Двухфазный термосифон

Двухфазный термосифон относится к теплотехнике, а именно - к тепловым трубам, особенно при их применении в строительстве для замораживания грунта под фундаментами различных сооружений в зонах вечной мерзлоты, около свай опор ЛЭП, нефте- и газопроводов, в основании шоссейных и железных дорог на Севере и других территориях, а также в энергосберегающих технологиях (тепловые насосы, системы отопления и т.д.). Двухфазный термосифон содержит по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный на корпусе в последней зоне радиатор с продольными ребрами. Новым в двухфазном термосифоне является то, что радиатор выполнен секционированным по длине, с зазором между торцами ребер в смежных секциях. 1 з.п. формулы, 3 ил.

Двухфазный термосифон относится к теплотехнике, а именно - к тепловым трубам, особенно при их применении для замораживания грунта под фундаментами различных сооружений в зонах вечной мерзлоты, около свай опор ЛЭП, нефте- и газопроводов и других объектов строительства.

Известен двухфазный термосифон, содержащий частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный на корпусе в последней зоне радиатор с продольными ребрами («Термосваи в строительстве на севере», Л. Стройиздат, 1984 г., с.12). Это техническое решение принято за прототип.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность двухфазного термосифона, т.к. достижению высоких теплопередающих характеристик препятствует неэффективное использование ребер радиатора.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности двухфазного термосифона за счет эффективного использования продольных ребер для увеличения его теплопередающих характеристик, т.е. для снижения его термического сопротивления при сохранении компактности радиатора.

Задача решается за счет того, что в двухфазном термосифоне, содержащем по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный в последней зоне радиатор с продольными ребрами, радиатор выполнен секционированным по длине, с зазором между торцами ребер в смежных секциях. Кроме того, по крайней мере две смежных секции могут быть установлены с поворотом ребер одной секции вокруг оси корпуса относительно ребер другой секции на угол , заключенный в интервале 0<₀/2, где ₀ - центральный угол между соседними ребрами в каждой из этих двух секций.

Технический эффект, обеспечиваемый двухфазным термосифоном, заключается в повышении эффективности передачи теплового потока за счет увеличения интенсивности теплоотдачи от ребер радиатора при одновременном достижении экономии материалов, снижении расходов на транспортировку (за счет уменьшения поперечных габаритных размеров радиатора) и расширению области применения двухфазного термосифона.

На фиг. 1 показан двухфазный термосифон; на фиг. 2 - сечение по АА фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по ВВ фиг. 1.

Двухфазный термосифон содержит частично заполненный теплоносителем герметичный корпус 1 (фиг. 1) с зоной 2 испарения и зоной 3 конденсации и расположенный в последней зоне радиатор 4, выполненный из секций 5 и 6, имеющих продольные ребра 7 и 8 соответственно (фиг. 2, фиг. 3), разделенные по торцам зазором 9. Ребра 8 повернуты вокруг оси корпуса 1 относительно ребер 7 на угол =₀/2, где ₀ - центральный угол между ребрами в каждой из секций 5 и 6.

Двухфазный термосифон работает следующим образом. При подводе тепла (например от грунта) к зоне 2 испарения теплоноситель испаряется и его пар конденсируется в зоне 3 конденсации, передавая тепловой поток на радиатор 4 с ребрами 7 и 8, от которых тепло отводится в окружающую среду (например в атмосферный воздух). Наличие секций 5 и 6, разделенных зазором 9 позволяет интенсифицировать теплоотдачу от ребер 7 и 8 (по отношению к цельному радиатору), так как уменьшается гидравлическое сопротивление при движении воздуха между ребрами 7 и 8 к их торцам и соответственно возрастает скорость воздуха и коэффициент теплоотдачи. Поворот ребер 8 относительно ребер 7 способствует снижению торможения встречных потоков из торцов секций в зазоры, что также ведет к повышению интенсивности теплоотдачи от ребер 7 и 8. Все вместе это позволяет, кроме того, использовать двухфазный термосифон с уменьшенной длиной радиатора в проветриваемом подполье с заданным ограничением по высоте в зданиях и сооружениях в зонах вечной мерзлоты, что также способствует расширению области применения двухфазного термосифона.

Таким образом, в данном техническом решении существенно повышается эффективность работы двухфазного термосифона без увеличения габаритных размеров его радиатора 4, что ведет также к экономии материалов, снижению расходов на транспортировку двухфазных термосифонов и расширению области применения двухфазного термосифона.

1. Двухфазный термосифон, содержащий по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный на корпусе в последней зоне радиатор с продольными ребрами, отличающийся тем, что радиатор выполнен секционированным по длине, с зазором между торцами ребер в смежных секциях.

2. Двухфазный термосифон по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере две смежных секции установлены с поворотом ребер одной секции вокруг оси корпуса относительно ребер другой секции на угол , заключенный в интервале 0<₀/2, где ₀ - центральный угол между соседними ребрами в каждой из этих двух секций.