一种真空集热管内两相流换热的方法。按照该方法制造的真空集热管内两相流换热太阳集热装置，由真空集热管和联集器件组成，其特征在于集热管两端的水平误差小于正负35毫米；通过调整联集管状态和在联集器件或集热管管口设置挡水挡气物体使集热管内始终有水、气留存；挡水挡气物体包括连接驳管、密封圈和挡气水圈。本发明专利技术的有益效果：在集热管内实现两相共存和两相流换热循环。两相流换热循环传热能力强、等温性好、换热环节少、热沉小、输出温度调节方便、可靠性高、抗冻、性价比高。本发明专利技术拓展了真空集热管及其集热装置的用途，包括用集热管引进海水直接蒸馏，并用所产蒸汽实现多效蒸馏。结合附图给出三个实施例。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空集热管内两相流换热集热的方法和产品。
技术介绍
现有的真空集热管集热温度高、热损小、产业化程度高，用其制造的插管式太阳热水器可在冬季提供50°C以上生活热水。但总的来说，真空集热管的应用产品还不够丰富发达。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供真空集热管内两相流换热集热的方法和产品。本专利技术解决其技术问题所采取的方法用真空集热管和与集热管配合连接的联集器件，组成一台真空集热管内两相流换热的太阳集热装置。真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管。联集器件包括与集热管罩玻璃管插入连接的联集盒、通过连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱。联集器件带有罩壳和绝热层。联集器件用各种驳接管与外界连通。与补水、排水、进出水驳管连接的水管可接有排空阀。水平放置集热管，集热管两端的水平误差小于正负50毫米；其中首选集热管两端的水平误差小于正负4毫米。通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管出水时有水留存，即集热管内平均留存水位高于0. 1毫米。通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态，或者在集热管管口上部设置挡气物体使集热管进水时上面有气留存。挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管的内玻璃管缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接的挡气水圈。调整联集器件的驳接管也与集热管内气水留存有关，是因为有时进出水驳接管也具有挡气水圈的作用；有时单独使用挡水物体也可以实现集热管内的气与水留存。在联集器件内部相邻集热管之间设置拦截上游来水的梯级水坝。梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通。在联集器件轴心线带水平倾角安装时，梯级水坝能够保持或者抬高各集热管管口的水位，使上游来水先充满本级集热管，后再溢过坝面补充下面相邻集热管直至所有集热管补充完成。通常，联集器件本身留存的水越少越好。梯级水坝也属于实现集热管内留存水的挡水物体。为抬高或者保持集热管内水位而设置的挡水物体譬如联集器件内的梯级水坝，其底部可以含有可将集热管内存水排空的阀门。以方便对集热管内的水垢残渣进行清洗。联集器件内部的上方应保持畅通。还可以对集热管配置一维聚光装置，组成聚光式真空集热管内两相流换热的太阳集热装置；还可以在集热管内腔壁贴合毛细吸液材料；实施结垢对策，包括在集热管内腔壁制作减垢层譬如涂制热粘一层不易结垢的硅胶；采用无垢热媒；在进水或者热媒中添加减垢剂；用超声波进行清洗；集热管与加热负载之间的换热包括以下四种形式及其组合1)通过联集器件令水流入集热管换热后流出，称作两相流热水集热；幻用蒸汽管道将联集器件内集热管产生的水蒸气引出再通过外置换热器加热负载，称作两相流蒸汽集热；对联集器件需要回水及时补充集热管的情况，外置换热器的位置应高于联集器件，或者设置向集热管补水的装置； 3)在联集器件内集热管管口外侧设置换热器件，用集热管内水蒸气对负载换热器件加热， 称作两相流承压集热；4)在各集热管内部设置分支换热器件，分支换热器件相互连接组成一个水路并接出，用集热管内水蒸气对负载分支换热器件加热，称作两相流分支承压集热。 