[发明专利]一种常压回路热管式太阳能供热装置有效
申请号: | 201810927035.8 | 申请日: | 2018-08-15 |
公开(公告)号: | CN109210607B | 公开(公告)日: | 2020-08-11 |
发明(设计)人: | 纪献兵;代超;徐进良 | 申请(专利权)人: | 华北电力大学 |
主分类号: | F24D15/00 | 分类号: | F24D15/00;F28D15/04;F28D15/06 |
代理公司: | 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 | 代理人: | 张文宝 |
地址: | 102206 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 常压 回路 热管 太阳能 供热 装置 | ||
1.一种常压回路热管式太阳能供热装置,包括蒸发系统、冷凝系统、密封系统和补水反馈系统,其特征在于,
所述蒸发系统设置于所述供热装置的下部,包括蒸发室(3)、中空透明板(2)、蒸发壁(6)、绝热壁(5)和蒸汽排出管(10),其中,
所述中空透明板(2)面向大气用于吸收太阳能,
所述绝热壁(5)设置在户外墙壁上,
所述蒸发壁(6)贴着所述绝热壁(5)设置,所述蒸发壁上端安装均流管(4),下端安装水位计(18);
所述冷凝系统设置于供热装置的上部,包括冷凝室(8)、冷凝壁(9)和翅片(7),其中,
所述翅片(7)布置在冷凝室(8)的周围,
所述冷凝壁(9)处理成全疏水表面或者亲-疏水间隔布置的混合表面;
所述密封系统包括水槽(12)、压力平衡管(17)和逆止阀(20),所述冷凝室(8)通过压力平衡管(17)与水槽(12)连接形成液封,
所述水槽(12)放置在空气中,从而维持供热装置内部正常工作时的压力为常压,
所述逆止阀(20)设置在压力平衡管(17)上;
所述补水反馈系统包括补水管(16)、液体回流管(11)、阀门(13)、均流管(4)、反馈电路(14)、水位计(18),其中,
所述水槽(12)通过补水管(16)与液体回流管(11)相连,水槽(12)设置为高位而液体回流管(11)设置为低位,
所述补水管(16)与液体回流管(11)之间设置有阀门(13),所述阀门(13)通过反馈电路(14)与水位计(18)相连,
所述水位计(18)设置在所述蒸发室(3)底部,通过反馈电路(14)将水位信号传递给阀门(13),自动控制补水管(16)与液体回流管(11)的连接状态,从而进行补水操作;
所述蒸发系统和所述冷凝系统通过蒸汽排出管(10)和液体回流管(11)连接形成回路热管。
2.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,所述中空透明板(2)的内部空间设置成薄空间,材质选用玻璃或者有机材料。
3.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,所述蒸发壁(6)的一种处理方式为,蒸发壁表面首先经过表面处理工艺,然后在面向太阳辐射的蒸发壁的一侧,将粉末烧结形成多孔金属毛细芯(6a)与多孔纤维毛细芯(6c)间隔布置。
4.根据权利要求3所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,对蒸发壁(6)底部的金属板(6b)进行亲水处理,然后将烧结的多孔金属毛细芯(6a)和多孔纤维毛细芯(6c)间隔布置在面向太阳辐射的一侧。
5.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,所述蒸发壁(6)的另一种处理方式为,对蒸发壁(6)涂黑并打小孔(6e),然后在背向太阳辐射的蒸发壁的一侧,直接覆盖多孔纤维毛细芯(6c),形成一层吸水层。
6.根据权利要求5所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,对蒸发壁(6)壁面涂黑并打小孔(6e),将其做成齿状金属板(6d)。
7.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,在所述冷凝室(8)底部靠近所述冷凝壁(9)的地方设置有开口,与液体回流管(11)连接,并通过液体回流管(11)确保冷凝室(8)与均流管(4)相连,均流管(4)设置在蒸发壁(6)顶端,回流液体通过均流管(4)均匀润湿到蒸发壁(6)上。
8.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,当太阳能辐射强、蒸发增快时,部分蒸汽通过压力平衡管(17)进入水槽(12)形成工质损失,此种情况下运行一段时间后,蒸发室(3)底部补充液体的液面下降,当液面低于水位计(18)设定位置后,水位计(18)形成反馈信号,通过反馈电路(14)传递给阀门(13),然后阀门(13)打开开始补水。
9.根据权利要求1所述的常压回路热管式太阳能供热装置,其特征在于,所述供热装置中不凝性气体排出过程为:所述蒸发系统吸热使液体蒸发,所述供热装置内部压力增大,蒸汽和不凝性气体的混合气体通过所述压力平衡管(17)向外排出;当太阳能辐射较小、蒸发减弱时,通过逆止阀(20)防止水槽(12)内的液体回流进入供热装置内部。
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