Электронная тепловая труба

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике, а именно в устройствах для передачи тепла. Электронная тепловая труба включает в своем составе испаритель, паропровод, теплообменник-охладитель, паропровод, причем в качестве испарителя выступает катод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала с нанесенным на его внутреннюю поверхность эмиссионным слоем из материала с низкой работой выхода электронов, в качестве теплообменника-охладителя выступает анод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала и нанесенного на его внутреннюю поверхность слоя восприятия электронов из материала с низкой работой выхода, причем анод электрически последовательно через потребитель электроэнергии соединен с катодом. При этом выходное отверстие катода гидравлически через паропровод соединено со входным отверстием анода, а выходное отверстие анода гидравлически последовательно через конденсаторопровод, обратный клапан и устройство передачи энергии рабочему телу, например насос, соединено со сходным отверстием катода, а в качестве паропровода и конденсаторопровода выступают элементы трубопровода из электронепроводящего материала. Изобретение позволяет снизить массу электронной тепловой трубы, а также повысить её быстродействие, надёжность и долговечность. 1 ил.

 

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике, а именно в устройствах для передачи тепла.

Известна высокотемпературная тепловая труба по патенту № 2241188, которая содержит частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации, выполненный из диэлектрического материала с плотно облегающим его снаружи защитным металлическим кожухом; цоколь, закрепленный на корпусе с торца зоны испарения, на котором внутри корпуса закреплен нагреватель в виде пары электродов, изготовленных из пластин, выполненных из электролизостойкого материала и установленных параллельно друг другу и перпендикулярно оси корпуса; питание электродов, выполненное на переменном токе; теплоноситель выполнен из электропроводящего материала; на корпусе с торца в зоне конденсации установлена герметизирующая пробка, на торце которой закреплен контейнер с геттером, причем в качестве диэлектрического материала корпуса выбрана керамика, на внутренней поверхности которой, контактирующей с теплоносителем, нанесен слой тугоплавкого металла, например вольфрама, совместимый с парами теплоносителя, герметичный корпус заполнен теплоносителем в твердом состоянии, электроды установлены в теплоносителе, глубина погружения верхнего электрода "h" в теплоноситель и уровень заливки жидкого теплоносителя "Н" в корпус связаны соотношением h/H-0,65-0,75. Тепловая труба снабжена датчиком уровня теплоносителя в корпусе, например, в виде датчика сопротивления тока, между электродами и системой автоматического управления разогревом и работой тепловой трубы.

Известна тепловая труба по патенту № 2083940, которая содержит обогреваемый в зоне испарения и охлаждаемый в зоне конденсации герметичный корпус, внутри которого у внутренней стенки корпуса установлена капиллярная структура, по крайней мере, часть которой в исходном состоянии заполнена рабочим телом в виде химически активного по отношению к кислороду внешней вакуумной среды щелочного металла лития, или натрия, или калия, причем корпус выполнен из гетероактивного по отношению к кислороду внешней вакуумной среды металла, а на наружную поверхность корпуса, по крайней мере в зоне конденсации, нанесено покрытие с шероховатой наружной поверхностью из материала, обладающего малой пропускной способностью кислорода внешней вакуумной среды, в качестве гетероактивного по отношению к кислороду внешней вукуумной среды металла выбран титан или его сплав, или ниобий или его сплав, или тантал или его сплав, а в качестве материала, обладающего малой пропускной способностью кислорода внешней вакуумной среды, выбрана хромоникелевая шпинель.

Недостатками аналогов является наличие теплоносителя - жидкости или жидкого металла, наличие которых существенно увеличивает массу теплопередающего устройства.

Прототипом заявляемого изобретения является классическая контурная тепловая труба (КТТ), приведенная в патенте СССР № 449213. КТТ содержит испаритель, паропровод, теплообменник-конденсатор, конденсаторопровод.

