一种常压回路热管式太阳能供热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种常压回路热管式太阳能供热的方法及装置，主要包括蒸发系统、冷凝系统、密封系统、补水系统。蒸发系统主要用于液体吸热汽化，冷凝系统用于蒸汽冷凝供热，两者通过蒸汽排出管和液体回流管连接形成回路热管。装置不需抽真空处理，通过压力平衡管道与水槽形成液封，在常压下运行并在工作中排出不凝性气体。本发明专利技术将回路热管应用于太阳能供热装置并在常压下工作，既保证了高效的供热效率，又避免了抽真空造成的高昂成本问题，并且结构简单，设计紧凑，安全轻巧，提供了一种有效利用太阳能的方法和手段。

A Solar Energy Heating Device with Atmospheric Circuit and Heat Pipe

The invention discloses a method and device for solar energy heating with atmospheric pressure loop heat pipe, which mainly includes evaporation system, condensation system, sealing system and water supply system. Evaporation system is mainly used for liquid endothermic vaporization and condensation system is used for steam condensation heating. The two systems are connected by steam exhaust pipe and liquid reflux pipe to form loop heat pipe. The device does not need vacuum treatment. It forms a liquid seal through pressure balancing pipeline and water tank. It runs under normal pressure and discharges non-condensable gas in work. The invention applies loop heat pipe to solar energy heating device and works under atmospheric pressure, which not only guarantees high heating efficiency, but also avoids the high cost caused by vacuum pumping, and has simple structure, compact design, safety and lightness, thus providing a method and means for effectively utilizing solar energy.

【技术实现步骤摘要】
一种常压回路热管式太阳能供热装置
本专利技术属于太阳能供热
，特别涉及一种常压回路热管式太阳能供热装置。
技术介绍
随着科技的发展与进步，人们对能源利用提出了高效、环保、可再生等诸多要求。更多要求利用太阳能、风能等可再生能源，更多要求提高能量转换效率。据统计，作为一种巨大的可再生能源，在中国，太阳能可达到5×1019千焦/年，具有取之不尽用之不竭的天然优势，并且符合环保要求，因此具有广阔的发展前景。其中，回路热管作为一种换热装置，其依靠工质相变和循环进行热量的传递，且不需要外部机械动力，运行可靠，经过多年改进已成为一种高效换热的理想装置，展现出广阔的发展前景。近年来，人们已开始将回路热管应用于太阳能供热装置，但由于需要进行抽真空处理，通常存在技术成本及维护成本较高、系统较为复杂、运行不稳定等问题。因此，现有技术急需新型的回路热管式太阳能供热装置，以克服现有技术中的种种缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本专利技术提供一种常压回路热管式太阳能供热装置，既继承了抽真空回路热管的高效、稳定、环保的优点，又通过常压的设计方式获得结构紧凑，简单安全、制作成本廉价等效果，具有较好的普适性。