本发明专利技术的太阳能“翅片式热管”，其热管翅片被作为辐照面直接用于收集太阳能量，改变了现有技术的热管只是作为一个中间传热工具的状态，故能充分利用热管对低密度能量收集和传递能力强的优势，使热管翅片收集的辐射能量能直接传递到储水中，翅片与储水间的温度梯度得以降低到≤5℃，热管的“等温效应”得到发挥。并通过风帆型翅片、吸热槽道、反射聚热、亚光黑体等十多项能明显提高集热效能的技术措施，增加了有效集热面积，使辐射吸收比α高达96％以上，从而获得实际集热能效67％的效果，相比“真空玻璃”集热管33.5％的实际集热能效，提高了1倍，满足了阳台挂壁式热水器冬季水温应达45℃以上的需求。具有结构设计合理、工艺简单、成本低、可靠度高、集热效率高、冬季集热性能优良等优点，以及安装使用方便、适合各地区使用、并可提供高温高压热水用于工业需要或发电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳能“热管”，特别是一种能明显提高太阳辐射能量利用率的翅 片式热管，属于太阳能运用领域。
技术介绍
现有技术的太阳能“水铜热管”集热管实际是一“热管式的光热转化系统”。其结 构主要包括水铜热管，塑料盖和层间涂有金属吸热涂层的双层“真空玻璃”集热管，所述热 管由直径Φ8 Φ 10mm、长度1500 2000mm的集热段和直径Φ 20mm、长度50 IOOm的 冷凝段构成(附图幻，所述塑料盖中心设有热管可穿过的孔，所述水铜热管的集热段穿过 塑料盖盖装在“真空玻璃”集热管内。所述水铜热管的冷凝段插入装有橡胶密封圈的水箱 内胆的安装孔中，或集中供热系统的加热联箱中，插入段用于对储水加热。热管式集热管由 于不会像“真空玻璃”集热管那样存在冬、夏季易爆管和管内留存热水造成能量浪费，受到 人们关注。由于，“真空玻璃”集热管内金属涂层吸收的能量需通过内层玻壳传递到管内，增 加了玻壳热阻，再通过管内空间的空气以低效的自然对流方式对水铜热管的集热段加热， 虽现技术有在玻璃管内与热管间增加一金属导热圈，分别与热管外圆和玻壳内圆相配合， 而导热圈与玻壳和热管间的圆度、同心度、直线性及加之公差要求，造成不能相互贴合紧 密，仍需靠空气传热，使传热速率大大降低，与太阳能“真空玻璃”集热管直接对水的热交换 方式比，传热速率相差巨大，是导致其热效低于“真空玻璃管”的主要原因之一。使之水铜 热管只是作为一个中间传热工具，而不是直接用于对太阳辐射能量的收集，大幅度降低了 热管的效能。现有“真空玻璃”集热管的辐射吸收比α最大可达92%，基本已达极限值。因其 内层管外圆表面金属吸热涂层厚度受到金属喷涂工艺的限制，就如同电镀层厚存在的工艺 问题一样，层厚一大就会起皮脱落，所以现金属吸热涂层目视都可看见明显透光现象却无 法解决弥补，故要将α值进一步提升的可能性已不大。由于在太阳能集中供热系统中的管道和联箱内的热水无法排出使用，也不能用冷 水替换出来使用，否则易造成冬季冻管。因联箱留存水量造成的能量损耗是不可避免的，故 需尽可能减小联箱的容积，即减小联箱的截面尺寸，此使水铜热管的冷凝段长度受到限制。 虽通过加大热管冷凝段的直径增加了与储水的热交换面积，但只有(0. 003 0. 006m2)的 热交换面积明显不足，使热管内的能量不能及时传出，热管冷凝面与储水间的温度梯度抬 高，热效率降低。有厂商宣称其太阳能水铜热管工作时的内部蒸气温度达150°C，并作为宣 传卖点，也说明了冷凝面积的不足。经计算金属吸热涂层温度150°C时太阳辐射能量对副 照面的传递速率将降低30%，且高温下的金属吸热涂层的热辐射扩散损失也将大大增加， 而冷凝表面温度越高则越易结垢，影响了热管的可靠度。现有家用太阳能热水器的热效率并不高，“真空玻璃”集热管的能效新标准为 彡38. 24%, Φ 58mm管的管间距为80mm，吸热涂层投影面积利用率为64. 459%，外管玻壳的透射比τ为93%，吸热涂层的辐射吸收比α为92%，基本都达到极限值，则理论可达的最 大集热能效为阳.15% (64. 459% X93% X92% )，市场抽检为45%左右，说明系统其它因 素造成的能量损耗为10%左右，尚没有扣除集热管内包含的无法排出使用的留存热水所占 有的能量(按标准设计的太阳能集中供热系统，100平米的辐照面积配7吨左右供热 水箱，但100平米的集热管中的热水存量则达2. 4吨，留存热水所占有的能量达25% )，各 生产商基本都一样，如以热效率为46. 5%系统其它因素造成的能量损耗8. 5%计，则实际 能效仅达55. 