減壓空曬保護(hù)偏心熱管真空集熱元件，由折彎偏心全玻璃真空熱管集熱元件和置于其真空隔熱層內(nèi)的空曬保護(hù)器組成，空曬保護(hù)器由一個(gè)與熱管熱端傳熱連接的熱力驅(qū)動(dòng)器件低熱阻連接一個(gè)傳熱直筒組成，其特征是傳熱直筒直接或者通過熱匯與熱管熱端底端處采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接；傳熱直筒可沿集熱元件軸心線方向作前后移動(dòng)；傳熱直筒的外端部形狀與罩玻璃管尾端內(nèi)表面相吻合；熱敏永磁鋼驅(qū)動(dòng)器件包括一塊熱敏永磁鋼和一塊軟鐵；軟鐵傳動(dòng)連接傳熱直筒。本發(fā)明專利技術(shù)采用一個(gè)小功率空曬保護(hù)器就可保證熱管內(nèi)部水蒸汽壓力始終不超過2個(gè)大氣壓。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及減壓空曬保護(hù)偏心熱管真空集熱元件。
技術(shù)介紹
真空集熱管在其罩玻璃管與內(nèi)玻璃管之間設(shè)置真空隔熱層，可制造冬季也能提供生活熱水的真空太陽能熱水器。用熱管真空集熱管制造的太陽能熱水器更具有管內(nèi)無水能效比高、符合衛(wèi)生飲用水標(biāo)準(zhǔn)、單管損壞照樣工作等優(yōu)點(diǎn)。因此。管內(nèi)無水的太陽能真空熱管熱水器將有可能占領(lǐng)越來越多的市場份額。米用一體式玻璃熱管具有可以與罩玻璃管融封、玻璃熱管表面可以直接制作吸收膜傳熱環(huán)節(jié)少、可采用熱物理性能極佳的水作工質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。但空曬時(shí)，集熱元件熱管內(nèi)部溫度可達(dá)230°C，這個(gè)溫度對應(yīng)的飽和水蒸汽壓為28.53個(gè)大氣壓，對應(yīng)的工質(zhì)充裝量與熱管容積之比即工質(zhì)容積比為1.1%，即每I升容積有11暈升水。通過減少工質(zhì)充裝量可以降低空曬時(shí)熱管內(nèi)部的壓力，以水工質(zhì)為例:當(dāng)工質(zhì)充裝量/熱管容積率從5暈升/1000暈升時(shí)的0.5%降低至2暈升/1000暈升時(shí)的0.2%,相應(yīng)地其最高飽和蒸汽壓從180°C的約10個(gè)大氣壓降低至140°C的約3.7個(gè)大氣壓，并且熱管內(nèi)部從140°C約3.7個(gè)大氣壓的最高蒸汽壓繼續(xù)升溫至180°C時(shí)內(nèi)部壓力僅有4個(gè)大氣壓左右。但有時(shí)工質(zhì)充裝量不能僅僅以空曬時(shí)的內(nèi)部壓力來決定。對于一支工質(zhì)充裝量/熱管容積率為0.2%、內(nèi)部容積1000毫升、長度2000毫米的熱管，如果為了使空曬230°C時(shí)內(nèi)部壓力不超過4個(gè)大氣壓，則工質(zhì)充裝量約1.8毫升。問題是所述熱管即使為光管結(jié)構(gòu)，在傾斜約45度工作時(shí)，冷端的冷凝水、熱端的流動(dòng)水加上85°C水蒸汽的水量0.353毫升之和會(huì)遠(yuǎn)超過1.8毫升。 為了滿足熱管正常工作而使工質(zhì)充裝量/熱管容積率大于0.2%甚至0.3%，并確保玻璃熱管不因?yàn)榭諘穸ü埽仨毑扇】諘癖Ｗo(hù)措施。中國專利技術(shù)專利2009101951003抗空曬全玻璃真空熱管集熱元件，披露了一種空曬保護(hù)全玻璃真空熱管集熱元件，由在真空集熱元件吸收體和罩玻管之間設(shè)置可控傳熱通道構(gòu)成，可控傳熱通道由活動(dòng)傳熱件和驅(qū)動(dòng)件組成，其特征在于含有與真空集熱元件吸收體低熱阻連接的熱力換能驅(qū)動(dòng)件。