專利名稱：一種高效傳熱裝置及應(yīng)用該裝置的太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高效傳熱裝置，特別涉及傳熱管內(nèi)介質(zhì)發(fā)生相變的傳熱裝置，以及應(yīng)用這種裝置的太陽能熱水器。
眾所周知，熱傳遞過程中傳熱介質(zhì)如有相變，則由于潛熱的放出或吸收會使熱量大大增加，人們常將這種裝置應(yīng)用于空調(diào)、冰箱等制冷領(lǐng)域。但是在現(xiàn)有技術(shù)中這種傳熱管內(nèi)有相變的傳熱裝置通常都有壓縮機，使裝置變得復(fù)雜。
本實用新型的目的是提供一種不帶壓縮機的高效傳熱裝置，其傳熱管內(nèi)介質(zhì)在傳熱過程中不斷發(fā)生相變，從而達到極高的傳熱效率。
本實用新型的另一目的是提供應(yīng)用這一傳熱裝置的太陽能熱水器。
本實用新型的目的通過如下技術(shù)方案達到所述高效傳熱裝置的構(gòu)造為由銅管等高導(dǎo)熱材料管構(gòu)成的一個加熱端及一個冷卻端；所述加熱端及冷卻端之間的連通管道；配置在加熱端或冷卻端的至少一個單向流動裝置，以及充填入裝置內(nèi)的相變介質(zhì)，工作中所述加熱端在垂直方向上位于冷卻端的下方，以保證有液體介質(zhì)不斷補充流入加熱端。
所述分體太陽能熱水器的構(gòu)成為將上述高效傳熱裝置的加熱端適配在不同種類的太陽能集熱器(板)上，將冷卻端適配在安置于室內(nèi)(廚房、廁所或其它配套房間內(nèi))的水箱中，水箱中有自動進水和放水裝置，太陽能集熱板可放置于陽臺、窗外或向陽面墻壁上，構(gòu)成分體太陽能熱水器。
本實用新型的優(yōu)越性是明顯的。在上述高效傳熱裝置中只要冷熱端存在溫差，則會產(chǎn)生傳熱介質(zhì)的相變，伴隨著潛熱轉(zhuǎn)換，造成極高的傳熱效率。并且該裝置不需要電機、壓縮機等動力裝置，構(gòu)造簡單，成本低廉，易于安裝，運行可靠，并且傳熱效率極高。試驗證明本實用新型的經(jīng)濟效益十分可觀。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明


圖1為本實用新型的高效傳熱裝置示意圖；圖2為
圖1中單向閥放大的剖面圖；圖3為應(yīng)用該傳熱裝置的分體太陽能熱水器的示意圖。
附圖中，相同部件以相同標號表示。
圖1中標號10代表本實用新型的整個高效傳熱裝置。標號1、2、分別表示傳熱裝置的加熱端及冷卻端，其形式可以是盤繞的光管或翹片管，3為連接加熱端1、冷卻端2的中間輸送管，一般為直的光管。上述管道1—3共同構(gòu)成一個封閉回路，它們可由銅管等高導(dǎo)熱性壓力管構(gòu)成。
在加熱端1及中間輸送管3的交接處，提供有兩個單向閥4。圖2為其放大的剖視圖。其構(gòu)成為，在一圓柱形銅塊21上提供兩個不同直徑的通孔22、23，一個鋼球24置于其間，“坐”在兩個孔22、23之間的臺肩25上，臺肩25為弧形面，其下部與鋼球接觸部分形成密封面，該密封面可通過鋼球擠壓銅柱的臺肩25形成。鋼球24的上方裝有一限位銷26，在另一實施例中26也可作成限位凸的形式，即相當(dāng)于把銷26中間部分切斷，只留下兩個凸出端部，以限定鋼球24的位移。
值得說明的是，鋼球24的大小及其與限位銷之間的距離，需根據(jù)不同的應(yīng)用場合，經(jīng)試驗確定，一般而言，鋼球尺寸小于30mm，其與限位銷之間距離小于10mm。在安裝中，需要使閥4相對于水平面向上傾斜5°—45°角，以使閥4的鋼球24在啟動前處于關(guān)閉狀態(tài)。
傳熱回路1—3中充入適量流動性好、可相變的介質(zhì)，如氟利昂、酒精、水、戊烷、共沸溶液(R501、R502、R503、R504)等。本傳熱裝置中根據(jù)工作條件、應(yīng)用場合，常溫下充液比一般對氟利昂而言為20—80％，即在常溫下，充液完成后，回路中的傳熱介質(zhì)的液體所占比例為20～80％，其余以汽態(tài)形式存在。
