CN1632415A - 振荡流热管复合强化太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种振荡流热管复合强化太阳能热水器，由太阳能集热板、循环水箱、供水与热水输出系统组成；太阳能集热板振荡流热管加热段(2)与传统的自然循环水管(4)交错布置构成；振荡流热管冷凝段(1)在循环水箱(3)内呈螺旋状布置，位于水箱内的自然循环水管出水口(6)与循环水箱(3)圆周切线方向平行。本发明的优点在于提高了集热效率，强化了热水器的传热效果，在相同的工作条件下可以减小热水器的换热面积。

Description

振荡流热管复合强化太阳能热水器
技术领域
本发明属于太阳能热水器技术领域，特别是提供了一种振荡流热管复合强化太阳能热水器。一种涉及振荡流热管(又称脉动热管)与热水自然循环相结合的高效太阳能热水器。
背景技术
传统的太阳能热水器采用集热板与水箱组合的自然循环系统，热水器的效率受集热板集热效率与系统循环效率的限制。振荡流热管是国际上近十年发展起来的一种新型高效热管(H.Akachi(赤地)：LoopedCapillary Tube Heat Pipe，Proceedings of 71th General Meeting Conferenceof JSME，Vol.3，No.940-10，1994)。它通常由直径φ1～5毫米的细管制成带有若干直管段和弯头、且首尾相连(回路型)或首尾不相连(非回路型)的封闭管路系统(见附图1)。在真空状态下封装在管内的工作液体(如水、酒精等)在其一端(加热段)受热后膨胀与蒸发，在管内形成若干交替分布的液柱和汽柱，并产生振荡运动。由于更高的汽液相变频率和强烈的振荡流，使该热管在其加热段吸收的热量能迅速高效的传送到它的另一端(即冷凝段)。在相同的工作条件下，振荡流热管比传统热管单位面积的传热功率大10至20倍。将振荡流热管的加热段布置在太阳能集热板上，而将其冷凝段置于太阳能热水器的循环水箱内，即可大大提高该热水器从集热板传递到水箱的热量。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种振荡流热管复合强化太阳能热水器。将振荡流热管用于太阳能热水器中，这种振荡流热管复合强化热水器的集热板上保留一部分传统的自然循环水管，并使经该循环水管进入水箱的水在箱内形成旋转水流，从而强化振荡流热管冷凝段与箱内循环水之间的传热，使振荡流热管从集热板吸收的太阳辐射能在水箱内迅速释放，藉以起到复合强化传热的作用。
本发明由太阳能集热板、循环水箱、供水与热水输出系统组成。
太阳能集热板如图2所示，由振荡流热管加热段2与传统的自然循环水管4交错布置构成。振荡流热管所占集热板面积约为60％～70％，自然循环水管所占集热板面积为40％～30％。
振荡流热管的管径为φ2～5毫米，材料一般为铜管或其他金属，整个热水器的振荡流热管为首尾相连回路型封闭系统，管内真空度为1×10-1～1×10-2Pa，管内封装的工作液为纯净蒸馏水。
集热板上的自然循环水管4由普通钢管制成，管径为φ10～20毫米，自然循环水管的下部与母管5相连，上部与循环水箱连接。
集热板可采用平板。此时，振荡流热管加热段2与自然循环水管4均与波纹底板紧密接触，以提高振荡流热管与自然循环水管接受太阳辐射热的面积。集热板也可以采用真空玻璃管型。此时，振荡流热管与自然循环水管均需加装真空玻璃套管。为了提高集热效率，振荡流热管与自然循环水管外表面均喷涂太阳选择性涂料。
循环水箱内结构如图3所示，振荡流热管冷凝段1在水箱内呈螺旋状布置。位于水箱内的自然循环水管出水口6与循环水箱3圆周切线方向平行，使循环水在循环水箱3内形成旋转水流。
供水与热水输出系统与传统太阳能热水器相同。
本发明的优点在于提高了集热效率，强化了热水器的传热效果，在相同的工作条件下可以减小热水器的换热面积。
附图说明
图1为振荡流热管原理图。
图2为本发明的振荡流热管复合强化太阳能热水器示意图，振荡流热管冷凝段1、振荡流热管加热段2、循环水箱3、自然循环水管4、循环水母管5。
图3为本发明的热水器水箱内结构示意图，振荡流热管冷凝段1、自然循环水管出水口6。
具体实施方式
图2、图3为本发明的一种实施方式实例。

Claims (4)

1、一种振荡流热管复合强化太阳能热水器，其特征在于：由太阳能集热板、循环水箱、供水与热水输出系统组成；太阳能集热板振荡流热管加热段(2)与传统的自然循环水管(4)交错布置构成；振荡流热管冷凝段(1)在循环水箱内呈螺旋状布置，位于循环水箱内的自然循环水管出水口(6)与循环水箱圆周切线方向平行。
2、按照权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：振荡流热管所占集热板面积约为60％～70％，自然循环水管所占集热板面积为40％～30％；振荡流热管的管径为φ2～5毫米，材料为铜管，整个热水器的振荡流热管为首尾相连回路型封闭系统，管内真空度为1×10-1～1×10-2Pa，管内封装的工作液为纯净蒸馏水。
3、按照权利要求1或2所述的太阳能热水器，其特征在于：集热板上的循环水管(4)由普通钢管制成，管径为φ10～20毫米，循环水管的下部与母管(5)相连，上部与循环水箱(3)连接。
4、按照权利要求1或2所述的太阳能热水器，其特征在于：集热板可采用平板。此时，振荡流热管加热段(2)与自然循环水管(4)均与波纹底板紧密接触，集热板采用真空玻璃管型，此时，热管与循环水管均需加装真空玻璃套管。
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