CN104567033A - 一种微热管板芯结构及具有该微热管板芯的平板集热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸热板芯领域，尤其涉及一种微热管板芯结构及具有该微热管板芯的平板集热器。微热管板芯包括上下相对设置的上集管和下集管；至少一个微热管，微热管设置于上集管和下集管之间，微热管的两端分别与上集管、下集管密封连通；所述微热管包括并排设置的若干个流道，并且微热管的外表面镀有膜。所述微热管的形状优选为扁平状。由于直接在微热管的外表面上进行镀膜，取消吸热板的焊接，使得热量传递路径缩短，提升传热效率。并且微热管的形状为扁平状，使用扁平状的微热管代替了圆形的排管，使得传热介质流道增多，进一步的缩短了热量的传递路径及增大了微热管的受热面积，大约可将微热管板芯的热性能提高至80%以上。

Description

一种微热管板芯结构及具有该微热管板芯的平板集热器

技术领域

本发明涉及吸热板芯领域，尤其涉及一种微热管板芯结构及具有该微热管板芯的平板集热器。

背景技术

平板集热器主要由盖板、隔热材料、吸热体和外壳四部分组成。其中吸热体亦称板芯，是平板集热器内通过吸热材料吸收太阳辐射能，并通过排管与集管向传热工质传递热量的部件，由吸热材料、集管、排管及其他附件组成。其中，吸热材料是平板集热器内吸收太阳辐射能并转化成热能的材料。

目前市场上平板集热器的板芯结构基本统一，由集管、排管4和吸热板5组成，集管为吸热介质的汇集管，排管为分流管。板芯一般由两根集管，7-8根（7-8根者居多）排管、吸热板焊接而成，集管与排管为圆管。基本制造工艺为：先在集管冲孔（孔的数量根据排管数量而定）,之后将两根集管平行放置（所冲孔方向相对），将排管插入两根集管孔中进行焊接使两根集管相通，并且保持排管与集管方向垂直，之后在排管4上焊接吸热板5。如图1所示，现有技术中的排管4为圆管，并且其上端焊接有吸热板5。

平板集热器板芯为吸收太阳热量的核心部件，吸热介质从板芯下部介质入口进入板芯流道进行吸热，温度升高后吸热介质上升，由板芯上部集管介质出口流出，进行循环加热。对排管进行编号，从左到右依次为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号，1-8号的排管上焊接吸热板，吸热板吸收热量后通过热量传导，将热量传给排管，热量再铜管排管传递到排管内部的导热介质。以上方案中，热量在板芯中需要长距离的导热传输，另外排管数量有限，均限制了热量的及时传递。导致了平板集热器瞬时效率普遍低于0.8，甚至一些低端产品不能满足国家标准要求的0.72。

针对以上问题，亟需要对集热器板芯的结构进行改进，以提升其传热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微热管板芯结构，该微热管板芯缩短了热量传递的路径，提升了传热效率。

本发明的另一个目的在于提供一种平板集热器，该平板集热器采用以上所述的微热管板芯结构，缩短了热量传递的路径，提升了微热管板芯的传热效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种微热管板芯结构，包括：

上下相对设置的上集管和下集管；

至少一个微热管，所述微热管设置于上集管和下集管之间，所述微热管的两端分别与上集管、下集管密封连通；所述微热管包括并排设置的若干个流道，并且微热管的外表面镀有膜。

作为优选，所述微热管的形状为扁平状。

作为优选，所述流道的截面形状为矩形。

作为优选，所述微热管的表面上所镀的膜采用测控溅射镀膜工艺、电镀镀膜工艺或氧化镀膜工艺完成。

作为优选，其包括多个微热管，所述多个微热管相互平行的设置，且所述多个微热管的中线位于同一排列平面上，每个微热管所在的平面与所述排列平面之间呈倾斜设置，所述每个微热管所在的平面与所述排列平面之间具有夹角α，所述夹角α大于等于5°且小于等于60°。

作为优选，其包括多个微热管，所有的微热管交错设置，分布在上下两排，上排与下排平行，上排左侧微热管的右边与下排右侧微热管的左边相切。

作为优选，相邻的所述微热管朝所述排列平面的投影面之间互不重叠。

一种平板集热器，具有以上任一项所述的微热管板芯，还包括透明状的盖板、隔热材料和边框，所述盖板、隔热材料和微热管板芯均设置在边框内，并且从下向上依次为隔热材料、微热管板芯和盖板。