换热形式1)可以采用开式联集器件，即联集器件用溢气管与大气连通。对幻、3)、4)三种换热形式，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出；或者集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝，工作时应该采用闭式联集器件。考虑到联集器件与集热管的密封连接不耐压，可在联集器件与大气之间采用一个气球式封闭气囊进行隔离。封闭气囊可以吸收受热膨胀的空气，其设计容积可取集热管数与集热管容积乘积的30%。对于闭式联集器件，还可以令联集器件内部与一个负压源连通，在每次集热开始时对联集器件内部用负压源抽真空后关断，还可以在集热期间短时开启负压源抽真空。负压源可以是一台抽真空装置。闭式联集器件还可以连接一个泄压器件，当集热装置空晒内部水蒸气压力迅速升高时能自动打开泄压；泄压器件的工作点可以设定为0. 3个大气压。还可以采用配置有电磁阀和设置于集热装置存水空间的水温水位传感器或者流量计的水位水温自控系统，制造自动控制的两相流换热集热装置，譬如在集热管内水温达到设定值时先出热水后上冷水的全自动两相流直通式太阳集热器。本专利技术按照上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之一用真空集热管和与集热管配合连接的联集器件，组成一台真空集热管内两相流换热的太阳集热装置。联集器件包括与集热管罩玻璃管插入连接的联集盒，通过其连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱。真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管。令集热管两端的水平误差小于正负35毫米。在大多数情况下，集热管的布置越接近水平越好。通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管出水时有水留存、在集热管管口上部设置挡气物体使集热管进水时上面有气留存。所述挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管内玻璃管的缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接的挡气水圈。集热管内的水可以放出但不能放完，可以放进但不能全部占据集热管内部空间。联集器件配置补水驳管、排水驳管、进出水驳管、溢气管或者封闭气囊和泄压器件。集热管可含有与其内腔壁贴合的毛细吸液材料，譬如卷成筒状并用弹性件抵住的玻璃丝网。还可以采用配置有电磁阀、水温水位传感器或者流量计的微机控制系统，制造微机控制的两相流换热太阳集热装置。应说明本申请文件的“一个以上”包括一个。还可以在联集器件内部嵌入一个管状换热器；或者在联集器件内各集热管内部嵌入分支换热器，所述分支换热器相互连接形成水路，集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝；或者联集器件与一根伸向外界的蒸汽管连接，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出。还可以采用一维聚光装置，所述一维聚光装置包括反射聚光器件和透镜聚光器件；一维聚光装置与集热管聚光连接，即集热管的吸收膜处于一维聚光装置的聚光区域。还可以令联集器件轴心线带水平倾角安装；在联集器件内设置梯级水坝，梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通；梯级水坝的挡水水位高于所在集热管的留存水位O至30毫米。还可以采用一个蓄热水箱加热负载，蓄热水箱与一个封闭的管状两相流换热器件冷端低热阻连接；冷端的位置高于联集器件并与联集器件内部通过一根蒸汽管连通，所述冷端内的冷凝水可以回流进入联集器件内部；所述冷端的顶部含有一根与一个负压源或者与一个气球式封闭气囊连通的通气管。还可以令联集器件内部通过一根蒸汽管与一个外置换热器件连通；所述换热器件的底部与一个水泵的进水口连接，水泵的出水口与联集器件的补水驳管连接。还可以采用可控梯级多水位水坝或者多水位挡水物体，多水位水坝的每个坝面下部和多水位挡水物体的下部均含有溢流界面和一个以上可控水阀；集热管的水位状态随这些可控水阀状态的改变而改变。