一種太陽能用雙效傳熱管及其應用制造技術

本發明專利技術提供了一種低成本、高效能、全區域的太陽能用傳熱管，在普通的熱管上，加工上一個套管，從而構成雙效傳熱的太陽能熱管，將普遍應用的銅材質熱管轉換為采用低成本的碳鋼，這樣大大的降低了總體的成本，并提高了熱管的整體性能，從而為太陽能的供暖、制冷、熱水的應用提供了一種真正可以批量制造的實用技術產品。同時，本發明專利技術還公布了這種傳熱管的制造方法以及利用此種傳熱管實現水箱、真空玻璃管、熱管之間的連接方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及太陽能的利用，特別是太陽能的采集以及熱利用，具體涉及傳 熱管技術在太陽能領域的利用。
技術介紹
太陽能的低溫熱利用已經非常成熟，特別是直接采用真空玻璃管技術進行 太陽能的采集并加以利用，這種技術方法是將水直接的通過玻璃管的內部進行 加熱，但是這種技術存在的問題是不能在寒冷的區域使用，而且是非承壓型，為了解決寒冷區域使用問題，采用了 "u"型管以及熱管形式，但是"u"型管增加了泵的耗電以及結垢問題，也增加了成本；采用熱管技術的主要問題是采 用銅材的熱管外加翅片，這樣增加了很大的成本，而且普通的熱管技術生產制 造成本高，可靠性差，這都障礙了熱管技術在太陽能的應用，同時即使采用了 熱管技術仍無法實現高效能的傳熱；也有在冬季通過電加熱的方式來解決冬季 凍裂的問題，這樣增加了耗電，使熱水的成本增加；在熱管與真空管結合的應用上，需要解決的問題主要有三點1、 一種低成本、低啟動溫度、高可靠性的熱管，并且易于批量制造；2、 熱管與真空管之間的簡單連接，目前基本采用將熱管與真空管之間抽真 空的方式，對于熱管與玻璃之間的連接，將增加很大的成本和制造難度；3、 如何增加熱管冷凝端的換熱面積問題，現有的熱管的蒸發端基本為 1.5-1.8米，而冷凝端僅有0. 1米或更小，冷凝端的換熱面積不足，造成熱能 不能充分的傳送和利用，限制了熱管技術在太陽能領域的應用；因而，需要一種低成本、高效能的熱管技術，來實現對太陽能應用，特別 是在寒冷區域的利用，而且，這種熱管需要便于安裝和應用。
技術實現思路
本專利技術的目的就是提供一種低成本、高效能、全區域的太陽能應用的傳熱 管技術，特別是將現有的熱管技術進行改進，使得適合于在太陽能領域進行應 用，解決低成本、高性能的熱管生產問題，以及熱管與真空玻璃管之間采用高 效簡單連接形式；本專利技術通過在熱管與真空玻璃管之間增加一個套管，來實現 增加冷凝端的換熱面積，同時實現了通過熱管與通過套管的二次加熱，增加了系統的可靠性；將普遍應用的銅材質熱管轉換為采用低成本的碳鋼或鋁材，這 樣大大的降低了總體的成本。具體
技術實現思路
如下一種太陽能用雙效傳熱管，熱管(1)內部充裝有熱管工作介質(4)，在熱 管的至少一部分上還設置有一個套管(2、 3)，套管的一端與熱管殼體相連。通過在一個熱管上增加一個套管，實現將熱管的冷凝端的增加，達到增加 冷凝端的換熱面積的目的；同時，在增加了一個套管之后，實現了熱能的二次 換熱，通過套管將熱能進行傳遞，這樣不僅通過熱管傳熱，而且同時套管也進 行傳熱，實現了雙效的傳熱與換熱；套管(2)上還設置有至少一段不同直徑的套管，在用于太陽能真空集熱管 時，其至少一段外徑與真空玻璃管的外徑相同；在套管上至少設置一段不同直徑的套管，在用于太陽能真空集熱管時，其 至少一段外徑與真空玻璃管的外徑相同，這樣可以保證將熱管與真空管實現"無 縫連接"，在傳統的熱水器中，通過直接將真空玻璃管插入到水箱中，實現真空 管與水箱的連接，本專利技術通過在熱管上設置一段與真空管的外徑相同的套管， 實現了熱管與真空管以及水箱的連接,這樣對任何的真空管都可以采用直接將 熱管加入到真空玻璃管之中，通過套管與水箱進行接觸密閉，實現了熱管、真 空管、水箱的簡單連接，從而實現了采用BW^術對現有的太陽能熱水器的更 新換代，使得在冬季的應用；熱管(l)的材質為銅、鋁、不銹鋼、碳鋼，優選為碳鋼。