真空循環集熱元件制造技術

真空循環集熱元件，用置于真空隔熱層內的吸收體和一個由上行管、下行管及放熱端構成的自然循環流道組成，自然循環流道內部灌裝但不充滿液態熱媒，其特征在于置于真空隔熱層內的吸收體與自然循環流道的上行管低熱阻連接或者與吸收體一體制作。本發明專利技術的有益效果包括：對于可傾斜或垂直安置的場合，循環傳熱無需配備動力、啟動快、抗凍、不炸管、單管損壞仍然能集熱、可制造水質符合衛生標準、得熱多、保溫性能優異的太陽集熱裝置；換熱界面設計自由、對真空度不敏感、可半永久性穩定工作在２０～５００℃范圍、可用低碳鋼和鋁代替銅、過熱保護的集熱元件能防止空曬事故。結合附圖給出六個實施例。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及真空循環集熱元件。
技術介紹
真空插管太陽熱水器可在冬季提供生活熱水，但集熱管內存水熱沉大、得熱少、抗 凍性差、會炸管、單管破損會跑水、水質劣化細菌超標。采用熱管集熱元件可以制造管內無 水的熱水器，但銅——水熱管造價高、容易凍壞、有的還存在明顯的性能衰退現象。
技術實現思路
本專利技術的目的是要提供真空循環集熱元件。本專利技術解決其技術問題所采取的技術方案用置于真空隔熱層內的吸收體和一個 由上行管、下行管及放熱端構成的自然循環流道組成一個真空循環集熱元件。自然循環流 道內部灌裝但不充滿液態熱媒。自然循環流道的上行管與置于真空隔熱層內的吸收體低熱 阻連接或者與吸收體一體制作。本專利技術的有益效果包括對于可傾斜或垂直安置的場合，循環傳熱無需配備動力、 啟動快、抗凍、不炸管、單管損壞仍然能集熱、可制造水質符合衛生標準、得熱多、保溫性能 優異的太陽集熱裝置；換熱界面設計自由、對真空度不敏感、可半永久性穩定工作在20 500°C范圍、可用低碳鋼和鋁代替銅、過熱保護的集熱元件能防止空曬事故。以下結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。附圖說明圖1是一個嵌入式真空循環集熱元件結構示圖。圖2是一個可伐封接真空循環集熱元件結構示圖。圖3是一個罩玻璃管放熱真空循環集熱元件結構示圖。圖4是一個玻璃管熔封真空循環集熱元件結構示圖。圖5是一個內凹放熱界面真空循環集熱元件結構示圖。圖6是一個過熱保護真空循環集熱元件結構示圖。圖中1.上行管；2.下行管；3.放熱端；4.內玻管；5.傳熱翅片；6.真空隔熱層； 7.吸收體；8.罩玻璃管；9.可伐密封連接件；10.縮頸段；11.內凹段；12.自由端爪；13.熱 力元件。具體實施例方式圖1中，用上行管1、下行管2和管狀放熱端3構成一個自然循環流道，自然循環流 道的上行管1嵌入全玻璃真空集熱管并與集熱管的內玻管4之間采用傳熱翅片5傳熱，組 成一個嵌入式真空循環集熱元件。圖1實施例嵌入式真空循環集熱元件在陽光下作放熱端3高置的傾斜安裝，使斜虛線所示的熱媒液面呈水平狀態。陽光透過罩玻璃管在集熱管內玻管4的吸收膜上轉換為 熱能，熱能通過內玻管4和傳熱翅片5傳給上行管1內的熱媒并使熱媒受熱膨脹通過上行 管1上浮，在自然循環流道的管狀放熱端3處，熱媒放出熱能溫度降低下沉進入下行管2， 下沉到底后再次進入上行管1被加熱并上浮。如此沿帶箭頭曲線所示途徑周而復始循環集 熱。自然循環流道灌裝熱媒前應除氣，灌裝完畢應進行封閉。自然循環流道的設計和 熱媒的選擇及其灌裝量應滿足1)自然循環的建立；幻熱媒性能穩定不容易熱分解、飽和 蒸汽壓低、不與自然循環流道發生化學反應；3)自然循環流道內保有熱媒膨脹空間使熱媒 凝固或者空曬體積膨脹時不對有關零部件產生有害影響；4)放熱端工況良好。為減少上行管1與下行管2之間的熱短路，嵌入式真空循環集熱元件還可以采用 帶有絕熱層的下行管。圖1實施例的放熱端3是管狀向外伸出的。真空循環集熱元件還可采用內凹的放 熱界面。圖2中，用上行管1、下行管2和管狀放熱端3構成一個自然循環流道，自然循環流 道的上行管1與置于真空隔熱層6內的吸收體7 —體制作，自然循環流道的管狀放熱端3 與罩玻璃管8之間采用一個可伐密封連接件9封接，組成一個可伐封接真空循環集熱元件。 可伐材料既能夠與金屬焊接，又能夠與玻璃熱壓封連接。圖2中，采用上行管1伸入管狀放熱端3內部的設計，有助于提高集熱效率。圖2實施例的上行管1和下行管2之間真空隔熱，對循環集熱十分有利。在罩玻璃管非受光區域內表面涂制紅外反射材料，可有效減少集熱元件的輻射熱 損。