由于這項(xiàng)專利不是專門針對重力熱管集熱元件的，因而針對性不強(qiáng)；其采用的雙金屬片熱力換能驅(qū)動(dòng)件本來產(chǎn)品的一致性就不好，在多次受熱變形后恢復(fù)原狀的能力又會(huì)降低，其所承擔(dān)的控制系統(tǒng)相關(guān)的工作點(diǎn)設(shè)定、控制變量輸入、t匕較、換能和能量供給以及執(zhí)行功能因?yàn)榫仁艿接绊懚h(yuǎn)不能正常有效工作到集熱元件可能的20年設(shè)計(jì)壽命。圖2給出一支傾斜安置的光管結(jié)構(gòu)重力熱管結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，熱管I由管殼和內(nèi)部工質(zhì)制成。其工作原理為:熱能從下方的熱端即并排向里的箭頭標(biāo)示處輸入，使熱管I內(nèi)部底端處的工質(zhì)受熱汽化，蒸汽在壓差的作用下，向上行進(jìn)到熱管冷端即箭頭并排向外標(biāo)示處放出熱能供應(yīng)給負(fù)荷并冷凝成液體在重力作用下回流至下面的冷端，在熱端工質(zhì)再次受熱汽化……，由此不斷循環(huán)實(shí)現(xiàn)兩相流換熱循環(huán)。熱管具有優(yōu)異的傳熱能力、熱流密度變換能力和等溫特性。如果熱管I熱端輸入100瓦，則其冷端輸出最高可以達(dá)到97瓦甚至更高。如果試圖對圖2的熱管I僅僅從下面輸入熱能，而不取走熱能，則熱管I內(nèi)部蒸汽壓會(huì)急劇上升。如果熱管I采用水作為工質(zhì)并且足夠多，則在熱管I溫度達(dá)到230°C時(shí)，內(nèi)部最高壓力可達(dá)28.53個(gè)大氣壓。如果試圖對圖2的熱管I從上到下全面加熱并從下面略高于熱管I底端的地方譬如從底端開始的占整個(gè)熱管I長度3%的一段取出熱能，即僅僅令底端往前占熱管I總長度3%的部位同時(shí)作為重疊冷端，則熱管I內(nèi)部的蒸汽壓會(huì)降到與下面冷端的溫度相對應(yīng)的飽和蒸汽壓。譬如用水作為工質(zhì)時(shí)，保持熱管I下面重疊冷端的溫度100°C，則即使上面其他部分加熱到230°C，因?yàn)闊峁躀內(nèi)部的液態(tài)工質(zhì)都集聚于所述重疊冷端，除所述重疊冷端之外上面的熱管I熱端由于沒有工質(zhì)補(bǔ)充整個(gè)干涸，兩相流傳熱機(jī)制不復(fù)存在。熱管I內(nèi)部的蒸汽壓力也只有約I個(gè)大氣壓。重疊冷端的一個(gè)例子是熱管管壁帶有吸收膜，吸收太陽光作為熱能輸入，同時(shí)用傳熱器件低熱阻連接所述熱管管壁并將熱能轉(zhuǎn)移。這種令熱管I傾斜布置、熱能從熱管I上面輸入而只用下面一小段作為重疊冷端的設(shè)計(jì)在其他場合或許沒有什么意義，但用于太陽能集熱元件的空曬保護(hù)，因?yàn)橹恍枰獦O小一部分散熱功率——這部分散熱功率用于確保空曬發(fā)生時(shí)，空曬保護(hù)裝置開始起作用的初期熱管內(nèi)部蒸汽壓的最高值不超過設(shè)定值；這部分散熱功率還要大于所述重疊冷端作為熱端的熱能輸入功率——因而具有散熱器件體積緊湊、性能可靠、散熱功率小、對真空隔熱層的放氣少、對吸收體的遮擋影響小以及可利用集熱元件尾端作為散熱界面的優(yōu)點(diǎn)。可以看到，重疊冷端的面積越小、所述空曬保護(hù)器件所需要的散熱功率也越小、越有利。實(shí)際的集熱元件需要尾盒之類的器件進(jìn)行安置。尾盒會(huì)遮蓋集熱元件的尾端。被尾盒遮蓋的部分都不屬于重疊冷 端。之所以還會(huì)用到重疊冷端，是因?yàn)橛行┘療嵩諘癖Ｗo(hù)裝置比較適合安裝于真空隔熱層的筒形段或者，集熱元件罩玻璃管帶有縮頸段并且是采用在縮頸段形成后裝配內(nèi)玻璃管，然后再對罩玻璃管圓封拉尾管簡稱后拉尾管的工藝。