CN220818105U - 一种脉动热管太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脉动热管太阳能集热器，包括脉动热管、U字型双管连通式太阳能真空玻璃管、散热肋片、上箱体、下箱体、绝热隔板、耐热橡胶密封塞、绝热遮阳板、出风口、固定支撑板。其中脉动热管贯穿上箱体和下箱体形成闭合回路，上箱体中的脉动热管带有散热肋片，下箱体的脉动热管位于U字型双管连通式太阳能真空玻璃管中；上箱体出风口处设有风扇，下箱体内部有两个固定支撑板用来固定U字型双管连通式太阳能真空玻璃管。下箱体中的脉动热管为蒸发段，上箱体中带散热肋片的脉动热管为冷凝段，工作时，蒸发段吸收U字型双管连通式太阳能真空玻璃管内的热量，脉动热管内呈振荡形式，将热量传递至冷凝段并由肋片散热，同时风扇将热量带走。整个装置的集热过程由于脉动热管的脉动特性、肋片和U字型双管连通式太阳能真空玻璃管结构得到强化。

Description

一种脉动热管太阳能集热器

技术领域

本实用新型属于太阳能热利用、传热传质领域，尤其涉及一种脉动热管太阳能集热器。

背景技术

目前，在很多能源利用领域，都存在着集热或者换热效率不高，热回收效率不高的现象，集热方法不合理、不科学都会造成大量的热损失。集热器集热温度过高，对设备的运行造成伤害，增加了设备的维护费用；集热温度过低，热量损失太大，效益不高，不宜投资。太阳能作为清洁、无污染、可再生能源，太阳能被广泛应用于生活用水、空调、供暖和工、农业加热等领域，而太阳能在供暖领域的有效利用对建筑节能起着重要的作用，因此太阳能集热供暖成为目前太阳能热利用领域的研究重点。随着集热器技术的发展，一些新型结构的真空管太阳能空气集热器的研究及应用也取得较好结果。

为了提高太阳能空气集热器的集热效率，减少热损失，在集热器中加入脉动热管，相比于普通热管，脉动热管的脉动频率远远高于传统热管内的汽液闭合循环频率，同时，其工作介质与脉动热管壁面间的换热过程也因受到剧烈脉动流的作用而强化换热；另外，脉动热管还具有结构简单、不需要毛细芯，有利于降低成本，加热位置和加热方式不受限制(常用的重力热管必须底部加热)；可以随意弯曲，适用范围广；管径小，重量轻，易于实现小型化和启动迅速等突出优点，在脉动热管冷凝段加入散热翅片或肋片，能提高传递热量的面积，增加传热量。本实用新型就是将脉动热管、太阳能真空玻璃管、散热肋片结合在一起，组成一种脉动热管太阳能集热器。

实用新型内容

针对现有技术的不足和缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种集热效率高，结构简单，适用范围广的脉动热管太阳能集热器。将脉动热管与U字型双管连通式太阳能真空玻璃管结合，能大幅度地提高太阳能热量的利用率，其特点是结构简单，易于安装，便于清洁，环保无污染，集热效率高。

本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案为：

一种脉动热管太阳能集热器，包括：脉动热管、U字型双管连通式太阳能真空玻璃管、散热肋片、上箱体、下箱体、绝热隔板、耐热橡胶密封塞、绝热遮阳板、出风口、固定支撑板、玻璃盖板、膨胀节。

所述的脉动热管穿过绝热隔板一部分位于上箱体，另一部分位于下箱体；

所述的上箱体中的脉动热管带有散热肋片；

所述的脉动热管为抽去真空后注入充液率为55％纳米流体后密封的一根首尾相连形成闭合回路的铜管，上半部分带有散热肋片，下半部分位于带有膨胀节的U字型双管连通式太阳能真空玻璃管内，上下比例为3：4；

所述的带有膨胀节的U字型双管连通式太阳能真空玻璃管中安装在下箱体；

所述的上箱体底部、绝热隔板和下箱体顶部之间用螺栓固定；上箱体内设有保温层，外表面用绝热遮阳板盖住，出风口处设有风扇；

所述的下箱体外表面与透射率好的玻璃盖板紧贴，下箱体内部设有两个固定支撑板；

所述的带有膨胀节的U字型双管连通式太阳能真空玻璃管，利用双管加工形成底部呈圆弧形、整体呈U字型连通式玻璃管，内部带有膨胀节，玻璃管口用耐热橡胶密封塞密封，脉动热管穿过密封塞，所有真空玻璃管用两个固定支撑板上下进行加固。

本实用新型利用脉动热管为传热元件，处于玻璃管中热端部分的脉动热管通过吸收太阳能真空玻璃管内的热量，真空玻璃管内的脉动热管形成蒸发段，热量通过脉动热管内工质的振荡循环流动将蒸发段所吸收的热量传递给上箱体的冷凝段放出热量。

