專利名稱：內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件。
背景技術(shù)：
真空插管太陽熱水器可在冬季提供生活熱水，但集熱管內(nèi)存水熱沉大、得熱少、抗 凍性差、會炸管、單管破損會跑水、水質(zhì)劣化細菌超標。采用熱管集熱元件可以制造管內(nèi)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(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案用置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體，一個 由上行管、下行管及放熱端構(gòu)成的自然循環(huán)流道，以及一個內(nèi)凹的放熱界面組成一個具有 內(nèi)凹放熱界面的真空循環(huán)集熱元件。自然循環(huán)流道內(nèi)部灌裝但不充滿液態(tài)熱媒，自然循環(huán) 流道的上行管與置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體低熱阻連接或者與吸收體一體制作。這里，放 熱端是相對循環(huán)流道而言的；放熱界面是相對集熱元件而言的，有時兩者是指同一個物體。本發(fā)明的有益效果包括對于可傾斜或垂直安置的場合，循環(huán)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(zhì)符合衛(wèi)生標準、得熱多、保溫性能 優(yōu)異的太陽集熱裝置；換熱界面設(shè)計自由、對真空度不敏感、可半永久性穩(wěn)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(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是一個嵌入式內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件結(jié)構(gòu)示圖。圖2是一個過熱保護內(nèi)凹罩玻璃管放熱界面真空循環(huán)集熱元件結(jié)構(gòu)示圖。圖中1.上行管；2.下行管；3.放熱端；4.內(nèi)玻管；5.傳熱翅片；6.真空隔熱層； 7.吸收體；8.罩玻璃管；9.內(nèi)凹段；10.自由端爪；11.熱力元件。
具體實施例方式圖1中，用上行管1、下行管2和內(nèi)凹的放熱端3構(gòu)成一個自然循環(huán)流道，自然循環(huán) 流道的上行管1嵌入全玻璃真空集熱管并與集熱管的內(nèi)玻管4之間采用傳熱翅片5傳熱， 組成一個嵌入式內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件。圖1實施例嵌入式真空循環(huán)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(tài)。陽光透過罩玻璃管在集熱管內(nèi)玻管4的吸收膜上轉(zhuǎn)換為 熱能，熱能通過內(nèi)玻管4和傳熱翅片5傳給上行管1內(nèi)的熱媒并使熱媒受熱膨脹通過上行 管1上浮，在自然循環(huán)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(fù)始循環(huán)集熱。自然循環(huán)流道灌裝熱媒前應(yīng)除氣，灌裝完畢應(yīng)進行封閉。自然循環(huán)流道的設(shè)計和 熱媒的選擇及其灌裝量應(yīng)滿足1)自然循環(huán)的建立；幻熱媒性能穩(wěn)定不容易熱分解、飽和 蒸汽壓低、不與自然循環(huán)流道發(fā)生化學反應(yīng)；3)自然循環(huán)流道內(nèi)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(guān)零部件產(chǎn)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(huán)集熱元件還可以采用 帶有絕熱層的下行管。圖2中，用上行管1、下行管2和盤管換熱器放熱端3構(gòu)成一個自然循環(huán)流道，自然 循環(huán)流道的上行管1與置于真空隔熱層6內(nèi)的吸收體7 —體制作，在真空隔熱層6內(nèi)設(shè)置 與下行管2低熱阻連接、帶有自由端爪10的雙金屬片熱力元件11，組成一個過熱保護內(nèi)凹 罩玻璃管放熱界面真空循環(huán)集熱元件。盤管換熱器放熱端3與罩玻璃管8內(nèi)凹段9配合傳 熱連接，盤管換熱器放熱端3與罩玻璃管內(nèi)凹段11之間墊有一個彈性傳熱件以改善傳熱。 盤管換熱器放熱端3通過彈性傳熱件和罩玻璃管內(nèi)凹段11放熱。正常工作溫度下，盤管換熱器放熱端3通過彈性傳熱件和罩玻璃管8內(nèi)凹段9放 熱。雙金屬片熱力元件11的自由端爪10不與罩玻璃管8接觸。當集熱元件空曬內(nèi)部溫度過高時，雙金屬片熱力元件11的自由端爪10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10和罩玻璃管8散發(fā)到環(huán) 境，使集熱元件的溫度降低實現(xiàn)過熱保護。過熱保護以后能自動解除。熱力元件11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。通過罩玻璃管放熱可以省略可伐密封連接件、密封性好、耐腐蝕。圖2實施例的上行管1和下行管2之間真空隔熱，對循環(huán)集熱十分有利。圖2實施例中與罩玻璃管內(nèi)凹段9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(nèi)凹段9同心布置配合的夾套式換熱器放熱端。在罩玻璃管非受光區(qū)域內(nèi)表面涂制紅外反射材料，可有效減少集熱元件的輻射熱 損。
權(quán)利要求
1.內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件，用置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體和一個由上行管、 下行管及放熱端構(gòu)成的自然循環(huán)流道組成，自然循環(huán)流道內(nèi)部灌裝但不充滿液態(tài)熱媒，其 特征在于自然循環(huán)流道的上行管與置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體低熱阻連接或者與吸收體 一體制作，并含有內(nèi)凹的放熱界面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱元件，其特征在于自然循環(huán)流道的上行管與全玻璃真空 集熱管的內(nèi)玻管之間含有傳熱翅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱元件，其特征在于自然循環(huán)流道含有一個與罩玻璃管內(nèi) 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(nèi)凹段之間含有一個彈性傳熱件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱元件，其特征在于真空隔熱層內(nèi)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱元件，其特征在于罩玻璃管非受光區(qū)域內(nèi)表面涂制有紅 外反射材料。
全文摘要
內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件，用置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體和一個由上行管、下行管及放熱端構(gòu)成的自然循環(huán)流道組成，其特征在于自然循環(huán)流道的上行管與置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體低熱阻連接或者與吸收體一體制作，并含有內(nèi)凹的放熱界面。本發(fā)明的有益效果包括對于可傾斜或垂直安置的場合，循環(huán)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(zhì)符合衛(wèi)生標準、得熱多、保溫性能優(yōu)異的太陽集熱裝置；換熱界面設(shè)計自由、對真空度不敏感、可半永久性穩(wěn)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(jié)合附圖給出兩個實施例。
文檔編號F24J2/46GK102052783SQ200910198640
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者施國梁 申請人:施國慶