后拉尾管工藝形成的圓封端如果不適合用于散熱，就需要利用從所述圓封端往上的罩玻璃管筒形段進(jìn)行散熱。與所述筒形段相對應(yīng)的熱管或者內(nèi)玻璃管尾端部分屬于重疊冷端。中國912050845技術(shù)電飯煲用自動(dòng)磁性溫控開關(guān)，介紹了一種利用熱磁力換能元件工作原理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是要提供減壓空曬保護(hù)偏心熱管真空集熱元件。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案:用折彎偏心熱管真空集熱元件和置于所述集熱元件尾端真空隔熱層內(nèi)的空曬保護(hù)器，組成一支減壓空曬保護(hù)偏心熱管真空集熱元件。折彎偏心熱管真空集熱元件由一支用外直段、偏心直段和外直過渡段構(gòu)成的彎內(nèi)玻璃管，與一支一端圓封的罩玻璃管嵌套布置封接制成。外直段的腰部與罩玻璃管的縮頸端口封接伸出部分作為熱管冷端，彎內(nèi)玻璃管內(nèi)部抽真空灌裝工質(zhì)封離制成一支折彎的玻璃殼體熱管。彎內(nèi)玻璃管的偏心直段即玻璃熱管熱端的外表面制作有吸收膜；約180度圓周角范圍的罩玻璃管內(nèi)表面磁控濺射鋁膜制成半圓鏡面；偏心直段深入罩玻璃管內(nèi)部；帶吸收膜的偏心直段與半圓鏡面聚光連接。所述集熱元件垂直或者傾斜安裝，所述熱管依靠重力工作。所述空曬保護(hù)器由一個(gè)與所述熱管熱端傳熱連接的熱力驅(qū)動(dòng)器件、與熱力驅(qū)動(dòng)器件傳動(dòng)連接或者與熱力驅(qū)動(dòng)器件一體制造的傳熱直筒組成，所述空曬保護(hù)器具有兩種穩(wěn)定狀態(tài):傳熱直筒伸出傳熱連接罩玻璃管尾端時(shí)的開啟導(dǎo)熱狀態(tài)；傳熱直筒縮回不傳熱連接罩玻璃管尾端時(shí)的關(guān)閉絕熱狀態(tài)；所述熱力驅(qū)動(dòng)器件包括熱敏永磁鋼驅(qū)動(dòng)器件、雙金屬片驅(qū)動(dòng)器件、記憶合金驅(qū)動(dòng)器件、膜盒驅(qū)動(dòng)器件之一。傳熱直筒與熱管熱端底端處采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接；或者傳熱直筒與一個(gè)熱匯采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接，所述熱匯與熱管熱端底端處低熱阻連接；傳熱直筒可沿集熱元件軸心線方向作前后移動(dòng)；傳熱直筒的外端部形狀與罩玻璃管尾端內(nèi)表面相吻合。還可以令彎內(nèi)玻璃管里面底端含有一段內(nèi)直段及內(nèi)直過渡段，傳熱直筒改為與內(nèi)直段采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接；或者傳熱直筒與一個(gè)熱匯采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接，所述熱匯與內(nèi)直段低熱阻連接。還可以令所述罩玻璃管尾端內(nèi)表面低熱阻連接一個(gè)散熱貼片；散熱貼片與傳熱直筒的傳熱狀態(tài)根據(jù)熱力驅(qū)動(dòng)器件的狀態(tài)改變而改變。還可以令傳熱直筒含有一段擴(kuò)徑段本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
