专利名称：双真空联通热管太阳集热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热管式太阳集热器尤其是双真空联通热管太阳集热器。
背景技术：
以玻璃真空管作为集热部件的太阳集热技术其集热效率已相当高，作为必须在室外且露天环境下工作的集热器，现在太阳集热器尤其玻璃真空管集热器对自然环境的抵抗力尤其是对自然灾害的抵抗力还是不够理想，造成集热器整体使用寿命不长、稳定性不高。
对于一体式玻璃真空管太阳热水器，它的传热是通过重力作用在真空管内进行缓慢传热，玻璃管内水温高达百度，但水箱内还有一部分冷水，热并未被充分吸收和利用；这种一体式热水器在使用时是对整个水箱加热一其中全部的水都被加热以后，热水器才能被使用。
现有的普通热管式太阳集热器，因吸热段与玻璃管等长，而冷凝段散热面积太小，极易造成冷凝段温度过高，即使热管冷凝段结垢直至爆裂；因普通热管长期使用后，易使管内工质失效或管内产生不凝结气体，极易造成热管热传导效率降低甚至完全失效；虽然玻璃真空管不与水接触但并不像通常所认为的那样 一支管破裂不影响其它集热管和整个集热器的工作。实际上，玻璃管破裂后，失去尾盒的支撑，水箱内的水受重力或压力的作用，极易将已破裂的玻璃管顶出，水或其它吸热体会从所破的管口流出，系统运行会受到严重影响。
发明内容
本发明提出一种间接换热方式，采用以坚固、稳定为导向的新型结构解决上述问题。
木发明的目的可以通过如下措施来达到双真空联通热管太阳集热器，主要由焊接为一体的联集器、吸热管、汽化筒、工质、换热器、玻璃真空管、保温层及其它附件等组成。
集热器的主体一联集器、吸热管、汽化筒一焊接成一个密封的联通腔体，再从抽真空口抽真空进行真空处理(也可以烧制)，其中充入起导热作用的工质，这样整个集热器的主体就相当于一支热管，其中
联集器、吸热管加上玻璃真空管相当于热管的吸热蒸发段，汽化筒相当于热管的冷凝放热段；
抽真空口和排气阀在汽化筒上，由于抽真空口只在一次抽真空时使用，所以将其置于保温层内部，而排气阀将不定期使用，同时又考虑其散热问题，只将其最外的出口置于保温层外；
换热器置丁汽化筒中，出口和入口分别穿过汽化筒到达外界。汽化筒、联集器外有保温层防止热量散失，玻璃真空管也起着对吸热管保 温的作用。
本发明按如下程序运行
玻璃真空管吸收阳光并将其光能转换成热能；
包含在玻璃真空管内的吸热管吸收前者的热能，同时将热直接传给工质；
工质通过联集器将热量以气态或液态上传至汽化筒中；
工质在汽化筒中以气态形式将热再传递给换热器，将其中的水或其它液态 受热体加热，最终达到太阳集热的目的。
并且，如"背景技术"里所述，如果热管内真空度下降，会影响其运行效 果，本发明的热管也会因某些原因导致真空度下降，此时将会采用这种办法-
首先对联通热管加热，可以用太阳能加热可以用其它加热器加热，目的是 通过让其中的工质沸腾使内腔压强高于外界气压；
打开排气阀，将热管内不凝结性气体通过压强差排出；再关闭排气阀即可。
本发明经科技查新认定为"国内首创"，其优异之处在于-
一、 在结构上，整个集热器相当于一支热管。这种整体设计制造的结构强 度远远高于其它太阳集热器；并且真正达到集热元件(真空玻璃管)与水的完 全分离，当集热器的一支甚至几支真空玻璃破坏后，集热器依然可以运行；
二、 在结构上，换热器可以认为是独立于集热器的。多组运行时，其中一
个集热器失效，只要汽化筒中的换热器不破不漏，系统照样运行。这在工业生 产和军事等对系统稳定性要求高的地方是非常重要的。
三、 当加热的是水吋，可以作直流式太阳热水器使用；当系统用于供暖时， 可以作循环加热系统一一体式太阳集热器做不到，普通直流式太阳集热器由于 其密封性也做不到。
四、 运行时，这种结构的太阳集热器最高在达到200度以上的高温，并且 集热器只对其内部换热器中的那部分受热体加热，从集热温度这一点看，也可 以做到普通太阳集热器所不能胜任的工作。
