一种分段控制辅助相变的热管
技术领域
本实用新型属于热交换装置技术领域，具体涉及一种分段控制辅助相变的热管。
背景技术
一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发段，另外一端为冷凝段，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向另外一端，并在冷端冷凝释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发段，如此循环不止，直到热管两端温度相等（此时蒸汽热扩散停止）。
从热力学的角度看，为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢，物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。从热传递的三种方式来看（辐射、对流、传导），其中对流传导最快。热管是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程（即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热），使热量快速传导。
因此，如何提供一种热管，在工作温度范围内保持热管内部介质始终能发生相变是热管保存高效传热的关键。
实用新型内容
实用新型目的：针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种分段控制辅助相变的热管，能够保证热管内的传热介质在整个工作温度范围内都能实现相变，从而保持持续的高效传热。
技术方案：为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种分段控制辅助相变的热管，包括内部形成有封闭空腔的管壳，所述管壳包括蒸发段和冷凝段，所述封闭空腔内设有吸液芯和传热介质，位于蒸发段和冷凝段内的吸液芯上分别设有若干半导体制冷片，所述半导体制冷片的两端分别设置在吸液芯和封闭空腔内，当所述蒸发段和/或冷凝段外侧的温度不足以分别导致其内部的传热介质发生蒸发相变与冷凝相变时，控制相应的半导体制冷片通电工作，以使所述蒸发段与冷凝段内的传热介质均保持在名义工作范围内。
进一步的，所述管壳的横截面呈圆形或矩形状。
进一步的，所述吸液芯紧贴于管壳的内壁设置。
进一步的，所述管壳上设有与封闭空腔连通的注液口。
进一步的，所述传热介质包括氨、乙醇、氟利昂和水。
进一步的，所述管壳还包括设置在蒸发段与冷凝段之间的绝热段。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型通过在蒸发段和冷凝段设置半导体制冷片，当热管的工作温度不在名义工作温度范围内、传热介质不能发生相变或相变不完全时，控制相应的半导体制冷片工作，保证传热介质在热管的蒸发段发生蒸发相变、在冷凝段发生冷凝相变，确保热管内传热介质在整个工作温度范围内都能实现相变，从而保持持续的高效传热，使热管的临界热流密度得到提高。
附图说明
图1是本实用新型实施例的分段控制辅助相变的热管结构示意图；
图2是图1中A-A向剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
如图1和2所示，本申请的分段控制辅助相变的热管，包括内部设有封闭空腔3的管壳1以及设置在管壳1的内的吸液芯4，还包括以一定压力充注于封闭腔体3内的传热介质，还包括若干半导体制冷片5。
具体地，管壳1为封闭的中空壳体，它的横截面可以是圆形、矩形或者其它形状。管壳1还可以设有连通空腔的注液口，通过注液口对空腔进行抽真空和注入传热介质。封闭空腔3具有一定的真空度，真空度可以根据实际需要的传热介质的类型和沸点温度进行确定。传热介质可以采用氨、乙醇、氟利昂（R21、R22、R113等）或者水，沸点温度可以根据所述热管的名义工作温度确定，并以此确定传热介质类型。吸液芯4优选紧贴于管壳1的内壁布置。通常传热介质在管壳1的一端吸热蒸发，然后在另一端放热冷凝，将传热介质蒸发成气体的一段称为蒸发段2，将传热介质冷凝成液体的一段称为冷凝段6，根据需要，可以在蒸发段2和冷凝段6之间布置绝热段7。在冷凝段6冷凝成液体的传热介质在毛细作用下由吸液芯4回流至蒸发段2。若干半导体制冷片5分别设置在蒸发段2和冷凝段6内的吸液芯4上，半导体制冷片5的两端分别设置在吸液芯4和封闭空腔3内。
在使用时，在蒸发段2和冷凝段6外侧设置温度传感器，分别来测量蒸发段2和冷凝段6外侧的温度，当蒸发段2和/或冷凝6段外侧的温度不足以分别导致其内部的传热介质发生蒸发相变与冷凝相变时，半导体制冷片5通电工作，以使蒸发段2与冷凝段6内的传热介质均保持在名义工作范围内。具体的，当蒸发段2外设置的温度传感器检测到温度不足以导致传热介质发生蒸发相变时，蒸发段2内的半导体制冷片5通电工作，半导体制冷片5位于吸液芯4内部的端部温度升高，变为热端，半导体制冷片5位于封闭空腔3内的端部温度降低，变为冷端，其热量通过热端加热吸液芯4内的传热介质，与该热管的蒸发段2从外部吸收的热量一起加热传热介质，使传热介质在吸液芯4内蒸发吸热 ( 潜热 ) 而汽化 ( 汽相 )，所产生的蒸汽由蒸汽压力差驱动流向热管的冷凝段6；同时，当该热管的冷凝段6设置的温度传感器检测到传热介质温度不足以导致传热介质发生冷凝相变时，向冷凝段6内的半导体制冷片5施加反向电流，半导体制冷片5位于吸液芯4内部的端部温度降低，变为冷端，半导体制冷片5位于封闭空腔3内的端部温度升高，变为热端，半导体制冷片5的冷端与热管外部介质一起吸收吸液芯4内的传热介质的热量，强化传热介质蒸汽于吸液芯4内释放潜热，即冷凝回复成液相，再通过毛细力驱动经吸液芯4返回蒸发段2，进而使热管内传热介质在整个工作温度范围内都能实现相变。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
