CN115682795B - 用于太阳能光伏光热***的复合式热管***及制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及太阳能热管技术领域，提供一种用于太阳能光伏光热***的复合式热管***及制造方法，热管***包括：热沉；外壳组件，其内部设置有蒸汽腔；脉动热管，包括相连通的蒸发段和冷凝段，冷凝段布置在热沉内，蒸发段布置在蒸汽腔内，蒸发段的外壁还形成有烧结毛细芯；平板热管，布置在蒸汽腔内；以及多孔泡沫金属吸液芯，填充在蒸汽腔内，包裹脉动热管和平板热管；脉动热管和平板热管内分别注入有低沸点工质；蒸汽腔内注入有至少分布在多孔泡沫金属吸液芯的孔隙中的自湿润流体工质。本发明能够规避PV/T***启动慢、均温性弱、热流密度小以及传热效率差等自身潜在的应用局限。

Description

用于太阳能光伏光热***的复合式热管***及制造方法

技术领域

本发明属于太阳能热管技术领域，具体涉及一种用于太阳能光伏光热***的复合式热管***及制造方法。

背景技术

建筑节能技术中发展清洁、高效的建筑能量转换、传递及储存一体化技术一直是建筑节能领域的重要前沿研究方向之一。其中，太阳能由于其资源丰富、安全清洁等优点，在建筑领域得到广泛应用。太阳能光伏-光热(PV/T)技术是最广泛应用于室内环境调节，提升低品位建筑能源利用的一种技术。太阳能光伏/光热综合利用***是将光伏技术和光热技术结合在一起，利用光伏背板的循环流体将光伏板产生的热量带走并收集起来，在集热的同时又能够降低光伏板的温度以提升***的光电转换效率。与单一的光伏***或太阳能集热***相比，太阳能光伏-光热综合利用***可以共用***组件，降低***成本，节省建筑面积。因此，太阳能光伏-光热综合利用***具有广阔的应用前景，而为了实现光伏发电-热再利用的最佳综合性能，关键是需要解决光伏板的冷却问题。研究表明，普通的光伏组件只能将入射太阳辐射的4％～17％转换为电能，剩余超过50％的太阳辐射会转换为热能，光伏***表面温度过高不仅会降低***的发电效率，而且会对光伏模块造成不可逆的热损害。因此，如何提升太阳能利用***的性能一直是该领域研究的重点和热点。

为了解决这一问题，国内外研究人员开始对热管PV/T***的设计进行研究，希望借助气-液两相流强化换热技术为光伏板均匀降温。因此，热管作为一种被动式传热的高热流换热装置，其凭借结构多样、导热性强、热稳定性好等优势，在太阳能集热***中已经逐渐应用。而目前的太阳能由于能量密度较低，缺乏高效的热回收技术，热再利用难度仍然较大。脉动热管相较于单一的传统毛细型热管或重力式热管，具有环境适应性强、传热极限高、结构灵活及重力依赖性小等优势，在太阳能转换与高效利用等方面具有较好的应用潜力。但目前的现有研究也存在一些问题，比如许多研究工作仅通过安装方式的改变或外部聚光结构的调整，并不能保证脉动热管在热回收***中的稳定运行；在以后PV/T***研究中，通常将脉动热管与平板焊接呈线形来增加脉动热管的热流密度，但这种方式主要受集热面积限制以及传热***的复杂程度增加，脉动热管最佳运行状态的热流密度仍然不能达到。因此，有必要开发一种稳定性好、热传输能力强以及传热极限高的新型复合式热管***，以适用于在太阳能光伏-光热***中的高效利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种传热效率高、均温性能优越的适用于太阳能光伏光热***的复合式热管***及制造方法，能够规避PV/T***启动慢、均温性弱、热流密度小以及传热效率差等自身潜在的应用局限。

