CN204555365U - 一种提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，包括集热器外管和集热器内管，在集热器内管的冷凝段下部设有收液导流机构，收液导流机构包括收液环和导液片，其中收液环通过导液片与设置在集热器内管向阳面内壁的布液层连接。本实用新型工作时冷凝液在集热器内管冷凝段由于重力作用回流到收液环，收液环将冷凝液集中后送到导液片，冷凝液顺着导液片流到布液层上，布液层再将冷凝液均匀的分布到集热器的向阳面上，与现有技术相比，本实用新型中的冷凝液可直接从冷凝段回流到集热器的最热端，减少了冷凝液冷凝后在重力作用下沿真空管背阳面流到管底形成的热传导环节，能够有效的提高集热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改进型太阳能热管真空管，属于太阳能集热器技术领域。
背景技术
普通热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力，与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。热管内腔的蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽的压力决定于饱和温度，饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，根据热力学中的方程式可知，温降亦很小，因而热管具有优良的等温性。热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管可以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量，这样即可以改变热流密度，解决一些其他方法难以解决的传热难题。热管可做成热二极管或热开关，所谓热二极管就是只允许热流向一个方向流动，而不允许向相反的方向流动；热开关则是当热源温度高于某一温度时，热管开始工作，当热源温度低于这一温度时，热管就不传热。
普通热管的各部分热阻基本上不随加热量的变化而变，因此当加热量变化时，热管各部分的温度亦随之变化。由于热管的用途、种类和型式较多，再加上热管在结构、材质和工作液体等方面各有不同之处，故而对热管的分类也很多，常用的分类方法有以下几种：（1）按照热管管内工作温度区分 热管可分为低温热管（—273－－－0℃）、常温热管（0—250℃）、中温热管[250－－－450℃）、高温热管(450一1000℃）等。（2）按照工作液体回流动力区分 热管可分为有芯热管、两相闭式热虹吸管（又称重力热管）、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管等等。（3）按管壳与工作液体的组合方式划分（这是一种习惯的划分方法）可分为铜—水热管、碳钢。水热管、铜钢复合—水热管、铝—丙酮热管、碳钢·荣热管、不锈钢．钠热管等等。（4）按结构形式区分 可分为普通热管、分离式热管、毛纫泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。（5）按热管的功用划分 可分为传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管、制冷热管等等。
现有太阳能热管式真空管集热器，冷凝液冷凝后依靠重力回流，由于集热器安装时都存在倾角，所有回流路径一般也集中在集热器背阳面，冷凝液也往往集中在热管集热器的下端，单靠重力回流冷凝液无法自动到达集热器的向阳面。因此集热器向阳面温度升高后依靠热传导将背阳面也加热后才能加热到冷凝液，造成传热效率低下、热耗散多，效率低下的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题：提供一种提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，能将冷凝液从热管内冷凝段直接导流到集热器的向阳面，减少热传导环节，降低耗热，提高集热效率，以克服现有技术的不足。
本实用新型的技术方案：一种提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，包括集热器外管和集热器内管，在集热器内管的冷凝段下部设有收液导流机构，收液导流机构包括收液环和导液片，其中收液环通过导液片与设置在集热器内管向阳面内壁的布液层连接。
前述收液环为开口环状，在收液环下部两端设有过渡部位，安装时收液环紧贴在集热器内管内冷凝段的下部，开口处朝向集热器内管侧壁，且收液环通过过渡部位与导液片连接。此种结构既能保证收液环最大限度的收集冷凝液，又能保证冷凝液从开口处顺畅的导流到布液层上。
前述开口处的开口倾斜于集热器内管的轴线，并斜向左下角，这种结构形式更便于冷凝液的集聚。
前述布液层紧贴在集热器内管向阳面内壁上部，且布液层宽度为集热器内管圆周长的1/2-2/3。
前述收液环为金属件或在集热器内管内壁玻璃直接加工成型。
前述导液片为金属件或在集热器内管内壁玻璃直接加工成型。
前述布液层为金属丝网、带孔的金属薄片或玻璃纤维布等外加层。
前述布液层通过支撑环固定在集热器内管内壁，此种固定方式结构简单、牢靠。
前述布液层为在集热器内管内壁直接滚压花纹成型或通过腐蚀集热器内管内壁形成的毛细力布液结构。
前述毛细力布液结构腐蚀深度为10-25微米。
上述布液层的结构能够将冷凝液通过毛细力稳定在集热器的向阳面。
