太阳能旁通热管制造技术

本实用新型专利技术属太阳能热利用装置。采用将包覆半圆弧形太阳板的具有带旁通管结构的太阳能旁通热管，封装在双层同轴透明真空玻璃管内，管塞封口，放热段裸露于管外，管内空间制成低真空即构成太阳能旁通热管。该装置热容量小，启动快，能消除气阻，实施气液相分流，传热效率高；采用真空隔热，热损耗低；结构简单，经久耐用；无结垢、冻裂、爆管等弊端；可构成各种太阳能热利用装置在各类地区使用。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属太阳能热利用装置，特别是关于利用工质相变传热及真空隔热保温技术制成的太阳能旁通热管。太阳能是一种可自由利用、无污染、能量密度不高的持久能源。长期以来人们在探索太阳能热利用方面做了大量的工作，而这类工作无一例外地必须解决四个关键技术一是提高采集太阳辐射热的热效率，二是减少热损耗。三是低成本，四是经久耐用。在众多的太阳能集热装置中有二种产品比较成功。一种是“全玻璃真空太阳能集热管”，专利号85100142.4，采用在同轴双层真空玻璃管的内玻璃管表面涂镀磁控溅射选择性吸收涂层的方案，着眼于提高太阳吸收比、减低发射比，同时又采用真空隔热技术，减少热损耗，将管内的水类工质加热以获取太阳辐射热能。另一种是“弯曲吸热板热管式真空管”，专利号96241289，采用将装有选择性吸收涂层弯曲吸热板的热管封装在单层透明真空玻璃管内的方案，利用热管内的工质相变传热技术，将热管放热端管外的工质加热以获取太阳辐射热能，同时又利用真空隔热技术减少热损耗。上述二种装置在提高热效率、减少热损耗等关键技术方面有所突破，获得了较大的发展。然而，这二种装置尚存在不少缺陷。前者的缺陷是水在真空玻璃管内不流动，天长日久易结垢，在高寒地区易冻裂，有时因空晒后突然进水而造成真空玻璃管爆裂。后者的缺陷是需采用较复杂的玻璃----金属热压封工艺，成本高，封口处金属端盖热损较大，玻璃封口时有碎裂，热管的弯曲段易产生气阻，传热效率反而下降，甚至难以传热。因此，这些缺陷已成为这二种太阳能集热装置推广和应用的主要障碍。本技术的目的在于提供一种能克服上述缺陷，采用将包覆有半园弧形太阳板的带旁通管结构的旁通热管，封装在双层同轴透明真空玻璃管内、放热端裸露在外的方案，构成太阳能旁通热管，使其在相变传热过程中消除气阻、实施气液相分流，能进一步提高传热效率，同时又能利用真空隔热技术，减少热损耗，而结构简单、成本低廉、经久耐用，无冻裂、结垢、爆管之虑，可构成各种太阳能热利用装置在各类地区使用。本技术是这样实现的将装有半园弧形太阳板的带旁通管结构的旁通热管封装在双层同轴透明真空玻璃管内，管口用管塞密封，放热段裸露于管外，再将管内空间制成真空，即构成太阳能旁通热管。所述的旁通热管是一种具有带旁通管结构的热管。这种旁通热管由放热管、旁通管、吸热管三段焊接成内部互通且密闭的管状容器。三段中心线处于同一平面，均用铜管或其它材质制造，再在管内放置一定量的水类工质并制成P≤5×10-2Pa真空即成。吸热管上部弯曲成“L”形，弯端与旁通管平直段连通，直段一直延伸至真空玻璃管底部并与其轴线平行；旁通管下部弯曲成“L”形，直段较短，沿轴线与放热管连通，弯端连接在吸热管弯曲部位外延的平直段上。二者相互连接的部位，构成环通的四边形结构。这种结构的作用特别重要一是旁通作用，供择放汽化潜热而冷凝成液态的工质在重力作用下，再由放热管经旁通管流回吸热管；二是液封作用，少量的液态工质储存在旁通管的弯曲部位形成液封，阻止气态工质进入，迫使其仍沿吸热管上部的弯曲段进入放热管；三是消除气阻作用，正因为在旁通和液封的双重作用下实现了气液相分流，所以液态工质才不至于在吸热管上部弯曲段因流速减缓、阻塞管道通路而形成气阻。由此可见，具有旁通管结构的旁通热管，对相变传热过程中消除气阻、实施气液相分流，进一步提高相变传热效率，有着极其重要的作用。所述的太阳板是由铜板压制成半园弧形构件，包覆在吸热管外，并在其外表面涂镀磁控溅射选择性吸收涂层。管塞用硅橡胶制造，作用有三一是支撑并使热管定位；二是密封真空玻璃管，使管内空间能长时间保持P≤5×103Pa低真空；三是隔热，尽可能减少热损耗。