第一方面，本发明提供一种用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，包括：

热沉；

外壳组件，其内部设置有蒸汽腔，所述外壳组件的至少一个端面用于吸收热能并将吸收的热能传递至所述蒸汽腔内；

脉动热管，包括相连通的蒸发段和冷凝段，所述冷凝段布置在所述热沉内，所述蒸发段布置在所述蒸汽腔内，所述蒸发段的外壁还形成有烧结毛细芯；

平板热管，布置在所述蒸汽腔内，且位于所述蒸发段的至少一个侧端；以及

多孔泡沫金属吸液芯，填充在所述蒸汽腔内，包裹所述脉动热管和所述平板热管；

其中，所述脉动热管和所述平板热管内分别注入有低沸点工质；所述蒸汽腔内注入有至少分布在多孔泡沫金属吸液芯的孔隙中的自湿润流体工质；所述多孔泡沫金属吸液芯的孔隙率大于所述烧结毛细芯的孔隙率。

进一步地，所述外壳组件包括保温层壳体和用于吸收并传递热能的吸热基板，所述保温层壳体上形成有开口腔，所述吸热基板封闭所述开口腔，与所述保温层壳体围合形成所述蒸汽腔。

进一步地，所述脉动热管的蒸发段包括多根平行且保持间距的蒸发管束；所述平板热管有多个，多个平板热管和多个蒸发管束相交替分布在所述蒸汽腔内。

进一步地，多个平板热管和多个蒸发管束沿所述吸热基板的板面宽度方向交替分布，每个所述平板热管和每个蒸发管束的高度方向沿所述吸热基板的高度方向设置。

进一步地，所述多孔泡沫金属吸液芯还包裹所述烧结毛细芯，所述多孔泡沫金属吸液芯还与所述吸热基板接触。

进一步地，所述保温层壳体的侧端设置有与所述蒸汽腔连通的注液口，所述注液口用于所述蒸汽腔的抽真空或注入所述自湿润流体工质。

进一步地，所述热沉设置在所述外壳组件的上方，热沉的下端与所述外壳组件的上端密封连接。

进一步地，所述蒸汽腔内的自湿润流体工质的充液率小于等于50％。

第二方面，本发明还提出一种上述任一项技术方案的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***的制造方法，包括：

将所述复合式热管***的脉动热管的蒸发段以及平板热管布置在所述外壳组件的蒸汽腔内，使平板热管位于所述蒸发段的至少一个侧端，将多孔泡沫金属吸液芯填充在所述蒸汽腔内，并包裹所述脉动热管和所述平板热管；其中，所述脉动热管和所述平板热管内分别预先注入有低沸点工质；所述蒸发段的外壁预烧结处理形成烧结毛细芯；

将所述脉动热管的冷凝段放入热沉中，将所述热沉与所述外壳组件密封连接；

对所述蒸汽腔进行降压处理，将预配置的自湿润流体工质注入所述蒸汽腔内，使自湿润流体工质至少分布在所述多孔泡沫金属吸液芯的孔隙中。

进一步地，所述自湿润流体工质为正丁醇的水溶液。

进一步地，所述自湿润流体工质的预配置步骤为：

将10g的正丁醇溶解在990g的纯水中并搅拌均匀10分钟，配制成质量分数为1wt.％的所述自湿润流体工质。

本发明的有益效果包括：

通过在蒸汽腔内布置脉动热管的蒸发段和平板热管，且蒸发段的外壁形成有烧结毛细芯，并在蒸汽腔内设置包裹蒸发段和平板热管的多孔泡沫金属吸液芯，可将外壳组件吸收并传递至蒸汽腔的热能充分传递至脉动热管的蒸发段，增强传热效率。

通过在蒸汽腔内设置多孔泡沫金属吸液芯，利用其较高孔隙率的特性，能够产生较大的毛细力，而脉动热管的蒸发段位于蒸汽腔内，其气液塞(气塞和液柱)的显热/潜热传递显著促进脉动热管的最大换热能力。同时，多孔泡沫金属吸液芯的骨架型多孔疏松结构，其较高的表面积及有效导热系数能够强化蒸汽腔内的沸腾现象，而脉动热管的蒸发段环绕的烧结毛细芯孔隙率低，与多孔泡沫金属吸液芯形成毛细压差，强化蒸汽腔内的蒸发换热性能，且能够降低蒸气的流动阻力，具有双向气-液输运模式。