圖3中，用上行管1、下行管2和管狀放熱端3構成一個自然循環流道，自然循環 流道的上行管1與置于真空隔熱層6內的吸收體7 —體制作，自然循環流道的管狀放熱端 3與閉合的罩玻璃管8縮頸段10之間墊有一個彈性傳熱件以改善傳熱，管狀放熱端3通過 彈性傳熱件和縮頸段10放熱，組成一個罩玻璃管放熱真空循環集熱元件。通過罩玻璃管及其縮頸段放熱可以省略可伐密封連接件、密封性好、耐腐蝕。有時，與集熱元件配合的負載容器也需要集熱元件有這樣一個縮頸段10。圖4中，用玻璃制造的上行管1、下行管2和管狀放熱端3構成一個玻璃自然循環 流道，上行管1與置于真空隔熱層6內的鋁型材吸收體7低熱阻連接，管狀放熱端3與罩玻 璃管8同心布置并與罩玻璃管8熔融連接，組成一個玻璃管熔封真空循環集熱元件。圖5中，用上行管1、下行管2和盤管換熱器放熱端3構成一個自然循環流道，自然 循環流道的上行管1與置于真空隔熱層6內的吸收體7 —體制作，盤管換熱器放熱端3與 罩玻璃管內凹段11配合傳熱連接，組成一個內凹放熱界面真空循環集熱元件。盤管換熱器 放熱端3與罩玻璃管內凹段11之間墊有一個彈性傳熱件，盤管換熱器放熱端3通過彈性傳 熱件和罩玻璃管內凹段11放熱。圖5實施例中與罩玻璃管內凹段11配合的盤管換熱器放熱端3還可以采用其他 形式，譬如與罩玻璃管內凹段11同心布置配合的夾套式換熱器放熱端。圖6中，用上行管1、下行管2和管狀放熱端3構成一個自然循環流道，自然循環流 道的上行管1與置于真空隔熱層6內的吸收體7 —體制作，在真空隔熱層6內設置與下行4管2低熱阻連接、帶有自由端爪12的雙金屬片熱力元件13，組成一個過熱保護真空循環集 熱元件。正常工作溫度下，管狀放熱端3通過彈性傳熱件和罩玻璃管8縮頸段10放熱。雙 金屬片熱力元件13的自由端爪12不與罩玻璃管8接觸。當集熱元件空曬內部溫度過高時，雙金屬片熱力元件13的自由端爪12受熱外翻 至虛線所示位置與罩玻璃管8接觸，部分熱能通過這些自由端爪12和罩玻璃管8散發到環 境，使集熱元件的溫度降低實現過熱保護。過熱保護以后能自動解除。熱力元件13也可與吸收體7低熱阻連接；還可采用記憶合金制造熱力元件。權利要求1.真空循環集熱元件，用置于真空隔熱層內的吸收體和一個由上行管、下行管及放熱 端構成的自然循環流道組成，自然循環流道內部灌裝但不充滿液態熱媒，其特征在于自然 循環流道的上行管與置于真空隔熱層內的吸收體低熱阻連接或者與吸收體一體制作。2.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于自然循環流道的上行管與全玻璃真空 集熱管的內玻管之間含有傳熱翅片。3.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于自然循環流道的放熱端與罩玻璃管之 間含有一個可伐密封連接件。4.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于自然循環流道的放熱端與閉合的罩玻 璃管之間含有一個彈性傳熱件。5.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于含有一個玻璃自然循環流道。6.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于含有一個與罩玻璃管熔融連接的玻璃 管放熱端。7.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于含有內凹的放熱界面。8.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于自然循環流道含有一個與罩玻璃管內 凹段配合傳熱連接的盤管或者夾套式換熱器放熱端，盤管或者夾套式換熱器放熱端與罩玻 璃管內凹段之間含有一個彈性傳熱件。9.根據權利要求1所述的集熱元件，其特征在于真空隔熱層內含有與吸收體或者下行 管低熱阻連接、帶有自由端爪的雙金屬片熱力元件。10.根據權利要求2所述的集熱元件，其特征在于含有一個帶有絕熱層的下行管。全文摘要真空循環集熱元件，用置于真空本文檔來自技高網...

【技術保護點】
真空循環集熱元件，用置于真空隔熱層內的吸收體和一個由上行管、下行管及放熱端構成的自然循環流道組成，自然循環流道內部灌裝但不充滿液態熱媒，其特征在于自然循環流道的上行管與置于真空隔熱層內的吸收體低熱阻連接或者與吸收體一體制作。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：施國梁，
申請(專利權)人：施中天，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]