CN101975466B - 自动增压增热集热器 - Google Patents

Abstract

自动增压增热集热器，属于太阳能热水器领域。现有技术介质进、出口设计不合理，介质所需压力大，介质在流道内直线流速快，对平板体内部冲击很大。本发明包括一平板体，其上设有介质进口、介质出口、排管流道，介质进口设于平板体上端的一侧并与呈三角形的加压流道区连通，加压流道区下端通过条状的自增压管路与一沿平板体侧边且被设于中部的保压强化墙分隔成至少两部分的流道连通，排管流道位于加压流道区和流道的一侧且分为下部的高压排管区和上部的低压排管区，低压排管区顶部为流线弧形边，弧形边顶部与介质出口连通，其优点在于介质进出口设置位置合理、热交换效果好、使用寿命长。

Description

自动增压增热集热器

【技术领域】

本发明涉及一种自动增压增热集热器，属于太阳能热水器领域。

【背景技术】

在节能减排日益迫切的今天，太阳能热水器被人们越来越多地应用于生活中。太阳能热水器包括集热器和换热器两部分。现有技术中的集热器为平板状，包括设于下部的外框和连接在外框上的上盖，上盖为口字形并内嵌平板玻璃，外框和上盖之间设有带介质进、出口的采光板，采光板下部与外框、采光板上部边缘与上盖边框之间分别填充有发泡保温材料。现有技术中的采光板是内部被若干位于平板体中部的平行导流墙分隔成平行介质流道的平板体，导流墙上下两端及左右两侧与平板体内壁均留有间隙，亦形成介质流动区。介质进口设于平板体侧面下部的一角，介质出口设于平板体顶部。使用时，导热介质从介质进口流入平板体内部，沿着导流墙下端与平板体内壁形成的横向介质流道流动，然后再沿着竖向介质通道向上流动，最终从平板体顶部的介质出口流出。由于实际使用中，介质进口通常直接与自来水管连接，自来水管压力大，水流进入平板体内沿着横向介质流道直线流速快，对介质进口另一端的的平板体内部冲击很大。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的缺陷，提供一种介质进出口设置位置合理、热交换效果好、使用寿命长的自动增压增热集热器。为此，本发明采用如下技术方案：

自动增压增热集热器，包括一平板体，其上设有介质进口、介质出口以及分布在平板体内部且与前述两者连通的排管流道，其特征在于所述的介质进口设于平板体上端的一侧并与呈三角形的加压流道区连通，所述的加压流道区下端通过条状的自增压管路与一沿平板体侧边且被设于中部的保压强化墙分隔成至少两部分的流道连通，排管流道位于加压流道区和流道的一侧且分为下部的高压排管区和上部的低压排管区，所述的低压排管区顶部为流线弧形边，弧形边顶部与介质出口连通。通过增设的加压流道区能令通过介质进口进入的高压介质转换流动方向并减缓流速，防止高压介质对平板体的局部冲击，令该部分平板体损坏，同时形成一个蓄存区域，介质在此流速减慢并蓄存，然后通过管径较小的自增压管路流出，介质压力被提高后再进入流道，由于流道被保压强化墙分为多个相互平行的部分，增大了蓄存空间，进一步降低流速，使一定量介质蓄存在此，并降低对平板体侧壁的冲击力，利用加压流道区、自增压管路和流道内介质的自重增加压力，从而可以均匀、由下而上地进入高压排管区的每一个排管流道，以保证介质与采光板尽可能的进行热交换；介质进口和出口均位于平板体上部，位置合理，从便于采光板安装或者多个进行串联并联安装，同时，介质进口和出口高度接近或相同，形成连通器，在压力的作用下有助于热交换后的介质流出；低压排管区的弧形顶部有利于热交换后高温的介质聚拢并从介质出口流出。

对于上述技术方案的完善和补充，可以增加如下技术特征或其组合：

所述的加压流道区中设有复数个导流柱。能有效将介质流分散，降低介质流速，减少介质对平板体内部的冲击破坏。

所述的保压强化墙两侧壁具有复数个等间距分布的横向凸体。增加与保压强化墙与介质的接触面积，令介质在凸体间反复碰撞，减缓流速，减少介质对平板体内部的冲击力。

所述的自增压管路横截面小于流道横截面积。防止介质过快、过量流入流道，有利于控制加压流道区内介质慢速、均匀地进入流道，从而保证介质能均匀地进入每一条高压排管区的排管流道，促进介质在排管流道内流动，增强介质与采光板的热交换效率。

所述的高压排管区和低压排管区被复数条导流墙分隔成平行的排管流道，所述的高压排管区中的介质通道横截面积小于低压排管区中的排管流道横截面积。由于高压排管区排管流道横截面积较小，保证下部的高压排管区压力大于上部的低压排管区中排管流道的压力，促进介质能更好的克服自身重力，在压力的作用上升流动，提高与采光板的热交换效率。

所述的高压排管区内导流墙的下端自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升。方便介质减缓流速，均匀地进入每一条高压排管区内的排管流道，并减少对平板体底部的冲击。

所述的加压流道区斜向边为向介质进口靠近的弧形边。一方面较直线形边能增加与介质的接触面积，减少受力压强，另一方面有利于加压流道区内的介质能缓慢流动。

所述的高压排管区的底边自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升。配合高压排管区内导流墙的下端引导介质均匀慢速地流入每一条排管流道中，保证介质的流动性，有利于提高热交换效率。

所述的平板体为双层金属板叠放后通过部分焊接而成。在金属板上冲压出介质的流通通道，然后相对叠放再将接触的部分进行焊接，制造方便，一致性好。此外也可以利用管材连通等其他等同方式制造。