本发明通过上述特殊的结构减少了气-液流动路径和阻力，突出强化工质的回流和相变过程，使气-液两相具有最佳的分流运输路径，均温性能优越，避免液体局部干涸堵塞。本发明解决了现有PV/T***启动慢，均温性能弱，热流密度小等问题，提升了PV/T***的集热能力，提高***的传热效率，气液流动阻力小，均温性能好，适用于太阳能光伏光热***中光伏板的高效冷却。

附图说明

图1为本发明用于太阳能光伏光热***的复合式热管***的主视示意图。

图2为图1的侧视结构示意图。

图3为图1中脉动热管的主视示意图。

图4为图1中外壳组件的保温层壳体及其内平板热管的结构示意图。

图5为图1中A-A面截面示意图。

图6为图1中B-B面截面示意图。

图7为图1中C处的局部放大示意图。

图8为图1的复合式热管***的工作原理示意图。

图中，1-热沉；2-脉动热管；21-蒸发段；22-冷凝段；3-平板热管；4-烧结毛细芯；5-多孔泡沫金属吸液芯；6-吸热基板；7-保温层壳体。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，包括：热沉1、外壳组件、脉动热管2、平板热管3、烧结毛细芯4以及多孔泡沫金属吸液芯5。

热沉1(heat sink)，是指它的温度不随传递到它的热能的大小变化而变化，它可以是大气、大地等物体。本实施例中，热沉1为恒温水浴的水冷箱。

外壳组件的内部设置有蒸汽腔，所述外壳组件的至少一个端面用于吸收热能并将吸收的热能传递至所述蒸汽腔内。

在本实施例中，结合附图1、2、4所示，外壳组件包括保温层壳体7和用于吸收并传递热能的吸热基板6。吸热基板6用于吸收热能并将吸收的热能传递至蒸汽腔内。吸热基板6可以是PV/T***中的既有PV板。热管式PV/T集热器接收太阳辐射，一部分短波太阳能辐射被电池板吸收，转化为电能，输送到蓄电池或直接供给负载。剩余辐射被集热器吸收转化为热能，热能传递到吸热基板6。

所述保温层壳体7上形成有开口腔，所述吸热基板6封闭所述开口腔，与所述保温层壳体7围合形成所述蒸汽腔。保温层壳体7为内部有空腔，侧端设置有与空腔连通的开口的箱体结构，该箱体结构的内部空腔即为开口腔。若将保温层壳体7视为如图2所示的竖立状态，则开口腔的开口位于保温层壳体7的侧端，相应的吸热基板6竖立设置，封闭该开口，将开口腔封闭为蒸汽腔。这种结构也便于脉动热管2、平板热管3和多孔泡沫金属吸液芯5的安装。

结合附图3所示，脉动热管2包括相连通的蒸发段21和冷凝段22，所述冷凝段22布置在所述热沉1内，所述蒸发段21布置在所述蒸汽腔内，所述蒸发段21的外壁还形成有烧结毛细芯4。脉动热管2为振荡蛇形微热管。

如图1、2所示，所述热沉1设置在所述外壳组件的上方，热沉1的下端与所述外壳组件的上端密封连接。当热沉1为水冷箱时，冷凝段22位于水冷箱内，冷凝段22和蒸发段21具有交界段，该交界段的内部与冷凝段22和蒸发段21连通，交界段的外壁与水冷箱和外壳组件密封连接。相应的，水冷箱的下端与外壳组件的上端密封连接，在该密封连接处即为交界段所在区域。

如图4所示，保温层壳体7的上端设置有用于脉动热管2穿过的穿孔。平板热管3设置在保温层壳体7的蒸汽腔内，蒸汽腔内间隔设置有多个平板热管3，相邻平板热管3之间留有空间，该空间的竖向的上方对应设置有保温层壳体7的穿孔，以便于在该空间内设置脉动热管2。平板热管3为独立的封闭的管体。

