專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)罩玻管可控散熱的真空集熱元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通過(guò)罩玻管可控散熱的真空集熱元件。
背景技術(shù)：
隨著太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的充分展開(kāi)，需要具有空曬保護(hù)功能的太陽(yáng)能真 空集熱元件。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供通過(guò)罩玻管可控散熱的真空集熱元件。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案在集熱元件吸收體和罩玻管之
間，用活動(dòng)傳熱件和與吸收體低熱阻連接的熱力換能驅(qū)動(dòng)件，或者用順磁材料活動(dòng)傳熱件
和傳動(dòng)磁排組成可控傳熱通道，制造通過(guò)罩玻管可控散熱的真空集熱元件。磁力傳動(dòng)件包
括采用永磁材料和電磁鐵。 本實(shí)用新型的有益效果包括可控傳熱通道置于真空隔熱層中不改變對(duì)現(xiàn)有集熱 元件的使用要求和習(xí)慣。采用熱力換能驅(qū)動(dòng)件可以集溫控系統(tǒng)的檢測(cè)、比較和執(zhí)行環(huán)節(jié)于 一體并且無(wú)需外部能源供應(yīng)，結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠。驅(qū)動(dòng)件置于集熱元件外方便調(diào)整空曬保 護(hù)系統(tǒng)的工作點(diǎn)，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)控制。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是一個(gè)熱力驅(qū)動(dòng)的空曬保護(hù)全玻璃熱管真空集熱管結(jié)構(gòu)示圖。
圖2是一個(gè)外置驅(qū)動(dòng)的空曬保護(hù)蓄熱式真空集熱元件結(jié)構(gòu)示圖。 圖3是一個(gè)外置電磁驅(qū)動(dòng)的空曬保護(hù)真空集熱元件結(jié)構(gòu)示圖。 圖4是一個(gè)工作點(diǎn)可調(diào)熱力驅(qū)動(dòng)的空曬保護(hù)蓄熱式真空集熱元件結(jié)構(gòu)示圖。 圖5是另一個(gè)工作點(diǎn)可調(diào)熱力驅(qū)動(dòng)的空曬保護(hù)蓄熱式真空集熱元件結(jié)構(gòu)示圖。
圖中1.吸收體；2.罩玻管；3.活動(dòng)傳熱件；4.驅(qū)動(dòng)件；5.墊片；6.傳動(dòng)磁排；
7.磁塊；8.蓄熱體；9.換熱器；10.滑道；11.傳動(dòng)桿；12.內(nèi)磁體；13.電磁鐵；14.控制器；
15.冷端；16.外磁體；17.絲桿；18.傳熱件；19.縮頸段；20.絕熱件。
具體實(shí)施方式
圖1實(shí)施例，在吸收體1和罩玻管2之間設(shè)置活動(dòng)傳熱件3和一個(gè)與吸收體1低
熱阻連接的雙金屬片熱力換能驅(qū)動(dòng)件4組成一個(gè)可控傳熱通道。熱力換能驅(qū)動(dòng)件利用熱能
做功，包括雙金屬片、記憶合金和膜盒(又稱(chēng)彈性元件)驅(qū)動(dòng)件，簡(jiǎn)稱(chēng)熱力驅(qū)動(dòng)件。
圖1中，驅(qū)動(dòng)件4兩端各與兩片"L"型活動(dòng)傳熱件3連接。活動(dòng)傳熱件3與吸收
體1之間襯有墊片5。驅(qū)動(dòng)件4及墊片5可用金屬絲或卡簧固定于吸收體1上。 陽(yáng)光透過(guò)罩玻管2照到吸收體1上變?yōu)闊崮?。正常集?空曬保護(hù)時(shí)，驅(qū)動(dòng)件4和活動(dòng)傳熱件3的狀態(tài)如虛線(xiàn)/實(shí)線(xiàn)示驅(qū)動(dòng)件4呈彎曲/平直狀態(tài)使活動(dòng)傳熱件3脫離 /接觸罩玻管2，這時(shí)吸收體1與罩玻管2之間處于高/低熱阻狀態(tài)。