溢流界面是指水坝坝面、溢气口及挡水物体的溢流表面。还可以采用一本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种真空集热管内两相流换热集热的方法：用真空集热管和与集热管配合连接的联集器件，组成一台真空集热管内两相流换热的太阳集热装置，真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管；联集器件包括与集热管罩玻璃管插入连接的联集盒、通过连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱；联集器件用各种驳接管与外界连通；水平放置集热管，令集热管两端的水平误差小于正负５０毫米；通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管在出水时有水留存，即集热管内平均留存水位高于０．１毫米；通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态，或者在集热管管口上部设置挡气物体使集热管进水时上面有气留存；挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管的内玻璃管缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接的挡气水圈；调整联集器件的驳接管也与集热管内气水留存有关，是因为有时进出水驳接管也具有挡气水圈的作用；有时单独使用挡水物体也可以实现集热管内的气与水留存；在联集器件内部相邻集热管之间设置拦截上游来水的梯级水坝；梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通；在联集器件轴心线带水平倾角安装时，梯级水坝能够保持或者抬高各集热管管口的水位，使上游来水先充满本级集热管，后再溢过坝面补充下面相邻集热管直至所有集热管补充完成；梯级水坝也属于实现集热管内留存水的挡水物体；为抬高或者保持集热管内水位而设置的挡水物体譬如联集器件内的梯级水坝，其底部可以含有可将集热管内存水排空的阀门；联集器件内部的上方应保持畅通；还可以对集热管配置一维聚光装置，组成聚光式真空集热管内两相流换热的太阳集热装置；还可以在集热管内腔壁贴合毛细吸液材料；实施结垢对策，包括：在集热管内腔壁制作减垢层譬如涂制热粘一层不易结垢的硅胶；采用无垢热媒；在进水或者热媒中添加减垢剂；用超声波进行清洗；集热管与加热负载之间的换热包括以下四种形式及其组合：１）通过联集器件令水流入集热管换热后流出，称作两相流热水集热；２）用蒸汽管道将联集器件内集热管产生的水蒸气引出再通过外置换热器加热负载，称作两相流蒸汽集热；对联集器件需要回水及时补充集热管的情况，外置换热器的位置应高于联集器件，或者设置向集热管补水的装置；３）在联集器件内集热管管口外侧设置换热器件，用集热管内水蒸气对负载换热器件加热，称作两相流承压集热；４）在各集热管内部设置分支换热器件，分支换热器件相互连接组成一个水路并接出，用集热管内水蒸气对负载分支换热器件加热，称作两相流分支承压集热；换热形式１）可以采用开式联集器件，即联集器件用溢气管与大气连通；对２）、３）、４）三种换热形式，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出；或者集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝，工作时应该采用闭式联集器件；考虑到联集器件与集热管的密封连接不耐压，可在联集器件与大气之间采用一个气球式封闭气囊进行隔离；封闭气囊可以吸收受热膨胀的空气，其设计容积可取集热管数与集热管容积乘积的３０％；对于闭式联集器件，还可以令联集器件内部与一个负压源连通，在每次集热开始时对联集器件内部用负压源抽真空后关断，还可以在集热期间短时开启负压源抽真空，负压源可以是一台抽真空装置；闭式联集器件还可以连接一个泄压器件，当集热装置空晒内部水蒸气压力迅速升高时能自动打开泄压；泄压器件的工作点可以设定为０．３个大气压；还可以采用配置有电磁阀和设置于集热装置存水空间的水温水位传感器或者流量计的水温水位自控系统，制造自动控制的两相流换热集热装置，譬如在集热管内水温达到设定值时先出热水后上冷水的全自动两相流直通式太阳集热器。...
