真空集熱管內兩相流換熱太陽集熱裝置制造方法及圖紙

真空集熱管內兩相流換熱太陽集熱裝置，由真空集熱管和聯集器件組成，其特征在于集熱管兩端的水平誤差小于正負35毫米；通過調整聯集管狀態和在聯集器件或集熱管管口設置擋水擋氣物體使集熱管內始終有水、氣留存；擋水擋氣物體包括連接駁管、密封圈和擋氣水圈。本實用新型專利技術的有益效果：在集熱管內實現兩相共存和兩相流換熱循環。兩相流換熱循環傳熱能力強、等溫性好、換熱環節少、熱沉小、輸出溫度調節方便、可靠性高、抗凍、性價比高。本實用新型專利技術拓展了真空集熱管及其集熱裝置的用途，包括用集熱管引進海水直接進行蒸餾，并用所產蒸汽實現多效蒸餾。結合附圖給出三個實施例。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及真空集熱管內兩相流換熱太陽集熱裝置。
技術介紹
現有的真空集熱管集熱溫度高、熱損小、產業化程度高，用其制造的插管式太陽熱水器可在冬季提供50°C以上生活熱水。但總的來說，真空集熱管的應用產品還不夠豐富發達。
技術實現思路
本技術的目的是要提供真空集熱管內兩相流換熱太陽集熱裝置。本技術解決其技術問題所采取的技術方案用真空集熱管和與集熱管配合連接的聯集器件，組成一臺真空集熱管內兩相流換熱的太陽集熱裝置。聯集器件包括與集熱管罩玻璃管插入連接的聯集盒，通過其連接駁管與集熱管內玻璃管或者罩玻璃管連接的聯集母管以及蓄熱水箱。真空集熱管包括全玻璃真空集熱管、內玻璃管帶翅板吸收體的真空集熱管。令集熱管兩端的水平誤差小于正負35毫米。在大多數情況下，集熱管的布置越接近水平越好。通過調整聯集器件的駁接管或者集熱管的狀態、在聯集器件內或者在集熱管管口設置擋水物體使集熱管出水時有水留存、在集熱管管口上部設置擋氣物體使集熱管進水時上面有氣留存。所述擋水物體和擋氣物體包括與集熱管內玻璃管密封連接的連接駁管及密封圈、與集熱管內玻璃管內側密封連接的擋氣水圈。集熱管內的水可以放出但不能放完，可以放進但不能全部占據集熱管內部空間。聯集器件配置補水駁管、排水駁管、進出水駁管、溢氣管或者封閉氣囊和泄壓器件。集熱管可含有與其內腔壁貼合的毛細吸液材料，譬如卷成筒狀并用彈性件抵住的玻璃絲網。還可以采用配置有電磁閥、水溫水位傳感器或者流量計的微機控制系統，制造微機控制的兩相流換熱太陽集熱裝置。還可以在聯集器件內部嵌入一個管狀換熱器；或者在聯集器件內各集熱管內部嵌入分支換熱器，所述分支換熱器相互連接形成水路，集熱管內的水不斷蒸發成水蒸氣在管狀換熱器或者分支換熱器表面冷凝；或者聯集器件與一根伸向外界的蒸汽管連接，集熱管內的水不斷蒸發成水蒸氣通過蒸汽管輸出。還可以采用一維聚光裝置，所述一維聚光裝置包括反射聚光器件和透鏡聚光器件；一維聚光裝置與集熱管聚光連接，即集熱管的吸收膜處于一維聚光裝置的聚光區域。還可以令聯集器件軸心線帶水平傾角安裝；在聯集器件內設置梯級水壩；梯級水壩的每一梯級與一支或者處于同一水平位置的一對集熱管連通，梯級水壩的擋水水位高于所在集熱管的留存水位0至30毫米。還可以采用一個蓄熱水箱加熱負載，蓄熱水箱與一個封閉的管狀兩相流換熱器件冷端低熱阻連接；冷端的位置高于聯集器件并與聯集器件內部通過一根蒸汽管連通，冷端內的冷凝水可以回流進入聯集器件內部；冷端的頂部含有一根與一個負壓源或者與一個氣球式封閉氣囊連通的通氣管。還可以令聯集器件內部通過一根蒸汽管與一個外置換熱器件連通；所述換熱器件的底部與一個水泵的進水口連接，水泵的出水口與聯集器件的補水駁管連接。還可以令聯集器件含有一個可控梯級多水位水壩或者多水位擋水物體，多水位水壩的每個壩面下部和多水位擋水物體的下部均含有溢流界面和一個以上可控水閥；集熱管的水位狀態隨這些可控水閥狀態的改變而改變。還可以采用一個水力抽真空器件，所述水力抽真空器件的真空吸氣口與聯集器件內部之間串接有一個可控氣閥；或者串接有一個可控氣閥和一個負壓容器。玻璃儀器店有一種水力抽真空器件銷售，它利用運動流體的卷吸作用形成負壓來抽真空。本技術的有益效果令集熱管水平布置并在集熱管內實現汽水兩相共存，可充分發揮真空集熱管熱損小的優點，使集熱管內溫度達到70至100°C，并利用該溫度范圍的水蒸氣分壓實現高效的兩相流換熱循環。兩相流換熱具有良好的傳熱能力、等溫性和熱流密度變換能力。通過使用擋氣水圈等措施，在集熱管內部留存水，可防止空曬和突進冷水炸管。采用小管徑集熱管水平布置還具有毛細材料吸液距離短的優點。在此基礎上，令水流入集熱管換熱后流出，克服了管內存滿水的橫置集熱管集熱裝置依靠集熱管內存水長距離傳熱熱阻高、帶負載能力差的缺陷，并具有換熱環節少、制造方便、管內壓水少得熱量大、 輸出溫度選擇方便、可利用集熱管暫時儲存熱水和取水方便的優點。