CN102252431A - 真空集热管内两相流换热集热的方法和产品 - Google Patents
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Abstract
一种真空集热管内两相流换热的方法。按照该方法制造的真空集热管内两相流换热太阳集热装置，由真空集热管和联集器件组成，其特征在于集热管两端的水平误差小于正负35毫米；通过调整联集管状态和在联集器件或集热管管口设置挡水挡气物体使集热管内始终有水、气留存；挡水挡气物体包括连接驳管、密封圈和挡气水圈。本发明的有益效果：在集热管内实现两相共存和两相流换热循环。两相流换热循环传热能力强、等温性好、换热环节少、热沉小、输出温度调节方便、可靠性高、抗冻、性价比高。本发明拓展了真空集热管及其集热装置的用途，包括用集热管引进海水直接蒸馏，并用所产蒸汽实现多效蒸馏。结合附图给出三个实施例。
Description
技术领域
本发明涉及真空集热管内两相流换热集热的方法和产品。
背景技术
现有的真空集热管集热温度高、热损小、产业化程度高，用其制造的插管式太阳热水器可在冬季提供50℃以上生活热水。但总的来说，真空集热管的应用产品还不够丰富发达。
发明内容
本发明的目的是要提供真空集热管内两相流换热集热的方法和产品。
本发明解决其技术问题所采取的方法：用真空集热管和与集热管配合连接的联集器件，组成一台真空集热管内两相流换热的太阳集热装置。真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管。联集器件包括与集热管罩玻璃管***连接的联集盒、通过连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱。联集器件带有罩壳和绝热层。联集器件用各种驳接管与外界连通。与补水、排水、进出水驳管连接的水管可接有排空阀。
水平放置集热管，集热管两端的水平误差小于正负50毫米；其中首选集热管两端的水平误差小于正负4毫米。通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管出水时有水留存，即集热管内平均留存水位高于0.1毫米。通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态，或者在集热管管口上部设置挡气物体使集热管进水时上面有气留存。挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管的内玻璃管缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接的挡气水圈。调整联集器件的驳接管也与集热管内气水留存有关，是因为有时进出水驳接管也具有挡气水圈的作用；有时单独使用挡水物体也可以实现集热管内的气与水留存。在联集器件内部相邻集热管之间设置拦截上游来水的梯级水坝。梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通。在联集器件轴心线带水平倾角安装时，梯级水坝能够保持或者抬高各集热管管口的水位，使上游来水先充满本级集热管，后再溢过坝面补充下面相邻集热管直至所有集热管补充完成。通常，联集器件本身留存的水越少越好。梯级水坝也属于实现集热管内留存水的挡水物体。为抬高或者保持集热管内水位而设置的挡水物体譬如联集器件内的梯级水坝，其底部可以含有可将集热管内存水排空的阀门。以方便对集热管内的水垢残渣进行清洗。联集器件内部的上方应保持畅通。
还可以对集热管配置一维聚光装置，组成聚光式真空集热管内两相流换热的太阳集热装置；还可以在集热管内腔壁贴合毛细吸液材料；实施结垢对策，包括：在集热管内腔壁制作减垢层譬如涂制热粘一层不易结垢的硅胶；采用无垢热媒；在进水或者热媒中添加减垢剂；用超声波进行清洗；
集热管与加热负载之间的换热包括以下四种形式及其组合：1)通过联集器件令水流入集热管换热后流出，称作两相流热水集热；2)用蒸汽管道将联集器件内集热管产生的水蒸气引出再通过外置换热器加热负载，称作两相流蒸汽集热；对联集器件需要回水及时补充集热管的情况，外置换热器的位置应高于联集器件，或者设置向集热管补水的装置；3)在联集器件内集热管管口外侧设置换热器件，用集热管内水蒸气对负载换热器件加热，称作两相流承压集热；4)在各集热管内部设置分支换热器件，分支换热器件相互连接组成一个水路并接出，用集热管内水蒸气对负载分支换热器件加热，称作两相流分支承压集热。换热形式1)可以采用开式联集器件，即联集器件用溢气管与大气连通。