CN101504197A - 一种新型太阳能热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能热水技术，特别是涉及了一种新型太阳能热水系统，其包括真空管式太阳能集热器和储热水箱，真空管式太阳能集热器包括支架以及固定在支架上的一组具有真空夹层的透光管，透光管一端与储热水箱相接，透光管中间管腔内设置有平板热管，平板热管的一端插置于储热水箱中或者是与储热水箱相接，平板热管内设置有通孔，通孔内灌装工质并两端密封形成为热管结构。本发明将具有毛细热管的平板热管设置在传统的真空玻璃管内，可以大幅提高太阳能的吸收效率并提高热量的传递效率，相比传统的太阳能热水系统，本发明的热水系统的吸热效率、热传导效率均有显著的提高，而且结构简单，成本较低，具有应用推广价值。

Description

一种新型太阳能热水系统
技术领域
本发明涉及太阳能热水技术，特别是涉及一种新型的利用平板热管的太阳能热水系统。
背景技术
目前，太阳能热水系统主要以真空玻璃管吸收太阳能提供热水，其利用真空玻璃管内腔与储热水箱相通，利用真空管内的水在太阳光线的照射下吸收阳光中的能量以提高水的温度，再利用真空管内与储热水箱中的水的温差，通过冷热水间的自然对流，使真空管内的水反复吸收太阳能并不断将产生的热量汇聚到储热水箱中，从而制备出较高温度的热水以供人们使用。但是，利用自然对流来传递热量的效率较低，玻璃真空管内特别容易结垢且不易排出，不定期清洗将使真空玻璃管吸收太阳能的效率迅速降低。玻璃真空管在内外温差较大时容易破裂，一旦破裂真个系统就会无法运行。此外，真空玻璃管内的热水无法有效利用，也会造成系统总效率降低。
目前，太阳能热水领域发明了一种利用在真空玻璃管内设置圆形热管，其通过在真空玻璃管内设置一圆形热管，热管通过翼翅与真空玻璃管内壁相连，翼翅一方面固定热管，另一方面可以将玻璃管吸收的太阳能传导到热管，这种结构利用热管来替代真空玻璃管中的水，可以改善并提高真空玻璃管的抗压和抗冻性能，但是，这种热管型真空管其结构和加工工艺非常复杂，生产成本很高，而且这种技术方案仍然是采用真空玻璃管来吸收太阳能，太阳能吸收转换的效率较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的真空玻璃管太阳能热水器的上述总多缺陷，以及传统圆形热管无法整体直接用来吸收太阳能及其成本较高的缺点，综合真空玻璃管优良的隔热保温特性，以及新型平板热管具有的极大的吸热比表面积与优良的热传递特性，提供一种利用新型的平板热管进行太阳能热吸收和传导的太阳能热水系统。
本发明的技术方案如下：
一种新型太阳能热水系统，包括真空管式太阳能集热器和储热水箱，所述真空管式太阳能集热器包括支架以及固定在支架上的一组具有真空夹层的透光管，透光管一端与储热水箱相接，其特征在于：所述透光管中间管腔内设置有平板热管，所述平板热管的一端插置于储热水箱中或者是与储热水箱相接，所述平板热管内设置有通孔，通孔内灌装工质并两端密封形成为热管结构。
所述平板热管包括并排排列的若干通孔，每个通孔内均设置有微翅片，并两端密封构成独立的热管结构。
所述平板热管内具有并排排列的若干通孔，每个通孔内均设置有微翅片，平板两端密封，平板内各通孔一端或两端相通，整个平板构成一热管结构。
所述平板热管具有扁平的平板框架，其表面积较大的一端作为吸光面正向阳光设置。
所述平板框架和其内的通孔及微翅片均为一体式挤压或冲压而成。
所述平板框架的吸热部分外侧设置有吸光涂层。
所述透光管包括外层透光管和内层透光管，外层透光管和内层透光管之间为真空夹层，内层透光管内设置平板热管。
所述平板热管的框架和微翅片为铝或铝合金材料制成。
本发明的技术效果在于：
本发明通过在现有的真空玻璃管中设置平板热管，利用真空玻璃管的高隔热保温特性、平板热管的吸收太阳能效率高以及平板热管的换热效率高的特点，将具有毛细热管的平板热管设置在传统的真空玻璃管内，可以大幅提高太阳能的吸收效率并提高热量的传递效率，从而，在相同的采光面积内，可以制备更多、更高温度的热水，反过来说，这种太阳能热效率的提高，可以降低热水系统的体积，降低材料的消耗和生产加工成本。
附图说明
图1所示为本发明的太阳能热水系统的透光管的截面示意图。
图2所示为本发明的太阳能热水系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示为本发明的太阳能热水系统的真空透光管的截面示意图。真空透光管1由两层透光的管体组成，外层透光管2和内层透光管3之间为密封的真空夹层4，内层透光管3的管腔5中设置有平板热管6。真空夹层4可以防止由于空气对流和传导而热量散失。
平板热管6包括扁平状的平板框架7，框架7中包括若干并排排列的通孔8，通孔8的内壁上设置有大量微翅片9，相邻微翅片9之间构成毛细微槽10，通孔8中灌装工质后，将通孔8的两端密封封闭。则任一通孔8，其内的微翅片9，以及微翅片9构成的毛细微槽10，与工质一起均构成一独立的毛细热管，各个通孔8所形成的毛细热管与框架7共同构成一整体的平板热管6。
微翅片9可以强化热传递。
为了增加吸热性能，平板热管的吸热部分外表面涂敷或电镀有吸热涂层，其由高效吸光材料制成。
图2所示为本发明的太阳能热水系统的结构示意图。
包括储热水箱11和集热器12，集热器12包括支架13，透光管1一端固定在集热器12上，另一端与储热水箱11相接，其内置的平板热管1延伸插置于储热水箱11中的储水中。该平板热管1也可以不插置于储热水箱11中的储水中，而只是与储热水箱相接。
平板热管1吸热后，在其内的毛细热管的作用下，吸热端内部工质迅速将吸收的太阳能以热能的方式蒸发，并在热管的另一端，即在水箱11中冷却凝结放热，将吸收的太阳能传导到储水中，经过反复循环作用，将储热水箱中的储水加热后输出热水。
相比传统的太阳能热水系统，本发明的热水系统的吸热效率、热传导效率均有显著的提高，而且结构简单，成本较低，具有应用推广价值。

