CN201104146Y - 一种相变热导管换热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种相变热导管的换热装置，具体说是一种承压式全玻璃真空管太阳能热水器、集热器和热水系统专用的热管换热装置，属于太阳能热利用技术领域。本实用新型包括换热金属块和热导管，其特征在于在水箱内胆外壁固定金属导热块，金属导热块中间留有与热导管冷凝端相同直径的孔隙，二者之间紧密配合，金属导热块与水箱内胆接触面涂有导热胶。本实用新型的优点是：1.相变热导管不伸入水箱内胆中，水箱内胆无需开孔，避免水箱泄漏；2.相变热导管不伸入水箱，不与工质直接接触，不结水垢不被腐蚀。3.通过金属导热块可将换热面积可以增加到120平方厘米以上，确保换热效果。4.使用导热胶，使各接触面间传热良好。

Description

一种相变热导管换热装置
技术领域
本实用新型涉及一种相变热导管的换热装置，具体说是一种承压式全玻璃真空管太阳能热水器、集热器和热水系统专用的热管换热装置，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
目前承压太阳能热水器主要应用相变热导管作为传热装置，所占国内市场份额逐渐增大，国际市场的潜力巨大，该种产品的优势在于产品承压运行，易与燃气、油炉、电辅助能源进行结合使用，并且在寒冷季节有良好的防冻性。
相变热导管是将真空管所吸收的热迅速传导给工质的元件，但换热装置的结构决定了将热再一次传导给热水器工质的效率和加热生活用水效率的高低，因此换热装置和结构系一项关键技术。目前生产的带有相变热导管的真空管太阳能热水器，普遍使用的是将相变热导管直接插入水箱中，金属相变热导管冷凝端直接与水接触，将热传导给水。这种结构的优点是相变热导管直接与水接触，热阻小，传热性能好。但缺点在于：1、通常的安装方式是在水箱内胆上冲孔、利用单个密封的方式进行密封，这种承压热水器水箱的耐温和耐压要求对每支相变热导管的密封结构都提出很高要求，因此加工工艺比较复杂，一旦技术不过关就会导致水箱漏水；2、相变热导管与传热工质直接接触，导致相变热导管冷凝端表面生成水垢或被腐蚀，降低热传导性能。3、换热面积与热管冷凝端和水温之间的温差成反比，目前大部分厂家使用直径为8mm、冷凝端长度约15mm左右的相变热导管，换热面积约为38平方厘米，相对来说换热面积较小导致温差大，热传导效率较低。
实用新型内容
本实用新型发明的目的是针对现有技术不足，设计一种适应目前相变热导管尺寸的换热结构，使相变热导管既能迅速导热至传热工质，又不与传热工质直接接触，避免水箱由于加工技术问题造成密封不好泄漏，也可以避免相变热导管由于接触传热工质出现结水垢和被腐蚀的问题，另外还能增加换热面积。
本实用新型包括金属导热块和相变热导管，其特征在于在水箱内胆外壁上固定弧形金属导热块，金属导热块中间留有与相变热导管冷凝端相同直径的孔隙、并与相变热导管紧密配合，金属导热块与水箱内胆接触面涂有导热胶。
所说的金属导热块是一块中间为U型凸起的金属导热块，U型凸起的尺寸与相变热导管冷凝端直径相对应，相变热导管冷凝端与金属导热块接触面间涂导热胶；
所说的金属导热块是由两块金属导热块组成，上半部分带有U型凸起，下半部分带有凹槽相对应，上、下两部分将相变热导管夹紧，相变热导管冷凝端与金属导热块上下接触面之间涂导热胶；
所说的金属导热块与相变热导管间是通过焊料焊接连接在一起；
所说的金属导热块带有固定孔，通过水箱内胆外表面上的固定螺钉与水箱内胆紧密接合；
所说的金属导热块通过金属卡子固定在水箱内胆外表面焊接的金属条带上；
所说的金属导热块通过金属弹性条带缠绕水箱内胆外壁将换热块固定在水箱外胆上。
本实用新型的优点是：1、相变热导管不伸入水箱内胆中，水箱内胆无需开孔，避免水箱泄漏；2、相变热导管不伸入水箱，不与工质直接接触，不结水垢不被腐蚀。3、换热面积可以增加到120平方厘米以上，确保换热效果。4、使用导热胶，使各接触面间传热良好。
附图说明
图1本实用新型第一种具体实施方式结构示意图；
图2本实用新型第一种具体实施方式截面结构示意图；
图3本实用新型第一种具体实施方式导热块I的结构示意图；
图4本实用新型第一种具体实施方式导热块I的A-A截面图
图5本实用新型第一种具体实施方式导热块II的结构示意图；
图6本实用新型第一种具体实施方式导热块II的B-B截面图
图7本实用新型第一种具体实施方式导热块III的结构示意图；
图8本实用新型第一种具体实施方式导热块III的C-C截面图；
图9本实用新型第二种具体实施方式；
图10本实用新型导第三种具体实施方式。
具体实施方式
图1和图2是本实用新型第一种具体实施方式。图1是换热结构的正面图，图2是换热结构的截面图，其中1是水箱内胆，2是水箱外壳，3是保温层，在保温水箱正面开长方形凹槽4并在水箱内胆上焊接螺钉5使其穿过弧形导热块6的小孔，以便固定导热块。相变热导管10的冷凝端7固定在弧形导热块6上，用螺母8将导热块与水箱内胆1紧固贴合。在水箱内胆和导热块之间的缝隙中涂导热胶9。相变热导管的冷凝段附近带有90度的折弯用于插入真空集热管。在水箱外壳内部加一块可拆卸挡板11来固定保温层12并密封凹槽4，可拆卸挡板11带有多个圆孔13，相变热导管可以从圆孔中穿过，每个圆孔13上附有挡风圈14来密封真空集热管外管。多个附有相变热导管的换热结构24并行排列在横置水箱内胆表面、将真空集热管吸收的热量传导至水箱工质中。
在本具体实施方式中，导热块可以有多种不同结构形式，以下举例说明。
图3和图4是第I种弧形导热块的具体实施方式，导热块6上部带有可与相变热导管冷凝端7配合的U型凸起15，导热块的下表面通过固定孔16与水箱内胆结合，在导热金属块6与相变热导管10的冷凝端7接触面之间涂导热胶9。
图5和图6是第II种弧形导热块的具体实施方式，图6是图5B-B截面图。本方式中导热块由两块金属导热片组成。上部金属导热片17带有凸起15，下部金属导热片18带有与凸起15相对应的凹槽19，两者中间孔隙夹紧相变热导管10的冷凝端7。上下两块金属导热片由固定孔16与水箱内胆结合。导热块的两块金属导热片可以通过水箱的固定螺钉5和螺母8拧紧。在导热金属片凹槽4和凸起15内表面和相变热导管10冷凝端7相接触面之间涂导热胶9。
图7和图8是第III种弧形导热块的具体实施方式，图8是图7的C-C截面图。相变热导管10的冷凝端7使用填料20焊接在弧形导热块6上确保导热性能。导热块通过固定孔16与水箱内胆结合，导热块与水箱内胆接触面涂导热胶9。
图9介绍第二种导热块固定方式，在水箱内胆1上面焊接2条长方形金属条带22，用金属卡子21来固定导热块6，导热块与水箱内胆接触面涂导热胶9。导热块6与相变热导管10冷凝端7的固定方式可以选以上举例中的任一方式。
图10介绍第三种导热块固定方式，利用金属弹性条带23缠绕水箱内胆1外壁，确保换热块6和水箱内胆配合紧密，导热块与水箱内胆接触面涂导热胶9。导热块6与相变热导管10冷凝端7的固定方式可以选以上举例中的任一方式。
通过以上方式，使金属相变热导管冷凝端紧密接触金属导热块，这样可以保证热管冷凝端的热量可以通过金属导热块传导给水箱。金属导热块如果是铝质，厚度应为5mm以上；若为铜质，厚度应为3mm以上。因为金属导热块的面积可以较大，因此可以通过金属导热块将换热面积增加到120平方厘米以上，确保了换热效果。