对2)、3)、4)三种换热形式，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出；或者集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝，工作时应该采用闭式联集器件。考虑到联集器件与集热管的密封连接不耐压，可在联集器件与大气之间采用一个气球式封闭气囊进行隔离。封闭气囊可以吸收受热膨胀的空气，其设计容积可取集热管数与集热管容积乘积的30％。对于闭式联集器件，还可以令联集器件内部与一个负压源连通，在每次集热开始时对联集器件内部用负压源抽真空后关断，还可以在集热期间短时开启负压源抽真空。负压源可以是一台抽真空装置。闭式联集器件还可以连接一个泄压器件，当集热装置空晒内部水蒸气压力迅速升高时能自动打开泄压；泄压器件的工作点可以设定为0.3个大气压。
还可以采用配置有电磁阀和设置于集热装置存水空间的水温水位传感器或者流量计的水位水温自控***，制造自动控制的两相流换热集热装置，譬如在集热管内水温达到设定值时先出热水后上冷水的全自动两相流直通式太阳集热器。
本发明按照上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之一：用真空集热管和与集热管配合连接的联集器件，组成一台真空集热管内两相流换热的太阳集热装置。联集器件包括与集热管罩玻璃管***连接的联集盒，通过其连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱。真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管。令集热管两端的水平误差小于正负35毫米。在大多数情况下，集热管的布置越接近水平越好。通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管出水时有水留存、在集热管管口上部设置挡气物体使集热管进水时上面有气留存。所述挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管内玻璃管的缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接的挡气水圈。集热管内的水可以放出但不能放完，可以放进但不能全部占据集热管内部空间。联集器件配置补水驳管、排水驳管、进出水驳管、溢气管或者封闭气囊和泄压器件。集热管可含有与其内腔壁贴合的毛细吸液材料，譬如卷成筒状并用弹性件抵住的玻璃丝网。还可以采用配置有电磁阀、水温水位传感器或者流量计的微机控制***，制造微机控制的两相流换热太阳集热装置。应说明：本申请文件的“一个以上”包括一个。
还可以在联集器件内部嵌入一个管状换热器；或者在联集器件内各集热管内部嵌入分支换热器，所述分支换热器相互连接形成水路，集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝；或者联集器件与一根伸向外界的蒸汽管连接，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出。
还可以采用一维聚光装置，所述一维聚光装置包括反射聚光器件和透镜聚光器件；一维聚光装置与集热管聚光连接，即集热管的吸收膜处于一维聚光装置的聚光区域。
还可以令联集器件轴心线带水平倾角安装；在联集器件内设置梯级水坝，梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通；梯级水坝的挡水水位高于所在集热管的留存水位0至30毫米。
还可以采用一个蓄热水箱加热负载，蓄热水箱与一个封闭的管状两相流换热器件冷端低热阻连接；冷端的位置高于联集器件并与联集器件内部通过一根蒸汽管连通，所述冷端内的冷凝水可以回流进入联集器件内部；所述冷端的顶部含有一根与一个负压源或者与一个气球式封闭气囊连通的通气管。
还可以令联集器件内部通过一根蒸汽管与一个外置换热器件连通；所述换热器件的底部与一个水泵的进水口连接，水泵的出水口与联集器件的补水驳管连接。
还可以采用可控梯级多水位水坝或者多水位挡水物体，多水位水坝的每个坝面下部和多水位挡水物体的下部均含有溢流界面和一个以上可控水阀；集热管的水位状态随这些可控水阀状态的改变而改变。溢流界面是指水坝坝面、溢气口及挡水物体的溢流表面。
还可以采用一个水力抽真空器件，所述水力抽真空器件的真空吸气口与联集器件内部之间串接有一个可控气阀；或者串接有一个可控气阀和一个负压容器。玻璃仪器店有一种水力抽真空器件销售，它利用运动流体的卷吸作用形成负压来抽真空。
