减压空晒保护全玻璃真空热管集热元件制造技术

减压空晒保护全玻璃真空热管集热元件，由集热元件和置于其尾端真空隔热层内的空晒保护器组成，空晒保护器由与热管热端传热连接的热力驱动器件、与热力驱动器件传动连接或一体制造的传热直筒组成，空晒保护器具有两种稳定状态：传热直筒伸出传热连接罩玻璃管尾端时的开启导热状态；传热直筒缩回不传热连接罩玻璃管尾端时的关闭绝热状态；热力驱动器件包括热敏永磁钢、双金属片、记忆合金和膜盒驱动器件，其特征是传热直筒直接或通过一个热汇与热管热端底端处采用一维移动副低热阻连接，传热直筒的外端部形状与罩玻璃管尾端内表面相吻合。本实用新型专利技术采用一个小功率空晒保护器就可保证热管内部不超过2个大气压，并且不影响集热元件正常工作。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及减压空晒保护全玻璃真空热管集热元件。
技术介绍
真空集热管在其罩玻璃管与内玻璃管之间设置真空隔热层，可制造冬季也能提供生活热水的真空太阳能热水器。用热管真空集热管制造的太阳能热水器更具有管内无水能效比高、符合卫生饮用水标准、单管损坏照样工作等优点。因此。管内无水的太阳能真空热管热水器将有可能占领越来越多的市场份额。采用一体式玻璃热管具有可以与罩玻璃管融封、玻璃热管表面可以直接制作吸收膜传热环节少、可采用热物理性能极佳的水作工质等优点。但空晒时，集热元件热管内部温度可达230℃，这个温度对应的饱和水蒸汽压为28.53个大气压，对应的工质充装量与热管容积之比即工质容积比为1.1%，即每1升容积有11毫升水。通过减少工质充装量可以降低空晒时热管内部的压力，以水工质为例：当工质充装量/热管容积率从5毫升/1000毫升时的0.5%降低至2毫升/1000毫升时的0.2%，相应地其最高饱和蒸汽压从180℃的约10个大气压降低至140℃的约3.7个大气压，并且热管内部从140℃约3.7个大气压的最高蒸汽压继续升温至180℃时内部压力仅有4个大气压左右。但有时工质充装量不能仅仅以空晒时的内部压力来决定。对于一支工质充装量/热管容积率为0.2%、内部容积1000毫升、长度2000毫米的热管，如果为了使空晒230℃时内部压力不超过4个大气压，则工质充装量约1.8毫升。问题是所述热管即使为光管结构，在倾斜约45度工作时，冷端的冷凝水、热端的流动水加上85℃水蒸汽的水量0.353毫升之和会远超过1.8毫升。为了满足热管正常工作而使工质充装量/热管容积率大于0.2%甚至0.3%，并确保玻璃热管不因为空晒而炸管，必须采取空晒保护措施。中国专利技术专利2009101951003抗空晒全玻璃真空热管集热元件，披露了一种空晒保护全玻璃真空热管集热元件，由在真空集热元件吸收体和罩玻管之间设置可控传热通道构成，可控传热通道由活动传热件和驱动件组成，其特征在于含有与真空集热元件吸收体低热阻连接的热力换能驱动件。由于这项专利不是专门针对重力热管集热元件的，因而针对性不强；其采用的双金属片热力换能驱动件本来产品的一致性就不好，在多次受热变形后恢复原状的能力又会降低，其所承担的控制系统相关的工作点设定、控制变量输入、比较、换能和能量供给以及执行功能因为精度受到影响而远不能正常有效工作到集热元件可能的20年设计寿命。图4给出一支倾斜安置的光管结构重力热管结构示意图。图4中，热管1由管壳和内部工质制成。其工作原理为：热能从下方的热端即并排向里的箭头标示处输入，使热管1内部底端处的工质受热汽化，蒸汽在压差的作用下，向上行进到热管冷端即箭头并排向外标示处放出热能供应给负荷并冷凝成液体在重力作用下回流至下面的冷端，在热端工质再次受热汽化……，由此不断循环实现两相流换热循环。热管具有优异的传热能力、热流密度变换能力和等温特性。如果热管1热端输入100瓦，则其冷端输出最高可以达到97瓦甚至更高。如果试图对图4的热管1仅仅从下面输入热能，而不取走热能，则热管1内部蒸汽压会急剧上升。如果热管1采用水作为工质并且足够多，则在热管1温度达到230℃时，内部最高压力可达28.53个大气压。如果试图对图4的热管1从上到下全面加热并从下面略高于热管1底端的地方譬如从底端开始的占整个热管1长度3%的一段取出热能，即仅仅令底端往前占热管1总长度3%的部位同时作为重叠冷端，则热管1内部的蒸汽压会降到与下面冷端的温度相对应的饱和蒸汽压。譬如用水作为工质时，保持热管1下面重叠冷端的温度100℃，则即使上面其他部分加热到230℃，因为热管1内部的液态工质都集聚于所述重叠冷端，除所述重叠冷端之外上面的热管1热端由于没有工质补充整个干涸，两相流传热机制不复存在。热管1内部的蒸汽压力也只有约1个大气压。重叠冷端的一个例子是热管管壁带有吸收膜，吸收太阳光作为热能输入，同时用传热器件低热阻连接所述热管管壁并将热能转移。这种令热管1倾斜布置、热能从热管1上面输入而只用下面一小段作为重叠冷端的设计在其他场合或许没有什么意义，但用于太阳能集热元件的空晒保护，因为只需要极小一部分散热功率——这部分散热功率用于确保空晒发生时，空晒保护装置开始起作用的初期热管内部蒸汽压的最高值不超过设定值；这部分散热功率还要大于所述重叠冷端作为热端的热能输入功率——因而具有散热器件体积紧凑、性能可靠、散热功率小、对真空隔热层的放气少、对吸收体的遮挡影响小以及可利用集热元件尾端作为散热界面的优点。可以看到，重叠冷端的面积越小、所述空晒保护器件所需要的散热功率也越小、越有利。实际的集热元件需要尾盒之类的器件进行安置。尾盒会遮盖集热元件的尾端。被尾盒遮盖的部分都不属于重叠冷端。之所以还会用到重叠冷端，是因为有些集热元件空晒保护装置比较适合安装于真空隔热层的筒形段或者，集热元件罩玻璃管带有缩颈段并且是采用在缩颈段形成后装配内玻璃管，然后再对罩玻璃管圆封拉尾管简称后拉尾管的工艺。后拉尾管工艺形成的圆封端如果不适合用于散热，就需要利用从所述圆封端往上的罩玻璃管筒形段进行散热。与所述筒形段相对应的热管或者内玻璃管尾端部分属于重叠冷端。中国912050845技术电饭煲用自动磁性温控开关，介绍了一种利用热磁力换能元件工作原理。
技术实现思路
本技术的目的是要提供减压空晒保护全玻璃真空热管集热元件。本技术解决其技术问题所采取的技术方案：用全玻璃真空热管集热元件和置于所述集热元件尾端真空隔热层内的空晒保护器，组成一支减压空晒保护全玻璃真空热管集热元件。全玻璃真空热管集热元件用罩玻璃管封接一体式内玻璃管热管制成。所述集热元件垂直或者倾斜安装，所述热管依靠重力工作。所述空晒保护器由一个与所述热管热端传热连接的热力驱动器件、与热力驱动器件传动连接或者与热力驱动器件一体制造的传热直筒组成。所述空晒保护器具有两种稳定状态：传热直筒伸出传热连接罩玻璃管尾端时的开启导热状态；传热直筒缩回不传热连接罩玻璃管尾端时的关闭绝热状态。所述热力驱动器件包括热敏永磁钢驱动器件、双金属片驱动器件、记忆合金驱动器件、膜盒驱动器件。传热直筒与内玻璃管或者热管热端底端处采用一维移动副结构低热阻连接；或者传热直筒与一个热汇采用一维移动副结构低热阻连接，所述热汇与热管热端底端处低热阻连接。传热直筒可沿集热元件轴心线方向作前后移动。传热直筒的外端部形状与罩玻璃管尾端内表面相吻合。还可以令所述罩玻璃管尾端内表面低热阻连接一个散热贴片；散热贴片与传热直筒的传热状态根据热力驱动器件的状态改变而改变。还可以令散热贴片与热汇之间采用卡簧高热阻连接；或者罩玻璃管尾端内侧与热管热端底端处通过一个卡簧高热阻连接。还可以令所述热力驱动器件为由一块热敏永磁钢和一块软铁构成的热敏永磁钢驱动器件；热敏永磁钢通过一块热导与内玻璃管或者热管热端低热阻连接；软铁受约束可沿集热元件轴心线方向作前后移动并通过传动钢丝与传热直筒传动连接。还可以令所述集热元件尾端为自集热元件尾端底部外表面起往前不超本文档来自技高网...