圖1實(shí)施例空曬保護(hù)時(shí)，通過(guò)罩玻管2散發(fā)的熱能 Q = KXSXA°C ......① 式①中，K為傳熱系數(shù)。風(fēng)速3米/秒時(shí)K值取20千卡/m7時(shí)。S為散熱物體表 面積；對(duì)1. 8米①58集熱管，每組散熱點(diǎn)面積取0. 007m2。 A "C為散熱物體表面溫度與環(huán)境 溫度之差。在環(huán)境溫度5(TC、空曬保護(hù)溫度105t:時(shí)，A t:取40°C (整個(gè)散熱面平均值)。 將K、 S和A t:代入式①，得Q = 5. 6大卡/時(shí)。通常需要多組活動(dòng)傳熱件進(jìn)行空曬保護(hù)。 采用活動(dòng)傳熱件與罩玻管的接觸面有個(gè)小傾角和采用彈性活動(dòng)傳熱件的設(shè)計(jì)，可 以使傳熱面積與驅(qū)動(dòng)件對(duì)活動(dòng)傳熱件的驅(qū)動(dòng)力成正比?？諘癖Ｗo(hù)效果更好。
圖1實(shí)施例中，可省略活動(dòng)傳熱件而用雙金屬片驅(qū)動(dòng)件4兼作活動(dòng)傳熱件組成可 控傳熱通道。這時(shí)，雙金屬片驅(qū)動(dòng)件4應(yīng)設(shè)計(jì)成受熱上翹。 圖2實(shí)施例，用若干采用順磁材料制造的活動(dòng)傳熱件3、一個(gè)置于罩玻管2外的傳 動(dòng)磁排6，組成一個(gè)可控傳熱通道。傳動(dòng)磁排6受約束可沿其軸心線(xiàn)作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其上 設(shè)置有多個(gè)磁塊7用于同時(shí)驅(qū)動(dòng)多處活動(dòng)傳熱件3。 陽(yáng)光透過(guò)罩玻管2照到吸收體1上變?yōu)闊崮?，使蓄熱體8溫度上升。熱能可通過(guò) 換熱器9取出。需要/不需要空曬保護(hù)時(shí)，采用電動(dòng)、氣動(dòng)等方式令傳動(dòng)磁排6右移/左移 帶動(dòng)各磁塊7靠近/遠(yuǎn)離各活動(dòng)傳熱件3并使活動(dòng)傳熱件3的自由端受吸上翹/復(fù)位下垂 與罩玻管2接觸/脫離，傳動(dòng)磁排6上各磁塊7和活動(dòng)傳熱件3處于圖中實(shí)線(xiàn)/虛線(xiàn)位置。 吸收體1與罩玻管2之間處于低/高熱阻狀態(tài)。 圖3實(shí)施例，罩玻管2內(nèi)，金屬熱管真空集熱管管板吸收體l上設(shè)置有若干斜面滑 道10。 "V"型活動(dòng)傳熱件3受約束可以沿滑道10作往復(fù)移動(dòng)，并通過(guò)傳動(dòng)桿11與內(nèi)磁體 12連接。"V"型活動(dòng)傳熱件3、傳動(dòng)桿11、內(nèi)磁體12、靠近內(nèi)磁體12的外置驅(qū)動(dòng)件電磁鐵 13以及微電子控制器14 一起組成一個(gè)可控傳熱通道。 陽(yáng)光透過(guò)罩玻管2照到吸收體1上變?yōu)闊崮芡ㄟ^(guò)熱管冷端15輸出。正常集熱/ 空曬保護(hù)時(shí)，控制器14使相關(guān)電磁鐵13失電/得電，傳動(dòng)桿11右/左移，使各"V"型活動(dòng) 傳熱件3沿滑道10移動(dòng)與罩玻管2接觸/脫離如虛線(xiàn)/實(shí)線(xiàn)示。吸收體1與罩玻管2之 間處于高/低熱阻狀態(tài)。 圖4實(shí)施例，順磁材料活動(dòng)傳熱件3和與熱力換能雙金屬片驅(qū)動(dòng)件4相連接的傳 動(dòng)磁排6組成一個(gè)熱力驅(qū)動(dòng)的可控傳熱通道。驅(qū)動(dòng)件4與吸收體1低熱阻連接。真空隔熱 層內(nèi)有與傳動(dòng)磁排6連接的內(nèi)磁體12，在離內(nèi)磁體12距離50毫米以?xún)?nèi)的罩玻管2外側(cè)含 有可移動(dòng)外磁體16。內(nèi)磁體12、外磁體16和調(diào)節(jié)絲桿17組成一個(gè)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 正常集熱/空曬保護(hù)時(shí)，如圖中虛線(xiàn)/實(shí)線(xiàn)示工作點(diǎn)以下/上的溫度使雙金屬片 驅(qū)動(dòng)件4右/左彎，傳動(dòng)磁排6右/左移，活動(dòng)傳熱件3受到/不受磁塊7吸引，與罩玻管 2脫離/接觸。吸收體1與罩玻管2之間處于高/低熱阻狀態(tài)。 通過(guò)絲桿17調(diào)節(jié)外磁體16與內(nèi)磁體12之間的距離，可以改變這兩個(gè)磁性體16、 12之間的相互作用力，對(duì)可控傳熱通道的工作點(diǎn)即集熱元件的空曬保護(hù)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 圖5實(shí)施例，用順磁材料活動(dòng)傳熱件3、雙金屬片驅(qū)動(dòng)件4和傳動(dòng)磁排6組成一個(gè) 熱力驅(qū)動(dòng)的可控傳熱通道(圖5實(shí)施例空曬保護(hù)原理同圖4實(shí)施例)。