本发明按照上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之二：用微机控制***和真空集热管内两相流换热的集热装置，组成一个微机控制两相流直通式太阳集热***。微机***由微机主机、与主机电气连接的输入和输出设施、电源和软件组成。集热装置由真空集热管和与集热管配合连接的联集器件组成。联集器件包括联集盒、联集母管和蓄热水箱。令集热管两端的水平误差小于正负35毫米，通过调整联集器件驳接管或者集热管状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水挡气物体使集热管内始终有水、气留存。挡水挡气物体包括与集热管连接的驳管、密封圈和挡气水圈；并含有设置于集热装置存水空间、与微机控制***电气连接的水温水位传感器；微机***软件含有水温达到设定值后先出热水后上冷水的程序。
本发明的有益效果：令集热管水平布置使集热管沿其轴心线各部分的状态和性能一致包括在集热管内实现汽水两相共存，充分发挥真空集热管热损小的优点，使集热管内温度达到70至100℃形成的高水蒸气分压实现两相流换热循环。两相流换热具有良好的传热能力、等温性和热流密度变换能力。通过使用挡气水圈等措施，在集热管内部留存水，可防止空晒和突进冷水炸管。采用小管径集热管水平布置毛细材料吸液距离短、内部空气含量少。在此基础上，令水流入集热管换热后流出，克服了管内存满水的横置集热管装置依靠集热管内存水长距离传热热阻高、带负载能力差的缺陷，具有换热环节少、制造方便、管内压水少得热量大、输出温度可选、可利用集热管储存热水和取水方便的优点。制造带室内水箱的直通式家用分体式太阳热水器可免用循环泵、出热水时间也早。
本发明的两相流蒸汽集热装置结构简单、换热环节无活动部件、节能、可靠性高、抗冻，适合制造家用一体式太阳热水器。在制造壁挂太阳热水器时，还可以用软管连接集热器和水箱，安装方便、节省。采用一维聚光装置与集热管聚光连接制造的聚光两相流体太阳能产蒸汽装置，可以输出100℃以上压力足够大的水蒸气、进行中温集热、远程供热、多效蒸馏和蒸煮养护，大大提高集热和传热效率，能进一步拓展真空集热管及其集热装置的用途。低倍数的一维聚光真空集热装置，手动一个月跟踪一次也可以满足精度要求。还可使用免跟踪的反射聚光板。
在联集器件内设置梯级水坝，用于在联集器件轴心线带水平倾角安装时进行补水。倾角安装为中高纬度利用太阳能所必须。采用多水位水坝，可以先用高水位对集热管输入海水进行蒸馏，再适时切换到低水位移去浓缩的海水。为多效蒸馏创造更多条件，使产品性价比成倍提高。它还可用于对各种难降解的污水包括电镀废水、含抗生素废水、造纸黑液进行蒸馏净化，蒸馏浓缩液可利用或者另行处理。
在联集器件内设置换热器件，用集热管内水蒸气对负载换热器件加热，可实现与负载的隔离，方便集热装置承压运行。两相流承压集热装置在太阳能供暖方面性能优异。与管内存水的插管式集热模块比，造价相当，但带负载能力超强，冬季可高效率提供45℃以上热能，并且可靠性高，抗冻性能好，尤其是出热水时间可提前近3小时，其得热量可提高一倍以上，使仅需要白天供暖的办公室幼儿园等场合晴天不需要辅助能源供暖，总体性价比可提高1至3倍。与采用热管或者金属流道的集热模块比，两相流承压集热装置造价低、节省贵重金属、流道阻力减小70％运行费用低、可靠性和集热效率更高，总体性价比可提高1至2倍。令联集器件内部与一个负压源连通，可以降低集热管内不凝气体分压提高两相流换热效率。采用封闭气囊可在防止水分蒸发的同时，降低不凝气体分压，有助于提高两相流换热效率。采用毛细吸液材料，可确保内玻璃管内壁不干涸，有助于提高集热效率。采用自控***可实现各种复杂的功能，大幅度提高集热装置的性能，并可与生产工艺无缝衔接。实施结垢对策可确保集热装置长期稳定运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一台真空集热管内两相流换热太阳供暖供热水集热装置结构示意图。
图2是图1集热装置的联集母管横截面剖视。
图3是一台直通式真空集热管内两相流换热太阳集热装置结构示意图。
图4是一台两相流换热太阳能产蒸汽装置结构示意图。
图5是图4太阳能产蒸汽装置的联集盒横截面剖视。
