[实用新型]具有吸液芯的热管式真空管太阳能热水器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有吸液芯的热管式真空管太阳能热水器，属于太阳能热水器的技术领域。

背景技术

现有的重力热管式真空管太阳能热水器主要由重力热管式真空管、储水箱、支架等组成。

重力热管式真空管太阳能热水器的工作原理是：重力热管式真空管分为下面的蒸发段和上面的冷凝段。下面的蒸发段由内外二层同心玻璃圆管组成，外层圆管为透明玻璃管，太阳能以很高的透射率穿过外层玻璃管。内层玻璃管外表面涂有吸收太阳能的涂层，内管和外管间的空间抽成真空，以阻止内层吸收热量的散失。内层玻璃管内装有易蒸发的液体，太阳光穿过外管被内管外表面涂层吸收，内层管内的液体受热成为蒸汽。蒸汽上升至冷凝段，冷凝段为蒸发段内管的延伸，只有一层玻璃管，外表面没有吸收太阳能的涂层。冷凝段插入热水器储水箱中，与水箱内的冷水接触。由蒸发段上升到冷凝段的蒸汽被水箱内的冷水冷却为液体，向冷水放出热量加热冷水，凝结液体在重力作用下流回下面的蒸发段进行循环工作。

通过热管内工质周而复始的在蒸发段吸收太阳能成为蒸汽、蒸汽在凝结段向水箱内水凝结放热的过程，储水箱内水温不断上升，从而获得热水。

重力热管式太阳能真空管的蒸发段是主要部分，冷凝段所占比例较小。蒸发段与其内部液体工质的接触面积越大，则加热液体工质的面积越大，更多的液体工质可成为蒸汽，热水器对太阳能的利用效率越高。

为确保重力热管能够正常工作，热管内充注液体工质量不能超过管内体积的25%。也就是说，如果管内液体工质未变成蒸汽，蒸发段有75%的面积未接触到液体工质。蒸发段产生蒸汽后，蒸汽上升至冷凝段并被冷却成液体。液体向下流回至蒸发段，液体在倾斜放置的圆柱形真空管中向下流动时，在重力作用下会集中在真空管的下侧，而且冷凝液的流量很小，这就造成蒸发段与冷凝液仅在下侧的很小面积上接触。蒸发段的上侧被太阳光照射，下侧不会被太阳照射。即与蒸发段下侧接触的冷凝液不能吸收热量产生蒸汽，蒸发段上侧不能被冷凝液冷却，处于空晒状态，温度会急剧升高。位于蒸发段底部的液体工质也存在同样的问题，因为在真空管倾斜放置的情况下，蒸发段底部的液体更多的接触到不吸热的下侧表面，上侧吸热表面不能被液体冷却而处于空晒状态。

因此，重力热管式真空管最多仅有25%的蒸发段面积与液体接触并产生蒸汽，75%面积不能加热液体产生蒸汽。这使得这种真空管收集太阳能的效率较低，实际运行结果证明，重力热管式真空管收集太阳能的效率低于普通真空管。而且，蒸发段75%未接触液体的面积处于空晒状态，温度很高，这会损坏该部分吸收太阳能的涂层，造成真空管损坏。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有的重力热管式真空管太阳能热水器收集太阳能效率低、吸收太阳能的涂层易高温损坏的缺点，提供一种新型的热管式真空管太阳能热水器。

本实用新型的目的可采用如下技术方案来实现：

具有吸液芯的热管式真空管太阳能热水器，包括冷凝段和蒸发段的真空管、储水箱、密封圈、托板、支架、水和热管工质，托板设在支架上，用来支撑真空管的蒸发段底部；真空管的冷凝段与蒸发段的内管为连通的整体；真空管的冷凝段通过储水箱壁上的孔插入储水箱内；在真空管的冷凝段与储水箱壁的孔之间设有密封圈，所述真空管蒸发段内管的内侧表面，沿着管的轴向布置有吸液芯。

所述的支架为储水箱和真空管的组装提供支撑，保持太阳能热水器的稳定，并使真空管保持正确的方向以充分吸收太阳能。托板从下面对真空管进行支撑及固定。密封圈用来防止储水箱内的水通过真空管冷凝段与储水箱间的缝隙泄漏。

在蒸发段内管的内表面，沿管的轴向布置吸液芯。聚集在蒸发段下部的液态工质，以及冷凝段流回的冷凝液，在吸液芯毛细力的作用下，充满所有的吸液芯。吸液芯密布在蒸发段内侧表面，因此蒸发段内侧表面全部被液体工质湿润。吸液芯的作用就是将原本聚集在内管某些位置的液态工质重新分配，使蒸发段内侧所有表面都能被液态工质润湿。

本实用新型的热水器具有启动快、真空管内不产生污垢、真空管不易爆管、不易冻结、传热效率高的优点。同时，本实用新型在真空管蒸发段的内侧表面布置了吸液芯，这些吸液芯可以使得管内的液态工质将蒸发段全部内表面湿润，蒸发段的全部吸热表面都能接触到液体工质并产生蒸汽，因此，本实用新型提出的太阳能热水器具有较高的效率，真空管的吸热表面不会形成高温损坏，从而克服了现有重力热管式真空管太阳能热水器存在的二个严重缺陷。

附图说明

图1 为本实用新型的具有吸液芯的热管式真空管太阳能热水器的结构示意图。

图2为图1中真空管蒸发段的剖面图。