本文首先研究了真空釬焊條件對(duì)熱管性能的影響，進(jìn)而在最優(yōu)條件下制作了熱管及熱管式真空集熱管，并和市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品進(jìn)行了性能比較。在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，最佳的熱管真空釬焊工藝為：釬料成分為BAg44CuZn 釬料，釬焊真空度為5×10-3 Pa，真空釬焊功率為7.6 kW，釬焊間隙為0.08 mm。采用此工藝制作的熱管其老化后的性能幾乎不變，遠(yuǎn)優(yōu)于市場(chǎng)上銷售的熱管，組裝成熱管式真空集熱系統(tǒng)以后，其集熱性能也比現(xiàn)有產(chǎn)品大為提高。

　　熱管技術(shù)起源于20 世紀(jì)60 年代，作為一種高效的傳熱元件，自問世以來得到了迅速發(fā)展。熱管通常由冷凝段、蒸發(fā)段、工作介質(zhì)三部分組成(圖1)，熱管內(nèi)部保持很高的真空度。當(dāng)熱量自高溫?zé)嵩磦魅霟峁苷舭l(fā)段時(shí)，管內(nèi)的液體工質(zhì)迅速蒸發(fā)汽化，期間吸收大量的汽化潛熱;工質(zhì)蒸汽逐漸上升到熱管的冷凝段，在較冷的內(nèi)表面上凝結(jié)，期間釋放大量的汽化潛熱;凝結(jié)后的液體工質(zhì)依靠其自身的重力流回到熱管的蒸發(fā)段;如此循環(huán)不已，熱量就由熱管一端不斷地傳至另一端。目前常用的熱管，其金屬管殼為銅，內(nèi)部的工作介質(zhì)為水。

圖1 熱管實(shí)物圖及示意圖

　　近幾年，隨著民用太陽(yáng)能熱水器成功的開發(fā)、推廣和應(yīng)用，對(duì)太陽(yáng)能熱水器的集熱效率要求越來越高，因此，熱管作為高效傳熱工具開始應(yīng)用到太陽(yáng)能熱水器領(lǐng)域，最典型的應(yīng)用為熱管式真空集熱管。熱管式真空集熱管是將焊接有金屬吸熱板的熱管封接在真空玻璃管中得到的(圖2)。在熱管式真空集熱管工作時(shí)，太陽(yáng)輻射穿過玻璃管后，投射在金屬吸熱板上。金屬吸熱板吸收太陽(yáng)輻射并將其轉(zhuǎn)化為熱能，再傳導(dǎo)給熱管蒸發(fā)段，使熱管蒸發(fā)段內(nèi)的液體工質(zhì)迅速汽化。工質(zhì)蒸汽上升到熱管冷凝段后，釋放出熱量，并將熱量傳遞給太陽(yáng)能集熱器的傳熱介質(zhì)。玻璃管的一端有金屬端蓋，玻璃管內(nèi)抽成真空，使空氣的傳導(dǎo)和對(duì)流熱損失降低至可以忽略的程度。熱管式真空集熱管內(nèi)一般同時(shí)放置蒸散型消氣劑和非蒸散型消氣劑，以維持玻璃管內(nèi)的高真空度。由于采用了熱管技術(shù)，使熱管式真空集熱管具有啟動(dòng)快，無(wú)熱倒流現(xiàn)象，防凍能力強(qiáng)，傳熱性能好，耐熱沖擊，集熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，是高效利用太陽(yáng)能的必然選擇。

圖2 熱管式真空集熱管實(shí)物圖及示意圖

　　對(duì)于熱管式真空集熱管而言，熱管的性能直接決定了其熱量傳遞和收集效率的高低，而影響熱管性能及使用壽命最關(guān)鍵的因素是熱管內(nèi)的負(fù)壓能否長(zhǎng)久的保持。因此，熱管蒸發(fā)段和冷凝段之間的焊接是尤為重要的。為了避免在焊接過程中銅管及焊料的氧化，我們采用真空釬焊技術(shù)，在本文，我們考察了釬焊真空度、焊料、真空釬焊功率及焊縫大小等參數(shù)對(duì)真空釬焊性能的影響，然后進(jìn)一步采用最佳真空釬焊工藝制作了熱管和熱管式真空集熱管，對(duì)比測(cè)試了樣品的性能。

3、結(jié)論

　　熱管蒸發(fā)段和冷凝段之間的真空釬焊工藝對(duì)于熱管及熱管式真空集熱管的性能都有顯著的影響。我們通過對(duì)熱管真空釬焊條件的優(yōu)化，確定了最佳真空釬焊的條件為： 釬料成分為BAg44CuZn 釬料，釬焊真空度為5×10-3 Pa真空釬焊功率為7.6 kW，釬焊間隙為0.08 mm。在此基礎(chǔ)上制作的熱管及熱管式真空集熱管，性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品。因此，選擇合適的真空焊接工藝是提高集熱系統(tǒng)集熱效率和使用壽命的最根本途徑。