Устройство по прототипу работает следующим образом. Испаритель нагревается под действием тепла объекта. Жидкость в испарителе нагревается до температур, при которых происходит ее превращение в пар. Тем самым тепло нагрева идет на переход жидкости в пар. Далее пар направляется в паропровод и поступает в конденсатор-теплообменник, где происходит его охлаждение и конденсация, то есть опять образуется жидкость. Таким образом происходит передача тепла от источника нагрева испарителя к конденсатору. Данная жидкость направляется в конденсаторопровод, проходя по которому данная жидкость поступает в испаритель и цикл охлаждения повторяется заново.

Недостатком прототипа является то, что для реализации контурной тепловой трубы необходимо также применять жидкость, что увеличивает массу КТТ. При этом необходимость применения капиллярных эффектов накладывает ограничения на диаметр трубопроводов.

Технической задачей, вытекающей из современного уровня науки и техники, является повышение надежности и долговечности тепловых труб, в том числе КТТ с одновременным снижением их массы и стоимости.

Указанная техническая задача решается тем, что в качестве теплоносителя применяются электроны, выходящие из слоя материала с низкой работой выхода электронов при термоэлектронной эмиссии, нанесенного на поверхность нагреваемого элемента.

Это достигается тем, что в качестве испарителя применяется участок трубопровода, выполненный из электропроводящего материала. Причем на его внутреннюю поверхность нанесен эмиссионный слой с низкой работой выхода электронов при нагреве. Участок трубопровода из электропроводящего материала и нанесенный на его внутреннюю поверхность эмиссионный слой представляют собой катод. В качестве теплообменника-охладителя применяется участок трубопровода, выполненный из электропроводящего материала, на внутреннюю поверхность которого нанесен слой восприятия электронов (СВЭ) из материала с низкой работой выхода электронов. Причем материал СВЭ должен иметь величину работы выхода электронов в рабочих условиях ЭТТ ниже величины работы выхода электронов эмиссионного слоя катода. Участок трубопровода с нанесенным на его внутреннюю поверхность СВЭ представляет собой анод. Причем выходное отверстие катода гидравлически через трубопровод, выполненный из электронепроводящего материала, соединен с входным отверстием анода. Выходное отверстие анода гидравлически через участок трубопровода из электронепроводящего материала, обратный клапан и устройство для передачи энергии рабочему телу (УПЭР), например насос, соединен с входным отверстием катода. Одновременно анод через потребитель электроэнергии электрически соединен с катодом.

Катод предназначен для восприятия тепла охлаждаемого объекта. При нагреве катода на его внутренней поверхности возрастает интенсивность термоэлектронной эмиссии электронов, то есть с поверхности эмиссионного слоя начинают выходить «горячие» электроны. При этом электроны забирают с собой большое количество тепловой энергии. То есть происходит электронное охлаждение катода, которое может достигать и превосходить величины в 1,5-9 МВт/м2.

Одновременно в трубопроводе движется рабочее тело. В качестве рабочего тела могут выступать газы, в том числе инертные, например аргон. Скорость рабочего тела в общем случае может быть дозвуковой или сверхзвуковой. Для этого в качестве УПЭР может выступать нагреватель рабочего тела, а перед входным отверстием катода может быть установлено сверхзвуковое сопло, а в выходном отверстии катода может быть установлен сверхзвуковой диффузор.

При выходе электронов из эмиссионного слоя они уносятся потоком рабочего тела. Таким образом, ликвидируется пространственный отрицательный заряд, препятствующий дальнейшей эмиссии электронов. Это приводит к увеличению эмиссии электронов с поверхности эмиссионного слоя и увеличению интенсивности электронного охлаждения. Электроны эмиссии в данном случае являются носителями тепла. Перенос же этого запасенного электронами тепла осуществляется потоком рабочего тела. Это приводит к тому, что теплопроводность заявляемого устройства пропорциональна скорости рабочего тела, и поэтому может превосходить теплопроводность любых других тепловых труб. При этом за счет применения в качестве рабочего тела газа, а не жидкого металла, существенно снижается масса конструкции ЭТТ по сравнению с прототипом и аналогами. Еще одним достоинством заявляемого изобретения является высокая чувствительность электронного охлаждения к температуре нагрева катода. То есть при более высокой температуре автоматически происходит увеличение интенсивности электронного охлаждения.

