基于昼夜温差的热管式节能换热装置的制作方法

本实用新型涉及换热装置技术领域，特别涉及热管式节能换热装置技术领域，具体是指一种基于昼夜温差的热管式节能换热装置。

背景技术：

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。具体来说，换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

热管是一种具有快速均温特性的传热元件，其中空的金属管体，使其具有质轻的特点，而其快速均温的特性，则使其具有优异的热超导性能。热管充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管式换热器是将换热器和热管结合成一体的换热装置。以热管为传热元件的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。

但是，以往的空气换热装置是通过室内热空气和室外冷空气进行热交换，但是当室外温度较高(如平原夏季白天，戈壁、沙漠地带的白天)，室内和室外空气温差较小，换热装置的换热效率就很低甚至无法进行热交换。

因此，需要提供一种空气换热装置，其能够解决在夏季白天气温高时换热装置换热效率低甚至无法进行热交换的问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的缺点，本实用新型的一个目的在于提供一种基于昼夜温差的热管式节能换热装置，其能够解决在夏季白天气温高时换热装置换热效率低甚至无法进行热交换的问题，适于大规模推广应用。

本实用新型的另一目的在于提供一种基于昼夜温差的热管式节能换热装置，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，本实用新型的基于昼夜温差的热管式节能换热装置，其特点是，包括室内热管式蒸发器、储能换热器和室外热管式冷凝器，所述储能换热器包括换热器壳体和冷却储能介质，所述冷却储能介质位于所述换热器壳体内，所述室内热管式蒸发器包括蒸发器壳体和蒸发器热管，所述蒸发器壳体具有室内热空气进口和室内冷空气出口，所述蒸发器热管穿设所述蒸发器壳体和所述换热器壳体，所述蒸发器热管的蒸发段位于所述蒸发器壳体内并位于所述室内热空气进口和所述室内冷空气出口之间，所述蒸发器热管的冷凝段位于所述换热器壳体内并位于所述冷却储能介质中，所述室外热管式冷凝器包括冷凝器壳体和冷凝器热管，所述冷凝器壳体具有室外冷空气进口和室外热空气出口，所述冷凝器热管穿设所述冷凝器壳体和所述换热器壳体，所述冷凝器热管的蒸发段位于所述换热器壳体内并位于所述冷却储能介质中，所述冷凝器热管的冷凝段位于所述冷凝器壳体内并位于所述室外冷空气进口和所述室外热空气出口之间。

较佳地，所述蒸发器热管和所述冷凝器热管均为重力式热管，所述重力式热管均竖向设置，所述储能换热器位于所述室内热管式蒸发器上，所述室外热管式冷凝器位于所述储能换热器上。

较佳地，所述冷却储能介质为液体冷却储能介质。

更佳地，所述液体冷却储能介质为水。

较佳地，所述的基于昼夜温差的热管式节能换热装置还包括室内热空气驱动器，所述室内热空气驱动器设置在所述室内热空气进口中。

更佳地，所述室内热空气驱动器是室内风机。

较佳地，所述的基于昼夜温差的热管式节能换热装置还包括室外冷空气驱动器，所述室外冷空气驱动器设置在所述室外冷空气进口中。

更佳地，所述室外冷空气驱动器是室外风机。

较佳地，所述蒸发器壳体、所述换热器壳体和所述冷凝器壳体一体成型。

较佳地，所述换热器壳体设置有保温层。

本实用新型的有益效果主要在于：

1、本实用新型的基于昼夜温差的热管式节能换热装置包括室内热管式蒸发器、储能换热器和室外热管式冷凝器，室内热管式蒸发器的蒸发器热管连接储能换热器，室外热管式冷凝器的冷凝器热管连接储能换热器，使用时，在白天，在室内空气温度高于储能换热器中的冷却储能介质时，室内热空气进入室内热管式蒸发器，经蒸发器热管将热量传递给冷却储能介质，室内热空气成为室内冷空气并从室内热管式蒸发器排出，在晚上，在室外空气温度低于冷却储能介质时，室外冷空气进入室外热管式冷凝器，冷却储能介质经冷凝器热管将热量传递给室外冷空气，室外冷空气成为室外热空气并从室外热管式冷凝器排出，因此，其能够解决在夏季白天气温高时换热装置换热效率低甚至无法进行热交换的问题，适于大规模推广应用。

