| 熱管式玻璃真空集熱管 |
| Heat Pipe Evacuated Collector Tube |
在熱傳遞一節(jié)中介紹了有相變的對(duì)流傳熱原理和利用該原理工作的熱管，這里介紹熱管在太陽(yáng)能集熱器中的應(yīng)用。 這是一種蒸發(fā)段與冷凝段直徑不同的重力熱管，它采用蒸發(fā)與凝結(jié)過(guò)程進(jìn)行熱交換，有很好的傳熱效果。這種熱管的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖，熱管的下部是尾端封□的細(xì)銅管（蒸發(fā)段），在蒸發(fā)段兩側(cè)焊有金屬吸熱板，板上覆蓋有吸收太陽(yáng)能的涂層；在熱管上部有直徑較粗的冷凝段，它是熱管與外界交換熱量的部分。下圖中下方是剖面圖，上方是完整圖。 |
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熱管是封閉的，在熱管中裝有一定量的傳熱工質(zhì)（通常是純凈水），并抽真空。下圖顯示熱管的工作原理（為顯示清楚，將熱管加粗）：在陽(yáng)光照射下，蒸發(fā)段內(nèi)工質(zhì)被加熱沸騰，氣態(tài)工質(zhì)迅速上升到冷凝段（紅色箭頭），在冷凝段釋放出潛熱傳給外面的水后又凝結(jié)為液態(tài)，液態(tài)工質(zhì)靠重力流回蒸發(fā)段（藍(lán)色箭頭），由于工質(zhì)氣化要吸收大量熱量、凝結(jié)時(shí)會(huì)釋放出大量熱量，氣態(tài)與液態(tài)密度又相差巨大，所以這種熱管的傳熱效果是很好的。 |
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下圖的下方是熱管安裝在真空玻璃管的剖面圖，上方是完整的熱管式真空集熱管。 |
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把玻璃管做成單層的，可加大吸熱板的面積，如下圖所示，但要在管內(nèi)抽真空就必須解決管口的密封問(wèn)題，玻璃與銅的熱膨脹系數(shù)相差很大，密封隔熱管堵的材料與封裝技術(shù)是很關(guān)鍵的。 下圖是熱管式單層真空玻璃集熱管。 |
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用數(shù)根熱管式真空集熱管組裝成熱管式真空集熱器，熱管的冷凝段插在聯(lián)集管中，聯(lián)集管包有保溫層（實(shí)際的聯(lián)集管較復(fù)雜，這里僅為示意圖），冷水進(jìn)入聯(lián)集管內(nèi)從熱管的冷凝段取到熱量再?gòu)妮敵龅接脩簟? |
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由于是重力熱管，為保證熱管的正常運(yùn)行，熱管的冷凝段要在上方，至少要保持與地面有15度的傾角。 熱管式真空集熱管有許多優(yōu)點(diǎn)：由于水不接觸玻璃管，可經(jīng)受冷熱沖擊、不怕曝曬與冰凍、不怕水壓高，維修較方便；熱管蒸發(fā)段容積小，太陽(yáng)照射時(shí)升溫快；有專(zhuān)制的熱管用聯(lián)集管，使熱管的安裝與更換非常方便。 |
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