Тепловая труба Советский патент 1988 года по МПК F28D15/02 F24J2/18 

00

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для преобразования солнечной энергии в тепловую.

Цель изобретения - повышение надежности работы при использовании в качестве теплового потока солнечной энергии.

На фиг.1 изображена тепловая труба, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (в увеличенном масштабе); на фиг.З - сечение Б-В на фиг.Л; на фиг.4 - испаритель и перегородка с отверстиями, продольньй разрез; на фиг.З - сечение В-В на фиг.4; на фиг.6 - испаритель с плоской перегородкой, продольный разрез; на фиг.7 - сечение Г-Г на фиг.6; на фиг.З - узел I на фиг.1.

Тепловая труба содержит испаритель 1 с поглощающей поверхностью 2, сообщенные с испарителем 1 дозирующий конденсатопровод 3 и паропровод 4 и конденсатор 5 с теплообменни ком 6. Конденсатор 5 снабжен сливной емкостью 7, сообщенной с паропроводом 4 и конденсатопроводом 3, а испаритель 1 - перегородкой 8 с отверстиями 9, размещенной вдоль поглощаю щей поверхности 2. Перегородка 8 име ет полуцилиндрическую или плоскую форму (фиг.4-7). Дозирующий конденсатопровод 3 может быть выполнен, например,в виде капилляра или с наконечником 10 заданного поперечного сечения. Возможны также другие известные варианты конструктивного исполнения дозирующего конденсато- провода 3 (пережим, размещение вставки из капиллярно-пористого материала и т.д. ). При этом конденсато провод 3 выполняется изогнутым в сторону поглощающей поверхности 2 испарителя 1. Перегородка 8 имеет окна 11. Элементы перегородки 8 скреплены один с другим стойками для придания последней достаточной жесткости. На поглощающей поверхности 2 испарителя 1 размещены фотоэлементы 12. В нерабочий период объем испарителя 1 полностью заполнен теплоносителем J 3.

Тепловая труба работает следующим образом.

При подводе солнечной энергии к фотоэлементам 12 последние преобразуют ее в электрическую. Основная часть энергии передается испарителю 1, который в момент запуска трубы полностью заполнен жидким теплоносителем 13. Теплоноситель 13 испаряется в испарителе 1, пар по паропрово- ду 4 попадает в емкость 7, а из него в конденсатор 5. От конденсатора 5, а также от верхней стенки емкости 7 тепло передается нагреваемой среде .

(воде или воздуху }, прокачиваемым через теплообменник- 6, а конденсат стекает и накапливается в емкости 7. Поскольку площадь поперечного сечения f паропровода 4 подобрана по

соотношению

f 4

С Уп

2 ghr,

где G - объемный расход пара; 20 Тп плотность пара;

g - ускорение силы тяжести; h - высота столба жидкости в

конденсатосборнике; плотность жидкости, 25 то поток пара в паропроводе 4 препятствует обратному сливу теплоносителя через паропровод 4 в испаритель 1. Через некоторое время основная часть теплоносителя 13 сосредо- 30 точивается в емкости 7. Минимальная площадь поперечного сечения паропровода определяется отсутствием капиллярного запирания теплоносителем паропровода при прекращении передачи

тепла.

В испарителе 1 присутствует только пленка теплоносителя, стекающая по поверхности 2 испарителя 1. Упом- нутая пленка теплоносителя формиру- ется с помощью дозирующего конден- сатопровода 3 с наконечником 10 и под действием веса столба теплоносителя h и столба теплоносителя в дозирующем конденсатопроводе 3 рас- четное количество теплоносителя подается в испаритель 1, обеспечивая надежное охлаждение фотоэлементов 12. Срью пленки жидкости с поверхности 2 потоком пара предотвращает продольная перегородка 8 с окнами 11. При этом отдельные паровые потоки от поверхности 2 проходят через окна 11, сливаются с общим паровым потоком, движущимся в направлении паро- провода 4, не взаимодействуя с противоположно движущейся (опускающейся ) пленкой жидкости.

Для более надежного предотвращения взаимодействия восходящего потока пара со стекающей пленкой жидкое - ти перегородку 8 предложено выполнять в виде перфорированного полуцилиндра с отверстиями 9 или перфорированной пластины (фиг.4-7).

При резком снижении интенсивности солнечного излучения в дневное время (расфокусировка, облачность и т.д.), а также в вечернее время уменьшается количество испаренной в испарителе 1 жидкости, следствием чего является уменьшение скорости течения пара в паропроводе 4. Теплоноситель 13 быстро сливается через паропровод 4 в испаритель 1, полностью заполняя его объем. При резком увеличении интенсивности солнечного излучения (фокусировка, исчезновение облачности и т.д. ) осуществляется нормальный и надежньй запуск тепловой трубы,

A-f(

обеспечивающий надежную работу фотоэлементов 12. .Формула из обре тения

1.Тепловая труба, содержащая испаритель с поглощающей поверхностью, сообщенные с ним дозирующий конденса- топровод и паропровод, и конденсатор с теплообменником, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы при использовании в качестве теплового потока солнечной энергии, конденсатор снабжен сливной емкостью, сообщенной с паропроводом и конденсатопроводом, а испаритель - перегородкой с отверстиями, размещенной вдоль поглощающей поверхности.

2. Труба поп.1,отличаю- щ а я с я тем, что перегородка имеет полуцилиндрическую форму.

Изобретение м.б. использовано для преобразования солнечной энергии в тепловую и позволяет повысить надежность работы трубы при использовании в качестве теплового потока солнечной энергии. Дозирующий кон- денсатопроБод 3 и парогеровод (ПП 4 сообщены с испарителем (И ) 1. Конденсатор 5 с теплообменником 6 снабжен сливной емкостью 7, сообщенной с ПП 4 и конденсатопроводом. Вдоль поглощающей поверхности 2 И 1 установлена перегородка с отверстиями, имеющая полуцилиндрическую форму и предотвращающая срыв пленки жидкости с поверхности 2 потоком пара. При резком снижении интенсивности солнечного излучения уменьшается количество испаренной в И 1 жидкости, следствием чего является уменьшение скорости течения пара в ПП 4. Теплоноситель через ПП 4 сливается в И I, полностью заполняя его объем. При резком увеличении интенсивности солнечного излучения осуществляется нор- мальный и надежный запуск тепловой трубы, обеспечивающий надежную рабо ту фотозлементов 12. 1 з.п, ф-лы, 8 ил. о

flL

Фие.З

rL.

,/

/2

X

-8 /

J -13

в-в

/г

/

Фиг.6

Фиг.

Г-Г

Фи&.в