平板热管3布置在所述蒸汽腔内，且位于所述蒸发段21的至少一个侧端。具体分布情况，与蒸汽腔、平板热管3和蒸发段21的尺寸有关，也就是说，平板热管3和蒸发段21在蒸汽腔内的分布可以是多样的，但应该保证蒸发段21的至少一个侧端有平板热管3，若蒸汽腔内空间允许，可以在蒸发段21的周围分布多个平板热管3。当然，也应该考虑蒸汽腔内蒸发段21的空间利用率。本实施例中优选的是在蒸汽腔内，蒸发段21和平板热管3交替分布，如图5所示，两个蒸发段21之间有一个平板热管3，两个平板热管3之间有一个蒸发段21。而蒸汽腔的横截面为一字型腔体，沿该一字型腔体的长度方向交替分布有蒸发段21和平板热管3，该一字型腔体的宽度尺寸略大于平板热管3的宽度，平板热管3的宽度大于等于蒸发段21的直径。为了便于区分，附图5中，将平板热管3示意为矩形管，将蒸发段21示意为圆管，而实际上，平板热管3和蒸发段21的横截面形状并不进行限定，可以是多样的。

结合附图3-5所示，所述脉动热管2的蒸发段21包括多根平行且保持间距的蒸发管束；所述平板热管3有多个，多个平板热管3和多个蒸发管束相交替分布在所述蒸汽腔内。如图4所示，平板热管3有9个，蒸发管束有8个/根。

9个平板热管3和8个蒸发管束沿所述吸热基板6的板面宽度方向交替分布，每个所述平板热管3和每个蒸发管束的高度方向沿所述吸热基板6的高度方向设置。

本实施例中，如图3所示，脉动热管2为紫铜U型管，外管径为3mm，内管径为2mm，脉动热管2采用蛇形铜制式结构，形成8根首尾相连的平行的蒸发管束，8根蒸发管束的下端通过4个蒸发弯头连通，4个蒸发弯头的弯曲直径为14mm。脉动热管2的冷凝段22包括3个冷凝弯头和1个n形弯头，8根蒸发管束的最外侧的2根蒸发管束与n形弯头连通，除该2根蒸发管束外的其他6根蒸发管束的上端依次通过3个冷凝弯头连通，实现脉动热管2的闭环连通。

脉动热管2的总高度为350mm，总宽度为185mm，蒸发段21的高度为250mm，冷凝段22的高度为70mm。冷凝段22放置在恒温水浴的水冷箱中。

多孔泡沫金属吸液芯5填充在所述蒸汽腔内，包裹所述脉动热管2和所述平板热管3。实际上，多孔泡沫金属吸液芯5填充在蒸汽腔内除脉动热管2和平板热管3以外的区域。

其中，所述脉动热管2和所述平板热管3内分别注入有低沸点工质，本实施例中，低沸点工质优选为丙酮。蛇形闭式的脉动热管2内充装有充液率为50％的丙酮，平板热管3内也填充有充液率为50％的丙酮。所述蒸汽腔内注入有至少分布在多孔泡沫金属吸液芯5的孔隙中的自湿润流体工质；所述多孔泡沫金属吸液芯5的孔隙率大于所述烧结毛细芯4的孔隙率。本实施例中，多孔泡沫金属吸液芯5的孔隙率为98％。将多孔泡沫金属吸液芯5设置在蒸汽腔内，而吸热基板6作为蒸汽腔的一个端面，将热能通过吸热基板6传递至蒸汽腔内的多孔泡沫金属吸液芯5，而骨架型多孔疏松结构的多孔泡沫金属吸液芯5具有较高的表面积和有效导热系数，能强化蒸发区域的沸腾现象，该蒸发区域即蒸汽腔内与吸热基板6接触的受热区域，或蒸发段21的辐射区域。

脉动热管2的蒸发段21环绕的烧结毛细芯4的孔隙率低于多孔泡沫金属吸液芯5的孔隙率，从而与多孔泡沫金属吸液芯5形成毛细压差，强化吸热基板6受热部位对应蒸汽腔的蒸发换热性能，且能够降低蒸气的流动阻力，具有双向气-液输运模式。

脉动热管2由于表面张力的作用，充液率为50％的丙酮在管内形成长度不等的液柱和气塞。热能推动气液两相流体在脉动热管2的蒸发段21(也称加热段)和冷凝段22之间脉动，从而实现能量的传递。

