專利名稱：一種防凍裂太陽能熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能熱管，尤其是一種防凍裂太陽能熱管，屬于太陽能熱 管技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常，太陽能銅一水熱管在環(huán)境溫度-10°C以下地區(qū)使用時(shí)會(huì)因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)水的 結(jié)冰而脹裂，從而導(dǎo)致熱管失效，主要是太陽能熱管內(nèi)部介質(zhì)結(jié)冰時(shí)，表面封結(jié)，導(dǎo)致冰體 內(nèi)部水結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹力向上、下和銅管管壁作用，此作用力會(huì)導(dǎo)致熱管管壁出現(xiàn)膨脹， 如果膨脹大于銅管的曲服極限則管壁將出現(xiàn)不可復(fù)原性膨脹，數(shù)次膨脹后，管壁即會(huì)斷裂。 因?yàn)樘柲軣峁苄枰磸?fù)的經(jīng)過凍融過程，并必須確保在反復(fù)凍融過程后太陽能熱管不會(huì) 出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象；同時(shí)，經(jīng)過高溫后(300°C )，太陽能熱管內(nèi)部必須保持相對(duì)化學(xué)穩(wěn)定，不產(chǎn) 生不凝性氣體和化學(xué)反應(yīng)。目前，人們通過力學(xué)、傳熱學(xué)、化學(xué)合成介質(zhì)等辦法來分析、解 決，但均未能有效解決太陽能熱管-30°C 300°C相容性的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種防凍裂太陽能熱管，解 決太陽能熱管_30°C 300°C相容性的問題。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種防凍裂太陽能熱管，包括管 體，所述管體內(nèi)含有液體工作介質(zhì)，所述液體工作介質(zhì)內(nèi)設(shè)有密度大于液體工作介質(zhì)的籽
曰
曰曰ο本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所述籽晶的直徑為0. Olmm 1mm。所述籽晶是金屬顆粒、金屬氧化物顆粒和無機(jī)非金屬顆粒中的至少一種。所述金屬顆 粒包括銅顆粒、鎳顆粒和不銹鋼顆粒。其中，所述金屬氧化物顆粒包括氧化銅顆粒、三氧化 二鋁顆粒和二氧化鈦顆粒。所述無機(jī)非金屬顆粒包括石英砂和金剛砂。本實(shí)用新型在液體工作介質(zhì)中加入了籽晶，其中籽晶選擇不與液體工作介質(zhì)和 管體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬顆粒、金屬氧化物顆粒和無機(jī)非金屬顆粒，同時(shí)，在_30°C 300°C的溫度范圍內(nèi)，籽晶自身不含有不凝性氣體，也不發(fā)生分解；籽晶的密度大于作為工 作介質(zhì)的水。本實(shí)用新型利用結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的原理，改變太陽能熱管內(nèi)介質(zhì)本身物理特征所 決定的結(jié)冰次序，從而改變了以水為介質(zhì)的太陽能熱管水結(jié)冰時(shí)對(duì)太陽能熱管管殼的膨脹 力，從根本上解決了太陽能熱管管殼凍裂的問題。使太陽能熱管可以滿足50年抗凍裂性要 求。

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的凍結(jié)初期狀態(tài)示意圖。圖3為圖1的凍結(jié)中期狀態(tài)示意圖。[0010]圖4為圖1的凍結(jié)完成狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)包括管體1，管體1內(nèi)含有液體工作介質(zhì)2，管體內(nèi) 還含有密度大于液體工作介質(zhì)的籽晶3。選擇石英砂作為籽晶，當(dāng)太陽能熱管的直徑為8mm 時(shí)，選擇150目的石英砂，介質(zhì)水10ml，籽晶與介質(zhì)按1 9進(jìn)行配比。實(shí)施例二本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是選擇金剛砂作為籽晶，當(dāng)太陽能熱 管直徑為IOmm時(shí)，選擇250目的金剛砂，介質(zhì)水25ml，籽晶與介質(zhì)按1 3進(jìn)行配比。