傳熱裝置的加熱端在垂直方向上宜安裝于冷卻端的下方，在工作時，裝置加熱端1受熱，其中的液態(tài)介質(zhì)會吸收熱量汽化，體積膨脹，壓力升高，從而沖開
圖1中的上方單向閥4，經(jīng)上方中間管3到達冷卻端2。由于冷卻端2溫度低于介質(zhì)的相變點，故介質(zhì)將變?yōu)橐簯B(tài)，放出潛熱，同時體積減小，壓力下降，由前述壓力升高的氣體推動和借助于液柱的重力作用，經(jīng)下方中間管3、單向閥4，返流至加熱端1的下端盤管中，形成液—汽—液的變化及循環(huán)流動，在冷、熱端相變，伴隨著潛熱的發(fā)生，產(chǎn)生極高的傳熱效率，理論上說，只要加熱端1和冷卻端2之間存在著溫差，就會有上述傳熱循環(huán)過程。
在上述例子中，加熱端提供有兩個單向閥，但在應(yīng)用中也可視情況在冷卻端設(shè)置單向閥，其數(shù)目和位置可以變化，但至少要有一個單向閥。
上述實施例中，閥4的臺肩25為弧形面，顯然，它也可作成錐形面等，其下部擠壓出密封面；球24也可作成錐體形式。閥4與管道1—3，2—3之間的連接可通過焊接實現(xiàn)；亦可通過將銅柱21放入管道中，擠壓鄰近銅柱21兩端的銅管，使閥4定位。
另外，由于加熱端1及冷卻端2為工作區(qū)(傳熱區(qū))，中間管3起傳輸作用，故應(yīng)用中管3常覆以隔熱材料。
下面說明上述高效傳熱裝置的應(yīng)用設(shè)備分體式太陽能熱水器。
圖3示出本實用新型的分體式太陽能熱水器，其整體以60代表，圖中將高效傳熱裝置10的加熱端1適配在吸陽板61表面上(可采用覆蓋、浸液等方式)，形成集熱部件。在加熱端1中被加熱的介質(zhì)汽化，增壓，順向沖開閥門4，經(jīng)管路3進入設(shè)在水箱62(可裝于室內(nèi))的底部的冷卻端2。介質(zhì)在水箱中受冷液化，放出潛熱，加熱了水箱中的水。安裝中要使受陽板61在垂直方向低于水箱62。介質(zhì)在加熱端1膨脹壓力的作用下，借助于重力，流回加熱端，不斷循環(huán)，完成加熱水箱62中的水至所需溫度的目的。
在夜間，當(dāng)加熱板61處于低溫狀態(tài)時，借助于重力和單向閥阻力的作用，介質(zhì)停止流動，水箱中的水處于保溫狀態(tài)。
因所充介質(zhì)為耐寒物質(zhì)，故冬季不需作防寒處理，只要有陽光，即可隨時啟動，工作。
水箱中可附加自動上水及放水開關(guān)，使用方便。
吸陽板可掛在向陽面的陽臺外，窗臺上下，及任何向陽的墻壁或柱子上，不必一定安在屋頂，為安裝提供了巨大的方便。
以上說明了本實用新型的幾種實施例，但還可有其它形式及變化，均體現(xiàn)在所附權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種太陽能熱水器(60)，其特征在于，其由受陽板(61)、水箱(62)及高效傳熱裝置(10)組合構(gòu)成將裝置(10)的加熱端(1)緊鄰受陽板(61)安裝，將裝置(10)的冷卻端(2)裝于水箱(62)底部，安裝中，使受陽板(61)在垂直方向上低于水箱(62)。
專利摘要本實用新型涉及一種高效傳熱裝置，該裝置包括由銅等高導(dǎo)熱材料構(gòu)成的一個加熱端1和一個冷卻端2；所述加熱端及冷卻端之間的連通管道3，共同構(gòu)成一個封閉的傳熱回路；配置在加熱端或冷卻端的至少一個單向閥4，以及充填入該傳熱回路內(nèi)的可相變介質(zhì)，工作中所述加熱端1在垂直方向位于所述冷卻端2的下方，以保證有液態(tài)介質(zhì)不斷補充流入加熱端1，本實用新型還涉及應(yīng)用這種傳熱裝置的太陽能熱水器。
文檔編號F24J2/32GK2226256SQ95221088
公開日1996年5月1日 申請日期1995年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月26日
發(fā)明者王俊良, 丁印深, 弋岷生, 王建幫, 唐遇鶴 申請人:王俊良, 丁印深