微热管阵列介绍

技术创新引领产业变革微热管阵列技术及应用,北京中芯汇通科技有限公司,微热管阵列技术及应用,一、热管技术简介二、微热管阵列技术及应用三、赵耀华教授简介四、中芯汇通科技有限公司介绍,热管技术简介,热管是一种传热元件，它充分利用了热传导原理与相变传热原理，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。,热管技术发展简史,1942年前：简单的二相热虹吸管J.Perkins及他的孙子L.P.Perkins发明并改进了“Perkinstube”即热虹吸管简单的重力热管。19421970年：发明热管并成功应用于航天事业19421944年，R.S.Gaugler提出了现代热管的原理，但未实际应用；1963年，G.M.Grover再次提出了这一原理，并以热管命名；六十年代，成功应用于空间飞行和原子反应堆；七十年代至今：热管在地面上各领域的应用蓬勃发展,热管工作原理,当热管的一端受热时毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体在沿多孔材料靠毛细力（或重力）的作用流回蒸发段。如此循环不已，热量便从一端传到了另一端！,热管特性,高的传热效率（潜热显热）优良的等温性，温降很小热流密度可变性热流方向的可逆性热二极管与热开关性能低的传热温差（理论上T0）,热管的应用,空间飞行器温度控制：卫星、航天飞行器、宇宙服等高传热量、小温差的传热核反应堆核反应堆堆芯的热控制余热回收系统加热炉余热回收、高炉热风炉余热回收、水泥窑炉余热发电、窑炉余热回收、锅炉空气预热器等将热管换热器装在锅炉排烟管道内，利用烟气余热，预热送风参加燃烧，可使锅炉效率提高5%左右电子器件冷却太阳能系统（光热、热电联产系统）其他应用永久冻土层的稳定Alaska,热管的应用,神舟飞船的热控制系统：热控制系统用于保证飞船各舱仪器设备、结构以及乘员所需要的环境温度条件，合理调配飞船之间的热量的传输，并排放到宇宙空间。他通常采用流体对流换热方式。其传热回路可以采用泵驱动液体回路、热管辐射回路和毛细泵抽吸回路等。建在海拔4000米以上高原地带的青藏铁路，很长一段路基下是长年不融化的永久冻土层，每到夏季，因地面温度升高，导致路基表层土质松软，给火车安全运行带来隐患，解决冻土融涨问题成为青藏铁路建设成败的关键。专家们经讨论选择了热管技术来保护冻土的措施。,微热管阵列技术,微热管阵列是一个外形为薄板，内部并列多根独立运行的热管微细阵列。平板微热管阵列技术是微尺度传热传质、相变传热传质及微尺度内高压条件下复杂流动等基础理论及材料与加工、封装工艺等相结合的综合应用技术。我公司此项技术目前在国际上处于独一无二的位置，居于国际领先水平，具有广泛的市场需求和工业化前景，将产生重大的经济效益和社会效益。,微热管阵列技术,微热管阵列具有超导热性能的导热元件，具有以下特点：热传导率高：是同样金属材质热传导率的5000倍以上；单位面积换热量大：是具有同样表面积的传统圆形热管的换热能力的10倍；承压高：是传统圆形热管的10倍以上；可靠性高：多个微通道独立运行；面接触：平板热管，易于和其他构件形成干式面接触，换热面积大。,微热管阵列技术应用,新型热管平板太阳能集热器；高效CPU散热器；大功率LED散热技术；太阳能光伏电池的高效热电联产技术紧凑式余热回收通风换气设备；,温度对光伏电池效率的影响,对常用的晶体硅太阳电池,温度的影响最终表现在电池电功率的变化:式中,-0.4%/K理论值;-0.65%/K测量值可见,温度的升高会导致电池功率的下降。在没有特别考虑电池冷却的情况下,太阳电池的工作温度可达到70或更高,此时电池的实际功率将比标准条件下的功率减少18%29%。所以为了保证电池的电功率,应该保持较低的电池温度，电池板的冷却对光伏发电具有重要的意义。,新型光伏光热组件,平板热管并排敷设于电池板背部；平板热管的蒸发端吸收电池板的散热量，在平板热管的冷凝段将热量传递至集热水槽的工质；光伏电池板与平板热管，及平板热管与集热水槽间为干式接触，中间涂有导热硅胶减少传热热阻。,太阳能光伏光热一体化系统,太阳能光伏光热一体化系统,太阳能光伏电池高效散热系统利用微热管阵列超导热平板对电池背板进行自然液冷或空气自然冷却,将电池温度控制在50以内，实现防止电池板过热及效率提高15%左右。