工質(zhì)高位助推減壓空曬保護(hù)全玻璃真空熱管集熱元件，由集熱元件和助推空曬保護(hù)器組成，其特征是傳熱直筒與熱管熱端用一維移動(dòng)副低熱阻連接；傳熱直筒外端部與罩玻璃管尾端內(nèi)表面吻合；助推熱力驅(qū)動(dòng)器件包括雙金屬片助推部件、熱敏永磁鋼和軟鐵；熱敏永磁鋼與熱管低熱阻連接；軟鐵傳動(dòng)連接傳熱直筒；雙金屬片助推部件在熱敏永磁鋼從失磁向有磁轉(zhuǎn)變時(shí)推動(dòng)熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對吸合；熱管含有稀疏芯網(wǎng)。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)部不超過2個(gè)大氣壓。熱管內(nèi)部設(shè)置稀疏芯網(wǎng)，啟動(dòng)時(shí)間從140多分鐘縮短至10多分鐘，冬季每天多集熱1小時(shí)。雙金屬片助推使熱敏永磁鋼吸力大和雙金屬片推力距離長的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及工質(zhì)高位助推減壓空曬保護(hù)全玻璃真空熱管集熱元件。
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4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4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4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4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)的目的是要提供工質(zhì)高位助推減壓空曬保護(hù)全玻璃真空熱管集熱元件。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案:用全玻璃真空熱管集熱元件和置于所述集熱元件尾端真空隔熱層內(nèi)的助推空曬保護(hù)器，組成一個(gè)工質(zhì)高位助推減壓空曬保護(hù)全玻璃真空熱管集熱元件，全玻璃真空熱管集熱元件用罩玻璃管封接一體式內(nèi)玻璃管熱管制成，所述集熱元件垂直或者傾斜安裝，所述熱管依靠重力工作，助推空曬保護(hù)器由一個(gè)與所述熱管熱端傳熱連接的助推熱力驅(qū)動(dòng)器件、與助推熱力驅(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，助推空曬保護(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)，其特征是傳熱直筒與內(nèi)玻璃管或者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)表面的相吻合；所述助推熱力驅(qū)動(dòng)器件包括一個(gè)熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對和一個(gè)雙金屬片助推部件；熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對包括一塊熱敏永磁鋼和一塊軟鐵；熱敏永磁鋼通過一塊熱導(dǎo)與內(nèi)玻璃管或者熱管熱端低熱阻連接；軟鐵受約束可沿集熱元件軸心線方向的前后移動(dòng)并通過傳動(dòng)鋼絲與傳熱直筒傳動(dòng)連接；所述熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對含有與雙金屬片助推部件的連接界面；所述雙金屬片助推部件在熱敏永磁鋼從失磁狀態(tài)向有磁狀態(tài)轉(zhuǎn)變的降溫過程中，產(chǎn)生形變幫助推動(dòng)熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對吸合；在熱管熱端內(nèi)部設(shè)置一個(gè)由若干條寬度2至10毫米的細(xì)條毛細(xì)吸液芯組成的稀疏芯網(wǎng)，稀疏芯網(wǎng)采用彈性卡簧壓貼于熱管熱端內(nèi)壁；稀疏芯網(wǎng)的面積小于所述熱管熱端內(nèi)壁面積的5%。 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)改變而改變本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
工質(zhì)高位助推減壓空曬保護(hù)全玻璃真空熱管集熱元件，由全玻璃真空熱管集熱元件和置于所述集熱元件尾端真空隔熱層內(nèi)的助推空曬保護(hù)器組成，全玻璃真空熱管集熱元件用罩玻璃管封接一體式內(nèi)玻璃管熱管制成，所述集熱元件垂直或者傾斜安裝，所述熱管依靠重力工作，助推空曬保護(hù)器由一個(gè)與所述熱管熱端傳熱連接的助推熱力驅(qū)動(dòng)器件、與助推熱力驅(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，助推空曬保護(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)，其特征是傳熱直筒與內(nèi)玻璃管或者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)表面的相吻合；所述助推熱力驅(qū)動(dòng)器件包括一個(gè)熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對和一個(gè)雙金屬片助推部件；熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對包括一塊熱敏永磁鋼和一塊軟鐵；熱敏永磁鋼通過一塊熱導(dǎo)與內(nèi)玻璃管或者熱管熱端低熱阻連接；軟鐵受約束可作沿集熱元件軸心線方向的前后移動(dòng)并通過傳動(dòng)鋼絲與傳熱直筒傳動(dòng)連接；所述熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對含有與雙金屬片助推部件的連接界面；所述雙金屬片助推部件在熱敏永磁鋼從失磁狀態(tài)向有磁狀態(tài)轉(zhuǎn)變的降溫過程中，產(chǎn)生形變幫助推動(dòng)熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對吸合；在熱管熱端內(nèi)部含有一個(gè)由若干條寬度2至10毫米的細(xì)條毛細(xì)吸液芯組成的稀疏芯網(wǎng)，稀疏芯網(wǎng)采用彈性卡簧壓貼于熱管熱端內(nèi)壁；稀疏芯網(wǎng)的面積小于所述熱管熱端內(nèi)壁面積的5%。...
【技術(shù)特征摘要】
1.工質(zhì)高位助推減壓空曬保護(hù)全玻璃真空熱管集熱元件，由全玻璃真空熱管集熱元件和置于所述集熱元件尾端真空隔熱層內(nèi)的助推空曬保護(hù)器組成，全玻璃真空熱管集熱元件用罩玻璃管封接一體式內(nèi)玻璃管熱管制成，所述集熱元件垂直或者傾斜安裝，所述熱管依靠重力工作，助推空曬保護(hù)器由一個(gè)與所述熱管熱端傳熱連接的助推熱力驅(qū)動(dòng)器件、與助推熱力驅(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，助推空曬保護(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)，其特征是傳熱直筒與內(nèi)玻璃管或者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)表面的相吻合；所述助推熱力驅(qū)動(dòng)器件包括一個(gè)熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對和一個(gè)雙金屬片助推部件；熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對包括一塊熱敏永磁鋼和一塊軟鐵；熱敏永磁鋼通過一塊熱導(dǎo)與內(nèi)玻璃管或者熱管熱端低熱阻連接；軟鐵受約束可作沿集熱元件軸心線方向的前后移動(dòng)并通過傳動(dòng)鋼絲與傳熱直筒傳動(dòng)連接；所述熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對含有與雙金屬片助推部件的連接界面；所述雙金屬片助推部件在熱敏永磁鋼從失磁狀態(tài)向有磁狀態(tài)轉(zhuǎn)變的降溫過程中，產(chǎn)生形變幫助推動(dòng)熱敏永磁鋼軟鐵驅(qū)動(dòng)對吸合；在熱...
【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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