【技术特征摘要】
1. 一种真空集热管内两相流换热集热的方法用真空集热管和与集热管配合连接的联集器件，组成一台真空集热管内两相流换热的太阳集热装置，真空集热管包括全玻璃真空集热管、内玻璃管带翅板吸收体的真空集热管；联集器件包括与集热管罩玻璃管插入连接的联集盒、通过连接驳管与集热管内玻璃管或者罩玻璃管连接的联集母管以及蓄热水箱；联集器件用各种驳接管与外界连通；水平放置集热管，令集热管两端的水平误差小于正负50毫米；通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态、在联集器件内或者在集热管管口设置挡水物体使集热管在出水时有水留存，即集热管内平均留存水位高于0. 1毫米；通过调整联集器件的驳接管或者集热管的状态，或者在集热管管口上部设置挡气物体使集热管进水时上面有气留存；挡水物体和挡气物体包括与集热管内玻璃管密封连接的连接驳管及密封圈、开口端缩颈的真空集热管的缩颈段、内玻璃管靠近管口处带缩颈段的真空集热管的内玻璃管缩颈段、与集热管内玻璃管内侧密封连接的挡气水圈；调整联集器件的驳接管也与集热管内气水留存有关，是因为有时进出水驳接管也具有挡气水圈的作用；有时单独使用挡水物体也可以实现集热管内的气与水留存；在联集器件内部相邻集热管之间设置拦截上游来水的梯级水坝；梯级水坝的每一梯级与一支或者处于同一水平位置的一对集热管连通；在联集器件轴心线带水平倾角安装时，梯级水坝能够保持或者抬高各集热管管口的水位，使上游来水先充满本级集热管，后再溢过坝面补充下面相邻集热管直至所有集热管补充完成；梯级水坝也属于实现集热管内留存水的挡水物体；为抬高或者保持集热管内水位而设置的挡水物体譬如联集器件内的梯级水坝，其底部可以含有可将集热管内存水排空的阀门；联集器件内部的上方应保持畅通；还可以对集热管配置一维聚光装置，组成聚光式真空集热管内两相流换热的太阳集热装置；还可以在集热管内腔壁贴合毛细吸液材料；实施结垢对策，包括在集热管内腔壁制作减垢层譬如涂制热粘一层不易结垢的硅胶；采用无垢热媒；在进水或者热媒中添加减垢剂；用超声波进行清洗；集热管与加热负载之间的换热包括以下四种形式及其组合1)通过联集器件令水流入集热管换热后流出，称作两相流热水集热；幻用蒸汽管道将联集器件内集热管产生的水蒸气引出再通过外置换热器加热负载，称作两相流蒸汽集热；对联集器件需要回水及时补充集热管的情况，外置换热器的位置应高于联集器件，或者设置向集热管补水的装置；3) 在联集器件内集热管管口外侧设置换热器件，用集热管内水蒸气对负载换热器件加热，称作两相流承压集热；4)在各集热管内部设置分支换热器件，分支换热器件相互连接组成一个水路并接出，用集热管内水蒸气对负载分支换热器件加热，称作两相流分支承压集热；换热形式1)可以采用开式联集器件，即联集器件用溢气管与大气连通；对幻、3)、4)三种换热形式，集热管内的水不断蒸发成水蒸气通过蒸汽管输出；或者集热管内的水不断蒸发成水蒸气在管状换热器或者分支换热器表面冷凝，工作时应该采用闭式联集器件；考虑到联集器件与集热管的密封连接不耐压，可在联集器件与大气之间采用一个气球式封闭气囊进行隔离；封闭气囊可以吸收受热膨胀的空气，其设计容积可取集热管数与集热管容积乘积的 30% ；对于闭式联集器件，还可以令联集器件内部与一个负压源连通，在每次集热开始时对联集器件内部用负压源抽真空后关断，还可以在集热期间短时开启负压源抽真空，负压源可以是一台抽真空装置；闭式联集器件还可以连接一个泄压器件，当集热装置空晒内部水蒸气压力迅速升高时能自动打开泄压；泄压器件的工作点可以设定为0. 3个大气压；还可以采用配置有电磁阀和设置于集热装置存水空间的水温水位传感器或者流量计的水温水位自控系统，制造自动控制的两相流换热集热装置，譬如在集热管内水温达到设定值时先出热水后上冷水的全自动两相流直通式太阳集...
【专利技术属性】
技术研发人员：施国樑，
申请(专利权)人：海宁伊满阁太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：33
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