熱管的材質如果采用銅，銅在金屬材料中的性能是相對是高的，但是，銅 的材料的價格是逐年增長，如果采用碳鋼，其價格將由10倍的降低，通過產品 測試表明，碳鋼的熱管與銅熱管具有基本相同的性能，因而，從制造成本上， 優先選用碳鋼制作熱管，這樣可以降低成本。熱管(1)內部充裝的工作介質(4)為至少下列一種或其混合物氨，氟利昂(鹵代烴)，碳氫化合物(烴類)，乙醇，甲醇，丙,，二 氧化碳，水，丁垸；熱管的工作介質霈要在冬季能夠運行，其啟動的工作溫度應該選用比較低 溫工作的工作介質，因而優選低溫啟動的氟利昂(鹵代烴)，碳氣化合物 (烴類)為工作介質，這樣可以保證熱管在冬季可以在低溫區快速的啟 動，同時，這類工作介質，在低溫下不會相變為冰，使得產品在冬季不會凍裂，保證了熱管可以在冬季正常的應用； 在熱管(l)的至少一端設置有灌裝部位，通過灌裝部位實現對熱管內部工作 介質(4)的充裝和/或真空度的實現。在灌裝口部位設置有單向閾，通過單向閥門實現對熱管工作介質的充裝； 采用單向閥的技術，實現對熱管的灌裝，特別是針對低溫工作介質，在常溫下其處于氣化狀態，可以采用簡單的直接灌裝方法，直接將熱管工作介質充入到勢管腔體內部，實現了熱管的制作。熱管的斷面形狀為下列之一圓形、矩形、多邊形、橢圓形、菱形、方形； 熱管的軸線形狀是至少下列形狀之一彎曲的、蛇形、波浪形、包含有至少一個閉環回路。熱管的截面和軸線可以沒有限制，但在制造上，優選低成本的通常軸線和 截面的產品，如圓形，方形;其軸線為含有至少一個閉環的回路，構成回路傳 熱管結構，其閉環回路還可以構成循環自振蕩熱管，這都是目前主要的熱管結 構技術，熱管領域的普通技.術人員都可設計和制造；多個套管之間的冷凝端連接一個共同的集管。多個熱管的蒸發端連接一個共同的冷凝端，在熱管結構上，構成為一個整 體熱管結構，從而增加了熱管的整體性能，在熱管的冷凝端，可以連接翅片實 現對氣體(空氣)的換熱。在熱管蒸發端和/或冷凝端和/或集管上的外表設計有翅片。在冷凝端、集熱管上設置翅片，可以不僅用于液體的換熱，還可以用于氣體的換熱，可以利用太陽能實現對氣體的加熱，如太陽能的供暖以及太陽能的干燥；一種太陽能用雙效傳熱管的制作方法，通過單向閥，將在常溫下為氣態的 低溫工作介質灌裝到熱管腔體內部，通過單向閥實現熱管的密閉。在一個封閉的腔體上加工有單向閥，通過單向閥將在常溫下為氣態的工作 介質灌裝到腔體中，灌裝結束后，單向閥實現自然的密閉；在必要時，完成充 裝后，再釋放一定量的氣體，以便將熱管內部的氣體純化，將多余的空氣成份 排除；這種技術方法，省去了抽真空灌裝的過程，其性能完全可以達到熱管的 技術要求，因而被稱為"冷排法"；一種熱管、真空管、水箱的連接方法，在熱管外部設置一個套管，套管的 至少一段外徑與真空玻璃管的外徑相同；通過在熱管上加工上一段套管，實現真空管、水箱、以及熱管的連接，其 中套管外徑和真空管的外徑相同，套管從而可以取代真空管連接到水箱上，實 現真空管、水箱、以及熱管的連接。下面結合附圖詳細進行說明圖中的數字含義如下1:熱管，2:套管，3:與真空玻璃管相同外徑的套管，4:熱管工作介質， 5:單向閥，6:波浪形軸線熱管蒸發端，7:集管；附圖內容附圖說明圖1:雙套管傳熱管；圖2:波浪形蒸發端單直徑套管傳熱管；圖3:三種直徑套管的傳熱管；圖4:帶有一個集管的傳熱管；具體實施如下圖1:雙套管傳熱管一個熱管l，在其上加工有一個套管(2、 3),其中套管3的外徑與真空玻 璃管的外徑相同，在熱管的頂部設置有一個單向閥，通過單向閾5將熱管的工 作介質4低溫的工作介質R134充入到腔體內部，單向閥實現了對腔體的密閉。該傳熱管可以通過熱管以及通過套管傳熱，因而被稱為雙效傳熱管。 圖2:波浪形蒸發端單直徑套管傳熱管一個熱管l，在其上加工有一個套管3，其中套本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能用雙效傳熱管，其特征是：熱管（１）內部充裝有熱管工作介質（４），在熱管的至少一部分上還設置有一個套管（２、３），套管的一端與熱管殼體相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建民，
申請(專利權)人：李建民，
類型：發明
國別省市：90[中國|成都]