2、本实用新型的基于昼夜温差的热管式节能换热装置包括室内热管式蒸发器、储能换热器和室外热管式冷凝器，室内热管式蒸发器的蒸发器热管连接储能换热器，室外热管式冷凝器的冷凝器热管连接储能换热器，使用时，在白天，在室内空气温度高于储能换热器中的冷却储能介质时，室内热空气进入室内热管式蒸发器，经蒸发器热管将热量传递给冷却储能介质，室内热空气成为室内冷空气并从室内热管式蒸发器排出，在晚上，在室外空气温度低于冷却储能介质时，室外冷空气进入室外热管式冷凝器，冷却储能介质经冷凝器热管将热量传递给室外冷空气，室外冷空气成为室外热空气并从室外热管式冷凝器排出，因此，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本实用新型的基于昼夜温差的热管式节能换热装置的一具体实施例的侧视透视示意图，其中空心箭头表示室内空气流向，实心箭头表示室外空气流向。

图2是图1所示的具体实施例的主视透视示意图。

(符号说明)

1室内热管式蒸发器；11蒸发器壳体；12蒸发器热管；13室内热空气进口；14室内冷空气出口；2储能换热器；21换热器壳体；22冷却储能介质；3室外热管式冷凝器；31冷凝器壳体；32冷凝器热管；33室外冷空气进口；34室外热空气出口；4室内热空气驱动器；41室内风机；5室外冷空气驱动器；51室外风机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参见图1～图2所示，在本实用新型的一具体实施例中，本实用新型的基于昼夜温差的热管式节能换热装置包括室内热管式蒸发器1、储能换热器2和室外热管式冷凝器3，所述储能换热器2包括换热器壳体21和冷却储能介质22，所述冷却储能介质22位于所述换热器壳体21内，所述室内热管式蒸发器1包括蒸发器壳体11和蒸发器热管12，所述蒸发器壳体11具有室内热空气进口13和室内冷空气出口14，所述蒸发器热管12穿设所述蒸发器壳体11和所述换热器壳体21，所述蒸发器热管12的蒸发段位于所述蒸发器壳体11内并位于所述室内热空气进口13和所述室内冷空气出口14之间，所述蒸发器热管12的冷凝段位于所述换热器壳体21内并位于所述冷却储能介质22中，所述室外热管式冷凝器3包括冷凝器壳体31和冷凝器热管32，所述冷凝器壳体31具有室外冷空气进口33和室外热空气出口34，所述冷凝器热管32穿设所述冷凝器壳体31和所述换热器壳体21，所述冷凝器热管32的蒸发段位于所述换热器壳体21内并位于所述冷却储能介质22中，所述冷凝器热管32的冷凝段位于所述冷凝器壳体31内并位于所述室外冷空气进口33和所述室外热空气出口34之间。

所述蒸发器热管12和所述冷凝器热管32可以是任何合适的热管，请参见图1～图2所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述蒸发器热管12和所述冷凝器热管32均为重力式热管，所述重力式热管均竖向设置，所述储能换热器2位于所述室内热管式蒸发器1上，所述室外热管式冷凝器3位于所述储能换热器2上。

所述冷却储能介质22可以是任何合适的冷却储能介质，只要在相同体积下，吸收相同热量，冷却储能介质的温升小于常压空气的温升即可，较佳地，所述冷却储能介质22为液体冷却储能介质。在本实用新型的一具体实施例中，所述液体冷却储能介质为水。

为了驱动室内热空气进入室内热管式蒸发器1，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的基于昼夜温差的热管式节能换热装置还包括室内热空气驱动器4，所述室内热空气驱动器4设置在所述室内热空气进口13中。

