阅读说明：本技术 一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管 (Solar vacuum heat collecting tube based on coiled flat pulsating heat pipe ) 是由 胡艳鑫 赖煜华 李博航 黄金 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及太阳能热水器技术领域,更具体地,涉及一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管。包括真空玻璃管和卷制平板脉动热管；所述的真空玻璃管包括内玻璃管和外玻璃管,内玻璃管设于外玻璃管内,内玻璃管与外玻璃管之间形成真空夹层；所述的卷制平板脉动热管是由平板脉动热管两侧边界相互配合,卷制成的空心圆柱体；所述的卷制平板脉动热管的蒸发段伸入至内玻璃管内,冷凝段伸入至换热水箱内；在蒸发段的表面镀有太阳能选择性吸收层,内玻璃管与卷制平板脉动热管蒸发段间充满水,形成保温水层。本发明能够有效提高太阳能真空集热管的换热效率。(The invention relates to the technical field of solar water heaters, in particular to a solar vacuum heat collecting tube based on a coiled flat pulsating heat pipe. Comprises a vacuum glass tube and a coiled flat pulsating heat pipe; the vacuum glass tube comprises an inner glass tube and an outer glass tube, the inner glass tube is arranged in the outer glass tube, and a vacuum interlayer is formed between the inner glass tube and the outer glass tube; the coiled flat pulsating heat pipe is a hollow cylinder coiled by the mutual matching of the boundaries at the two sides of the flat pulsating heat pipe; the evaporation section of the coiled flat pulsating heat pipe extends into the inner glass pipe, and the condensation section of the coiled flat pulsating heat pipe extends into the heat exchange water tank; the surface of the evaporation section is plated with a solar selective absorption layer, and water is filled between the inner glass tube and the evaporation section of the coiled flat pulsating heat pipe to form a heat preservation water layer. The invention can effectively improve the heat exchange efficiency of the solar vacuum heat collecting tube.)

一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管

技术领域

本发明涉及太阳能热水器技术领域，更具体地，涉及一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管。

背景技术

随着社会的发展，国家倡导低碳环保生活，越来越重视新能源的开发和运用。太阳能作为一种清洁无污染、安全可靠的可再生能源，得到了良好的运用，例如太阳能热水器的使用越来越普遍，现在市场上主要的太阳能热水器的集热单元为全玻璃真空管，集热原理是在太阳能真空集热管的内玻璃管外表面上涂有选择性吸收层，将外表面吸收的热量通过热辐射的方式传递给换热热管，此传热过程存在着很大的接触热阻，热损失大，传热效率低。

由于上述现实原因的限制，全玻璃真空管的应用受到了一定的限制，为了提高全玻璃真空管的运用性能，扩大其运用范围，有必要针对目前运用的全玻璃真空管存在的上述缺点进行改进。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中太阳能真空集热管换热效率低的缺陷，提供一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管，能够有效提高太阳能真空集热管的换热效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管，包括真空玻璃管和卷制平板脉动热管；所述的真空玻璃管包括内玻璃管和外玻璃管，内玻璃管设于外玻璃管内，内玻璃管与外玻璃管之间形成真空夹层；所述的卷制平板脉动热管是由平板脉动热管两侧边界相互连接配合，卷制成的空心圆柱体；所述的卷制平板脉动热管的蒸发段伸入至内玻璃管内，冷凝段伸入至换热水箱内；在蒸发段的表面镀有太阳能选择性吸收层，内玻璃管与卷制平板脉动热管蒸发段间充满水，形成保温水层。换热水箱固定在太阳能真空集热管旁侧，水箱下方开设有进水口，上方开设有出水口。卷制平板脉动热管采用固定架固定在内玻璃管内，另一端与换热水箱的安装孔密封固接后，伸入换热水箱内，保证卷制脉动热管安装稳定可靠。

进一步的，所述的卷制平板脉动热管的外径值小于内玻璃管的内径值。卷制平板脉动热管是由平板脉动热管两侧边界相互配合，卷制成空心圆柱体，安装在太阳能真空集热管内部，卷制平板脉动热管外径应小于所述的太阳能真空集热管内玻璃管的内径，不必贴合内玻璃管壁面，可根据实际工况的需求设计所述的卷制平板脉动热管的外径，可操作性强。

进一步的，在所述的真空夹层内设有弹簧卡子，所述的弹簧卡子用于固定内玻璃管和外玻璃管，使两者之间形成间隙构成真空夹层。真空玻璃管的内玻璃管和外玻璃管之间为真空夹层，真空夹层内置弹簧卡子和吸气剂，其中弹簧卡子固定所述的内玻璃管和外玻璃管，以保证内、外层玻璃的间距。