,太阳能光伏电池高效热电联产系统对电池背板进行强制水冷，将电池温度控制在50以内，电池板效率提高15%-30%,供应45左右热水；优点:能源利用效率高，电池板冷却系统成本低廉，维护简单，系统简单，稳定性高，运行费用低廉，特别适用于家庭使用。,太阳能光电光热一体化机组,除冬季外，电池温度通常达到6090，实际光伏效率只有710%左右。将微热管阵列用于硅晶电池的散热和余热回收，可起到一举三得的效果。实际上，简单的看，光伏发电电池板同时也就是一个优质、长寿命的光热转换板，如果配上相应的高效优质的热收集装置，电池板同时就成了长寿命的集热器。光伏电池板的发电效率相对提高15-30%，电池温度控制在40-50以内。同时太阳能的40%左右，易于转化为热水。太阳能的综合效率可达到50%-55%左右。系统结构简单工厂化生产,适合家用，特别是无电或者缺电地区使用，也可作为应急电能或照明使用。,利用微热管阵列技术，每平米有200400根独立运行的微热管同时工作高传热性，高可靠性；可变发射率高效吸热涂层技术高适配性，防过热；太阳能吸热部件与水路干式接触技术无焊接，无泄漏，无结垢，无冻结；独特热交换水路设计技术高承压，防结垢，防冻结，无焊接，无泄漏，高可靠性；热水系统的防过热技术。,专利技术,新型热管平板太阳能集热器,新型热管平板太阳能集热器,最重要的能效指标：太阳能国家检测能效指标,新型热管平板太阳能热水器：日有效得热量为11.2MJ/m2，远远高于国内同类产品（国标要求大于7.0MJ/m2）。国内现有平板热水器产品的最好水平约为8.0MJ/m2。,新型热管平板太阳能集热器特点,模块化、组合化；热管与水路分离，更换方便；生产制造工艺简单，安装简易方便；轻便，美观，建筑一体化的首选；寿命长：集热器高效运行至少15年。,产品特点安全，高效：不会产生冬季爆管现象，低温环境仍可高效运行；无泄漏：热管与水路分离，不会产生泄漏现象；全回路无焊接，产品免维护；外形美观，重量轻；生产流程简单，成本低廉；,新型热管平板太阳能集热器优点,一、抗冻能力强本体耐温范围-50-170，除东北地区外，无需防冻液，水直接循环。（传统平板集热器必须在保证全年0以上区域才能水直接循环，直接降低系统成本，提高了循环加热效率。）二、承压运行（1.5MPa)可直接接自来水,承压能力大于1.5MPa,远远高于传统集热器,(传统集热器承压能力一般为0.3MPa左右).承压运行更能保证用户使用时的舒适性与可靠性。三、高效集热器日有效得热效率为70%左右,远远高于国内外传统平板太阳能。,新型热管平板太阳能集热器优点,四、无泄漏，无结垢、无爆管等隐患集热板本体内无焊接部位，微热管阵列吸热体与循环水箱换热器全干式接触，无水泄漏、无结垢、无爆管隐患。五、系统综合成本最低相同热水量的系统成本最低，空间利用最大。六、易于建筑一体化。1、自然对流式：主要用于壁挂式，储箱可挂在阳台上，单水循环式大幅的提高了效率，减小了流动阻力。在降低成本的同时又节省了空间。2、水泵循环式：储水箱可放置在任意地方，既美观的同时又方便用户操作。3、对于特殊用户，可根据实际需求来定做集热板尺寸规格，以更好的与墙体结合来满足不同用户的需求。,几种集热器比较,赵耀华教授简介,现在职务：“北京市特聘教授”，“北京市创新人才”北京工业大学建工学院建筑环境与设备工程系主任、责任教授北京工业大学节能减排研究所所长曾任职务：中国科学院“百人计划”学者，研究员，博导中科院工程热物理研究所第三研究部部长日本国立九州工业大学文部科技教官副教授社会兼职：日本多相流学会国际交流委员会委员北京土木建筑学会暖通空调专业委员会副主任中国能源学会常务理事日本工业污泥处理协会科技顾问都市轨道交通理事北京工程热物理学会理事,赵耀华教授简介,成功开发出完全自主知识产权、具有国际领先水平的新一代平板式太阳能集热技术及热水器，并产业化；成功开发出完全自主知识产权、具有国际领先水平的太阳能光伏发电电池的高性能散热技术，可使现有太阳能光伏发电电池的效率提高30%-50%；成功开发出完全自主知识产权、具有国际领先水平的LED及计算机芯片的高性能散热技术；并获得国际铜业协会项目2等奖；在相变传热传质及微相变传热传质取得了国际公认的理论研究成果；在城市地铁火灾防控领域获得的北京市科技进步奖；在建筑节能领域取得多项科研成果；已申请和获得国家专利50余项；发表学术论文220余篇。,北京中芯汇通科技有限公司,北京中芯汇通科技有限公司是实现赵耀华博士专利技术产业化的高科技企业，致力