Электроны, движущиеся по трубопроводу, воспринимаются анодом из потока рабочего тела. Форма и расположение анода выбираются из соображений восприятия всех электронов эмиссии из потока рабочего тела. Анод также может быть выполнен в форме охлаждаемой сетки, покрытой СВЭ.

От анода электроны по электрической цепи, соединяющей анод и катод, направляются в потребитель электрической энергии, где совершают полезную работу за счет полученной при нагреве катода. При этом электроны охлаждаются. После потребителя электрической энергии «остывшие» электроны возвращаются на катод и цикл электронного охлаждения повторяется заново.

Для поддержания направленного движения электронов температуру анода необходимо поддерживать на уровне ниже температуры катода. Для этого внешние стенки анода через слой электроизоляции находятся в тепловом контакте с охлаждающим элементом анода, например, с каналами бортовой системы охлаждения, в которой циркулирует охладитель. Одновременно, рабочее тело, проходя через обратный клапан поступает в УПЭР, где происходит компенсация энергии рабочего тела, потраченной на прохождение в элементах трубопровода. После УПЭР рабочее тело направляется в катод и цикл движения рабочего тела повторяется заново.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является существенное снижение массы конструкции ЭТТ по сравнению с аналогами и прототипом за счет применения в качестве носителей тепла - электронов, выходящих из слоя материала с низкой работой выхода при термоэлектронной эмиссии, и осуществления переноса тепла за счет движения их в потоке рабочего тела, которым является газ или смесь газов. При этом заявляемая ЭТТ обладает нулевой тепловой инерцией, за счет того, что выход электронов при термоэлектронной эмиссии и электронное охлаждение имеют близкую к экспоненциальной зависимость от температуры. Это позволяет практически без задержек и с нулевой инерцией реагировать на изменение количества тепловой энергии нагрева, поступающей на катод, что повышает быстродействие ЭТТ по сравнению с аналогами и прототипом. Также увеличивается теоретическая теплопроводность ЭТТ ввиду того, что носители тепла - электроны эмиссии переносятся потоком рабочего тела, а потому теплопроводность определяется скоростью потока рабочего тела.

На чертеже представлено заявляемое устройство.

Устройство электронной тепловой трубы (ЭТТ) содержит катод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала 1 и эмиссионного слоя 2, элементы трубопровода из электронепроводящего материала 3, потребителя электроэнергии 4, источника рабочего тела 5, обратного клапан 6, обратный клапан 7, УПЭРТ 8, анод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала 9 и СВЭ 10, элемент охлаждения анода 11 и слой электроизоляции 12.

