[发明专利]具有两相流体的热传输装置

说明书

本发明涉及热传输装置，其具有容纳在普通封闭回路中的两相工作流体，装置包括蒸发器(1)，蒸发器具有多微孔主体(10)，适于提供液相流体的毛细泵送；冷凝器(2)；水槽(3)，水槽具有内部空间(30)，内部空间中具有流体部分(6)和气体部分(7)；以及设置在流体部分中的进口/出口孔(31)，其中，流体部分的体积能够在最小体积(Vmin)和最大体积(Vmax)之间变化，其特征在于，所述水槽的所述气体部分(7)包含呈第一分压(P1)的汽相的工作流体和呈第二分压(P2)的不凝性辅助气体(8)，其中，至少当流体部分(6)在其最小值时，第二分压大于第一分压。

技术领域

本发明涉及具有两相流体的热传输装置，特别是具有两相流体回路和毛细泵送或利用重力的无源装置。

背景技术

文献FR-A-2949642给出了启示的示例，该装置作为冷却电工能源转换器的装置。

在确定操作条件的前提下，这些装置是完全符合要求的。然而，显然的是，从“冷却”状态(最小环境温度和零热通量)开始的阶段能够是特别微妙的重大热功率并能够要求先决条件步骤，例如水槽的预热。没有该条件时，回路中的压力能被证明是不足以提供足够热传递的。

因此需要提高关于该两相回路的启动的有效性。

发明内容

为了这一目的，本发明的主题是热传输装置，无需主动调节，适于从热源提取热量，并通过容纳在普通封闭回路中的两相工作流体将该热量返还至冷源，包括具有进口和出口的蒸发器、与蒸发器分开并远离蒸发器的冷凝器、具有内部体积、流体部分和气体部分的水槽、以及安置在流体部分附近的至少一个进口/出口孔，其中，流体部分的体积能够在最小体积Vmin和最大体积Vmax之间变化；

-第一连接回路，针对基本上呈汽相的工作流体，将蒸发器的出口连接至冷凝器的进口；

-第二连接回路，针对基本上呈液相的工作流体，将冷凝器的出口连接至水槽以及蒸发器的进口；

其特征在于，来自水槽的气体部分包括具有第一分压P1的汽相的工作流体(压力视水槽温度而定)和具有第二分压P2的不凝性辅助气体，其中，当整个封闭回路中的流体部分在最小总体积时，该分压通过调节从而能够获得大于或等于所需的预设最小操作压力的总压。

由于这些设置，特别由于第二分压P2，因为水槽的气体部分中的不凝性辅助气体的压力，水槽中的最小压力得到保证，甚至当流体部分在其最小值时，或者装置完全冷却时，无需充分长时间地添加热量至蒸发器。关于水槽中不凝性辅助气体的压力的最小压力有助于在第二连接回路(气体导管)中获得高饱和温度，这使得获得工作流体的汽相最小密度成为可能，并且假设回路的传输性能与汽相密度成比例，一旦回路冷却启动，就能立即获得改良的热传输能力。

此外，由于这些设置，实现了被动调节，而无需主动控制系统，这增加了该类型装置的可靠性。无需主动泵送和主动控制的该系统无需任何维护并具有高可靠性；并且其能量损耗很小甚至为零。

优选地作为不凝性辅助气体，所选择的气体能在装置所经受到的整个温度/压力范围内保持在气态；此外，在流体中具有低扩散系数的气体被选择作为辅助气体。

在本发明的不同实施例中，还能具有以下一个和/或多个设置：

-不凝性辅助气体能够是氦气；氦气的理化性质完美地适合并且该气体具有良好的工业实用性；

-工作流体能够是甲醇；该流体能够在符合要求的温度范围内工作，并且具有符合要求的毛细性能；

-当流体部分在其最小体积时，第二分压P2能够大于第一分压P1至少数倍；因此最小压力足够大从而允许在有效热负荷下即刻启动而无需准备；