图中1.联集母管；2.驳管；3.集热管；4.内玻璃管；5.密封圈；6.罩壳；7.排水驳管；8.水箱；9.冷端；10.补水驳管；11.水源；12.泄压阀；13.负压驳管；14.负压源；15.气囊；16.水坝；17.端口；18.换热管；19.传感器；20.联集盒；21.挡气水圈；22.进出水驳管；23.溢气管；24.上水管；25.显示屏；26、27.组阀；28、29.联杆；30.溢流口；31.蒸汽管道；32.调节阀；33、34.蒸馏器；35.预热装置。
具体实施方式
图1和图2共同给出本发明的第一个实施例。图1和图2中，联集母管1两侧焊接两排喇叭形连接驳管2，驳管2端***有翻边，驳管2的翻边与集热管3内玻璃管4之间用密封圈5连接，组成一台真空集热管内两相流换热的集热装置。联集母管1带有罩壳6，罩壳6内充填绝热材料。联集母管1一端接有排水驳管7；另一端伸出，与蓄热水箱8内的两相流换热盘管冷端9连通，并通过补水驳管10与外界水源11和泄压阀12连通。冷端9上方通过负压驳管13与负压源14和气球式封闭气囊15连通。联集母管1内部制有梯级水坝16，并含有一根带连接端口17的承压循环换热管18。大致与内玻璃管4黑色吸收膜的位置重合，内玻璃管4内腔壁贴合有毛细吸液材料。为图面简介清晰，图2右边的连接驳管2与集热管3之间没有画出密封圈。
图1和图2实施例工作原理：阳光加热集热管3内存水使其受热蒸发，水蒸气在压差作用下进入联集母管1。当换热管18有水流过其表面温度低时，水蒸气在换热管18表面放热冷凝加热换热管18内的水，冷凝水经联集母管1底部返回集热管3内，并通过毛细吸液材料向上提升到整个内玻璃管4内腔壁。当换热管18水路关断表面温度高时，水蒸气在压差作用下进入蓄热水箱8内的冷端9。当水箱8有水且冷端9表面温度低时，冷端9内部水蒸气放热冷凝加热水箱8内的水，冷凝水流经联集母管1底部返回集热管3内并经毛细吸液材料向上提升到整个内玻璃管4内腔壁。这期间，集热管3和联集母管1内部部分受热膨胀的空气，经负压驳管13进入水箱8上面气囊盒中的气囊15，以后空气温度降低收缩时，气囊15中的空气返回联集母管1内。
当换热管18和盘管冷端9均为高温集热装置空晒时，随着内部水蒸气压力的增加，与补水驳管10连通的泄压阀12打开进行排气泄压。空晒过后，通过与微机控制***主机电气连接的水温水位传感器19了解集热装置内的工况，并在微机控制***显示屏上显示。可以通过补水驳管10手工补水或者自动补水。
图1中联集母管1水平布置，补水不用梯级水坝16。但大部分情况联集母管1为倾斜布置，即补水驳管10所在的一端向上抬起。联集母管1倾斜时补水过程为：用补水驳管10从水源11接进纯水。由于梯级水坝16的阻挡，只有溢过梯级水坝16的水才能达到相邻下一级集热管3内。因此，各集热管3从上到下依次补水，直至所有集热管3补上水。若有多余的水积聚在最下面的集热管3内外，可通过排水驳管7排出。
图1和图2实施例可用于太阳能供暖和供热水。供暖季节，可将水箱8内的水放空。
图3给出本发明的第二个实施例。图3中，联集盒20两侧插孔内***集热管3，集热管3内塞入挡气水圈21，组成一台真空集热管内两相流换热的集热装置。联集盒20带有罩壳6和绝热材料，内部还含有一个与微机控制***主机电气连接的水温水位传感器19。联集盒20倾斜布置，低端带有一个进出水驳管22；高端带有一个溢气管23。
图3实施例的工作原理可简述为：微机控制***根据内部万年历和设定的程序在太阳升起时开机自检。情况正常通过上水管24进水。因集热管3平放和采用挡气水圈21，集热管3上部两相共存。阳光加热集热管3内的水，水温达到设定，微机控制***通过进出水驳管22将热水送入蓄热水箱8。然后根据情况再次上水或者停止集热。集热装置的状态通过与微机控制***主机电气连接的显示屏25显示。集热管3下部始终留存水，快速再次上水则不会炸管。少量存水结冰时内玻璃管4内的水垢会破碎掉落。
图3实施例用于现有插管式热水***的改造，需要配置微机控制装置、电磁阀和水温水位传感器。还要将集热管放平并在集热管内设置挡气水圈，重新布置水路管道。
图4和图5共同给出本发明的第三个实施例。图4和图5中，联集母管1两侧驳管2与内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管3之间采用密封圈连接，组成一台两相流换热太阳能产蒸汽装置。集热管3的内玻璃管4直径25毫米，其罩玻璃管在端口处缩颈并与内玻璃管4融封。内玻璃管4包裹金属传热好，可免用毛细吸液材料，直接从受热的顶部向下面的存水部位传热，回避毛细吸液材料结垢的问题。内玻璃管带翅板的集热管内径设计自由度大。集热管3水平布置带有一维反射聚光装置；联集母管1带有罩壳和绝热材料，其轴心线带水平倾角以确保聚光装置跟踪太阳高度角。为简洁起见，图中未画出聚光装置。采用两个多阀联动的电动组阀高位组阀26和低位组阀27。电动组阀26、27的各个阀门分别安装在各多水位梯级水坝16上，并分别通过与电磁阀驱动机构连接的联杆28、29连接而可以同步启闭。所述电磁阀驱动机构与微机控制***电气连接。水坝16带有溢流口30。联集母管1内的水温水位传感器19与微机控制***主机电气连接。