真空隔熱層內(nèi)含有與吸收體1、驅(qū)動(dòng)件4和罩玻管2低熱阻連接的傳熱件18，與傳熱件18低熱阻連接的罩玻 管2外側(cè)縮頸段19處含有可移動(dòng)絕熱件20。絕熱件20與集熱元件尾部通過(guò)移動(dòng)副連接。 調(diào)節(jié)絕熱件20遮蓋縮頸段19的面積，可在1 5瓦范圍內(nèi)改變傳熱件18通過(guò)縮 頸段19的散熱功率。相應(yīng)地，空曬保護(hù)溫度工作點(diǎn)在C工+20 C工-2(TCt:范圍變動(dòng)(C工 為可控傳熱通道空曬保護(hù)標(biāo)稱(chēng)溫度)。即縮頸段19散熱多/少，雙金屬片驅(qū)動(dòng)件4的溫度 低/高，空曬保護(hù)工作點(diǎn)溫度高/低。
權(quán)利要求通過(guò)罩玻管可控散熱的真空集熱元件，用活動(dòng)傳熱件和與吸收體低熱阻連接的熱力換能驅(qū)動(dòng)件，或者用順磁材料活動(dòng)傳熱件和傳動(dòng)磁排組成可控傳熱通道，其特征在于在集熱元件吸收體和罩玻管之間含有可控傳熱通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空集熱元件，其特征在于含有雙金屬片驅(qū)動(dòng)件，雙金屬片 驅(qū)動(dòng)件兩端各與兩片"L"型活動(dòng)傳熱件連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空集熱元件，其特征在于含有兼作活動(dòng)傳熱件的雙金屬片 驅(qū)動(dòng)件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空集熱元件，其特征在于含有采用順磁物質(zhì)制造的活動(dòng)傳 熱件和一個(gè)置于罩玻管外的傳動(dòng)磁排。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空集熱元件，其特征在于含有由一個(gè)雙金屬片驅(qū)動(dòng)件和傳 動(dòng)磁排組成的熱力驅(qū)動(dòng)的可控傳熱通道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空集熱元件，其特征在于金屬熱管真空集熱管管板吸收體 上設(shè)置有若干斜面滑道；若干"V"型活動(dòng)傳熱件受約束可以沿斜面滑道作往復(fù)移動(dòng)，"V"型 活動(dòng)傳熱件通過(guò)傳動(dòng)桿與內(nèi)磁體連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空集熱元件，其特征在于真空隔熱層內(nèi)含有與傳動(dòng)磁排連 接的內(nèi)磁體，在離內(nèi)磁體50毫米以?xún)?nèi)的罩玻管外側(cè)含有可移動(dòng)外磁體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空集熱元件，其特征在于真空隔熱層含有與吸收體、熱力 驅(qū)動(dòng)件和罩玻管低熱阻連接的傳熱件，與傳熱件低熱阻連接的罩玻管外側(cè)含有可移動(dòng)絕熱 件。
專(zhuān)利摘要通過(guò)罩玻管可控散熱的真空集熱元件，用活動(dòng)傳熱件和與吸收體低熱阻連接的熱力換能驅(qū)動(dòng)件，或者用順磁材料活動(dòng)傳熱件和傳動(dòng)磁排組成可控傳熱通道，其特征在于在集熱元件吸收體和罩玻管之間含有可控傳熱通道。本實(shí)用新型的有益效果包括可控傳熱通道置于真空隔熱層中不改變對(duì)現(xiàn)有集熱元件的使用要求和習(xí)慣。采用熱力驅(qū)動(dòng)件可以集溫控系統(tǒng)的檢測(cè)、比較和執(zhí)行環(huán)節(jié)于一體并且無(wú)需外部能源供應(yīng)，結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠。驅(qū)動(dòng)件置于集熱元件外方便調(diào)整工作點(diǎn)，還可進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)控制。
文檔編號(hào)F24J2/46GK201488368SQ200920209158
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者施國(guó)梁 申請(qǐng)人:施國(guó)梁