснительных участков, размещенных по параллельной схеме, работа которых осуществлена со сдвигом фаз относительно друг друга.9. The heat pipe according to claim 1, characterized in that the liquid pipe contains several cumulatively displacing sections arranged in a parallel circuit, the operation of which is carried out with a phase shift relative to each other. 10. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что форма и размеры сечения трубопроводов тепловой трубы и ответвлений обеспечивают возможность перемещения парожидкостной смеси по ним в режиме, при котором порции жидкости перемещаются по трубопроводу вместе с паровыми пробками без образования застойных зон жидкости. 10. The heat pipe according to claim 1, characterized in that the shape and size of the cross-section of the heat pipe pipelines and branches provide the ability to move the vapor-liquid mixture through them in a mode in which portions of liquid move along the pipeline together with steam plugs without the formation of stagnant zones of liquid.
RU2007140156/06A 2007-10-29 2007-10-29 Heat pipe RU2361168C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007140156/06A RU2361168C1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Heat pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007140156/06A RU2361168C1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Heat pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007140156A RU2007140156A (en) 2009-05-10
RU2361168C1 true RU2361168C1 (en) 2009-07-10

Family

ID=41019527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007140156/06A RU2361168C1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Heat pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361168C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553827C1 (en) * 2014-02-25 2015-06-20 Александр Михайлович Деревягин Heat transfer method and device
RU2643930C2 (en) * 2016-07-04 2018-02-06 Александр Михайлович Деревягин Method and device for heat transfer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553827C1 (en) * 2014-02-25 2015-06-20 Александр Михайлович Деревягин Heat transfer method and device
WO2015130197A1 (en) 2014-02-25 2015-09-03 Александр Михайлович ДЕРЕВЯГИН Method and device for heat transfer
DE112015000961B4 (en) * 2014-02-25 2021-03-18 Alexandr Mikhailovich Derevyagin Method and device for heat transfer
RU2643930C2 (en) * 2016-07-04 2018-02-06 Александр Михайлович Деревягин Method and device for heat transfer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007140156A (en) 2009-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104040280B (en) Cooling device
JPS5818574B2 (en) heat pump
BR112012019823B1 (en) TEMPERATURE DIFFERENTIAL MECHANISM DEVICE AND USE OF THE SAME
CN103987237B (en) A kind of based on solid absorption driving and the electronic-device radiator of heat pipe intensified heat transfer
JP2017502251A (en) Fluid processing apparatus and method for heating or cooling a fluid stream
RU2361168C1 (en) Heat pipe
US5507158A (en) Device for indirect production of cold for refrigerating machine
US20170101900A1 (en) Exhaust heat collecting system
JP2007285649A (en) Absorption heating value control method for absorption heat pump device, and absorption heat pump device
KR101210968B1 (en) Hybrid absorption type air conditioning system
EP2686551A2 (en) Solar energy system
JP6697344B2 (en) Exhaust heat recovery system, exhaust heat recovery method, and cooling system
JP6632951B2 (en) Absorption refrigerator
RU2334379C1 (en) Thermal pipe with forced circulation of fluid
WO2022029889A1 (en) Cooling device and space structure
JP2008232534A (en) Vapor production system and vapor production method
CN1214440A (en) Double effect absorption cold or hot water generating machine
Paurine et al. Development of a thermo-gravity pumping mechanism for circulating the working fluids in a novel LiBr–H2O vapour absorption refrigeration (VAR) system
WO2013136606A1 (en) Steam generating system
RU2297578C1 (en) Method and device for controlled fluid transporting
US20230221080A1 (en) Liquid vapor composite heat dissipation system
CN109477672A (en) Hybrid heat pipe
JP2003343939A (en) Absorption refrigerating machine
RU2357163C1 (en) Radiant panel cooling device
EA200702393A1 (en) DEVICE FOR OBTAINING HEAT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121030