[实用新型]真空集热管内两相流换热太阳集热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空集热管内两相流换热太阳集热装置。

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

本实用新型的目的是要提供真空集热管内两相流换热太阳集热装置。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案：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插入连接的联集盒，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、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系统，制造微机控制的两相流换热太阳集热装置。

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，冷端内的冷凝水可以回流进入联集器件内部；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。

还可以令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。

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。

本实用新型的有益效果：令集热管水平布置并在集热管内实现汽水两相共存，可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℃，并利用该温度范围的水蒸气分压实现高效的两相流换热循环。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还具有毛细材料吸液距离短的优点。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集热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，并具有换热环节少、制造方便、管内压水少得热量大、输出温度选择方便、可利用集热管暂时储存热水和取水方便的优点。制造带分体室内水箱的直通式家用分体式太阳热水器可以免用循环泵、出热水时间也早。