實(shí)施例三本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是選擇銅粉作為籽晶，當(dāng)太陽能熱管 直徑為8mm時(shí)，選擇50目的銅粉，介質(zhì)水20ml，籽晶與介質(zhì)按1 7進(jìn)行配比。實(shí)施例四本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是選擇鎳顆粒作為籽晶，當(dāng)太陽能熱 管直徑為8mm時(shí)，選擇50目的鎳粉，介質(zhì)水20ml，籽晶與介質(zhì)按1 7進(jìn)行配比。實(shí)施例五本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是選擇不銹鋼顆粒作為籽晶，當(dāng)太陽 能熱管直徑為8mm時(shí)，選擇50目的不銹鋼粉末，介質(zhì)水20ml，籽晶與介質(zhì)按1 7進(jìn)行配 比。實(shí)施例六本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是選擇氧化銅顆粒作為籽晶，當(dāng)太陽 能熱管直徑為8mm時(shí)，選擇50目的氧化銅粉末，介質(zhì)水20ml，籽晶與介質(zhì)按1 7進(jìn)行配 比。實(shí)施例七本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是選擇三氧化二鋁顆粒顆粒作為籽 晶。當(dāng)太陽能熱管直徑為8mm時(shí)，選擇50目的三氧化二鋁粉末，介質(zhì)水20ml，籽晶與介質(zhì)按 1 7進(jìn)行配比。實(shí)施例八本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是選擇二氧化鈦顆粒作為籽晶，當(dāng)太 陽能熱管直徑為8mm時(shí)，選擇50目的二氧化鈦粉末，介質(zhì)水20ml，籽晶與介質(zhì)按1 7進(jìn)行 配比。以上實(shí)施例在使用時(shí)，其凍結(jié)狀態(tài)如圖2至圖4所示，含有籽晶層的太陽能熱管， 在剛結(jié)冰時(shí)，結(jié)冰的過程始于籽晶3表面，并生長于籽晶3表面；凍結(jié)中期，當(dāng)籽晶3表面的 冰體4生長至一定體積時(shí)，籽晶與冰體混合物出現(xiàn)漂?。划?dāng)完全凍結(jié)時(shí)，凍結(jié)的部分不會(huì)產(chǎn) 生軸向或徑向作用力，因而不會(huì)對(duì)太陽能熱管的管壁產(chǎn)生影響。所選擇的籽晶在-30°C 300°C的溫度范圍內(nèi)，與作為工作介質(zhì)的水和管體材料不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；籽晶自身不含有 不凝性氣體，也不發(fā)生分解；籽晶的密度大于作為工作介質(zhì)的水，保證了太陽能熱管抗凍能 力。[0028]本實(shí)用新型還可用于與防凍方面有同樣需求的其他熱管。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種防凍裂太陽能熱管，包括管體，所述管體內(nèi)含有液體工作介質(zhì)和籽晶，其特征在于所述籽晶的直徑為0.01mm～1mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防凍裂太陽能熱管，其特征在于所述籽晶是金屬顆粒、金屬 氧化物顆粒和無機(jī)非金屬顆粒中的至少一種。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽能熱管，尤其是一種防凍裂太陽能熱管，屬于太陽能熱管技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)包括管體，所述管體內(nèi)含有液體工作介質(zhì)，改進(jìn)之處是液體工作介質(zhì)中設(shè)有密度大于液體工作介質(zhì)的籽晶。本實(shí)用新型利用結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的原理，改變太陽能熱管內(nèi)介質(zhì)本身物理特征所決定的結(jié)冰次序，從而改變了以水為介質(zhì)的太陽能熱管水結(jié)冰時(shí)對(duì)太陽能熱管管殼的膨脹力，從根本上解決了太陽能熱管管殼凍裂的問題。使太陽能熱管可以滿足50年抗凍裂性要求。
文檔編號(hào)F24J2/46GK201715737SQ20092023155
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者于麗萍 申請(qǐng)人:南京尚優(yōu)科技有限公司