当太阳能光伏光热***运行时，热管式PV/T集热器接收太阳辐射，一部分短波太阳能辐射被电池板吸收，转化为电能，输送到蓄电池或直接供给负载。剩余辐射被集热器吸收转化为热能，热能传递到吸热基板6，平板热管3开始相变蒸发，蒸汽在压差作用下汇集到脉动热管2的蒸发段21位置，随后蒸汽腔内气体相变冷凝，借助脉动热管2的蒸发段21外壁的烧结毛细芯4回流，脉动热管2的蒸发段21同时将吸热基板6和蒸汽腔的热量转移到冷凝段22，并通过脉动热管2内部液体的相变传热，将热量传递至冷凝段22，最终热能通过脉动热管2的冷凝段22转移到换热器中。需要说明的是，热能在本实施例的复合式热管以外的传递方式可直接采用现有技术。

在一些实施例中，所述多孔泡沫金属吸液芯5还包裹所述烧结毛细芯4，所述多孔泡沫金属吸液芯5还可以与所述吸热基板6接触。多孔泡沫金属吸液芯5的长度与平板热管3的长度一致。多孔泡沫金属吸液芯5采用具有较高的孔隙率以及能够产生较高毛细力的多孔介质，由于其处于蒸汽腔内，和烧结毛细芯4形成毛细压差，强化加热区域的蒸发换热性能，有利于引流冷凝液体回流，同时气液流动阻力小，传热效率高，避免液体局部干涸堵塞。

所述保温层壳体7的侧端设置有与所述蒸汽腔连通的注液口，所述注液口用于所述蒸汽腔的抽真空或注入所述自湿润流体工质。注液口为橡皮管道制成的注液口，注液口通过钢箍封闭。注液口既用来抽真空，又用来将配置好的自湿润流体工质注入蒸汽腔中，橡皮管道制成的注液口具有一定的柔韧性，避免抽真空及注液产生漏气，方便封闭以实现蒸汽腔的密封。

本实施例中，所述蒸汽腔内的自湿润流体工质的充液率小于等于50％。优选为45％。自湿润流体工质为1wt.％的正丁醇水溶液。即将10g的正丁醇溶解在990g的纯水中并搅拌均匀10分钟，配制成质量分数为1wt.％的自湿润流体工质，在较高辐射条件下，自湿润流体工质气液截面产生温度梯度即热毛细作用，从而使流体表面张力变大，而多孔泡沫金属吸液芯5具有较好的孔隙率，能够产生较高毛细力，有利于液体自发汇集于热端位置(靠近吸热基板6的位置)，其较高的表面积及有效导热系数能够强化蒸发区域的沸腾现象。

脉动热管2的蒸发段21处于蒸汽腔内部，冷凝段22处于恒温水浴的热沉1中，脉动热管2的外表面焊锡有烧结毛细芯4，脉动热管2在负压条件下充装有低沸点流体介质丙酮，随着底部蒸发段21热量的上升，工质的相变产生管内的压力波动，使得气塞和液柱在管内流动与振荡，从而实现脉动热管2的蒸发段21与冷凝段22之间高效传热。

结合附图5、图8所示，吸热基板6吸收热量后，将热量导热到蒸汽腔中，蒸汽腔底部的自湿润流体工质开始蒸发沸腾，受热沸腾蒸发为气态，主要通过多孔泡沫金属吸液芯5扩散流动至脉动热管2的蒸发段21外表面，蒸汽冷凝为液体，将潜热传递给脉动热管2的蒸发段21，随后烧结毛细芯4和多孔泡沫金属吸液芯5的毛细作用和表面张力的双重作用下冷凝回流。脉动热管2接收到由吸热基板6和平板热管3共同释放的热量后，内部的低沸点工质相变产生管内的压力波动，使得气塞(或称气泡)与液柱在脉动热管2内流动与振荡，将热量传递到冷凝段22，冷凝段22位于恒温水浴箱中，凝结液在表面张力的作用下回流至加热区域完成循环，从而实现脉动热管2的蒸发段21与冷凝段22之间的高效传热。