減壓空曬保護(hù)偏心熱管真空集熱元件，由折彎偏心熱管真空集熱元件和置于所述集熱元件尾端真空隔熱層內(nèi)的空曬保護(hù)器組成；折彎偏心熱管真空集熱元件用一支由外直段、偏心直段和外直過渡段構(gòu)成的彎內(nèi)玻璃管，與一支一端圓封的罩玻璃管嵌套布置封接制成；外直段的腰部與罩玻璃管的縮頸端口封接伸出部分作為熱管冷端，彎內(nèi)玻璃管內(nèi)部抽真空灌裝工質(zhì)封離制成一支折彎的玻璃殼體熱管；彎內(nèi)玻璃管的偏心直段即玻璃熱管熱端的外表面制作有吸收膜；約180度圓周角范圍的罩玻璃管內(nèi)表面磁控濺射鋁膜制成半圓鏡面；偏心直段深入罩玻璃管內(nèi)部；帶吸收膜的偏心直段與半圓鏡面聚光連接；所述集熱元件垂直或者傾斜安裝，所述熱管依靠重力工作，所述空曬保護(hù)器由一個(gè)與所述熱管熱端傳熱連接的熱力驅(qū)動(dòng)器件、與熱力驅(qū)動(dòng)器件傳動(dòng)連接或者與熱力驅(qū)動(dòng)器件一體制造的傳熱直筒組成，所述空曬保護(hù)器具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)：傳熱直筒伸出傳熱連接罩玻璃管尾端時(shí)的開啟導(dǎo)熱狀態(tài)；傳熱直筒縮回不傳熱連接罩玻璃管尾端時(shí)的關(guān)閉絕熱狀態(tài)；所述熱力驅(qū)動(dòng)器件包括熱敏永磁鋼驅(qū)動(dòng)器件、雙金屬片驅(qū)動(dòng)器件、記憶合金驅(qū)動(dòng)器件、膜盒驅(qū)動(dòng)器件之一，其特征是傳熱直筒與熱管熱端底端處采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接；或者傳熱直筒與一個(gè)熱匯采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接，所述熱匯與熱管熱端底端處低熱阻連接；傳熱直筒可沿集熱元件軸心線方向作前后移動(dòng)；傳熱直筒的外端部形狀與罩玻璃管尾端內(nèi)表面相吻合。...
【技術(shù)特征摘要】
1.減壓空曬保護(hù)偏心熱管真空集熱元件，由折彎偏心熱管真空集熱元件和置于所述集熱元件尾端真空隔熱層內(nèi)的空曬保護(hù)器組成；折彎偏心熱管真空集熱元件用一支由外直段、偏心直段和外直過渡段構(gòu)成的彎內(nèi)玻璃管，與一支一端圓封的罩玻璃管嵌套布置封接制成；外直段的腰部與罩玻璃管的縮頸端口封接伸出部分作為熱管冷端，彎內(nèi)玻璃管內(nèi)部抽真空灌裝工質(zhì)封離制成一支折彎的玻璃殼體熱管；彎內(nèi)玻璃管的偏心直段即玻璃熱管熱端的外表面制作有吸收膜；約180度圓周角范圍的罩玻璃管內(nèi)表面磁控濺射鋁膜制成半圓鏡面；偏心直段深入罩玻璃管內(nèi)部；帶吸收膜的偏心直段與半圓鏡面聚光連接；所述集熱元件垂直或者傾斜安裝，所述熱管依靠重力工作，所述空曬保護(hù)器由一個(gè)與所述熱管熱端傳熱連接的熱力驅(qū)動(dòng)器件、與熱力驅(qū)動(dòng)器件傳動(dòng)連接或者與熱力驅(qū)動(dòng)器件一體制造的傳熱直筒組成，所述空曬保護(hù)器具有兩種穩(wěn)定狀態(tài):傳熱直筒伸出傳熱連接罩玻璃管尾端時(shí)的開啟導(dǎo)熱狀態(tài)；傳熱直筒縮回不傳熱連接罩玻璃管尾端時(shí)的關(guān)閉絕熱狀態(tài)；所述熱力驅(qū)動(dòng)器件包括熱敏永磁鋼驅(qū)動(dòng)器件、雙金屬片驅(qū)動(dòng)器件、記憶合金驅(qū)動(dòng)器件、膜盒驅(qū)動(dòng)器件之一，其特征是傳熱直筒與熱管熱端底端處采用一維移動(dòng)副結(jié)構(gòu)低熱阻連接；或者傳熱直筒與一個(gè)熱...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：施國樑，
申請(專利權(quán))人：海寧伊滿閣太陽能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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