Катод предназначен для восприятия тепловой энергии и передачи ее электронам, находящимся внутри него и обеспечения их выхода при термоэлектронной эмиссии. Причем элемента трубопровода из электропроводящего материала 1 предназначен для восприятия тепловой энергии, а эмиссионный слой 2 - для обеспечения высокой эмиссии электронов при нагреве. Элементы из электропроводящего материала (ЭЭПМ) 11 и СВЭ 10 представляют собой анод. Причем ЭЭПМ 11 предназначен для обеспечения движения электронов от СВЭ 10 к потребителю электроэнергии 4. СВЭ 10 предназначен для восприятия электронов эмиссии из потока рабочего тела. Причем форма и расположение анода выбирается таким образом, чтобы обеспечить восприятие всех электронов эмиссии из потока рабочего тела. Элемент охлаждения анода 12, например каналы охлаждения, в которых циркулирует хладагент, предназначен для охлаждения анода и поддержания тем самым температуры анода на уровне ниже температуры катода. Для предотвращения утечки тока из анода, элемент охлаждения анода 12 располагают в тепловом контакте с анодом через слой электроизоляции 13. В качестве потребителя электроэнергии 4 может использоваться любое устройство или прибор, для функционирования которого требуется электрическая энергия. В потребителе электроэнергии 4 электроны за счет полученной при нагреве катода тепловой энергии совершают полезную работу. При этом электроны охлаждаются. То есть потребитель электроэнергии 4 - это холодильник для электронов, в котором происходит отдача энергии электронов в форме полезной работы. Источник рабочего тела 5 предназначен для хранения рабочего тела, например аргона. Обратный клапан 6 предназначен для предотвращения движения рабочего тела в источник рабочего тела 5. Обратный клапан 7 предназначен для предотвращения движения рабочего тела от УПЭРТ 8 к аноду. УПЭРТ 8 предназначен для обеспечения движения рабочего тела по трубопроводам от катода к аноду и от анода к катоду. В качестве УПЭРТ 8 может выступать насос или нагреватель. Элементы трубопровода из электронепроводящего материала 3 (ЭТЭНМ) предназначены для обеспечения движения и направления рабочего тела от анода к катоду и от катода к аноду.

Заявляемое изобретение работает следующим образом.

При нагреве катода (УТЭПМ 1 и эмиссионного слоя 2) с эмиссионного слоя 2 начинают выходить горячие электроны. При выходе из катода электроны забирают с собой большое количество тепла, снижая при этом скорость нагрева катода.

Одновременно или до момента начала нагрева открывается обратный клапан 6 и из УХРТ 5 в УПЭРТ 8 начинает поступать рабочее тело, после выхода которого обратный клапан 6 закрывается. В УПЭРТ 8 рабочее тело дополнительно приобретает энергию и движется за счет нее ко входному отверстию катода.

При движении вдоль эмиссионного слоя 2 рабочее тело уносит электроны эмиссии от поверхности эмиссионного слоя 2. Тем самым ликвидируется отрицательный пространственный заряд, препятствующий дальнейшей эмиссии. Это приводит к увеличению плотности тока эмиссии и электронного охлаждения. Далее рабочее тело с электронами эмиссии движется по ТЭНПМ 3 и поступает во входное отверстие анода. В аноде (ЭТЭПМ 11 и СВЭ 10) электроны эмиссии воспринимаются при помощи СВЭ 10. От СВЭ 10 электроны поступают в ЭТЭПМ 11, а от него - в потребитель электроэнергии 4, где совершают полезную работу, охлаждаясь при этом. После потребителя электроэнергии 4 «остывшие» электроны возвращаются на катод (ЭТЭПМ 1 и эмиссионный слой 2) и цикл электронного охлаждения повторяется заново.

Рабочее тело от анода по ТЭНПМ 3 проходит через обратный клапан 7 и далее в УПЭРТ 8 и цикл движения рабочего тела повторяется заново.

Таким образом при помощи термоэлектронной эмиссии с нагреваемой поверхности и движения рабочего тела осуществляется отвод тепла от зоны нагрева - катода к зоне отвода тепла - аноду. То есть осуществляется работа двух контуров - электронного и газового.

Благодаря новой совокупности существенных признаков решается поставленная задача и достигается указанный выше технический результат, который заключается в снижении массы ЭТТ по сравнению с прототипом и аналогами за счет исключения необходимости использования вещества в жидкой фазе, повышения быстродействия ЭТТ по сравнению с аналогами и прототипом за счет близкой к экспоненциальной зависимости плотности тока эмиссии и электронного охлаждения от температуры при нулевой тепловой инерции. Одновременно отсутствуют ограничения на форму и размеры трубопроводов, поскольку нет необходимости реализации в конструкции капиллярных эффектов, применяемых в КТТ. Кроме того, часть тепловой энергии нагрева катода преобразуется в электрическую энергию, которую можно направить как на работу самой ЭТТ, так и на питание внешних потребителей. При этом теплопроводность ЭТТ ограничивается лишь скоростью движения рабочего тела, которая может быть сильно сверхзвуковой.