进一步的，在所述的真空夹层内还放置有吸气剂。弹簧卡子上放置有吸气剂，以维持整个夹层处于真空状态。

进一步的，所述的平板脉动热管包括基板和盖板，在所述的基板上面刻有首尾相接的槽道，槽道内填充有工质，槽道通过盖板密封。

作为优选的，所述的槽道的槽宽不大于3mm，槽道数不少于25个；槽道的横截面为方形、圆形或者半圆形；所述的工质为纯净水，工质的充注率为50％～70％。

作为优选的，所述的基板和盖板所用的材料为紫铜板或铝板。

进一步的，所述的换热水箱内的水通过卷制平板脉动热管的空心通道进入到内玻璃管与卷制平板脉动热管之间，充满整个内玻璃管，形成保温水层。进一步隔绝热量的散失，使卷制平板脉动热管蒸发段选择性吸收层吸收的热量得到最充分地利用。

进一步的，所述的卷制平板脉动热管分为蒸发段、绝热段和冷凝段，蒸发段位于内玻璃管内部；绝热段位于脉动热管与换热水箱的安装孔连接处，并用保温材料覆盖；冷凝段伸入换热水箱内，与换热水箱内的水进行换热。

与现有技术相比，有益效果是：

1.本发明提供一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管，与传统全玻璃真空集热管相比，太阳能选择性吸收层直接镀于卷制平板脉动热管外表面，不与太阳能真空集热管内玻璃管接触，热量可直接由太阳能选择性吸收层吸收并传递给卷制平板脉动热管，大大减少热量传递过程的热阻；

2.本发明提供一种基于卷制平板脉动热管的太阳能真空集热管，内玻璃管与卷制平板脉动热管之间充满换热水箱内的水，形成保温水层，进一步减小热量损失，实现将太阳能真空集热管所吸收的热量只从卷制平板脉动热管传递给水，而无其他换热介质的影响，提高太阳能的利用程度。

附图说明

图1是本发明太阳能真空集热管内部构造示意图。

图2是本发明卷制平板脉动热管立体结构示意图。

图3是本发明图2的A-A剖视图。

图4是本发明卷制平板脉动热管展开示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

如图1至4所示，一种基于卷制平板脉动热管2的太阳能真空集热管，包括真空玻璃管1和卷制平板脉动热管2；真空玻璃管1包括内玻璃管4和外玻璃管3，内玻璃管4设于外玻璃管3内，内玻璃管4与外玻璃管3之间形成真空夹层5，内玻璃管4和外玻璃管3材料均为硼硅玻璃，外玻璃管3直径为47mm，内玻璃管4直径为37mm，管厚均为1.6mm，管长为1500mm；卷制平板脉动热管2是由平板脉动热管两侧边界相互配合，卷制成的空心圆柱体；卷制平板脉动热管2的蒸发段13伸入至内玻璃管4内，通过固定架6固定在内玻璃管4内，以保证与内玻璃管4内壁不接触；冷凝段15伸入至换热水箱内；在蒸发段13的表面镀有太阳能选择性吸收层，内玻璃管4与卷制平板脉动热管2蒸发段13间充满水，形成保温水层9。换热水箱固定在太阳能真空集热管旁侧，水箱下方开设有进水口17，上方开设有出水口16。卷制平板脉动热管2采用固定架6固定在内玻璃管4内，另一端与换热水箱的安装孔密封固接后，伸入换热水箱内，保证卷制脉动热管安装稳定可靠。

具体的，卷制平板脉动热管2的外径值小于内玻璃管4的内径值。卷制平板脉动热管2是由平板脉动热管两侧边界相互配合，卷制成空心圆柱体，安装在太阳能真空集热管内部，卷制平板脉动热管2外径应小于太阳能真空集热管内玻璃管4的内径，不必贴合内玻璃管4壁面，可根据实际工况的需求设计卷制平板脉动热管2的外径，可操作性强。

其中，在真空夹层5内设有弹簧卡子7，弹簧卡子7用于固定内玻璃管4和外玻璃管3，使两者之间形成间隙构成真空夹层5；在真空夹层5内还放置有吸气剂8。真空玻璃管1的内玻璃管4和外玻璃管3之间为真空夹层5，真空夹层5内置弹簧卡子7和吸气剂8，其中弹簧卡子7固定内玻璃管4和外玻璃管3，以保证内、外层玻璃的间距；弹簧卡子7上放置有吸气剂8，以维持整个夹层处于真空状态。

如图3和4所示，平板脉动热管包括基板10和盖板11，尺寸分别为110mm×1750mm×4mm和110mm×1750mm×1mm，均采用紫铜板制造；卷制平板脉动热管2槽道12为在基板10上刻出的边长为3mm的方形槽道12，槽道12数为25个，槽间距为1.5mm，并以盖板11密封，槽道12内充入纯净水为工质，工质充注率为60％。

另外，换热水箱内的水通过卷制平板脉动热管2的空心通道进入到内玻璃管4与卷制平板脉动热管2之间，充满整个内玻璃管4，形成保温水层9。进一步隔绝热量的散失，使卷制平板脉动热管2蒸发段13选择性吸收层吸收的热量得到最充分地利用。

其中，卷制平板脉动热管2分为蒸发段13、绝热段14和冷凝段15，长度分别为1450mm、50mm、250mm，总长1750mm；蒸发段13位于内玻璃管4内部；绝热段14位于脉动热管与换热水箱的安装孔连接处，并用保温材料覆盖；冷凝段15伸入换热水箱内，与换热水箱内的水进行换热。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。