CN201561675U - 一种防冻胀热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热管，尤其是一种防冻胀热管，属于热管技术领域。本实用新型从结构和材料力学的角度着手，在热管蒸发段端部液池位置布置加强装置，利用加强结构的强度来约束由于热管内部的液体工作介质冻结膨胀产生的周向应力而导致的热管蒸发段液池位置壁面产生的形变，约束液体工作介质固化产生的膨胀量，使其控制在弹性范围内，确保热管管壁面不发生塑性变形，实现防止热管出现冻胀的效果。其结构简单，方便实用，解决了太阳能热管-30℃～300℃相容性的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热管，尤其是一种防冻胀热管，属于热管技术领域。
背景技术
家用太阳能热水装置的技术从全玻璃真空管式太阳能热水器到太阳能热管式热水装置已经得到了长足的发展。全玻璃真空管式太阳能热水器的缺陷是系统可靠性比较低，如果某一只集热器玻璃管发生破裂，整台热水器将无法正常工作。而热管式热水系统则基本解决了上述问题，实现了高可靠性的连续运行，即使某一集热管发生破裂失效，并不影响整台热水器的运行。不过，当冬季连续无日照天气时，尤其是在北方高纬度地区或高原地区使用太阳能热水装置，极可能出现冻胀现象。当发生冻胀时，热管式太阳能热水装置的核心传热部件即热管，就可能出现裂管现象，导致热管失效，使整个太阳能热水装置损坏而无法正常工作。通常，太阳能铜-水热管在环境温度-10℃以下地区使用时会因为工作介质水的结冰而胀裂，从而导致热管失效，主要是太阳能热管内部介质结冰时，表面封结，导致冰体内部水结冰时产生的膨胀力向上、下和铜管管壁作用，此作用力会导致热管管壁出现膨胀，如果膨胀大于铜管的曲服极限则管壁将出现不可复原性膨胀，数次膨胀后，管壁即会断裂。因为太阳能热管需要反复的经过冻融过程，并必须确保在反复冻融过程后太阳能热管不会出现冻裂现象；同时，经过高温后(如，300℃)，太阳能热管内部必须保持相对化学稳定，不产生不凝性气体和化学反应。目前，人们通过力学、传热学、化学合成介质等办法来分析、解决，但均未能有效解决太阳能热管-30℃～300℃相容性的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种防冻胀热管，解决太阳能热管-30℃～300℃相容性的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种防冻胀热管，包括管体，所述管体内含有液体工作介质，其改进之处在于：所述管体的外管壁上固定连接加强装置，所述加强装置的高度大于液体工作介质的高度、在管壁上形成加强段。
本实用新型的目的通过以下技术方案进一步实现：所述加强段的外径与管体外径相同。所述加强装置是整体套管、复合套管、绕带、绕丝中至少一种。所述加强装置的材料是不锈钢。
本实用新型从结构和材料力学的角度着手，在热管蒸发段端部液池位置布置加强装置，利用加强结构的强度来约束由于热管内部的液体工作介质冻结膨胀产生的周向应力而导致的热管蒸发段液池位置壁面产生的形变，约束液体工作介质固化产生的膨胀量，使其控制在弹性范围内，确保热管管壁面不发生塑性变形，实现防止热管出现冻胀的效果。其结构简单，方便实用，解决了太阳能热管-30℃～300℃相容性的问题。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2为本实用新型另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1和图2所示，本实用新型的结构包括管体1，管体1内含有液体工作介质3，在管体的外管壁上压制一段与管体紧密贴合、厚度为0.25mm的不锈钢套管2，该不锈钢套管2的高度大于液体工作介质3的高度、在管壁上形成加强段。该加强段的外径与管体外径相同，既不影响热管在太阳能热水系统使用过程中的安装，传热，又可以集热器温度低于工作介质并点，产生膨胀时，不锈钢套管2可以将壁面的形变控制在弹性范围内，使其经过任意多次冻-融循环，不发生冻胀和破裂现象。
实施例二
如图2所示，本实施例的结构与实施例一基本相同，所不同的是选择钢丝套2作为加强装置，将钢丝直接缠绕在热管的管壁上，同样可将管体壁面的形变控制在弹性范围内，不会发生冻胀和破裂的现象。
本实用新型还可用于与防冻方面有同样需求的其他热管。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，如加强装置采用钢带或复合套管等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种防冻胀热管，包括管体，所述管体内含有液体工作介质，其特征在于：所述管体的外管壁上固定连接加强装置，所述加强装置的高度大于液体工作介质的高度、在管壁上形成加强段。
2.根据权利要求1所述的防冻胀热管，其特征在于：所述加强段的外径与管体外径相同。
3.根据权利要求1所述的防冻胀热管，其特征在于：所述加强装置是整体套管、复合套管、绕带、绕丝中至少一种。
4.根据权利要求3所述的防冻胀热管，其特征在于：所述加强装置的材料是不锈钢。
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| CN2009202847905U CN201561675U (zh) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | 一种防冻胀热管 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103363696A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-10-23 | 江苏启能新能源材料有限公司 | 一种相变储热太阳能热水器换热管冻胀保护结构 |
| CN107339522A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 扬中市宏彬冷暖设备有限公司 | 一种抗冻弹性管道 |
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2009
- 2009-12-08 CN CN2009202847905U patent/CN201561675U/zh not_active Expired - Fee Related
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