基于热管的变压器余热利用装置的制作方法

1.本发明涉及一种变压器余热利用技术。


背景技术：

2.变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，在具体运行过程中，在电磁作用下，变压器的绕组和铁芯会发热，而由于现有干式变压器独特的设计运行方式，导致其散热效果并不理想，在发热情况下如果不能及时将热量带走，可能导致干式变压器烧毁甚至爆炸的严重事故；干式变压器内部采用的冷却方法主要是风冷装置冷却，但风冷装置可以冷却降温的范围小，容易受环境因素影响，且经常会造成干式变压器铜铁损大、过载和抗短路电流能力小、绝缘寿命短，以及安全等级不足的问题；而干式变压器散热效果不理想，会造成变压器运行安全隐患；因此，出现了油浸式变压器，在油浸式变压器中利用油进行降温，油具有良好的绝缘性以及导热性，通过变压油带走变压器发出的热量直接散失在室外环境中，造成余热资源的浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有的油浸式变压器发出的热量直接散失在室外环境中，造成余热资源浪费的问题，提出了一种基于热管的变压器余热利用装置。
4.本发明所述的基于热管的变压器余热利用装置包括油循环泵、热交换器、冷凝器、压缩机和热管；
5.所述油循环泵的进油口与变压器油箱的出油口相连通；油循环泵的出油口与热交换器的进油口相连通；热交换器的出油口与变压器油箱的回油口相连通；
6.所述热交换器的热泵工质出口与压缩机的热泵工质入口相连通；压缩机的热泵工质出口与冷凝器的热泵工质入口相连通；冷凝器的热泵工质出口通过与热交换器的热泵工质入口相连通；
7.所述热管包括管壳和内芯；
8.所述管壳为两端封闭的筒形结构；
9.所述内芯设置在管壳的内侧壁上；
10.所述热管的一端为蒸发段，热管的另一端为冷凝段，在热管的蒸发段与冷凝段之间为绝热段；
11.所述冷凝器设置在热管的蒸发段内，热管的冷凝段位于待放热区；并且热管填充散热工质。
12.进一步的，该余热利用装置还包括节流阀；
13.所述节流阀设置在热交换器与冷凝器之间连通的管路上。
14.进一步的，所述热管的蒸发段上设有翅片；
15.所述翅片设置在管壳的外壁上。
16.进一步的，所述变压器油箱的出油口设置在变压器油箱的顶端，变压器油箱的进
油口设置在变压器油箱的底端。
17.进一步的，热交换器中的热泵工质为乙二醇防冻液。
18.进一步的，热管中的散热工质为水。
19.本发明的工作原理为：利用油循环泵将变压器油携带的热量转移至热交换器中的热泵工质内；在压缩机的作用下，将变压器油携带的热量以及压缩机的机械能同时传输到冷凝器中，由于冷凝器设置在热管中，冷凝器在热管的蒸发段完成散热，该热量使得热管中的散热工质转换为气体，该气体经过绝热段传输至冷凝段，在冷凝段完成散热最后转换为液体回到蒸发段，同时热管的冷凝段设置在待放热区，实现有针对性的加热。
20.本发明的有益效果为：利用热交换器、冷凝器以及压缩机，将变压器余温有针对性的转移至待放热区；其中在转移的过程中，该基于热管的变压器余热利用装置既遵循热力学第一定律，在热量传递与转换的过程中，遵循着守恒的数量关系(在不考虑传输过程中的热量损耗情况下，从变压器油携带的热量与压缩机的机械能之和等于传递后待放热区得到的热能)；又遵循着热力学第二定律，热量不可能自发、不付出代价的、自动地从低温物体转移至高温物体(利用压缩机的高位能拖动，迫使变压器油携带的热量传递给冷凝器)，实现了对变压器对余热资源的有效利用。
附图说明
21.图1为具体实施方式一所述的基于热管的变压器余热利用装置的结构原理图；
22.图2为具体实施方式一中热管的结构示意图。
具体实施方式
23.具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的基于热管的变压器余热利用装置，该余热利用装置包括油循环泵2、热交换器3、冷凝器4、压缩机5和热管7；
24.所述油循环泵2的进油口与变压器1油箱的出油口相连通；油循环泵2的出油口与热交换器3的进油口相连通；热交换器3的出油口与变压器1油箱的回油口相连通；
25.所述热交换器3的热泵工质出口与压缩机5的热泵工质入口相连通；压缩机5的热泵工质出口与冷凝器4的热泵工质入口相连通；冷凝器4的热泵工质出口通过与热交换器3的热泵工质入口相连通；
26.所述热管7包括管壳和内芯；
27.所述管壳为两端封闭的筒形结构；
28.所述内芯设置在管壳的内侧壁上；
29.所述热管7的一端为蒸发段，热管7的另一端为冷凝段，在热管7的蒸发段与冷凝段之间为绝热段；
30.所述冷凝器4设置在热管7的蒸发段内，热管7的冷凝段位于待放热区；并且热管7填充散热工质。
31.在本实施方式中，内芯具有使冷凝的散热工质回流到管壳蒸发段的作用，同时本实施方式所述的基于热管的变压器余热利用装置存在三次热交换；第一次热交换发生在热交换器3内；第二次热交换发生在冷凝器4；第三次热交换发生在热管7的冷凝段。
32.具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于热管的变压器余热利用装置进一步限定，在本实施方式中，该余热利用装置还包括节流阀6；
33.所述节流阀6设置在热交换器3与冷凝器4之间连通的管路上。
34.在本实施方式中，通过设置节流阀6控制热泵工质流速，继而实现对散热温度的控制。
35.具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于热管的变压器余热利用装置进一步限定，在本实施方式中，所述热管7的蒸发段上设有翅片；
36.所述翅片设置在管壳的外壁上。
37.在本实施方式中，翅片大大增加了对流换热面积，可以强化管壳冷凝段的对流散热过程并降低散热过程中流体的阻力，减少金属消耗量，从而提高了热管7的经济性和运行可靠性。
38.具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于热管的变压器余热利用装置进一步限定，在本实施方式中，所述变压器1油箱的出油口设置在变压器1油箱的顶端，变压器1油箱的进油口设置在变压器1油箱的底端。
39.在本实施方式中，变压器1油箱中的油在升温后向上运动，因此将出油口置在变压器1油箱的顶端更能增加对变压器1的散热作用，避免变压器1出现过热的情况。
40.具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于热管的变压器余热利用装置进一步限定，在本实施方式中，热交换器3中的热泵工质为乙二醇防冻液。
41.在本实施方式中，乙二醇防冻液更能适合冬季外部的寒冷温度。
42.具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于热管的变压器余热利用装置进一步限定，在本实施方式中，热管7中的散热工质为水。
43.在本实施方式中，散热工质为水更容易气化以及传输。
44.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。