本发明独有的三角形的加压流道区，既能减缓介质流速，又能通过蓄存一定量介质来达到增加压力的作用，并可降低从介质进口直接冲入时介质对部分平板体内壁的冲击力，延长使用寿命；介质进口设于上部、并通过三角形的加压流道区、自增压管路和流道，在降低介质流速的同时，利用三者中蓄存介质的液压，降低流速，提高压力，令介质均匀地从每一个高压排管区的排管流道进入，促进介质流动，提高热交换效率。

【附图说明】

图1为现有技术集热器的结构示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图。

图中：1、介质进口，2、介质出口，3、低压排管区，4、介质分布区，5、高压排管区，6、加压流道区，7、自增压管路，8、保压强化墙，9、导流墙，10、导流柱，11、流道。

【具体实施方式】

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。

如图1所示，现有技术的集热器，包括一平板体，其上设有位于平板体下部的介质进口1、介质出口2以及分布在平板体内部且与前述两者连通的排管流道，介质进口与下部的高压排管区5连通，高压排管区上部的是低压排管区3，高压排管区、低压排管区之间为介质排布区4，低压排管区顶部为拱形边，弧形边顶部与介质出口连通。

使用时介质从介质进口流入高压排管区，利用介质流入时的自身压力，向上流入低压排管区，流经过程中与平板体进行热交换，缺点在于为了保证介质有足够的压力向上流入低压排管区，并最终从介质出口流出，需要介质压力较大，但介质从进口流入时流速快，令平板体下部内壁局部受力较大，易损坏，整体使用寿命短。另外，介质进口和出口分设于平板体上下两端，不便于安装，并联、串联时使用连接管长。

如图2所示，实施例中，自动增压增热集热器，包括一平板体，其上设有介质进口1、介质出口2以及分布在平板体内部且与前述两者连通的排管流道，介质进口设于平板体上端的一侧并与呈三角形的加压流道区6连通，加压流道区下端通过条状的自增压管路7与一沿平板体侧边且被设于中部的保压强化墙8分隔成至少两部分的流道11连通，排管流道位于加压流道区和流道的一侧且分为下部的高压排管区5和上部的低压排管区3，低压排管区顶部为流线弧形边，弧形边顶部与介质出口连通。加压流道区中设有复数个导流柱10，加压流道区斜向边为向介质进口靠近的弧形边。保压强化墙两侧壁具有复数个等间距分布的横向凸体。自增压管路横截面小于流道横截面积。高压排管区和低压排管区被复数条导流墙9分隔成平行的排管流道，所述的高压排管区中的介质通道横截面积小于低压排管区中的排管流道横截面积。高压排管区内导流墙的下端自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升。高压排管区的底边自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升。平板体为双层金属板叠放后通过部分焊接而成。

制造时，将两片金属板冲压出三角形的加压流道区6、自增压管路7、流道11、排管流道以及高压排管区5和低压排管区3，然后将两者对扣将贴合部分、介质进口、介质出口及周缘焊接。工作时，一定压力的介质从介质入口流入加压流道区，由于受到斜向弧形边以及导流柱的阻挡，介质流速减慢，并蓄存一定量在加压流道区中，并顺着下部连接的自增压管路向下流向流道，由于保压强化墙及其上的横向凸体阻挡，流速和对平板体侧壁的冲击力都能得到控制，并可蓄存一定量的介质，使介质转向沿着高压排管区自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升的底边流动，配合同样自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升的高压排管区内导流墙的下端，介质可以均匀地进入每一条排管流道，并在加压流道区、自增压管路和流道内介质的自重增加压力的作用下向上流入低压排管区，流经的过程中，与平板体热交换后，温度高的介质上升，温度低的介质下沉，最终热交换后高温的介质聚拢并从介质出口流出。最终实现排管流道中介质尽最大可能的进行流动参与热交换，热交换效果好，平板体受到介质冲击力较为均衡，使用寿命长。

以上附图2所示的自动增压增热集热器是本发明的具体实施例，已经体现出本发明突出的实质性特点和显著的进步，可根据实际的使用需要，对其进行材质、规格以及色彩等方面的修改，在此不多赘述。

Claims (9)

1.自动增压增热集热器，包括一平板体，其上设有介质进口(1)、介质出口(2)以及分布在平板体内部且与前述两者连通的排管流道，其特征在于所述的介质进口设于平板体上端的一侧并与呈三角形的加压流道区(6)连通，所述的加压流道区下端通过条状的自增压管路(7)与一沿平板体侧边且被设于中部的保压强化墙(8)分隔成至少两部分的流道(11)连通，排管流道位于加压流道区和流道的一侧且分为下部的高压排管区(5)和上部的低压排管区(3)，所述的低压排管区顶部为流线弧形边，弧形边顶部与介质出口连通。

2.根据权利要求1所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的加压流道区中设有复数个导流柱(10)。

3.根据权利要求1所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的保压强化墙两侧壁具有复数个等间距分布的横向凸体。

4.根据权利要求1所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的自增压管路横截面小于流道横截面积。

5.根据权利要求1所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的高压排管区和低压排管区被复数条导流墙(9)分隔成平行的排管流道，所述的高压排管区中的介质通道横截面积小于低压排管区中的排管流道横截面积。

6.根据权利要求5所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的高压排管区内导流墙的下端自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升。

7.根据权利要求1所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的加压流道区斜向边为向介质进口靠近的弧形边。

8.根据权利要求1所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的高压排管区的底边自流道下端起逐渐向平板体另一侧边方向上升。

9.根据1-8任一权利要求所述的自动增压增热集热器，其特征在于所述的平板体为双层金属板叠放后通过部分焊接而成。

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