五、 虽然经过多次换热，但每次都是几乎100%的热交换，所以集热器的热 效率达到71%以上，远高于60%的国家标准，也高于其它玻璃真空管太阳集热器。
六、 当联通热管真空度下降时，也可通过排气阀进行真空恢复。
图1是集热器原理示意图，图2是单排吸热管的示意图，图3是联通热管 示意图，图4是用于供暖时的示意图，图5是用于烘干时的示意图。
1:吸热管；2:汽化筒；3:联集器；4:换热器；5:玻璃真空管；
6:工质；7:保温层；8:集热器；9:管道；10:散热器；11:循环泵；
12:水箱；13:出水管；21:抽真空口； 22:排气阀。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例对本发明方案做进一步详细的描述，权利要求 所包含内容并非仅限于下述实例。 实施例一 (双排吸热管)
本发明的双真空联通热管太阳集热器的如图1所示，包含吸热管(1)、汽
化筒(2).联集器(3)、换热器(4)、玻璃真空管(5)、工质(6)和保温层(7)。 32支1350mm长、22mra外径的铝制吸热管(1) 一端封闭，别一端分别平行 地焊接在在1500mm长、40mm外径的联集器(3)两侧(即每侧16支)并与联集 器(3)内部联通；
联集器(3)下部同样密封，上部与汽化筒(2)相交焊接，角度为90度， 其中汽化筒(2)为外径100mm，长10000mm;
上述的咴热管(1)、汽化筒(2)和联集器(3)为焊接方便采用统一金属 材料和传热性能、价格三方面，最后决定均采用铝制品。
换热器(4)采用S型盘管的形式置于汽化筒(2)，为保证人身健康，不再 用铝及其相关制品，而是不锈钢；换热器(4)包含有入口 (41)和出口 (42)，
供受热体进出集热器受热；
整体热管完成后，对由吸热管(1)、汽化筒(2)和联集器(3)组成的联 通热管从抽真空口 (21)进行抽真空处理，再以大气压力将介质(6)充入其中， 如图3所示液面高度为在汽化筒(2)屮液面为10—50mm。
为了防止热量损失，再对汽化筒(2)和联集器(3)进行保温，灌装50mm 厚的聚氨酯保温材料；在吸热管(1)外一一套入玻璃真空管(5)，玻璃真空管 除了进行光-热转换外还有对吸热管(1)保温的作用。
当联通热管内的真空度降低时对联通热管加热，通过介质(6)的沸腾使 内腔达到高于外界气压，打开排气阀(22)，将内腔的不凝结性气体排出；关紧 排气阀(22)由于本发明并非仅用于加热水，或做太阳热水器使用，所以本发 明的运行例将在后续实例说明。
实施例二 (单排吸热管)
如图2所示，为本发明集热器的另一种可行的结构。在结构上与大部分与 实施例一相同，不同在于吸热管(1)及其对应的玻璃真空管(5)为一排。
原因是实施例一所示的结构会使整个集热器过宽，在某些场合安装使用不 方便，或需要的热量不多。
本发明仅提出集热器的专利申请，其结构与普通太阳集热器不同，用途也 很多，下面的两例是对其中两种较普遍用途进行说明
实施例三(用于供暖和间接换热加热水)
如图4所示是用于供暖的系统示意图，换热器(4)、管道(9)、散热器(10)和循环泵(11)形成一个密封循环。 里面装有导热介质，这种导热介质可以是水也可以是导热姆或其它液体，此处 选用与本发明集热器本体采用的一样的介质(6)。本发明一双真空联通热管太 阳集热器一以图中上部的方框代替。
如发明内容所述，介质(6)在换热器(4)中吸收集热器(8)的吸收转化 的太阳能升温；
介质(6)在循环泵(11)的作用下通过管道(9)进入室内的散热器(10) 中散热；
^热后的低温介质(6)再在循环泵(11)的作用下循环回换热器(4)中 继续加热，同时另外被加热的高温介质(6)再进入散热器(10)中散热，如此 循环，便达到太阳能供暖的目的。
另外，对于太阳集热器最基本的加热水的功能也可以通过这套装置实现