图4和图5实施例工作前要先上水。上水时，微机控制***通过电动驱动机构关闭低位组阀27、开启高位组阀26，打开可关断溢气管，从联集母管1高端通过管道阀门接入原水。联集母管1内最上面一级多水位梯级水坝16内的水位逐渐上升，水坝16内水位达到其打开的高位组阀26的高度时会流入下一级水坝16围起的空间以及与其连通的集热管3内，这样从上到下逐级上水。当安装在末级水坝16处的水位传感器19检测到其所在空间进水达到设定低水位时，关断高位组阀26。这时，最上面一级水坝16里边的水位逐渐升高直至漫过所在水坝16的溢流口30，流入下一级水坝16围起的空间以及与其连通的集热管3内，这样从上到下逐级抬高水位。当水位传感器19检测到进水达到设定高水位时，关断进水，上水过程结束。
图4和图5实施例中，不用高位组阀26以及从下到上也能实现正常上水。但采用高位组阀26可以使各级集热管3提早进水，即实现各集热管3的同步上水，避免后面的集热管3在聚光集热状态下等待时间过长工况劣化。采用高位组阀26还可以使各级集热管3只上水到设定的较低水位，使产蒸汽装置的上水方案有多一种选择。
配置聚光装置的真空集热管，即使在冬季太阳辐射强度只有500瓦/平方米条件下，也能稳定地用含盐量19％的盐水产生2个大气压的蒸汽。通过控制串接于蒸汽管道31与微机控制***电气连接的调节阀32，可以调节太阳能产蒸汽装置的水蒸气输出压力。太阳能蒸馏装置可以采用多模式工作：太阳弱时采用双效或者单效蒸馏模式；太阳强时采用三效蒸馏模式。三效蒸馏模式可以是这样的：太阳光使集热管3内的水受热蒸发。在集热管3内产生的水蒸气在压差作用下通过蒸汽管道31进入第二级蒸馏器33。第二级蒸馏器33产生的约100℃水蒸气进入第三级蒸馏器34。第三级蒸馏器34采用低压蒸馏，所产生的约75至85℃水蒸气进入原水预热装置35内预热原水及作其它用途。原水在预热的同时采用真空泵真空除气。
微机控制***根据太阳能产蒸汽装置蒸馏水的产量，推算出集热管3内海水的浓缩度和集热管3内浓缩液的存量，并适时进行再次上水。到晚间，打开低位组阀27将集热管3内的浓缩液收下。
图4和图5实施例的集热管3开口端无阻挡，加上联集母管1在冬夜的降温慢于集热管3，可获得集热管3内顺序冻结的效果，使结冰对集热管3影响减小到最低程度。
Claims (10)
1.一种真空集热管内两相流换热集热的方法：用真空集热管和与集热管配合连接的联集器件，组成一台真空集热管内两相流换热的太阳集热装置，真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管；联集器件包括与集热管罩玻璃管***连接的联集盒、通过连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱；联集器件用各种驳接管与外界连通；
水平放置集热管，令集热管两端的水平误差小于正负50毫米；通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管在出水时有水留存，即集热管内平均留存水位高于0.1毫米；通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态，或者在集热管管口上部设置挡气物体使集热管进水时上面有气留存；挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管的内玻璃管缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接的挡气水圈；调整联集器件的驳接管也与集热管内气水留存有关，是因为有时进出水驳接管也具有挡气水圈的作用；有时单独使用挡水物体也可以实现集热管内的气与水留存；在联集器件内部相邻集热管之间设置拦截上游来水的梯级水坝；梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通；在联集器件轴心线带水平倾角安装时，梯级水坝能够保持或者抬高各集热管管口的水位，使上游来水先充满本级集热管，后再溢过坝面补充下面相邻集热管直至所有集热管补充完成；梯级水坝也属于实现集热管内留存水的挡水物体；为抬高或者保持集热管内水位而设置的挡水物体譬如联集器件内的梯级水坝，其底部可以含有可将集热管内存水排空的阀门；联集器件内部的上方应保持畅通；