【技术保护点】
减压空晒保护全玻璃真空热管集热元件，由全玻璃真空热管集热元件和置于所述集热元件温度真空隔热层内的空晒保护器组成，全玻璃真空热管集热元件用罩玻璃管封接一体式内玻璃管热管制成，所述集热元件垂直或者倾斜安装，所述热管依靠重力工作，所述空晒保护器由一个与所述热管热端传热连接的热力驱动器件、与热力驱动器件传动连接或者与热力驱动器件一体制造的传热直筒组成，所述空晒保护器具有两种稳定状态：传热直筒伸出传热连接罩玻璃管尾端时的开启导热状态；传热直筒缩回不传热连接罩玻璃管尾端时的关闭绝热状态；所述热力驱动器件包括热敏永磁钢驱动器件、双金属片驱动器件、记忆合金驱动器件、膜盒驱动器件，其特征是传热直筒与内玻璃管或者热管热端底端处采用一维移动副结构低热阻连接；或者传热直筒与一个热汇采用一维移动副结构低热阻连接，所述热汇与热管热端底端处低热阻连接；传热直筒可沿集热元件轴心线方向作前后移动；传热直筒的外端部形状与罩玻璃管尾端内表面相吻合。

【技术特征摘要】
1.减压空晒保护全玻璃真空热管集热元件，由全玻璃真空热管集热元件和置于所述集热元件温度真空隔热层内的空晒保护器组成，全玻璃真空热管集热元件用罩玻璃管封接一体式内玻璃管热管制成，所述集热元件垂直或者倾斜安装，所述热管依靠重力工作，所述空晒保护器由一个与所述热管热端传热连接的热力驱动器件、与热力驱动器件传动连接或者与热力驱动器件一体制造的传热直筒组成，所述空晒保护器具有两种稳定状态：传热直筒伸出传热连接罩玻璃管尾端时的开启导热状态；传热直筒缩回不传热连接罩玻璃管尾端时的关闭绝热状态；所述热力驱动器件包括热敏永磁钢驱动器件、双金属片驱动器件、记忆合金驱动器件、膜盒驱动器件，其特征是传热直筒与内玻璃管或者热管热端底端处采用一维移动副结构低热阻连接；或者传热直筒与一个热汇采用一维移动副结构低热阻连接，所述热汇与热管热端底端处低热阻连接；传热直筒可沿集热元件轴心线方向作前后移动；传热直筒的外端部形状与罩玻璃管尾端内表...

【专利技术属性】
技术研发人员：施国樑，
申请(专利权)人：海宁伊满阁太阳能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：