在放热管上滚压一道环槽，环槽内加装一根卡环，卡环外侧放置一块用隔热材料制成的垫圈，可防止管塞在负压力的作用下向管内塌缩。使用时，当阳光照射到由多根太阳能旁通热管集热管构成的太阳能热水器时，半园弧形太阳板吸收太阳辐射热并传导至旁通热管的吸热管，管内的水类工质吸收热能，在真空状态下以远低于正常沸点的温度沸腾、汽化并迅即升腾至放热管。在放热管内汽态工质将携带的汽化潜热经管壁传导给管外的水或其它工质，随即冷凝成液态，又在重力的作用下经旁通管流回至吸热管。如此周而复始地实施液--汽--液相变传热，不断地将太阳辐射热能传递给待加热的水或其它工质。本技术的优点是采用带旁通管结构的旁通热管不仅热容量小、启动快，而且能有效地消除气阻、实施气液相分流，能显著地提高相变传热效率，所以热效率高；同轴双层透明真空玻璃管及管内的空间制成真空，能阻断对流传热，所以热损耗低；采用将旁通热管插装在真空玻璃管内，管口用管塞密封的方案，结构简单，施工方便，所以成本低廉；又因为无结垢、冻裂、爆管等弊端，所以经久耐用，可构成各种太阳能热利用装置在各类地区使用。本技术的具体结构由以下实施实例及附图给出。附附图说明图1是本技术的结构简图，附图2为图1的A-A剖视图。本技术太阳能旁通热管是由旁通热管1、太阳板5、真空玻璃管7、管塞15等部件所组成。旁通热管1是由放热管2、吸热管3、旁通管4等三段焊接成内部互通的管状容器。三段中心线处于同一平面，均选用铜管制造。在管状容器内灌注一定量的水类工质并制成P≤5×10-2Pa真空，再将吸热管3的末端压扁、密封、弯曲成弧形即可。倘若在水中添加适量的添加剂，不仅可以防止铜管管内腐蚀，而且可以制成适合于不同使用温度的高、中、低温热管。放热管2的管经较粗，在其下部滚压一道可放置卡环13的环槽，外壁涂镀防锈层，下端与旁通管4连通。吸热管3上部弯曲成“L”字形，弯端与旁通管4的平直段连通，直段长达真空玻璃管7的底部并与其轴线平行；旁通管4上部弯曲成“L”形，直端较短沿轴线与放热管2连通，弯端连接在吸热管3弯曲部位的平直段上。吸热管3和旁通管4的弯曲部位相互连接成环通的四边形结构。太阳板5用铜板压制成半园弧形，园弧的顶端有一条可包覆放热管3的凹槽，园弧的翼面上压成凹凸条块，既可增加强度、又可扩大采光面积，再在其外表面涂镀磁控溅射选择性吸收涂层6。所述的真空玻璃管7是选用硅硼玻璃3.3材质制造的同轴双层透明真空玻璃管。内玻璃管一端封闭成园弧形，由罩玻璃管封离端内带消气剂支架8支承，另一端与罩玻璃管一端熔封成环状开口，其夹层空间制成P≤5×10-2Pa真空。在罩玻璃管底端内壁有消气剂沉淀膜9。组装时，将带有半园弧形太阳板5的旁通热管1插装在真空玻璃管7内，管口用硅橡胶管塞15密封，再将管内制成P≤5×103Pa低真空。用隔热材料制成的垫圈14可防止管塞15在负压的作用下向管内塌缩。缓冲垫10能有效地避免旁通热管1的末端压碎真空玻璃管7的内管。吸气剂11能消除管内的残余水蒸气类气体，使管内保持低真空。支架12可使旁通热管1和太阳板5定位稳定。使用时，将由多根太阳能旁通热管组装而成的太阳能热水器朝南或偏西南倾斜放置，半园弧形太阳板5吸收太阳辐射热能并传导至吸热管3，管内的水类工质被加热，在真空状态下以远低于正常沸点的温度沸腾、汽化。气态的水蒸气沿吸热管3迅速升腾至放热管2，沿管内壁冷凝成液态水，水在重力作用下经旁通管4又流回至吸热管3。与此同时，管内的水蒸气将气化潜热经放热管2的管壁传导至管外待加热的水。如此周而复本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能旁通热管，它包括旁通热管１、太阳板５、同轴双层透明真空玻璃管７、管塞１５等部件所组成，其特征在于旁通热管１封装在真空玻璃管７内，管口用管塞１５密封，而放热管２的上部裸露于管外，且处于几何中心位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍大同，鲍昱，
申请(专利权)人：鲍大同，鲍昱，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]