ЭТТ можно применять при охлаждении как высокотемпературных объектов, в том числе передних кромок высокоскоростных летательных аппаратов, оборудования космических аппаратов, высокотемпературных элементов различных объектов энергетики и транспорта, элементов потребительской электроники и многих других устройств, требующих интенсивного отвода тепла при своем функционировании.

Электронная тепловая труба, включающая в свой состав испаритель, паропровод, теплообменник-охладитель, паропровод, отличающийся тем, что в качестве испарителя выступает катод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала с нанесенным на его внутреннюю поверхность эмиссионным слоем из материала с низкой работой выхода электронов, в качестве теплообменника-охладителя выступает анод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала и нанесенного на его внутреннюю поверхность слоя восприятия электронов из материала с низкой работой выхода, причем анод электрически последовательно через потребитель электроэнергии соединен с катодом, причем выходное отверстие катода гидравлически через паропровод соединено со входным отверстием анода, а выходное отверстие анода гидравлически последовательно через конденсаторопровод, обратный клапан и устройство передачи энергии рабочему телу, например насос, соединено со сходным отверстием катода, а в качестве паропровода и конденсаторопровода выступают элементы трубопровода из электронепроводящего материала, при этом устройство передачи энергии рабочему телу соединено через обратный клапан с источником хранения рабочего тела.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вакуумным радиаторам и может быть использовано для отопления помещений. Вакуумный радиатор содержит корпус, выполненный в виде двух герметично соединенных между собой листов материала, выдерживающего низкое давление.

Способ крепления тепловой трубы к теплоприемному основанию включает выполнение канавки на плоской поверхности теплоприемного основания, закладку в канавку тепловой трубы и деформацию тепловой трубы плоским пуансоном, причем канавку выполняют с глубиной не менее диаметра тепловой трубы, неизменной шириной от поверхности теплоприемного основания до половины глубины канавки, а приложение плоским пуансоном давления осуществляют к кромкам канавки.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для передачи тепловой энергии по вертикальным протяженным каналам в системах теплоэнергетики. Изобретение заключается в том, что в кольцевом регулируемом термосифоне, содержащем испаритель, конденсатор, трубу для транспорта пара, трубу для сконденсированной жидкости, кольцевую камеру с кольцевым соплом в испарителе, подключенную к трубе с конденсатом, причем в испаритель ниже кольцевого сопла введен кольцевой мелкоячеистый наполнитель из металла, а конденсатор соединен с трубой для жидкости через управляемые вентили, между трубой для пара и конденсатором включен сифон, а выход сифона присоединен к донной поверхности конденсатора, содержащего сконденсированную жидкость.

Изобретение относится к способу осуществления теплообмена с использованием маточного раствора в способе кристаллизации пара-ксилола (PX). Способ включает подачу потока поступающего материала и потока маточного раствора в РХ кристаллизационную установку, содержащую первый теплообменник для осуществления теплообмена через стенку между потоком маточного раствора и потоком поступающего материала и кристаллизатор для кристаллизации РХ из потока поступающего материла, при этом поток маточного раствора охлаждается до температуры -50°С, предоставление второго теплообменника для охлаждения потока поступающего материала до его поступления в РХ кристаллизационную установку для охлаждения потока поступающего материала вторым низкотемпературным источником энергии от охлаждающего агента и предоставление третьего теплообменника для осуществления теплообмена через стенку между потоком маточного раствора и потоком поступающего материала до того, как поток поступающего материала входит во второй теплообменник.

