CN2823915Y - 热管式真空管太阳能空气集热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种热管式真空管太阳能空气集热器,包括真空管,所述真空管插在主流道边缘,所述真空管内插有热管,所述热管的蒸发端在真空管内,热管的冷凝端位于主流道中。本太阳能空气集热器采用热管代替现有的U型管,空气换热流道中的阻力明显减小,从而减少了换热***中风机的工作电耗,提高了***的净得热。同时,热管与流道之间采用金属件进行连接,避免了空气加热器的高温对密封部分的损伤和流道漏气,气密性更好,使用稳定性更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能集热设备,特别涉及一种热管式真空管太阳能空气集热器。
背景技术
目前的真空管空气集热器采用的换热方式一般是在真空管中***U型金属管,通过U型管中空气的流动将真空管吸收的热量带走,如专利号为200420038934.6的中国实用新型专利公开的“一种分体式真空管太阳能热水器”;由于真空管的直径小,一般为37~47mm,内插的U型管直径也相应较小,因此内部空气流动阻力很大,造成换热***中风机功耗很大,***的净得热相对较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点,提供一种结构简单、实施方便,空气流动阻力小,功耗较小,***净得热较低的热管式真空管太阳能空气集热器。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现:一种热管式真空管太阳能空气集热器,包括真空管和空气主流道,所述真空管插在主流道边缘,其特征在于:所述真空管内插有热管,所述热管的蒸发端在真空管内,热管的冷凝端位于主流道中。
所述热管采用金属材料制成;典型的热管由管壳、吸液芯(对于重力热管,该部分为真空)和端盖组成,将管内抽成1.3×(10-1~10-4)Pa的负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封;管的一端为蒸发段(加热段),另一端为冷凝段(冷却段),根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛细芯中的液体蒸发汽化,蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环,热量由热管的一端传至另一端。热管在实现这一热量转移的过程中,包含了以下六个相互关联的主要过程:(1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到(液—汽)分界面;(2)液体在蒸发段内的(液—汽)分界面上蒸发;(3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段;(4)蒸汽在冷凝段内的汽,液分界面上凝结;(5)热量从(汽—液)分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源;(6)在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。
所述端盖采用旋压封头结构。
真空管插在主流道边缘,与主流道之间采用柔性材料密封圈联结,采用两道密封方式。与主流道内边的密封采用可以耐高温的材料,与主流道外侧之间的密封可以采用普通耐温材料。热管与真空管的连接可采用金属垫圈或环,金属圈或环的材料可以是铜或不锈钢及铝,以承受空晒引起的真空管内的高温,垫圈的内直径等于热管的外直径,采取过盈配合的方式,垫圈的厚度在10~20mm之间。热管与主空气流道之间没有配合密封件。主流道要采用玻璃棉或矿物棉做保温,保温层厚度在50~75mm之间。
为了强化换热,提高换热效率,可以在真空管与插管之间加入金属肋片;金属肋片的厚度为1~2mm,材料用铝和铜,长度与真空管长度相当。
主流道与风机相连接。工作时打开风机,空气通过热管冷凝端,通过强迫对流将真空管吸收的太阳辐照带走。热管起到将真空管吸收的热量传到主流道中的作用。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:本太阳能空气集热器的吸热部分采用热管代替现有的U型管,空气换热流道中的阻力明显降低,从而减少了换热***中风机的工作电耗,提高了***的净得热。同时,热管与流道之间采用金属件进行连接,避免了空气加热器的高温对密封部分的损伤和流道漏气,气密性更好,使用稳定性更好。
附图说明
图1是本实用新型热管式真空管太阳能空气集热器的结构示意图。
图2是图1所示太阳能空气集热器的真空管、热管与主流道的连接示意图。
图3是是本实用新型热管式真空管太阳能空气集热器另一结构的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
图1~图2示出了本实用新型的一种实施方式,由图1可见,一种热管式真空管太阳能空气集热器,包括真空管1,所述真空管1插在主流道2边缘,与主流道2之间采用柔性材料密封圈联结,采用两道密封方式,具体结构见图2,真空管与主流道内边的密封采用可以耐高温的材料3(如硅橡胶),与主流道外侧之间的密封可以采用普通耐温材料4(如三元乙丙橡胶)。所述真空管内插有热管5,所述热管5由管壳、吸液芯和端盖组成,所述端盖采用旋压封头结构,将管内抽成1.3×(10-1~10-4)Pa的负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封;管的一端为蒸发端(加热端),另一端为冷凝端(冷却端),所述热管5的蒸发端在真空管1内,热管5的冷凝端位于主流道2中。热管5与真空管1的连接采用金属垫圈6,如图2所示,金属垫圈6的材料可以是铜或不锈钢及铝,以承受空晒引起的真空管1内的高温,金属垫圈6的内直径等于热管5的外直径,采取过盈配合的方式,金属垫圈6的厚度在10~20mm之间。热管5与主流道2之间没有配合密封件。主流道2要采用玻璃棉或矿物棉做保温,保温层厚度在50~75mm之间。
实施例2
图4示出了本实用新型的另一种实施方式,由图4可见,本实施例除下述特征外同实施例1:在真空管1与热管5之间加入金属肋片7,金属肋片7的厚度为1~2mm,材料用铝和铜,长度与真空管1长度相当。采取这种结构可强化换热,提高换热效率。
Claims (9)
1、一种热管式真空管太阳能空气集热器,包括真空管和空气主流道,所述真空管插在主流道边缘,其特征在于:所述真空管内插有热管,所述热管的蒸发端在真空管内,热管的冷凝端位于主流道中。
2、根据权利要求1所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:所述热管由管壳、吸液芯和端盖组成;或仅由管壳和端盖组成。
3、根据权利要求1所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:所述热管一端为蒸发段,另一端为冷凝段,所述蒸发段与冷凝段之间设置有绝热段。
4、根据权利要求1所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:所述真空管插在主流道边缘,与主流道之间采用柔性材料密封圈联结。
5、根据权利要求4所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:所述真空管与主流道内边的密封采用耐高温材料,与主流道外侧之间的密封采用普通耐温材料。
6、根据权利要求1所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:所述热管与真空管的连接采用金属垫圈,金属垫圈的材料是铜或不锈钢及铝,垫圈的内直径等于热管的外直径,采取过盈配合的方式。
7、根据权利要求6所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:所述金属垫圈的厚度范围为10~20mm。
8、根据权利要求1所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:所述主流道采用玻璃棉或矿物棉保温,保温层厚度在50~75mm之间。
9、根据权利要求1~8任一项所述的热管式真空管太阳能空气集热器,其特征在于:在真空管与热管之间加入金属肋片。
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CN101900435A (zh) * | 2009-05-31 | 2010-12-01 | 北京智慧剑科技发展有限责任公司 | 一种太阳能分布式点聚焦光学镜跟踪真空管利用*** |
CN101936608A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-01-05 | 中国科学院电工研究所 | 一种两级热管式太阳能空气加热器 |
CN102937339A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-02-20 | 刘磊 | 承压式太阳能集热器 |
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- 2005-09-27 CN CNU2005200650097U patent/CN2823915Y/zh not_active Expired - Lifetime
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