同现有技术相比，本实用新型利用高效传热元件脉动热管，极大地提高了集热效率，同时避免了玻璃管内的温度过高易炸裂的问题，本装置结构简单，安装便捷，便于清洁，环保无污染，集热效率高。

附图说明

图1为本实用新型一种脉动热管太阳能集热器结构示意图；

图2为本实用新型一种脉动热管太阳能集热器左视图；

图中，1-脉动热管、2-U字型双管连通式太阳能真空玻璃管、3-散热肋片、4-上箱体、5-下箱体、6-绝热隔板、7-耐热橡胶密封塞、8-绝热遮阳板、9-出风口、10-固定支撑板、11-玻璃盖板、12-膨胀节。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的一种脉动热管太阳能集热器，如图1、2所示，包括：脉动热管1、U字型双管连通式太阳能真空玻璃管2、散热肋片3、上箱体4、下箱体5、绝热隔板6、耐热橡胶密封塞7、绝热遮阳板8、出风口9、固定支撑板10、玻璃盖板11、膨胀节12；内径为7mm的脉动热管1穿过绝热隔板6，脉动热管1一部分位于上箱体4内，另一部分位于下箱体5中的带有膨胀节12的U字型双管连通式太阳能真空玻璃管2中，上箱体4中的脉动热管1带有散热肋片3。

当太阳光经过透射率好的玻璃盖板11照射到带有膨胀节的U字型双管连通式太阳能真空玻璃管2上，膨胀节12防止了U字型双管连通式太阳能真空玻璃管经冷热变换破裂的问题，U字型双管连通式太阳能真空玻璃管2的表面上具有光谱选择性吸收涂层，用来最大限度的吸收太阳辐射能，光能转化为热能，传递给管内的空气，管内空气温度升高，将热量传递给脉动热管1，脉动热管1蒸发段内的工质纳米流体迅速振荡，通过管内工质流体蒸发段吸热蒸发膨胀和冷凝段遇冷收缩产生的不平衡的压力差来形成驱动力，实现毛细流道内汽塞和液塞的自激振荡实现潜热和显热量的传递，将热量传递给位于上箱体4与外界绝热的脉动热管1冷凝段，并通过散热肋片3进行散热。上箱体4内设有保温层，热量通过出风口9利用风扇将热量排出集中利用或存储，适合别墅、家庭室内、房车、工业等供暖。

本实用新型提供的一种脉动热管太阳能集热器，相比于目前现有的普通热管太阳能集热器，在整个结构中由于脉动热管的高效传热性能、肋片的高散热性能和U字型双管连通式太阳能真空玻璃管的强蓄热能力，整体的集热效率增强，减少了常规热管太阳能集热器在运行中的热损失和集热量较少的缺陷，其结构简单，便于安装，可小型化也可大型化并且启动迅速，集热效率高，便于清洁，环保无污染，适合范围广。

Claims (5)

1.一种脉动热管太阳能集热器，包括：脉动热管(1)、U字型双管连通式太阳能真空玻璃管(2)、散热肋片(3)、上箱体(4)、下箱体(5)、绝热隔板(6)、耐热橡胶密封塞(7)、绝热遮阳板(8)、出风口(9)、固定支撑板(10)、玻璃盖板(11)、膨胀节(12)；其特征在于：脉动热管(1)穿过绝热隔板(6)一部分位于上箱体(4)，另一部分位于下箱体(5)中的带有膨胀节(12)的U字型双管连通式太阳能真空玻璃管(2)中，上箱体中的脉动热管(1)带有散热肋片(3)。

2.根据权利要求1所述的一种脉动热管太阳能集热器，其特征在于：脉动热管(1)为抽去真空后注入充液率为55％纳米流体后密封的一根首尾相连形成闭合回路的铜管，上半部分带有散热肋片(3)，下半部分位于带有膨胀节(12)的U字型双管连通式太阳能真空玻璃管(2)内，上下比例为3：4。

3.根据权利要求1所述的一种脉动热管太阳能集热器，其特征在于：上箱体(4)底部、绝热隔板(6)和下箱体(5)顶部之间用螺栓固定；上箱体(4)内设有保温层，外表面为绝热遮阳板(8)，出风口(9)处设有风扇。

4.根据权利要求1所述的一种脉动热管太阳能集热器，其特征在于：下箱体(5)外表面与透射率好的玻璃盖板(11)紧贴，内部设有两个固定支撑板(10)。

5.根据权利要求1所述的一种脉动热管太阳能集热器，其特征在于：U字型双管连通式太阳能真空玻璃管(2)，用双管加工形成底部呈圆弧形、整体呈U字型，内部带有膨胀节(12)，玻璃管口都用耐热橡胶密封塞(7)密封，脉动热管(1)穿过耐热橡胶密封塞(7)，所有真空玻璃管用两个固定支撑板(10)上下进行加固。