Изобретение относится к теплотехнике. Радиатор тепловой трубы состоит из набора горизонтальных колец 2, закрепленных на вертикально расположенном цилиндрическом корпусе 1.

Настоящее изобретение относится к устройству и способу кондиционирования при помощи активных охлаждающих балок. Система охлаждающих балок для кондиционируемого помещения содержит: блоки охлаждающих балок, каждый из которых имеет первый теплообменник и сконфигурирован для приема первичного воздуха и эжектирования первичного воздуха для создания потока вторичного воздуха через теплообменник; блок подготовки, сконфигурированный для передачи первичного воздуха из центрального блока подготовки воздуха на вход охлаждающей балки; и терминальные блоки, сконфигурированные для кондиционирования, с помощью второго теплообменника, потока рециркуляционного воздуха, извлекаемого из помещения, и смешивания кондиционированного воздуха с первичным воздухом из центрального блока подготовки воздуха для формирования объединенного потока первичного воздуха и передачи кондиционированного рециркуляционного воздуха на вход воздуха охлаждающей балки.

Изобретение относится к энергетике. Теплообменная система, содержащая единое устройство, имеющее область, погруженную в ванну с текучей средой, и свободное пространство вверху, в котором накапливается паровая фаза, одну внутреннюю область, открытую с обоих концов, расположенную внутри упомянутого устройства и полностью погруженную в ванну с текучей средой, теплообменные поверхности, причём, по меньшей мере, одна из теплообменных поверхностей находится внутри данной внутренней области и, по меньшей мере, одна другая поверхность находится в пространстве между упомянутой внутренней областью и стенками данного устройства.

Изобретение относится к теплопередающим устройствам, а именно к гравитационным тепловым трубам, предназначенным преимущественно для использования при охлаждении грунта.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в газоразделительных теплообменных установках, предназначенных для разделения газовых сред путем их охлаждения и дальнейшей конденсации или десублимации.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках для микроприборов. Представлены материалы, компоненты и способы, направленные на изготовление и использование микромасштабных каналов с текучей средой для системы теплообмена, причем температура и поток текучей среды регулируется, частично, за счет макроскопической геометрии микромасштабного канала и подбора по меньшей мере части стенки микромасштабного канала и составляющих частиц, образующих текучую среду.