15% X (1-0. 24)-8. 5%= 33. 41%0由于热管的“等温效应”使之具有对低密度能量收集能力强热传递速率高的优势， 且无管内留存能量之弊端，特别适合运用于太阳能领域，但因现有太阳能“水铜热管”的众 多技术不足，导致实际热效反低于“真空玻璃”集热管式的太阳能热水器。因现有太阳能热 水器的热效率都较低，又因屋顶的面积是有限的，导致集中供热系统可提供的用户减少，冬 季供热水不足，阳台挂壁式热水器冬季则依靠电加热，而国家出台的楼高12层以下必需安 装太阳能热水器的规定，也只能在部分地区强制性实施。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述太阳能“水铜热管”的不足之处，设计一种能大幅度 提高“热管”的效能，特别是冬季热效高，可提供高温高压的热水或蒸气，适合各地区安装使 用，且结构合理，工艺简单，易于大批量生产的高可靠度的太阳能“翅片式热管”。本专利技术的太阳能“翅片式热管”，其结构主要包括与热管轴向中心对称的弧形风 帆构成的风帆型翅片式热管、单层透明保温管、橡胶密封圈、抽排气管、锁母、冷凝翅片、冷 凝铜管、双密封盖、反光膜片，所述冷凝铜管和抽排气管在注塑双密封盖时镶嵌在双密封盖 上，所述冷凝翅片安装在冷凝铜管上，所述双密封盖上镶嵌的冷凝铜管安装在风帆型翅片 式热管的冷凝段上，所述橡胶密封圈安装在双密封盖上的封气上，所述装有橡胶密封圈的 封气盖将热管的集热段封装在单层透明保温管内，用抽排气管抽真空，所述反光膜片粘贴 在透明保温管的背光面的外表面上。所述单层透明保温管外形截面结构选用圆形，或选用在圆形两边外侧设置平张 角，所述单层透明保温管或选用双层透明真空玻璃保温管，所述单层透明保温管选用塑料 Pc或PMMO合金、或选用玻璃加工。所述双密封盖上的冷凝铜管与热管的冷凝段选用压配合方式套接安装，或选用双 密封盖上的冷凝铜管与热管集热段管壳端部以对接方式焊接安装，所述选用对接方式焊接 安装的冷凝铜管和集热段管壳内安装有覆网吸液芯。所述风帆型翅片式热管的翅片结构选用双面风帆型翅片或单面风帆型翅片，所述 风帆型翅片式热管的各处仰光面和风帆的外侧仰光面上均设有与翅片为一体的轴向锯齿 形吸热槽道，所述翅片的仰光面上选用喷砂或选用化学腐蚀处理加工成亚光面，所述亚光 面选用电化处理成深色表面。所述风帆型翅片式热管选用热管与翅片为一体的整体式结构、或选用翅片与热管 为独立构件的分体组合式结构，所述整体式结构选用铝材并灌装氨加工成风帆型翅片式氨 铝热管、所述分体组合式结构的选用铝加工成风帆型翅片式氨铝热管或选用铜材并灌装水加工成风帆型翅片式水铜热管，所述风帆型翅片式热管的传热介质或选用氟利昂。所述热管与翅片的组合选用套装翅片套装在热管的圆柱面上，或选用热管置于焊 接翅片与夹紧条之间夹紧焊接固定，或选用焊接翅片直接焊接在热管上，所述套装翅片上 设有圆形安装孔，所述圆形安装孔选用整圆孔或选用开有缺口的未闭合圆孔。所述夹紧焊 接固定结构设有夹紧条，所述夹紧条与焊接翅片焊接连接，热管置于焊接翅片与夹紧条之 间夹紧固定。所述翅片式氨铝热管内设有与氨铝热管为一体的纵向槽道式吸液芯，并在槽道上 覆盖单层卷制细丝网，水铜热管内设有另加装的覆网吸液芯，所述选用分体组合式结构的 风帆型翅片选用铝制造，亦可选用铜制造。所述双密封盖上封水柱体的柱面将用于与水箱内胆安装孔的密封安装，所述封水 柱体的柱面选用圆锥形或圆柱形结构，所述圆锥形锥面安装在水箱内胆接口的圆锥形孔 中，并用锁母旋紧固定，所述圆柱形柱面安装在装有橡胶密封圈的内胆安装孔中。本专利技术的“翅片式热管”，由于，采用了直接由热管翅片本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种太阳能“翅片式热管”，结构包括单层透明保温管、橡胶密封圈、抽排气管、锁母、冷凝翅片、冷凝铜管、双密封盖、反光膜片，其特征还在于包括与热管轴向中心对称的弧形风帆构成的风帆型翅片式热管，所述双密封盖上镶嵌的冷凝铜管选用压配合方式套装在风帆型翅片式热管的冷凝段上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李光华，谢河，
申请(专利权)人：南京绿盾电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：84
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