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熱管式惠州太陽能熱水器是如何工作的?


惠州太陽能熱水器的熱管是一種導熱性能極高的被動傳熱元件,熱管利用相變原 理和毛細作用,使得它本身的熱傳遞效率比同樣材質的純銅高出幾百倍到數千倍。惠州太陽能熱水器的熱管是一根真空的銅管,里面所注的工作液體是熱傳遞的媒 介。在電子器件散熱應用領域里,最典型的熱傳遞的媒介就是水。使用圓柱形銅 管制成的熱管是最為常見的。熱管壁上有吸液芯結構,依靠吸液芯產生的毛細 力,使冷凝液體從冷凝端回到蒸發端。因為熱管內部抽成真空以后,在封口之前 再注入液體,所以,熱管內部的壓力是由工作液體蒸發后的蒸汽壓力決定的。只要 加熱熱管表面,工作液體就會蒸發。蒸發端蒸汽的溫度和壓力都稍稍高于熱管的其 他部分,因此,熱管內產生了壓力差,促使蒸汽流向熱管內較冷的一端。當蒸汽在 熱管壁上冷凝的時候,蒸汽放出汽化潛熱,從而將熱傳向了冷凝端。之后,熱管使冷凝后的液體再回到蒸發端。只要有熱源加熱,這一過程就會循環進行。
1963年,George M. Grover第一個發明并且制造出了用于太陽能熱水器的熱 管。不過,通用汽車公司早在1935年就申請了類似元件的專利。直到20世紀 80年代,太陽能熱水器用熱管才受到人們的重視。作為高端電子產品的散熱設 備,熱管逐漸被市場所接受。隨著太陽能熱水器對熱管需求的增長,降低了熱管 的制造成本。在20世紀90年代初,熱管開始被用于家用太陽能熱水器。
全玻璃雙真空熱管,是采用高透光率的高硼硅特硬玻璃管材,經過特殊工藝 加工而成,是一個內外雙層管與單層管組成一體,內外管之間為高真空夾層,內 管內腔具有低真空,即雙真空密閉的集熱與傳熱元件。全玻璃雙真空熱管有外玻 璃管(具有耐高溫空曬、不脫膜、抗老化的多金屬碳化陽光吸收膜層SS-C/Cu)、 內玻璃管、相容性螺旋浮液芯、傳導工作液體和支撐卡組成。全玻璃雙真空熱管 內工作液體的傳熱過程包括如下4個環節:
1)熱管的受熱段,管內工作液體從外界熱源獲得蒸發潛熱而汽化。
2)由于熱管內加熱段與冷凝段之間的壓差,蒸汽向冷凝段移動。
3)在冷凝段,熱管內蒸汽放出的冷凝潛熱由外界冷介質帶走,蒸汽凝結為 液體,靠重力的作用回流蒸發段。
4)冷凝液體在旋浮液芯的作用下重新加熱汽化往復運動。

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