CN102042704A - 热管式太阳能集热器的传热装置 - Google Patents

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徐广民
张宝坤
马庆波
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Abstract

一种热管式太阳能集热器的传热装置，其主要是：真空玻璃管内设有下端封闭上端开口的热管支管部分，该热管支管的上端与外套管上的通孔相连，两者轴线垂直，上述外套管内设有两端均伸到外套管外的内管，并且外套管的两端固定在内管上，外套管和内管两者之间的夹套与热管支管支管构成一个密封腔体，其内抽真空并充填传热工质，上述真空玻璃管、热管及内管构成一个传热单元，由上述传热单元构成的管排即为热管式太阳集热器的传热装置。本发明结构新颖、热阻小、换热效率高；性能稳定、经久耐用。

Description

热管式太阳能集热器的传热装置
技术领域：本发明是涉及热管式太阳能集热器。
背景技术：目前，太阳能集热器品牌虽然很多，但其基本都是利用真空玻璃管集热器蓄热。该真空集热玻璃管是由套装在一起的内外两根玻璃管组成的，它们的上端及下端分别相连，构成封闭的夹层，其内抽真空。冷水直接进入玻璃管内，通过自然对流换热，实现太阳能向水的热能转换。它的不足之处是：1、在多云地区，水温上升非常缓慢；
2、在寒冷地区，真空玻璃管集热器内的水结冻后可造成玻璃管涨裂；
3、真空玻璃管内沉积的水垢不易清除，时间久了会导致热水器效率下降。
发明内容：本发明的目的在于提供一种热传导效率高且经久耐用的热管式太阳能集热器的传热装置。本发明主要包括有真空玻璃管、热导金属翼片、热管及内管。其中，真空玻璃管是两根玻璃套管两端封闭构成真空的夹套管。该真空玻璃管夹套内设具有选择性吸收涂层。上述真空玻璃管内设有下端封闭上端开口的热管支管部分，最好在该热管支管与真空玻璃管之间设有热导金属翼片，其为导热性能良好的铜片或铝片。该热导金属翼片是由平直面相接触的两个带有开口的半圆柱形薄壁金属筒组成的，其截面成对称的X形，并且每个半圆柱形翼片的平直面中部均设向筒内凹进呈半圆柱形的弧面，该两个翼片的半圆柱形弧面围成一个近于圆柱形的空间，其直径与位于其内的热管支管的外径基本相同，使两者保持紧密接触，以减小两者之间的热阻。上述热管支管的上端与外套管上的通孔相连，两者轴线垂直最好不在同一平面上，这样可使传热工质容易流入热管支管内。上述外套管内设有两端均伸到外套管外的内管，并且外套管的两端固定在内管上，外套管和内管两者之间的夹套与热管支管支管构成一个密封腔体，其内抽真空并充填传热工质。上述真空玻璃管、热导金属翼片、热管及内管构成一个传热单元，若干个上述传热单元构成的管排即为热管式太阳集热器的传热装置。上述传热单元的连接方式有多种，其可以是相邻的传热单元两端的内管通过焊接或连接件相连，其也可以是若干传热单元的外套管内设同一根内管，还可以是若干传热单元的外套管连为一体，其内设同一根内管。
本发明的工作过程大致如下：太阳将热能通过真空玻璃管和热导金属翼片传给热管支管，使热管支管内的液态传热工质汽化，上升到外套管与内管之间的夹套内，通过内管将其内的水加热，与此同时汽态传热工质被冷却成液态，在重力作用下又进入热管支管内，如此循环。
本发明与现有技术相比具有如下优点：1、结构新颖、热阻小、换热效率高；2、性能稳定、经久耐用。
附图说明：
图1是本发明传热单元主视剖面示意简图。
图2是本发明传热单元侧视剖面示意简图。
图3是本发明传热单元截面之一示意简图。
图4是本发明传热单元截面之二示意简图。
图5是本发明管排A主视剖面示意简图。
图6是本发明管排B主视剖面示意简图。
具体实施方式在图1和图2所示的热管式太阳能集热器的传热装置的传热单元剖面示意简图中，真空玻璃管1是两根玻璃套管两端封闭构成真空的夹套管。该真空玻璃管夹套内设具有选择性吸收涂层。上述真空玻璃管内设有下端封闭上端开口的热管支管2部分，在该热管支管与真空玻璃管之间设有铝质热导金属翼片3，该热导金属翼片是由平直面相接触的两个带有开口的半圆柱形薄壁金属筒组成的，其截面成对称的X形，并且每个半圆柱形翼片的平直面中部均设向筒内凹进呈半圆柱形的弧面，该两个翼片的半圆柱形弧面围成一个近于圆柱形的空间，其直径与位于其内的热管支管的外径基本相同。本发明热导金属翼片截面有两种形式，一种为薄金属筒结合处两边各有一处翻边，如图3所示；一种为薄金属筒结合处存在一定间隙，如图4所示。上述热管支管的上端与外套管4上的通孔相连，两者轴线垂直并且不在同一平面上。上述外套管内设有两端均伸到外套管外的内管5，并且外套管的两端固定在内管上，外套管和内管两者之间的夹套与热管支管支管构成一个密封腔体，其内抽真空并充填传热工质。上述真空玻璃管、热导金属翼片、热管及内管构成一个传热单元。在图5所示的本发明管排A主视剖面示意简图中，10根上述传热单元的外套管内设同一根内管，它们构成的管排即为热管式太阳集热器的传热装置。在图6所示的本发明管排B主视剖面示意简图中，10根上述传热单元的外套管连为一体，其内设同一根内管，它们构成的管排即为热管式太阳集热器的传热装置。

Claims (7)

1.一种热管式太阳能集热器的传热装置，其特征在于：真空玻璃管内设有下端封闭上端开口的热管支管部分，该热管支管的上端与外套管上的通孔相连，两者轴线垂直，上述外套管内设有两端均伸到外套管外的内管，并且外套管的两端固定在内管上，外套管和内管两者之间的夹套与热管支管支管构成一个密封腔体，其内抽真空并充填传热工质，上述真空玻璃管、热管及内管构成一个传热单元，由上述传热单元构成的管排即为热管式太阳集热器的传热装置。
2.根据权利要求1所述的热管式太阳能集热器的传热装置，其特征在于：在该热管支管与真空玻璃管之间设有热导金属翼片。
3.根据权利要求1或2所述的热管式太阳能集热器的传热装置，其特征在于：该真空玻璃管夹套内设具有选择性吸收涂层。
4.根据权利要求3所述的热管式太阳能集热器的传热装置，其特征在于：热管支管与外套管两者轴线不在同一平面上。
5.根据权利要求4所述的热管式太阳能集热器的传热装置，其特征在于：上述相邻的传热单元两端的内管通过焊接或连接件相连。
6.根据权利要求4所述的热管式太阳能集热器的传热装置，其特征在于：传热单元的外套管内设同一根内管。
7.根据权利要求4所述的热管式太阳能集热器的传热装置，其特征在于：传热单元的外套管连为一体，其内设同一根内管。
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