集熱管原理是什么

【專家解說】：1 全玻璃真空集熱管，內(nèi)管利用黑色涂層吸收陽光熱能輻射，將光能轉(zhuǎn)換成熱能，利用冷水比熱水重的原理，近使熱水向上浮升，達(dá)到自然循環(huán)的目的，使太陽能熱水器水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度。 首先液態(tài)物質(zhì)在導(dǎo)熱管熱端吸熱，揮發(fā)為氣體，同時吸收大量熱。氣體運動到冷端，遇冷凝結(jié)為液體，釋放大量熱。冷凝的液體在重力或毛細(xì)(或其它方式)作用下重新回到熱端，進(jìn)入下一循環(huán)。管內(nèi)抽取真空，可以保證液體的汽化不受管內(nèi)空氣氣壓影響。 由于真空集熱管呈圓柱形，對陽光具有自動跟蹤的特點。因此，只要有陽光，設(shè)備即可工作，即使在嚴(yán)寒的冬天，熱水器也可以正常使用。 因此導(dǎo)熱管在冷端和熱端溫差很小的情況下仍可以正常工作，并具有超導(dǎo)熱性。 真空集熱管內(nèi)外玻璃層抽真空，象保溫瓶一樣具有很好的保溫性(非真空夾層效果會差很多)，使吸收的熱量較少外傳。 2 熱管式集熱管的工作原理 當(dāng)陽光射在真空管內(nèi)的吸熱片上，熱管內(nèi)的工質(zhì)受熱沸騰汽化，蒸汽不斷沖向頂部的冷凝端，在冷凝端冷凝變成液體，冷凝的工質(zhì)沿管壁流回?zé)峁艿恼舭l(fā)段，完成一個循環(huán)。這種在一端吸熱汽化而在另一端凝結(jié)放熱，通過內(nèi)部相變實現(xiàn)熱量傳遞的熱管，習(xí)慣稱為重力熱管。熱管的內(nèi)部沒有吸熱芯，凝結(jié)的液體從凝結(jié)段回流到蒸發(fā)段是依靠凝結(jié)液自身的重力，不需要外部動力而自動循環(huán)，這就是熱管式真空管的集熱過程。由于熱管是依靠重力使工質(zhì)循環(huán)的，在使用中必須將蒸發(fā)段置于凝結(jié)段的下方。若蒸發(fā)段置于凝結(jié)段的上方，重力對凝結(jié)液的回流會起阻礙作用，這時沒有動力使凝結(jié)液返回到蒸發(fā)段，熱管就不能工作。所以熱管也可以稱之為單向傳熱的熱二極管。熱管的這種特性非常適用于太陽能集熱器，它可以將吸收的太陽能熱量傳送至水箱，將水加熱，而反向不可逆。也就是說，白天吸熱，晚上不放熱。這對減少集熱器的熱損失，提高集熱器的保溫性能是十分有益的。 由于熱管主要依靠工質(zhì)相變時吸收和釋放潛熱以及蒸汽流動傳輸熱量，而大多數(shù)工質(zhì)的汽化潛熱是很大的，因此不需要很大的蒸發(fā)量就能傳遞大量的熱。當(dāng)蒸汽處于飽和狀態(tài)，其流動和相變時的溫差很小，而管壁又比較薄，故熱管的表面溫度梯度很小。當(dāng)熱流密度很低時，可以得到高度等溫的表面，提高導(dǎo)熱系數(shù)。熱管的安裝傾角對傳熱性能有一定的影響。對于一定的充液比，當(dāng)傾角較小時，傳熱率隨傾角的變化迅速上升;當(dāng)超過某一傾角時，傳熱率的變化變得很平坦，傾角對傳熱率的影響較小。當(dāng)傾角為20°~45°時，傳熱效率最高，其中以40°時為最佳。熱管安裝傾角范圍由當(dāng)?shù)氐乩砭暥葲Q定，而在我國境內(nèi)，從廣州到哈爾濱的緯度為N23°~N45°，傾角均在傳熱效率高的范圍內(nèi)，這對于熱管作為集熱器是十分有利的，可以最大限度地提高熱管的傳熱效率。熱管具有啟動工作溫度低、熱損少、管內(nèi)不結(jié)垢、不炸管、全年使用不結(jié)凍、集熱效率高、使用壽命長等特點