[发明专利]一种控温太阳能热管及其生产方法

说明书

本发明提供了一种控温太阳能热管及其生产方法，包括冷凝头和热管段，热管内注有工质，依据冷凝头和热管段内的工质的工作温度不同，冷凝头和热管段选取不同屈服强度的铝合金，为了提高换热效果在冷凝头的内壁加工有齿状翅片；结合热管的使用工况可以选择适当的工质，依据热管失效温度确定充装量。其中本发明的有益效果是：降低热管生产成本的同时减轻热管的重量，换热效率高，依据热管的使用工况选用工质并对工质的充装量进行精确的计算实现热管的精准控温。

技术领域

本发明涉及太阳能光热利用技术领域，特别涉及一种控温太阳能热管及其生产方法。

背景技术

可再生能源的利用是人类应对能源危机的主要措施。太阳能作为一种可再生的清洁能源在热水器的领域中得到广泛的应用。市场上常用的太阳能集热器主要有平板集热器、全玻璃真空管集热器、U型管集热器和热管集热器。太阳能热管集热器相较于其他形式的集热器因其具有热效率高、抗冻性能强、升温迅速、热损低等特点使其受到广泛关注。

现用于太阳能热管集热器内的重力热管的材质多采用铜，热管的工质为水。当夏季太阳辐射强度高时，集热系统内的热量过剩会引起安全阀泄压、设备高温老化、防冻液碳化导致传热能力损失等高温问题。因太阳能热管集热器的加工成本高、控温方式复杂成为我国推广热管集热器的主要障碍。

专利CN105865239A公开了一种自动感温阻断式防过热热管，该热管在冷凝段内靠近蒸发段的位置设置了自动阻断装置，用于应对太阳能热水器系统在气温较高的情况下出现系统过热的问题。虽然可以有效地进行控温，但是热管内部结构复杂，加工困难。专利CN112880209A公开了一种太阳能充气控温热管装置，该热管的内腔顶部设置有贮气室，贮气室内注有不凝性气体，贮气室将冷凝管分为两部分，通过热管内水汽压力的变化推动贮气室内的气体体积的变化实现对热管温度控制的提高。但是热管内部工质采用水且结构复杂。

因此需要提供一种结构简单、换热效率高、可实现控温且使用寿命较长的太阳能热管以及其加工方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种结构简单、能够实现精准控温的控温太阳能热管及其生产方法，本发明的技术方案是这样实施的：

一种控温太阳能热管，包括冷凝头和热管段，所述冷凝头和所述热管段相连接，所述冷凝头和所述热管段采用不同屈服强度的铝合金，所述冷凝头包括封头段、冷凝段和连接段，所述连接段与所述热管段相连接，所述冷凝段连接所述封头段和所述连接段，所述冷凝段的内壁加工有齿状翅片；所述冷凝头和所述热管段内注有工质，所述工质的临界温度为100-200℃。

优选地，所述冷凝头的材质包括6063铝合金。

优选地，所述热管段的材质包括5系铝合金、7系铝合金或者铝铼合金。

优选地，所述热管段的内壁形状包括光管、螺纹管和翅片管。

一种控温太阳能热管的生产方法，根据上述的任一一种控温太阳能热管，具体包括如下步骤：S1：铝合金的型材经过普通挤压后在经自动车床旋压形成所述带齿状翅片的冷凝头；S2：选取的铝合金型材经过穿孔挤压后形成所述热管段；S3：将所述热管段与所述冷凝头通过高频焊机进行焊接；S4：使用抽真空机组进抽真空；S5：使用充装机组充装工质；S6：充装完成后使用液压缩管机进行缩管；S7：对所述热管段进行封焊；其中，S5中工质充装量为设定的热管失效的温度T相对应的充装量。

优选地，在所述S4中，当真空度10^-3Pa时，完成抽真空。

优选地，在所述S5中工质的充装精度为±0.1g。

优选地，在所述S7中采用包括氩弧焊、点焊、超声波焊或钎焊对所述热管段进行封焊。