基于同一发明构思，本发明还提出一种用于太阳能光伏光热***的复合式热管***的制造方法，包括：

将所述复合式热管***的脉动热管2的蒸发段21以及平板热管3布置在所述外壳组件的蒸汽腔内，使平板热管3位于所述蒸发段21的至少一个侧端，将多孔泡沫金属吸液芯5填充在所述蒸汽腔内，并包裹所述脉动热管2和所述平板热管3；其中，所述脉动热管2和所述平板热管3内分别预先注入有低沸点工质；所述蒸发段21的外壁预烧结处理形成烧结毛细芯4。

将所述脉动热管2的冷凝段22放入热沉1中，将所述热沉1与所述外壳组件密封连接。

对所述蒸汽腔进行降压处理，将预配置的自湿润流体工质注入所述蒸汽腔内，使自湿润流体工质至少分布在所述多孔泡沫金属吸液芯5的孔隙中。

其中，所述自湿润流体工质的预配置步骤为：将10g的正丁醇溶解在990g的纯水中并搅拌均匀10分钟，配制成质量分数为1wt.％的所述自湿润流体工质。

本发明方法的具体步骤包括：

将所述复合式热管***的脉动热管2的蒸发段21放入外壳组件的保温层壳体7的开口腔内，使脉动热管2的冷凝段22处于开口腔外，对所述脉动热管2抽真空处理，并注入低沸点工质，比如，对脉动热管2抽真空保持管内压力低于2kpa，注入充液率为45％的丙酮。其中，所述蒸发段21的外壁预烧结处理形成烧结毛细芯4。

将所述复合式热管***的平板热管3放入所述保温层壳体7的开口腔内，且使平板热管3位于蒸发段21的至少一个侧端；其中，所述平板热管3内预注入有低沸点工质，比如注入充液率为45％的丙酮。需要说明的是，平板热管3和脉动热管2的蒸发段21放入开口腔内时，两者可以同步进行，平板热管3和脉动热管2的放置顺序不作限定。

将所述多孔泡沫金属吸液芯5填充在所述开口腔内，且包裹所述蒸发段21和所述平板热管3。在一些实施例中，将多孔泡沫金属吸液芯5设置为两块条形板状金属吸液芯，并在每块条形板状金属吸液芯的一个板面设置有凹陷部，凹陷部的形状与多个蒸发段21和平板热管3在蒸汽腔内的外轮廓一致，凹陷部包括沿条形板状金属吸液芯的板面宽度方向交替间隔设置的方槽和弧面槽，方槽用于容纳平板热管3的一部分，弧面槽用于容纳蒸发段21，该条形板状金属吸液芯的板面宽度方向与吸热基板6的板面宽度方向一致。两块条形板状金属吸液芯的凹陷部相对设置。在开口腔或称蒸汽腔内放入脉动热管2和平板热管3之前，先放入一块条形板状金属吸液芯，使该条形板状金属吸液芯的凹陷部朝外，从而可根据该凹陷部的轮廓摆放脉动热管2和平板热管3。当脉动热管2和平板热管3均摆放在开口腔内后，放入另一块条形板状金属吸液芯，使该块条形板状金属吸液芯的凹陷部正对脉动热管2和平板热管3，脉动热管2和平板热管3的另一部分一一相对应的嵌入该块条形板状金属吸液芯的弧面槽和方槽中。

将所述外壳组件的吸热基板6与所述保温层壳体7合拢并密封，以封闭所述开口腔形成密封的蒸汽腔，使所述蒸发段21、所述平板热管3以及所述多孔泡沫金属吸液芯5均密封在所述蒸汽腔内。吸热基板6与保温层壳体7合拢密封时，先用磨砂纸将配合面打磨光滑，再涂上焊锡膏，使用热风枪加热后等待凝固密封，再使用密封胶将连接缝隙的***部分均匀涂满。密封完全后为吸热基板6维持在正常温度范围内，通过负压为0.092Mpa真空泵将蒸汽腔内抽气到0.0074Mpa，从而降低工质的饱和温度，在真空泵的真空表的数值保持稳定8分钟后，随即将配置好的自湿润流体工质利用注射器注入到蒸汽腔中，本发明的自湿润流体工质采用50％的充液率(即充入液体为整个蒸汽腔体积的50％)，充液结束后将注液口用钢箍完全封死。