所述室内热空气驱动器4可以是任何合适的空气驱动器，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述室内热空气驱动器4是室内风机41。

为了驱动室外冷空气进入室外热管式冷凝器3，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的基于昼夜温差的热管式节能换热装置还包括室外冷空气驱动器5，所述室外冷空气驱动器5设置在所述室外冷空气进口33中。

所述室外冷空气驱动器5可以是任何合适的空气驱动器，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述室外冷空气驱动器5是室外风机51。

所述蒸发器壳体11、所述换热器壳体21和所述冷凝器壳体31可以是单独的壳体，也可以一体成型，请参见图1～图2所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述蒸发器壳体11、所述换热器壳体21和所述冷凝器壳体31一体成型。

为了保持所述换热器壳体21内的冷却储能介质22的温度，在本实用新型的一具体实施例中，所述换热器壳体21设置有保温层(图中未示出)。

本实用新型工作时，在夏季白天室外温度较高(高于冷却储能介质22的温度)时，室内热空气从蒸发器壳体11的室内热空气进口13进入室内热管式蒸发器1，通过蒸发器热管12的蒸发段将热量传递给蒸发器热管12，热量从蒸发器热管12的冷凝段传递给冷却储能介质22，冷却储能介质22温度升高，室内热空气温度降低成为室内冷空气并从蒸发器壳体11的室内冷空气出口14排出室内热管式蒸发器1至室内，而由于室外空气温度较高(高于冷却储能介质22的温度)，冷却储能介质22的热量不会通过冷凝器热管32传递给室外空气；在夏季晚上室外温度较低(低于冷却储能介质22的温度)时，室外冷空气从冷凝器壳体31的室外冷空气进口33进入室外热管式冷凝器3，冷却储能介质22通过冷凝器热管32的蒸发段将热量传递给冷凝器热管32，热量从冷凝器热管32的冷凝段传递给室外冷空气，冷却储能介质22温度降低，室外冷空气温度升高成为室外热空气并从冷凝器壳体31的室外热空气出口34排出室外热管式冷凝器3至大气。

以下以冷却储能介质22为水作为例子，进一步说明本实用新型的工作原理：

因为水的比热容接近于常压空气的4倍，水的密度接近于常压空气的775倍。根据热力学公式△t＝Q/cm，其中，△t是指改变的温度，Q是指散失或者得到的热量，c是比热容，即指单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的热量，m是指物体的质量，则相同体积内，相同热量下，水的温升仅为常压空气的1/3100。因此以水为冷却储能介质22，外部做好保温层，即使在戈壁、沙漠地带等夏季白天气温较高时，水的温度也不会很高，可以作为很好的过度冷源。

本实用新型利用冷却储能介质22(通常为水)作为中间过度冷源，白天室外温度高时，室内热空气和温度较低的冷却储能介质22通过蒸发器热管12进行换热，降低室内热空气的温度，升高冷却储能介质22本身温度。当晚上室外温度低时，温度高的冷却储能介质22和室外冷空气通过冷凝器热管32进行换热，降低冷却储能介质22本身温度，以此周而复始。而且本实用新型的热管具有单向导热性，因此室外温度高时，不会将热量通过热管传递到冷却储能介质22和室内，冷却储能介质22和室内只需做好保温层。

因此，本实用新型利用昼夜温差和冷却储能介质交错换热，解决了在夏季白天气温高时，换热装置换热效率低甚至无法进行热交换的问题，而且本实用新型只需配备空气驱动器例如风机，无需其它耗能装置，相比空调大大减少了电能消耗，有利于电能缺少的地区推广使用。本实用新型运动部件少，可靠性高，维护成本低。

综上，本实用新型的基于昼夜温差的热管式节能换热装置能够解决在夏季白天气温高时换热装置换热效率低甚至无法进行热交换的问题，设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

由此可见，本实用新型的目的已经完整并有效的予以实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本实用新型包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。