[发明专利]双真空联通热管太阳集热器

说明书

技术领域

本发明涉及热管式太阳集热器尤其是双真空联通热管太阳集热器。

背景技术

以玻璃真空管作为集热部件的太阳集热技术其集热效率已相当高，作为必须在室外且露天环境下工作的集热器，现在太阳集热器尤其玻璃真空管集热器对自然环境的抵抗力尤其是对自然灾害的抵抗力还是不够理想，造成集热器整体使用寿命不长、稳定性不高。

对于一体式玻璃真空管太阳热水器，它的传热是通过重力作用在真空管内进行缓慢传热，玻璃管内水温高达百度，但水箱内还有一部分冷水，热并未被充分吸收和利用；这种一体式热水器在使用时是对整个水箱加热-其中全部的水都被加热以后，热水器才能被使用。

现有的普通热管式太阳集热器，因吸热段与玻璃管等长，而冷凝段散热面积太小，极易造成冷凝段温度过高，即使热管冷凝段结垢直至爆裂；因普通热管长期使用后，易使管内工质失效或管内产生不凝结气体，极易造成热管热传导效率降低甚至完全失效；虽然玻璃真空管不与水接触但并不像通常所认为的那样：一支管破裂不影响其它集热管和整个集热器的工作。实际上，玻璃管破裂后，失去尾盒的支撑，水箱内的水受重力或压力的作用，极易将已破裂的玻璃管顶出，水或其它吸热体会从所破的管口流出，系统运行会受到严重影响。

发明内容

本发明提出一种间接换热方式，采用以坚固、稳定为导向的新型结构解决上述问题。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：双真空联通热管太阳集热器，主要由焊接为一体的联集器、吸热管、汽化筒、工质、换热器、玻璃真空管、保温层及其它附件等组成。

集热器的主体-联集器、吸热管、汽化筒-焊接成一个密封的联通腔体，再从抽真空口抽真空进行真空处理(也可以烧制)，其中充入起导热作用的工质，这样整个集热器的主体就相当于一支热管，其中：

联集器、吸热管加上玻璃真空管相当于热管的吸热蒸发段，汽化筒相当于热管的冷凝放热段；

抽真空口和排气阀在汽化筒上，由于抽真空口只在一次抽真空时使用，所以将其置于保温层内部，而排气阀将不定期使用，同时又考虑其散热问题，只将其最外的出口置于保温层外；

换热器置于汽化筒中，出口和入口分别穿过汽化筒到达外界。

汽化筒、联集器外有保温层防止热量散失，玻璃真空管也起着对吸热管保温的作用。

本发明按如下程序运行：

玻璃真空管吸收阳光并将其光能转换成热能；

包含在玻璃真空管内的吸热管吸收前者的热能，同时将热直接传给工质；

工质通过联集器将热量以气态或液态上传至汽化筒中；

工质在汽化筒中以气态形式将热再传递给换热器，将其中的水或其它液态受热体加热，最终达到太阳集热的目的。

并且，如“背景技术”里所述，如果热管内真空度下降，会影响其运行效果，本发明的热管也会因某些原因导致真空度下降，此时将会采用这种办法：

首先对联通热管加热，可以用太阳能加热可以用其它加热器加热，目的是通过让其中的工质沸腾使内腔压强高于外界气压；

打开排气阀，将热管内不凝结性气体通过压强差排出；再关闭排气阀即可。

本发明经科技查新认定为“国内首创”，其优异之处在于：

一、在结构上，整个集热器相当于一支热管。这种整体设计制造的结构强度远远高于其它太阳集热器；并且真正达到集热元件(真空玻璃管)与水的完全分离，当集热器的一支甚至几支真空玻璃破坏后，集热器依然可以运行；

二、在结构上，换热器可以认为是独立于集热器的。多组运行时，其中一个集热器失效，只要汽化筒中的换热器不破不漏，系统照样运行。这在工业生产和军事等对系统稳定性要求高的地方是非常重要的。

三、当加热的是水时，可以作直流式太阳热水器使用；当系统用于供暖时，可以作循环加热系统-一体式太阳集热器做不到，普通直流式太阳集热器由于其密封性也做不到。

四、运行时，这种结构的太阳集热器最高在达到200度以上的高温，并且集热器只对其内部换热器中的那部分受热体加热，从集热温度这一点看，也可以做到普通太阳集热器所不能胜任的工作。

五、虽然经过多次换热，但每次都是几乎100％的热交换，所以集热器的热效率达到71％以上，远高于60％的国家标准，也高于其它玻璃真空管太阳集热器。

六、当联通热管真空度下降时，也可通过排气阀进行真空恢复。

附图说明

图1是集热器原理示意图，图2是单排吸热管的示意图，图3是联通热管示意图，图4是用于供暖时的示意图，图5是用于烘干时的示意图。

1：吸热管；2：汽化筒；3：联集器；4：换热器；5：玻璃真空管；