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种常压回路热管式太阳能供热装置，包括蒸发系统、冷凝系统、密封系统和补水反馈系统，所述蒸发系统设置于所述供热装置的下部，包括蒸发室3、中空透明板2、蒸发壁6、绝热壁5和蒸汽排出管10，其中，所述中空透明板2面向大气用于吸收太阳能，所述绝热壁5设置在户外墙壁上，所述蒸发壁6贴着所述绝热壁5设置，所述蒸发壁上端安装均流管4，下端安装水位计18；所述冷凝系统设置于供热装置的上部，包括冷凝室8、冷凝壁9和翅片7，其中，所述翅片7布置在冷凝室8的周围，所述冷凝壁9处理成全疏水表面或者亲-疏水间隔布置的混合表面；所述密封系统包括水槽12、压力平衡管17和逆止阀20，所述冷凝室8通过压力平衡管17与水槽12连接形成液封，所述水槽12放置在空气中，从而维持供热装置内部的压力为常压，所述逆止阀20设置在压力平衡管17上；所述补水反馈系统包括补水管16、液体回流管11、阀门13、均流管4、反馈电路14、水位计18，其中，所述水槽12通过补水管16与液体回流管11相连，水槽12设置为高位而液体回流管11设置为低位，所述补水管16与液体回流管11之间设置有阀门13，所述阀门13通过反馈电路14与水位计18相连，所述水位计18通过反馈电路14将水位信号传递给阀门13，自动控制补水管16与液体回流管11的连接状态，从而进行补水操作；所述蒸发系统和所述冷凝系统通过蒸汽排出管10和液体回流管11连接形成回路热管。进一步的优化方案，所述中空透明板2的内部空间设置成薄空间，材质选用玻璃或者有机材料。进一步的优化方案，所述蒸发壁6的一种处理方式为：蒸发壁表面首先经过表面处理工艺，然后在面向太阳辐射的蒸发壁的一侧，将粉末烧结形成多孔金属毛细芯6a与多孔纤维毛细芯6c间隔布置；进一步地，对蒸发壁6底部的金属板6b进行亲水处理，然后将烧结的多孔金属毛细芯6a和多孔纤维毛细芯6c间隔布置在面向太阳辐射的一侧。进一步的优化方案，蒸发壁的另一种处理方式为：对蒸发壁6涂黑并打小孔6e，然后在背向太阳辐射的蒸发壁的一侧，直接覆盖多孔纤维毛细芯6c，形成一层吸水层；进一步地，对蒸发壁6壁面涂黑并打小孔6e，将其做成齿状金属板6d。进一步的优化方案，在所述冷凝室8底部靠近所述冷凝壁9的地方设置有开口，与液体回流管11连接，并通过液体回流管11确保冷凝室8与均流管4相连，均流管4设置在蒸发壁6顶端，回流液体通过均流管4均匀润湿到蒸发壁6上。进一步的优化方案，当太阳能辐射强、蒸发增快时，部分蒸汽通过压力平衡管17进入水槽12形成工质损失，此种情况下运行一段时间后，蒸发室3底部补充液体的液面下降，当液面低于水位计18设定位置后，水位计18形成反馈信号，通过反馈电路14传递给阀门13，然后阀门13打开开始补水。进一步的优化方案，所述供热装置中不凝性气体排出过程为：所述蒸发系统吸热使液体蒸发，所述供热装置内部压力增大，蒸汽和不凝性气体的混合气体通过所述压力平衡管17向外排出；当太阳能辐射较小、蒸发减弱时，通过逆止阀20防止水槽12内的液体回流进入供热装置内部。本专利技术具有以下有益效果：1)将常压回路热管应用于太阳能供热装置，仅靠重力回流完成供热循环，不需要真空泵等机械动力维持液体的循环，结构简单、运行方便、高效环保，减少了抽真空带来的运行成本和维护成本符合人们对能源利用的要求；2)该装置进行了优化设计，蒸发系统与冷凝系统可以制作的非常薄，能在已经成型的房间安装，具有较好的适应性与低廉的成本；3)在满足工况条件的前提下，该装置的材料可以改换为密度较小的材料，具有轻巧、轻便的优点。附图说明图1为本专利技术的一种常压回路热管式太阳能供热装置的系统连接示意图；图2为本专利技术的一种常压回路热管式太阳能供热装置的蒸发壁的实施例1的示意图，其中图2a为正视图，图2b为侧视图，图2c为图2a中沿A-A的剖面图；图3为本专利技术的一种常压回路热管式太阳能供热装置的蒸发壁的实施例2的示意图，其中图3a为正视图，图3b为侧视图，图3c为图3a的局部放大图；图4为本专利技术的一种常压回路热管式太阳能供热装置的均流管的示意图，其中图4a为正视图，图4b为侧视图；图中附图标记为：1-蒸发系统；2-中空透明板；3-蒸发室；4-均流管；5-绝热壁；6-蒸发壁；6a-金属毛细芯；6b-金属板；6c-纤维毛细芯；6d-齿状金属板；6e-小孔；7-翅片；8-冷凝室；9-冷凝壁；10-蒸汽排出管；11-液体回流管；12-水槽；13-阀门；14-反馈电路；15-冷凝系统；16-补水管；17-压力平衡管；18-水位计；19-排气口；20-逆止阀。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。本专利技术提供了一种常压回路热管式太阳能供热装置，主要包括蒸发系统、冷凝系统、密封系统和补水反馈系统。