Claims (7)

1、一种相变热导管换热装置，包括金属导热块和相变热导管，其特征在于在水箱内胆外壁固定弧形金属导热块，金属导热块中间留有与相变热导管冷凝端相同直径的孔隙并与相变热导管紧密配合，金属导热块与水箱内胆接触面涂有导热胶。
2、根据权利要求1所述的相变热导管换热装置，其特征在于所说的金属导热块带有固定孔，通过水箱内胆外表面上的固定螺钉与水箱内胆紧密连接；
3、根据权利要求1所述的相变热导管换热装置，其特征在于所说的金属导热块通过金属卡子固定在水箱内胆外表面焊接的金属条带上；
4、根据权利要求1所述的相变热导管换热装置，其特征在于所说的金属导热块通过金属弹性条带缠绕水箱内胆外壁将金属导热块固定在水箱内胆上。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的相变热导管换热装置，其特征在于所说的金属导热块是一块中间为U型凸起的金属导热块，凸起尺寸与相变热导管冷凝端直径相对应，相变热导管冷凝端与金属导热块接触面间涂导热胶；
6、根据权利要求1或2或3或4所述的相变热导管换热装置，其特征在于所说的金属导热块是由两块组成，上半部分带有U型凸起、下半部分带有凹槽与上半部的U型凸起相对应、相变热导管的冷凝端从中间通过，金属导热块上下两部分将相变热导管的冷凝端夹紧，相变热导管冷凝端与金属导热块接触面间涂导热胶；
7、根据权利要求1或2或3或4所述的相变热导管换热装置，其特征在于所说的金属导热块与相变热导管间是通过焊料焊接连接在一起。
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