Изобретение относится к системам, предназначенным для охлаждения тепловыделяющих элементов серверных стоек, и может также использоваться в других электронных устройствах, построенных по принципу стойки, и охлаждать любые требующие охлаждения элементы. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки, включающей по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, выполненной из экструдированного алюминия и установленной снаружи корпуса, при этом механизм прижима выполнен в виде U-образного пружинного элемента с заключенным в нем конденсатором контурной трубы, неподвижно связанного с корпусом, пружинящие полоски которого спрофилированы для прижатия радиаторных планок конденсатора к жидкостной шине, и экструдированной алюминиевой линейки с отверстиями под оси и фрезерованными выборками, приваренной к задней стенке жидкостной шины, при этом в выборках линейки выполнены подпружиненные кулачки, зафиксированные осями, взаимодействующие своими выступами как с торцами пружинящих полосок пружинного элемента, так и с прилегающей к торцу наружной плоскостью пружинящих полосок. Технический результат заключается в максимально широкой универсализации, обеспечивающей охлаждение компонентов любой платы, повышении удобства обслуживания, профилактики и ремонта отдельного блейда и стойки в целом, обеспечение технологичности, дешевизны и простоты исполнения за счет широкого использования экструдированного алюминиевого профиля, обеспечение надежного, простого, автоматического термического контакта радиатора контурной тепловой трубы и жидкостной шины, повышающего эффективность охлаждения. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к двухфазным теплопередающим устройствам - контурным тепловым трубам. Устройство может быть использовано преимущественно в системах охлаждения электронных компонентов, в частности микропроцессоров, центральных процессоров, чипов, модулей памяти в компьютерах и т.д., в том числе там, где имеются два и более компонента с различной мощностью, требующих охлаждения, расположенных на удалении друг от друга и от стока тепла: воздушного, жидкостного или иного теплообменника. Теплопередающее устройство для охлаждения электронных компонентов содержит контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включает испаритель с капиллярной структурой внутри, обеспечивающий тепловой контакт с наиболее мощным источником тепла, конденсатор, сообщающийся посредством пустотелых паропровода и конденсатопровода с испарителем, отличающееся тем, что устройство содержит один конденсатор, сопряженный с внешним теплообменником, выполняющим роль стока тепла и отводящим наружу тепло, полученное от всех источников тепла, а конденсатопровод содержит по меньшей мере один теплообменник, выполненный в виде участка конденсатопровода, сопряженного с контактной пластиной, обеспечивающий тепловой контакт с менее мощным источником тепла, расположенный непосредственно между испарителем и конденсатором. Технический результат заключается в повышении устойчивости работы устройства, упрощении изготовления и сборки, снижении трудоемкости, повышении эффективности отвода тепла одновременно от двух и более электронных компонентов, которые рассеивают тепловые потоки, различающиеся до 10 раз и более, и произвольно расположены в пространстве, возможности размещения его в стесненных условиях. 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для передачи большого количества тепла при малых перепадах (градиентах) температуры на большие расстояния. В соответствии с заявленным изобретением предложен способ теплопередачи и устройство, реализующее заявленный способ. Устройство теплопередачи содержит емкость испарителя, заполненную по меньшей мере двумя различными текучими средами, причем первая текучая среда находится в газообразной фазе, а вторая текучая среда находится в жидкой фазе. Трубопровод соединяет емкость испарителя с конденсатором и накопительной емкостью, которые заполнены первой текучей средой, находящейся в газообразной фазе с давлением Р0 от 0,3 атм до 50 атм и более. Технический результат - исключение перегрева емкости испарителя, излишних затрат топлива, а также снижение использования дополнительного объема для аккумулирования тепла горелки, снижение затрат на производство емкости испарителя и обеспечение возможности непрерывной подачи теплоты к потребителю теплоты. 2 н. и 36 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к средствам для охлаждения грунта, работающим по принципу гравитационных тепловых труб и парожидкостных термосифонов, и предназначены для использования при строительстве сооружений в зоне вечной мерзлоты. Техническим результатом является упрощение конструкции установки в целом, позволяющим уменьшить количество выходящих на поверхность трубопроводов, соединяющих зону испарения с зоной конденсации, без снижения эффективности работы этих зон. Технический результат достигается тем, что установка имеет зону испарения с несколькими патрубками и зону конденсации с несколькими конденсаторами, соединенные через транспортную зону. Особенности установки заключаются в выполнении зоны конденсации в виде моноблочной конструкции, имеющей штуцер для стравливания воздуха, и связь ее с зоной испарения через единственный транспортный канал в виде верхнего и нижнего трубопроводов, соединенных через запорный вентиль, а также наличие в зоне испарения коллектора, к