还可以对集热管配置一维聚光装置，组成聚光式真空集热管内两相流换热的太阳集热装置；还可以在集热管内腔壁贴合毛细吸液材料；实施结垢对策，包括：在集热管内腔壁制作减垢层譬如涂制热粘一层不易结垢的硅胶；采用无垢热媒；在进水或者热媒中添加减垢剂；用超声波进行清洗；
集热管与加热负载之间的换热包括以下四种形式及其组合：1)通过联集器件令水流入集热管换热后流出，称作两相流热水集热；2)用蒸汽管道将联集器件内集热管产生的水蒸气引出再通过外置换热器加热负载，称作两相流蒸汽集热；对联集器件需要回水及时补充集热管的情况，外置换热器的位置应高于联集器件，或者设置向集热管补水的装置；3)在联集器件内集热管管口外侧设置换热器件，用集热管内水蒸气对负载换热器件加热，称作两相流承压集热；4)在各集热管内部设置分支换热器件，分支换热器件相互连接组成一个水路并接出，用集热管内水蒸气对负载分支换热器件加热，称作两相流分支承压集热；换热形式1)可以采用开式联集器件，即联集器件用溢气管与大气连通；对2)、3)、4)三种换热形式，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出；或者集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝，工作时应该采用闭式联集器件；考虑到联集器件与集热管的密封连接不耐压，可在联集器件与大气之间采用一个气球式封闭气囊进行隔离；封闭气囊可以吸收受热膨胀的空气，其设计容积可取集热管数与集热管容积乘积的30％；对于闭式联集器件，还可以令联集器件内部与一个负压源连通，在每次集热开始时对联集器件内部用负压源抽真空后关断，还可以在集热期间短时开启负压源抽真空，负压源可以是一台抽真空装置；闭式联集器件还可以连接一个泄压器件，当集热装置空晒内部水蒸气压力迅速升高时能自动打开泄压；泄压器件的工作点可以设定为0.3个大气压；
还可以采用配置有电磁阀和设置于集热装置存水空间的水温水位传感器或者流量计的水温水位自控***，制造自动控制的两相流换热集热装置，譬如在集热管内水温达到设定值时先出热水后上冷水的全自动两相流直通式太阳集热器。
2.按照权利要求1所述方法制造的真空集热管内两相流换热的太阳集热装置，由真空集热管和与集热管配合连接的联集器件组成，联集器件包括与集热管罩玻璃管***连接的联集盒、通过其连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱；真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管；联集器件配置补水驳管、排水驳管、进出水驳管、溢气管或者封闭气囊和泄压器件；集热管可含有与其内腔壁贴合的毛细吸液材料；还可以采用配置有电磁阀、水温水位传感器或者流量计的微机控制***，制造微机控制的两相流换热太阳集热装置，其特征在于集热管两端的水平误差小于正负35毫米；通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管出水时有水留存、在集热管管口上部设置挡气物体使集热管出水时上面有气留存；所述挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管内玻璃管的缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接挡气水圈。
3.按照权利要求2所述的集热装置，其特征在于联集器件内部嵌入一个管状换热器；或者在联集器件内各集热管内部嵌入分支换热器，所述分支换热器相互连接形成水路，集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝；或者联集器件与一根伸向外界的蒸汽管连接，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出。
4.按照权利要求2或者3所述的集热装置，其特征在于含有一维聚光装置，所述一维聚光装置包括反射聚光器件和透镜聚光器件；一维聚光装置与集热管聚光连接，即集热管的吸收膜处于一维聚光装置的聚光区域。
5.按照权利要求2或者3所述的集热装置，其特征在于联集器件轴心线带水平倾角安装；联集器件内含有梯级水坝，梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通；梯级水坝的挡水水位高于所在集热管的留存水位0至30毫米。