本实用新型通过在集热器内管冷凝段设置收液环，在集热器内管向阳面设置布液层，收液环与布液层之间通过导液片连接；工作时冷凝液在集热器内管冷凝段由于重力作用回流到收液环，收液环将冷凝液集中后送到导液片，冷凝液顺着导液片流到布液层上，布液层再将冷凝液均匀的分布到集热器的向阳面上，与现有技术相比，本实用新型中的冷凝液可直接从冷凝段回流到集热器的最热端，大大的减少了冷凝液冷凝后在重力作用下沿真空管背阳面流到管底形成的热传导环节，能够有效的提高集热效率。
附图说明：
图1为本实用新型的剖面图；
图2为本实用新型中收液导流机构的结构示意图；
附图标号说明：1、冷凝段，2、收液环，3、导液片，4、集热器外管，5、集热器内管，6、布液层，7、支撑环，8、开口处，9、过渡部位。
具体实施方式：
实施例：
参考图1和图2，本实用新型提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，包括集热器外管4和集热器内管5，在集热器内管5的冷凝段1下部安装有收液导流机构，该收液导流机构包括采用金属材料制作的开口收液环2和导液片3，其中收液环2紧贴在集热器内管5冷凝段1下端，其开口处8朝向集热器内管5侧壁，且开口处的开口倾斜于集热器内管5轴线，并斜向左下角，收液环2通过其位于其下方的过渡部位9和导液片3与固定在集热器内管5向阳面内壁的布液层6连接，布液层6通过支撑环7固定在集热器内管5内壁，且布液层6为集热器内管5内径圆周长的1/2-2/3。
本实用新型中收液环2还可在集热器内管5内壁直接加工成型；导液片3可采用金属材料制作，也可在集热器内管5内壁直接加工成型；布液层6可选用金属丝网、带孔的金属薄片、玻璃纤维布等外加层，也可在集热器内管5内壁直接滚压花纹成型，或者通过腐蚀集热器内管5内壁形成腐蚀深度为10-25微米的毛细力布液结构。
工作时，从集热器内管5向阳面蒸发的气体在集热器冷凝段1液化成冷凝液，冷凝液由于重力的作用回流到收液环2内，再通过导液片3导流到设置在集热器内管5向阳面布液层6上进行吸热蒸发，如此实现了热量的转移过程。在这热量转移的过程中，包含了以下几个相互关联的主要过程：（1）太阳能集热器的热量从热管管壁传递到（液－－汽）分界面；（2）液体在蒸发段内的（液－－汽）分界面上蒸发；（3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段内的汽、液分界面上凝结：（5）热量从（汽－－液）分界面通过液体和管壁传给冷源：（6）冷凝后的工作液体回流到收液环；（7）收液环2将冷凝液集中后送到导液片3，（8）冷凝液顺导液片3流到集热器内管向阳面的毛细布液层上；（9）布液层6将冷凝液均匀的分布到集热器的向阳面上。
Claims (10)
1.一种提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，包括集热器外管（4）和集热器内管（5），其特征在于：在集热器内管（5）的冷凝段（1）下部设有收液导流机构，收液导流机构包括收液环（2）和导液片（3），其中收液环（2）通过导液片（3）与设置在集热器内管（5）向阳面内壁的布液层（6）连接。
2.根据权利要求1所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述收液环（2）为开口环状，在收液环（2）下部两端设有过渡部位（9），安装时收液环紧贴在集热器内管（5）内冷凝段（1）的下部，开口处（8）朝向集热器内管（5）侧壁，且收液环（2）通过过渡部位（9）与导液片（3）连接。
3.根据权利要求2所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：开口处（8）的开口倾斜于集热器内管（5）的轴线，并斜向左下角。
4.根据权利要求1所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述布液层（6）紧贴在集热器内管（5）向阳面内壁上部，且布液层（6）宽度为集热器内管（5）圆周长的1/2-2/3。
5.根据权利要求1所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述收液环（2）为金属件或在集热器内管（5）内壁玻璃直接加工成型。
6.根据权利要求1所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述导液片（3）为金属件或在集热器内管（5）内壁玻璃直接加工成型。
7.根据权利要求1所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述布液层（6）为金属丝网、带孔的金属薄片或玻璃纤维布等外加层。
8.根据权利要求7所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述布液层（6）通过支撑环（7）固定在集热器内管（5）内壁。
9.根据权利要求1所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述布液层（6）为在集热器内管（5）内壁直接滚压花纹成型或通过腐蚀集热器内管（5）内壁形成的毛细力布液结构。
10.根据权利要求9所述的提高传热效率的太阳能热管式真空管集热器，其特征在于：所述毛细力布液结构腐蚀深度为10-25微米。
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Cited By (3)
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2015
- 2015-01-16 CN CN201520030432.7U patent/CN204555365U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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