综上所述，本发明提供的一种复合式热管，通过将多孔泡沫金属吸液芯5、平板热管3和脉动热管2复合在一起，通过平板热管3运行过程中气液相变实现一次传热，并利用多孔泡沫金属吸液芯5的特性实现***的均温性能。脉动热管2的蒸发段21通过接收吸热基板6和自湿润流体工质冷凝释放的热量实现脉动热管2内低沸点工质的沸腾蒸发，较好的实现了脉动热管2的蒸发段21热流密度的提高，气塞与液柱的显热/潜热传递能够提高蒸发段21的温度均匀性，使吸热基板6能够在较好的温控范围内运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，同样也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，其特征在于，包括：

热沉；

外壳组件，其内部设置有蒸汽腔，所述外壳组件的至少一个端面用于吸收热能并将吸收的热能传递至所述蒸汽腔内；

脉动热管，包括相连通的蒸发段和冷凝段，所述冷凝段布置在所述热沉内，所述蒸发段布置在所述蒸汽腔内，所述蒸发段的外壁还形成有烧结毛细芯；

平板热管，布置在所述蒸汽腔内，且位于所述蒸发段的至少一个侧端；以及

多孔泡沫金属吸液芯，填充在所述蒸汽腔内，包裹所述脉动热管和所述平板热管；

其中，所述脉动热管和所述平板热管内分别注入有低沸点工质；所述蒸汽腔内注入有至少分布在多孔泡沫金属吸液芯的孔隙中的自湿润流体工质；所述多孔泡沫金属吸液芯的孔隙率大于所述烧结毛细芯的孔隙率；

所述外壳组件包括保温层壳体和用于吸收并传递热能的吸热基板，所述保温层壳体上形成有开口腔，所述吸热基板封闭所述开口腔，与所述保温层壳体围合形成所述蒸汽腔。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，其特征在于，所述脉动热管的蒸发段包括多根平行且保持间距的蒸发管束；所述平板热管有多个，多个平板热管和多个蒸发管束相交替分布在所述蒸汽腔内。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，其特征在于，多个平板热管和多个蒸发管束沿所述吸热基板的板面宽度方向交替分布，每个所述平板热管和每个蒸发管束的高度方向沿所述吸热基板的高度方向设置。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，其特征在于，所述多孔泡沫金属吸液芯还包裹所述烧结毛细芯，所述多孔泡沫金属吸液芯还与所述吸热基板接触。

5.根据权利要求1所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，其特征在于，所述保温层壳体的侧端设置有与所述蒸汽腔连通的注液口，所述注液口用于所述蒸汽腔的抽真空或注入所述自湿润流体工质。

6.根据权利要求1所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，其特征在于，所述热沉设置在所述外壳组件的上方，热沉的下端与所述外壳组件的上端密封连接。

7.根据权利要求1所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***，其特征在于，所述蒸汽腔内的自湿润流体工质的充液率小于等于50%。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***的制造方法，其特征在于，包括：

将所述复合式热管***的脉动热管的蒸发段以及平板热管布置在所述外壳组件的蒸汽腔内，使平板热管位于所述蒸发段的至少一个侧端，将多孔泡沫金属吸液芯填充在所述蒸汽腔内，并包裹所述脉动热管和所述平板热管；其中，所述脉动热管和所述平板热管内分别预先注入有低沸点工质；所述蒸发段的外壁预烧结处理形成烧结毛细芯；

将所述脉动热管的冷凝段放入热沉中，将所述热沉与所述外壳组件密封连接；

对所述蒸汽腔进行降压处理，将预配置的自湿润流体工质注入所述蒸汽腔内，使自湿润流体工质至少分布在所述多孔泡沫金属吸液芯的孔隙中。

9.根据权利要求8所述的用于太阳能光伏光热***的复合式热管***的制造方法，其特征在于，所述自湿润流体工质为正丁醇的水溶液。