6.按照权利要求2或者3所述的集热装置，其特征在于含有一个蓄热水箱加热负载，蓄热水箱与一个封闭的管状两相流换热器件冷端低热阻连接；冷端的位置高于联集器件并与联集器件内部通过一根蒸汽管连通，所述冷端内的冷凝水可以回流进入联集器件内部；所述冷端的顶部含有一根与一个负压源或者与一个气球式封闭气囊连通的通气管。
7.按照权利要求2或者3所述的集热装置，其特征在于联集器件内部通过一根蒸汽管与一个外置换热器件连通；所述换热器件的底部与一个水泵的进水口连接，水泵的出水口与联集器件的补水驳管连接。
8.按照权利要求2或者3所述的集热装置，其特征在于联集器件含有一个可控梯级多水位水坝或者多水位挡水物体，多水位水坝的每个坝面下部和多水位挡水物体的下部均含有溢流界面和一个以上可控水阀；集热管的水位状态随这些可控水阀状态的改变而改变。
9.按照权利要求2或者3所述的集热装置，其特征在于含有一个水力抽真空器件，所述水力抽真空器件的真空吸气口与联集器件内部之间串接有一个可控气阀；或者串接有一个可控气阀和一个负压容器。
10.按照权利要求1所述方法制造的微机控制两相流直通式太阳集热***，由微机控制***和真空集热管内两相流换热的集热装置组成，微机***由微机主机、与主机电气连接的输入和输出设施、电源和软件组成；集热装置由真空集热管和与集热管配合连接的联集器件组成，联集器件包括联集盒、联集母管和蓄热水箱，其特征在于集热管两端的水平误差小于正负35毫米，通过调整联集器件驳接管或者集热管状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水挡气物体使集热管内始终有水、气留存；挡水挡气物体包括与集热管连接的驳管、密封圈和挡气水圈；并含有设置于集热装置存水空间、与微机控制***电气连接的水温水位传感器；微机***软件含有水温达到设定值后先出热水后上冷水的程序。
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Effective date of registration: 20120905 Address after: 317527 Zhejiang Wenling Wenqiao Wenling Street No. 106 Applicant after: Wang Ruowen Address before: 314416, Zhejiang province Haining Yuan Flower Town East Village home 35 Applicant before: Haining IEMYC Solar Energy Technology Co., Ltd. |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HAINING IEMYC SOLAR ENERGY EQUIPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: WANG RUOWEN Effective date: 20130814 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 317527 TAIZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 314416 JIAXING, ZHEJIANG PROVINCE |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130814 Address after: 314416, Zhejiang Province, Jiaxing City, Haining province Zhen Yuan Town East Village home No. 35 Applicant after: Haining IEMYC Solar Energy Technology Co., Ltd. Address before: 317527 Zhejiang Wenling Wenqiao Wenling Street No. 106 Applicant before: Wang Ruowen |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130918 Termination date: 20200425 |