[发明专利]振荡流热管式真空管太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，特别涉及一种振荡流热管式真空管太阳能集热器。 

背景技术

太阳能热水器是最简单的一种太阳能热利用方式。据预计，到 2010年，我国太阳能热水器年产量将达3000万平方米，总保有量达1.5亿平方米，能源替代量为2250万吨标准煤，折合760亿度电，将占社会总能耗的 1.0％，太阳能热水器市场需求巨大，还有极大的发展潜力。太阳能热水器从集热部分分类可分为平板型太阳能热水器及玻璃真空管太阳能热水器。 

全玻璃真空管集热器具有集性能好，结构简单，成本低廉，易于规模化生产优点，但其也存在真空管易破损漏水导致系统瘫痪、真空管存水造成加热缓慢和夜间大量的热损失、真空管内易产生水垢而影响集热性能、系统后期维修维护工作量大等缺点，并且全玻璃真空管集热器不能承压运行，供热温度受限，无法应用于一些对压力和温度要求较高的场所。 

振荡流热管是国际上近十年发展起来的一种新型高效热管。其工作原理如下所述：当管径足够小时，在真空下封装在管内的工作液体将在管内形成液、汽相间的柱塞。在加热段，汽泡或汽柱与管壁之间的液膜因受热而不断蒸发，导致汽泡膨胀，并推动汽液柱塞流向冷端冷凝收缩，从而在冷、热端之间形成较大的压差。由于汽液柱塞交错分布，因而在管内产生强烈的往复振荡运动，从而实现高效热传递。这种新型热管与传统热管相比具有：管径小，体积小， 强化传热；不需要毛细芯，结构简单，成本低；运行可靠，液体回流自适应性强，不易烧干；启动迅速；可以随意弯曲，应用范围广；可以采用不同的加热方式和加热位置等优点。将振荡流热管用作太阳能集热器的吸热内管，不仅可以增加吸热面积，提高集热效率，还可以实现“干性连接”，能承压，不漏水；另外，由于集热管不盛循环水，因此冬季不会冰冻。 

振荡流热管与玻璃真空管结合组成热管式真空管集热元件，并用于太阳能热水器是克服全玻璃真空管集热器存在的问题的有效途径。因此需要一种将振荡流热管和玻璃真空管组合的太阳能集热器。 

发明内容

本发明目的在于解决背景技术中所述的振荡流热管与玻璃真空管结合组成热管式真空管集热元件，并用于太阳能热水器是克服全玻璃真空管集热器存在的问题，提供一种振荡流热管式真空管太阳能集热器。  

为实现以上目的，本发明的技术方案如下： 

振荡流热管式真空管太阳能集热器由支架1、水箱2和真空集热单元构成，水箱2置于支架1的上部，5～20个真空集热单元排列在支架1上，真空集热单元的换热管3置于水箱2内，真空集热单元的玻璃真空管4用紧固件9固定在支架1上； 

所述水箱2为长方体形状保温型水箱，水箱内胆201外部包覆保温层203，水箱外壳202包覆在保温层203上，在水箱2底部，水箱内胆201、保温层203和水箱外壳202上沿水箱的长的方向有一排与真空集热单元相同数量的真空集热单元安装孔，进水口10和出水口11分别置于水箱2的两端； 

所述真空集热单元包括换热管3、玻璃真空管4、振荡流热管5、密封件6、密封圈7和支撑片8，振荡流热管5的振荡流热管加热段501和振荡流热管绝热 段503置于玻璃真空管4内，在玻璃真空管4内，振荡流热管5由支撑片8支撑，振荡流热管5不与玻璃真空管4接触，密封件6密封固接在振荡流热管5上并且将玻璃真空管4密封，玻璃真空管4由密封件6密封后，玻璃真空管4的腔体内抽成真空，从而减少空气热阻，增加振荡流热管加热段吸收的热量，同时避免振荡流热管加热段受空气腐蚀，换热管3下端的内壁与密封件6密封固接，密封圈7套在玻璃真空管4上用于玻璃真空管4与水箱2的水箱外壳202和保温层203密封连接，振荡流热管5为单支回路型柱形结构的振荡流热管，振荡流热管5按各部分的功能分为振荡流热管加热段501、振荡流热管冷却段502和振荡流热管绝热段503，玻璃真空管4内处于密封圈7位置的部分为振荡流热管绝热段503，其余部分为振荡流热管加热段501，置于换热管3内的部分为振荡流热管冷却段502； 

在水箱内胆201中，换热管3和水箱内胆201底板上的真空集热单元安装孔同轴，换热管3的下端与水箱内胆201底板密封固接，换热管3的上端与水箱内胆201顶板密封固接，密封圈7在真空集热单元安装孔中构成玻璃真空管4上端与水箱外壳202和保温层203的密封连接，导热油灌注口12在水箱2的顶板与换热管3连通，并且与水箱内胆201顶板密封固接，导热油13灌注在换热管3内，灌注导热油13后导热油灌注口12封闭； 

所述水箱内胆201的材料为不锈钢方管； 

所述换热管3的材料为铜；