制造帶分體室內水箱的直通式家用分體式太陽熱水器可以免用循環泵、出熱水時間也早。本技術的兩相流蒸汽集熱裝置結構簡單、換熱環節無活動部件、節能、可靠性高、抗凍，適合制造家用一體式太陽熱水器。在制造壁掛太陽熱水器時，還可以用軟管連接集熱器和水箱，安裝方便、節省。采用一維聚光裝置與集熱管聚光連接制造的聚光兩相流蒸汽集熱裝置，可以輸出100°c以上壓力足夠大的水蒸氣、可大幅度降低兩相流換熱空間內不凝氣體的比例、大大提高集熱和傳熱效率，能進一步拓展真空集熱管及其集熱裝置的用途。 低倍數的一維聚光真空集熱裝置，手動一個月跟蹤一次也可以滿足精度要求。還可使用免跟蹤的反射聚光板。在聯集器件內設置梯級水壩，用于在聯集器件軸心線帶水平傾角安裝時進行補水。傾角安裝為中高緯度利用太陽能所必須。采用多水位水壩，可以先用高水位對集熱管輸入海水進行蒸餾，再適時切換到低水位移去濃縮的海水。這樣可利用集熱管所產蒸汽實現多效蒸餾，使產品性價比成倍提高。它還可用于對各種難降解的污水包括電鍍廢水、含抗生素廢水、造紙黑液進行蒸餾凈化，蒸餾濃縮液可利用或者另行處理。在聯集器件內設置換熱器件，用集熱管內水蒸氣對負載換熱器件加熱，可實現與負載的隔離，方便集熱裝置承壓運行。兩相流承壓集熱裝置在太陽能供暖方面性能優異。 與管內存水的插管式集熱模塊比，造價相當，但帶負載能力超強，冬季可高效率提供45°C以上熱能，并且可靠性高，抗凍性能好，尤其是出熱水時間可提前近3小時，其得熱量可提高一倍以上，使僅需要白天供暖的辦公室幼兒園等場合晴天不需要輔助能源供暖，總體性價比可提高1至3倍。與采用熱管或者金屬流道的集熱模塊比，兩相流承壓集熱裝置造價降低一半、節省貴重金屬、流道阻力減小70%運行費用低、可靠性和集熱效率更高，總體性價比可提高1至2倍。令聯集器件內部與一個負壓源連通，可以降低集熱管內不凝氣體分壓提高兩相流換熱效率。采用封閉氣囊可在防止水分蒸發的同時，降低不凝氣體分壓，有助于提高兩相流換熱效率。采用毛細吸液材料，可確保內玻璃管內壁不干涸，有助于提高集熱效率。采用自控系統可實現各種復雜的功能，大幅度提高集熱裝置的性能，并可與生產工藝無縫銜接。以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。附圖說明圖1是一臺真空集熱管內兩相流換熱太陽供暖供熱水集熱裝置結構示意圖。圖2是圖1集熱裝置的聯集母管橫截面剖視。圖3是一臺直通式真空集熱管內兩相流換熱太陽集熱裝置結構示意圖。圖4是一臺兩相流換熱太陽能產蒸汽裝置結構示意圖。圖5是圖4太陽能產蒸汽裝置的聯集盒橫截面剖視。圖中1.聯集母管；2.駁管；3.集熱管；4.內玻璃管；5.密封圈；6.罩殼；7.排水駁管；8.水箱；9.冷端；10.補水駁管；11.水源；12.泄壓閥；13.負壓駁管；14.負壓源； 15.氣囊；16.水壩；17.端口 ；18.換熱管；19.傳感器；20.聯集盒；21.擋氣水圈；22.進出水駁管；23.溢氣管；24.上水管；25.顯示屏J6、27.組閥J8、29.聯桿；30.溢流口 ； 31.蒸汽管道；32.調節閥；33、34.蒸餾器；35.預熱裝置。具體實施方式圖1和圖2共同給出本技術的第一個實施例。圖1和圖2中，聯集母管1兩側焊接兩排喇叭形連接駁管2，駁管2端口含有翻邊，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．真空集熱管內兩相流換熱太陽集熱裝置，由真空集熱管和與集熱管配合連接的聯集器件組成，聯集器件包括與集熱管罩玻璃管插入連接的聯集盒、通過其連接駁管與集熱管內玻璃管或者罩玻璃管連接的聯集母管以及蓄熱水箱；真空集熱管包括全玻璃真空集熱管、內玻璃括與集熱管內玻璃管密封連接的連接駁管及密封圈、與集熱管內玻璃管內側密封連接的擋氣水圈。裝置，其特征在于集熱管兩端的水平誤差小于正負３５毫米；通過調整聯集器件的駁接管或者集熱管的狀態、在聯集器件內或者在集熱管管口設置擋水物體使集熱管出水時有水留存、在集熱管管口上部設置擋氣物體使集熱管進水時上面有氣留存；所述擋水物體和擋氣物體包管帶翅板吸收體的真空集熱管；聯集器件配置補水駁管、排水駁管、進出水駁管、溢氣管或者封閉氣囊和泄壓器件；集熱管可含有與其內腔壁貼合的毛細吸液材料；還可以采用配置有電磁閥、水溫水位傳感器或者流量計的微機控制系統，制造微機控制的兩相流換熱太陽集熱

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：施國樑，
申請(專利權)人：海寧伊滿閣太陽能科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：33