其它部分保持不变，将散热器(10)置于水箱(12)中，将介质(6)从集 热器(8)传递来的热量传给水箱(12)中的水，即成为间接换热的太阳热水器。
实例四(另一种直流式太阳热水)
对于太阳热水系统，还有如图5所述的直流式太阳热水系统。 水从入口 (41)进入集热器(8)中的换热器(4)吸热升温，达到预定温 度后从出口 (42)放出；
被加热后的水通过管道(9)进入水箱(12)中贮存； 当需要时，再从出水口 (13)中放出使用。
除了需要图示组件外，还需要温度传感和控制系统对上述的放水停水操作 进行自动控制。由于控制器种类多种多样，且与本发明无直接关系，便不赘述。
权利要求
1、双真空联通热管太阳集热器，集热器主要由焊接为一体的吸热管(1)、汽化筒(2)、联集器(3)组成的联通热管和换热器(4)、玻璃真空管(5)、工质(6)、保温层(7)等组成。其特征是吸热管(1)、汽化筒(2)、联集器(3)和汽化筒(2)内部的换热器(4)通过焊接组成一个腔体，并将从真空处理口(21)处将空气排出使内腔达到真空，工质(6)从真空处理口(21)充入其中；换热器(4)置于汽化筒(2)之中，且穿过它；每支吸热管(1)的外面套有玻璃真空管(5)；汽化筒(2)、联集器(3)外有保温层(7)。
2、 如权利要求1所述的双真空联通热管太阳集热器，其特征是 吸热管(1)多支并排焊接在联集器(3)上，它们的角度在45。 —90° ; 吸热管(1)在联集器(3)的一边，或两边都有；玻璃真空管(5)与吸热管对应套接，且它们之间平行或接近平行状态。
3、 如权利要求1所述的双真空联通热管太阳集热器，其特征是 换热器(4)含入口 (41)和出口 (42)，它们在汽化筒(2)的同侧，或在汽化筒的两侧。
4、 如权利要求1所述的双真空联通热管太阳集热器，其特征是工质(6)它的液面高度在没过最高的一支吸热管(1)而不没过换热器(4)
5、 如权利要求1所述的双真空联通热管这太阳集热器，其特征是 汽化筒(2)上有抽真空口 (21)，用于抽真空，它在保温层(7)内部，一次抽完真空后，抽真空口 (21)完全密封，不再打开；还有排气阀(22)，它不被保温层(7)完成覆盖，它一般情况下是密封的。
6、 如权利要求1所述的双真空联通热管太阳集热器的运行是 玻璃真空管(5)吸收阳光并将其光能转换成热能；包含在玻璃真空管(5)内的吸热管(1)吸收前者的热能，同时将热直接传给工质(6);工质(6)通过联集器(3)将热量以气态或液态上传至汽化筒(2)中； 工质(6)在汽化筒(2)中以气态形式将热再传递给换热器(4)，将其中 的水或其它液态受热体加热，最终达到太阳集热的目的。
7、 如权利要求1所述的双真空联通热管太阳集热器，当联通热管内的真空度降低时对联通热管加热，通过介质(6)的沸腾使内腔达到高于外界气压，打开排 气阀(22)，将内腔的不凝结性气体排出；关紧排气阀(22)。
全文摘要
双真空联通热管太阳集热器，涉及太阳能热利用技术，包含由焊接为一体的吸热管1、汽化筒2、联集器3组成的联通热管和换热器4、玻璃真空管5、工质6、保温层7。吸热管1、汽化筒2、联集器3、换热器4共同形成一个密封的真空腔体，其中充装工质6，相当于一支热管。吸热管1将玻璃真空管5吸收的太阳能量传递给液态的工质6，吸热汽化的工质6将热量传递给换热器4内的水或其它液态受热体，通过多次换热达到集热之目的。本发明的与现有绝大多数太阳集热器相比结构坚固，性能稳定，使用寿命长并且虽然经过多次传热换热但效率高于普通太阳集热器。特别适用于环境恶劣而普通太阳集热器无法胜任的地方。
文档编号F24J2/05GK101655285SQ20081012021
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者肖午政, 肖建选 申请人:肖午政;肖建选