全玻璃熱管，全稱為全玻璃雙真空太陽集熱管，是採用高透光率的高硼矽特硬玻璃管材，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即集熱器。
基本介紹
- 中文名：全玻璃熱管
- 外文名：Glass Heat Pipe
- 能源：太陽能
熱管概念,工作原理,
熱管概念
熱管是一種具有很高傳熱性能的元件。早在1942年R.S.Gaugler就曾提出熱管的原理，然而他的想法未能得到引用和發展。直到1964年美國Los Alamos科學實驗室的G.M.Grover等人獨立地發明了類似Gaugler提出地一種傳熱元件，並且將此元件命名為“Heat Pipe”（即熱管），在美國《套用物理》雜誌上公開發表了第一篇熱管論文。此後吸引了許多國家的科學技術工作者進行了大量實驗及理論研究工作，使熱管得到迅速地發展。熱管在許多領域的運用已經是很成熟了，例如：電子器件、電氣設備的冷卻和宇宙飛船等空間飛行器的溫度控制，鍋爐餘熱回收，深冷外科探針與永久凍土穩固設施等。近二十年來，熱管因其優良的性能而逐漸被運用到太陽能熱利用方面。
工作原理
1.全玻璃雙真空太陽集熱管（熱管）的工作原理
全玻璃雙真空太陽集熱管，是採用高透光率的高硼矽特硬玻璃管材，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即集熱器。總成有外玻璃管；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）；
太陽能真空管的更新換代產品內玻璃管；相容性螺旋浮液芯和傳導工作液體和支撐卡組成。管的一端為太陽集熱管，即蒸發段，另一端為冷凝段，即熱交換段。當蒸發段吸收太陽輻射熱能受熱時，浮液芯中的液體蒸發汽化，蒸汽在壓差的作用下，以聲速流向冷凝段，並釋放出熱能後凝結成液體，液體再沿管壁回流蒸發段，周而復始。利用管內工作液體的汽化，液化相變超導循環過程，連續地將熱管地一端傳導至另一端。
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） 由於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，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） 冷凝液體在吸浮液芯的作用下重新加熱汽化往復運動。
2.全玻璃雙真空熱管的基本特性
熱管內部主要是靠工作液體的相變和蒸汽流動來傳遞熱量的。做為一種傳熱元件，它具有以下基本特性。
（1） 極高的導熱性。熱管內部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻小，因此具有很高的導熱能力。與銀、銅、鋁等導熱係數較大的金屬相比，單位重量的熱管可多傳遞幾個數量級的熱量。
（2） 優良的等溫性。熱管內腔的蒸汽是處於飽和狀態，飽和蒸汽從蒸發段流向冷凝段所產生的壓降很小，溫降亦很小。因而熱管具有優良的等溫性。
（3） 熱流密度可變性。可以根據需要改變熱管蒸發段或冷凝段的加熱面積，從而改變其熱流密度。
3.熱管的分類
根據熱管的工作溫度、結構、材質和工作液體等的不同，通常有如下幾種分類方法。
（1） 按照熱管工作溫度不同，熱管可分為低溫熱管、常溫熱管、中溫熱管和高溫熱管。
（2） 按照熱管工作液體回流方式不同，熱管可分為旋轉熱管、電流動力學熱管、磁流體動力熱管、電滲透熱管、重力熱管和重力輔助熱管等。
（3） 按照熱管管殼與工作液體的組合方式不同，熱管可分為銅－水熱管、碳鋼－水熱管、銅鋼複合－水熱管、鋁－丙酮熱管和不鏽鋼－鈉熱管等。
（4） 按照熱管的結構形式不同，可分為普通熱管、分離式熱管、毛細泵迴路熱管、微型熱管、平板熱管和徑向熱管等。
（5） 按照熱管的功用不同，可分為傳輸熱量的熱管、熱二極體、熱開關、熱控制用熱管、仿真熱管和製冷熱管等。
全玻璃雙真空太陽集熱管在太陽能熱利用中的套用
1.熱管式全玻璃真空太陽熱水器和集熱器
我國生產的直插緊湊式全玻璃真空管熱水器已有完善的結構形式，成本較低，效率較高。但這種產品也存在著一些缺點，如不能承壓，只能作為落水使用，出水壓力小；一支玻璃管破損，水箱內全部水就會流光，導致熱水器無法使用。特別是集熱管內長期注水而沉澱大量的污垢，使其集熱效率大大降低，而清理污垢又是一項費工毫時的難事。而熱管式真空管太陽熱水器則避免了這些缺點。
熱管式全玻璃真空管太陽熱水器，真空集熱管內不再充滿作為傳熱工作液體的水，工作時，真空管吸收太陽輻射熱，傳輸給蒸發段，使管內工作液體受熱汽化，以極低的熱阻，幾乎無損失地高速地傳輸到冷凝段，通過與水箱內的水進行熱交換，使水溫上升，工作液體放出潛熱後冷凝，依靠重力回流至蒸發段，如此循環不已，將真空管獲得地太陽輻射能傳遞到水箱。
熱管式真空管太陽熱水器具有如下優點：
（1）啟動快，熱管熱容小，反應快，集熱管所獲得地熱量可迅速傳遞到水箱。在多雲間晴的低輻射天氣也能有效集熱。而直插緊湊式熱水器集熱管所獲得的熱量先是用來加熱真空管內的水，再靠熱虹吸作用，加熱儲熱水箱中的水，因此熱水器啟動慢。
（2）得熱量高，雙真空集熱管獲得的熱量幾乎全部用於加熱儲熱水箱中可利用的水，水箱的得熱量高。而直插緊湊式熱水器所加熱得水量還包括真空管內無法取出使用的水量，因此相同體積儲熱水箱中水的得熱量相對要小。
（3）承壓高，熱管內管密封，可承受較大壓力，可直接與自來水系統連線，承壓使用，自動運行。
（4）雙真空集熱管管內不走水，即使個別集熱管意外破裂，熱水器仍能正常運行。
（5）抗凍，真空管內無水，即使在嚴寒條件下使用也不會凍裂。
（6）雙真空熱管具有熱二極體熱量單向傳導的功能，即當熱管不工作時又與水箱絕熱。
2.熱管式真空管集熱器
熱管式真空管集熱器是一種新型的太陽能集熱裝置，由於運用了熱管技術，與普通真空管集熱器比較，該型式熱水器具有如下優點：1）集熱管內熱容量小，相對提高了集熱器的輸出能量；2）系統能承受較高的工作壓力；3）抗凍，在寒冷的冬季，由於真空管內無水，不易發生凍裂； 4）無沉積污垢；5）集熱器熱損小。
綜上所述，太陽能的熱利用日趨廣泛，而作為太陽集熱器在不斷的科技創新，產品走向標準化、智慧型化、高效率。在與建築完美結合上，人們在不斷努力，產品更新換代日新月異，雙真空熱管以諸多的優點，優秀的品質，優良的性能，將成為太陽能熱水器及集熱工程的新一代“核動力”。
