[发明专利]一种花型脉动热管相变蓄热换热器

权利要求书

1.一种花型脉动热管相变蓄热换热器，所述换热器包括放热腔体、蓄热腔体和吸热腔体、单头花型脉动热管、双头花型脉动热管以及相变材料，所述放热腔体位于上部，蓄热腔体位于中部，吸热腔体位于下部，所述放热腔体包括设置在腔体内部的放热流道，放热腔体设置放热流道入口和放热流道出口，吸热腔体设置热源流体入口和热源流体出口，单头花型脉动热管包括竖直管道和连接竖直管道并且位于竖直管道上部的花型结构，单头花型脉动热管竖直管道布置于蓄热腔体内，花型结构布置于放热流道中；双头花型脉动热管包括竖直管道和连接竖直管道并且位于竖直管道上部和下部的上部花型结构和下部花型结构，双头花型脉动热管竖直管道布置于蓄热腔体内，上部花型结构布置于放热流道中，下部花型结构布置于吸热腔体中，所述相变材料位于蓄热腔体中。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，竖直管道包括围绕着中心设置的多根竖直管道，从而形成竖直管道圆，花型结构是连接竖直管道的端部从中心向外沿着径向延伸的直线部以及连接相邻直线部的弯曲部，相邻直线部间隔设置弯曲部。

3.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，单头花型脉动热管的竖直管道圆和双头花型脉动热管的竖直管道圆是同心结构，其中单头花型脉动热管的竖直管道圆的直径小于双头花型脉动热管的竖直管道圆的直径。

4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，单头花型脉动热管的花型结构位于双头花型脉动热管的上部花型结构的上部。

5.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，还包括导热金属丝网，所述导热金属丝网布置在蓄热腔体内，所述导热金属丝网可促进相变材料的蓄热和放热过程，并起到固定单头花型脉动热管、双头花型脉动热管位置的作用。

6.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，蓄热腔体外布置保温材料，保温材料可选择但不限于石墨纤维隔热毯、碳化硅纤维隔热毡、玻璃纤维隔热毡。

7.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，在放热腔体与吸热腔体中布置折流挡板以增加换热流体流程，并起到固定花型脉动热管花型结构的作用。

8.一种如权利要求1-7之一所述的换热器的换热方法，可进行三种不同工作模式：

直接换热模式：当同时存在热源流体及被加热流体时，蓄热器进行换热模式，此时热源流体通过热源流体入口进入吸热腔体，与双头花型脉动热管下部花型结构进行换热后经由热源流体出口流出，被加热流体通过放热流道入口进入放热流道，与双头花型脉动热管上部花型结构进行换热后经由放热流道出口流出；双头花型脉动热管吸收热源流体中热量后开始工作，中部竖直结构与上部花型结构温度升高，分别于相变材料与被加热流体换热，相变材料此时为低温固体状态，而被加热流体为流动状态，上部花型结构温与被加热流体间热阻小于中部竖直结构与相变材料热阻，大部分热量被被加热流体吸收，被加热流体吸收热量比例可通过被加热流体流速调节；

蓄热模式：当存在热源流体但不存在被加热流体时，蓄热器进行蓄热模式，此时热源流体通过热源流体入口进入热源流道，与双头花型脉动热管下部花型结构进行换热后经由热源流体出口流出；双头花型脉动热管吸收热源流体中热量后开始工作，中部竖直结构与上部花型结构温度升高，此时上部花型结构不存在换热条件，热量只能被相变材料吸收，以热能的形式储存,蓄热速率可由热源流体流速调节；

放热模式：当不存在热源流体但存在被加热流体，且蓄热器内相变材料已经蓄热完成时，蓄热器进行放热模式，此时单头花型脉动热管与双头花型脉动热管竖直结构吸收相变材料中热量并开始工作，被加热流体通过放热流道入口进入放热流道，与单头花型脉动热管及双头花型脉动热管上部花型结构进行换热后经由放热流道出口流出。