которому присоединены патрубки. Оба соединения трубопровода являются разъемными. Трубопровод и патрубки выполнены из легко деформируемого материала, а используемый жидкий теплоноситель имеет пары тяжелее воздуха. Комплект для сооружения установки включает первое изделие - моноблочный конденсатор, второе изделие - верхний транспортный трубопровод и третье изделие в виде последовательно соединенных вентиля, трубопровода и коллектора с патрубками. Третье изделие при изготовлении заполняют теплоносителем, его трубопровод и патрубки сгибают в бухты вокруг коллектора. Конструкция установки и ее комплектация обеспечивают технический результат, заключающийся в более удобной транспортировке и возможности разнесения во времени работ по размещению подземной и надземной частей на месте будущей эксплуатации. Связь этих частей через единственный указанный канал и возможность изгиба его нижней части облегчает размещение установки при наличии в непосредственной близости от нее других строящихся объектов. Установка после соединения ее частей не требует заправки теплоносителем в неблагоприятных условиях строительства и запускается в действие открыванием вентиля с последующим стравливанием воздуха через штуцер. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству рекуперации отводимого отработанного тепла с комбинированной выработкой тепла и электроэнергии (СНР) при пиковой электрической нагрузке и к способу его работы. Устройство содержит внутреннюю секцию энергетической установки и теплообменную секцию, причем указанная внутренняя секция содержит теплообменник, электрический тепловой насос для рекуперации отработанного тепла, электрический тепловой насос для аккумуляции энергии, высокотемпературный /низкотемпературный баки для хранения воды, нагреватель тепловых контуров, клапаны и циркуляционные водяные насосы. Теплообменная секция содержит высокотемпературный и низкотемпературный баки для хранения воды, электрический тепловой насос, теплообменник, клапаны и циркуляционный водяной насос. Устройство может работать соответственно в периоды провала электрической нагрузки, неизменной электрической нагрузки и пиковой электрической нагрузки путем комбинации различных клапанных переключателей, причем высокотемпературный бак для хранения воды используют для балансировки разницы между количеством подводимого тепла в систему и тепловой нагрузкой, а низкотемпературный бак используют для стабилизации количества извлекаемого рекуперированного отведенного тепла, тем самым, решая проблему ограничения способности выработки электроэнергии при пиковой нагрузке из-за зависимости выработки электроэнергии и теплоснабжения в традиционном режиме работы «тепло обуславливает электричество», причем СНР устройство может участвовать в регулировании мощности энергосистемы, которое может быть улучшено таким образом, чтобы иметь дело с условием постоянно растущей разности между максимумом и минимумом электрической нагрузки, причем поглощающая способность энергосистемы для ветроэнергетики может быть улучшена, с тем чтобы снизить явление «приостановки вентилятора». 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для передачи тепловой энергии по вертикальным каналам в системах теплоэнергетики. Термосифон содержит корпус, рабочий объем нижней камеры которого заполнен жидкостью, воронку, перегораживающую с зазором нижнюю камеру с паропроводом для транспортировки пара, верхнюю камеру, клапан для сбрасывания воздуха наружу, причем в верхнюю камеру введен корпус конденсатора, заполненный до заданного уровня жидкостью и соединенный с паропроводом, подключенным к сифону, конец которого размещен в жидкости конденсатора. В корпусе конденсатора выполнены отверстия и введена с зазором относительно корпуса дополнительная воронка, расположенная на уровне его жидкости, а верхняя часть корпуса оснащена клапаном. Сифон может быть выполнен в виде перевернутого стакана над паропроводом, а в испарительной зоне может быть размещен кольцевой мелкоячеистый наполнитель из металла. Технический результат - повышение эффективности испарения жидкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике, а именно в устройствах для передачи тепла. Электронная тепловая труба включает в своем составе испаритель, паропровод, теплообменник-охладитель, паропровод, причем в качестве испарителя выступает катод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала с нанесенным на его внутреннюю поверхность эмиссионным слоем из материала с низкой работой выхода электронов, в качестве теплообменника-охладителя выступает анод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала и нанесенного на его внутреннюю поверхность слоя восприятия электронов из материала с низкой работой выхода, причем анод электрически последовательно через потребитель электроэнергии соединен с катодом. При этом выходное отверстие катода гидравлически через паропровод соединено со входным отверстием анода, а выходное отверстие анода гидравлически последовательно через конденсаторопровод, обратный клапан и устройство передачи энергии рабочему телу, например насос, соединено со сходным отверстием катода, а в качестве паропровода и конденсаторопровода выступают элементы трубопровода из электронепроводящего материала. Изобретение позволяет снизить массу электронной тепловой трубы, а также повысить её быстродействие, надёжность и долговечность. 1 ил.

Наверх