蒸发系统设置于供热装置的下部，主要包括蒸发室、中空透明板、蒸发壁、绝热壁和蒸汽排出管等，其中，中空透明板设置在蒸发室一侧，面向大气用于吸收太阳能；绝热壁设置在蒸发室的另一侧，插入式地安装在墙壁上；蒸发壁贴着绝热壁设置，其上端安装有均流管，下端安装有水位计。所述中空透明板的内部空间可以设置成较薄的形式，这样不仅可以减弱蒸发室与环境的辐射换热，还可以削弱中空透明板内部空气形成的对流，从而可以减少蒸发室与环境之间的散热。中空透明板的材质可以选用玻璃或者有机材料。应当意识到，上述材质的选择仅是示例，可以根据需要选用任意材质。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压回路热管式太阳能供热装置，包括蒸发系统、冷凝系统、密封系统和补水反馈系统，其特征在于，所述蒸发系统设置于所述供热装置的下部，包括蒸发室(3)、中空透明板(2)、蒸发壁(6)、绝热壁(5)和蒸汽排出管(10)，其中，所述中空透明板(2)面向大气用于吸收太阳能，所述绝热壁(5)设置在户外墙壁上，所述蒸发壁(6)贴着所述绝热壁(5)设置，所述蒸发壁上端安装均流管(4)，下端安装水位计(18)；所述冷凝系统设置于供热装置的上部，包括冷凝室(8)、冷凝壁(9)和翅片(7)，其中，所述翅片(7)布置在冷凝室(8)的周围，所述冷凝壁(9)处理成全疏水表面或者亲‑疏水间隔布置的混合表面；所述密封系统包括水槽(12)、压力平衡管(17)和逆止阀(20)，所述冷凝室(8)通过压力平衡管(17)与水槽(12)连接形成液封，所述水槽(12)放置在空气中，从而维持供热装置内部正常工作时的压力为常压，所述逆止阀(20)设置在压力平衡管(17)上；所述补水反馈系统包括补水管(16)、液体回流管(11)、阀门(13)、均流管(4)、反馈电路(14)、水位计(18)，其中，所述水槽(12)通过补水管(16)与液体回流管(11)相连，水槽(12)设置为高位而液体回流管(11)设置为低位，所述补水管(16)与液体回流管(11)之间设置有阀门(13)，所述阀门(13)通过反馈电路(14)与水位计(18)相连，所述水位计(18)通过反馈电路(14)将水位信号传递给阀门(13)，自动控制补水管(16)与液体回流管(11)的连接状态，从而进行补水操作；所述蒸发系统和所述冷凝系统通过蒸汽排出管(10)和液体回流管(11)连接形成回路热管。...

【技术特征摘要】
1.一种常压回路热管式太阳能供热装置，包括蒸发系统、冷凝系统、密封系统和补水反馈系统，其特征在于，所述蒸发系统设置于所述供热装置的下部，包括蒸发室(3)、中空透明板(2)、蒸发壁(6)、绝热壁(5)和蒸汽排出管(10)，其中，所述中空透明板(2)面向大气用于吸收太阳能，所述绝热壁(5)设置在户外墙壁上，所述蒸发壁(6)贴着所述绝热壁(5)设置，所述蒸发壁上端安装均流管(4)，下端安装水位计(18)；所述冷凝系统设置于供热装置的上部，包括冷凝室(8)、冷凝壁(9)和翅片(7)，其中，所述翅片(7)布置在冷凝室(8)的周围，所述冷凝壁(9)处理成全疏水表面或者亲-疏水间隔布置的混合表面；所述密封系统包括水槽(12)、压力平衡管(17)和逆止阀(20)，所述冷凝室(8)通过压力平衡管(17)与水槽(12)连接形成液封，所述水槽(12)放置在空气中，从而维持供热装置内部正常工作时的压力为常压，所述逆止阀(20)设置在压力平衡管(17)上；所述补水反馈系统包括补水管(16)、液体回流管(11)、阀门(13)、均流管(4)、反馈电路(14)、水位计(18)，其中，所述水槽(12)通过补水管(16)与液体回流管(11)相连，水槽(12)设置为高位而液体回流管(11)设置为低位，所述补水管(16)与液体回流管(11)之间设置有阀门(13)，所述阀门(13)通过反馈电路(14)与水位计(18)相连，所述水位计(18)通过反馈电路(14)将水位信号传递给阀门(13)，自动控制补水管(16)与液体回流管(11)的连接状态，从而进行补水操作；所述蒸发系统和所述冷凝系统通过蒸汽排出管(10)和液体回流管(11)连接形成回路热管。2.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置，其特征在于，所述中空透明板(2)的内部空间设置成薄空间，材质选用玻璃或者有机材料。3.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置，其特征在于，所述蒸发壁(6)的一种处理方...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪献兵，代超，徐进良，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11