Claims (8)

1.一种新型太阳能热水系统，包括真空管式太阳能集热器和储热水箱，所述真空管式太阳能集热器包括支架以及固定在支架上的一组具有真空夹层的透光管，透光管一端与储热水箱相接，其特征在于：所述透光管中间管腔内设置有平板热管，所述平板热管的一端插置于储热水箱中或者是与储热水箱相接，所述平板热管内设置有通孔，通孔内灌装工质并两端密封形成为热管结构。
2.如权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于：所述平板热管包括并排排列的若干通孔，每个通孔内均设置有微翅片，并两端密封构成独立的热管结构。
3.如权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于：所述平板热管内具有并排排列的若干通孔，每个通孔内均设置有微翅片，平板两端密封，平板内各通孔一端或两端相通，整个平板构成一热管结构。
4.如权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于：所述平板热管具有扁平的平板框架，其表面积较大的一端作为吸光面正向阳光设置。
5.如权利要求4所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于：所述平板框架和其内的通孔及微翅片均为一体式挤压或冲压而成。
6.如权利要求5所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于：所述平板框架的吸热部分外侧设置有吸光涂层。
7.如权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于：所述透光管包括外层透光管和内层透光管，外层透光管和内层透光管之间为真空夹层，内层透光管内设置平板热管。
8.如权利要求6所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于：所述平板热管的框架和微翅片为铝或铝合金材料制成。
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