本发明的有益效果为：本发明提供一种微热管板芯结构及具有该微热管板芯的平板集热器，由于直接在微热管的外表面上进行镀膜，取消吸热板的焊接，使得热量传递路径缩短，提升传热效率。并且微热管的形状为扁平状，使用扁平状的微热管代替了圆形的排管，使得传热介质流道增多，进一步的缩短了热量的传递路径及增大了微热管的受热面积，大约可将微热管板芯的热性能提高至80%以上。

附图说明

图1是现有技术中提供的圆形排管与吸热板连接的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的微热管板芯的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的微热管的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式一提供的微热管在集管上的状态分布示意图；

图5是本发明具体实施方式二提供的微热管在集管上的状态分布示意图。

其中：

1：上集管；2：下集管；3：微热管；4：排管；5：吸热板；

11：第一堵头；12：吸热介质出口；

21：吸热介质入口；22：第二堵头；

31：流道。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图2是本发明具体实施方式提供的微热管板芯的结构示意图。如图2所示，该微热管板芯结构包括：上集管1、下集管2和至少一个微热管3。

所述上集管1和下集管2上下相对设置的，并且上集管1和下集管2的结构相同，其中，所述上集管1和下集管2的结构可变，其截面可为正方形、长方形或其他形状，根据实际情况确定。

所述微热管3设置于上集管1和下集管2之间，所述微热管3的两端分别与上集管1、下集管2密封连通。其中位于上集管1和下集管2之间的微热管3的数量不受限制，根据实际情况确定。

于本实施例中，所述微热管3的两端分别与上集管1、下集管2通过焊接连通。当然，也可以采用其它方式连通，或者微热管3与上集管1、下集管2一体成型。所述上集管1的一端设置有第一堵头11，另一端为用于吸热介质流出的吸热介质出口12。所述下集管2的一端为用于吸热介质流入的吸热介质入口21，另一端设置有第二堵头22。其中，吸热介质出口12和吸热介质入口21处于相反的方向。

图3是本发明具体实施方式提供的微热管的结构示意图。如图3所示，所述微热管3的内部包括若干个并排设置的流道31，并且所述微热管3的外表面镀有膜。由于直接在微热管的外表面上进行镀膜，取消吸热板的焊接，使得热量传递路径缩短，提升传热效率，大约可将微热管板芯热性能提高至80%以上。

所述微热管3的形状优选为扁平状，在扁平状的微热管3上直接镀膜。由于使用扁平状的微热管代替了圆形的排管，使得传热介质流道增多，进一步的缩短了热量的传递路径及增大了微热管的受热面积，进一步提升了微热管板芯的传热效率。但是，所述微热管3的形状并不局限于此，还可以为其它形状。并且所述微热管3的结构尺寸也可变。

其中，所述流道31的个数优选为6到8个，但是不局限于此，还可以为其它数值，可以根据实际情况确定。流道31截面形状可变，根据需要可以设计为不同的形状，但是最常见的截面形状为矩形，也可以为正方形或长方形等。

其中，所述微热管3表面的镀膜工艺也可变，可以采用测控溅射镀膜工艺、电镀镀膜工艺或氧化镀膜等工艺完成所述微热管3的表面上的镀膜。

于本实施例中，按照微热管板芯的结构不同，主要分为管板式、翼管式、扁盒式等。所述微热管及上集管、下集管的材质是可变的。微热管的基材主要是铝板、铜板、铁板、不锈钢板、塑料、碳钢板等，所述流道的材质主要有铜管、铝管等。

于本实施例中，所述微热管在集管上的分布状态可以有多种，以下详细介绍微热管在集管上的两种安装方式。

具体实施方式一

图4是本发明具体实施方式一提供的微热管在集管上的状态分布示意图。如图4所示，所述的微热管板芯结构包括多个微热管3，所述多个微热管3相互平行的设置，且所述多个微热管的中线位于同一排列平面上，每个微热管3所在的平面与所述排列平面之间呈倾斜设置，所述每个微热管3所在的平面与所述排列平面之间具有夹角α，所述夹角α大于等于5°且小于等于60°。该种排布有利于在集管上设置更多的微热管3，并且所有的微热管3上表面的镀膜都可尽可能多的接收到阳光，吸收更多的热量。

于本实施例中，作为优选方案，相邻的所述微热管3朝所述排列平面的投影面之间互不重叠。使得所有的微热管3上表面的镀膜都可接收到阳光，吸收更多的热量。

具体实施方式二

图5是本发明具体实施方式二提供的微热管在集管上的状态分布示意图。如图5所示，于本实施例中，所述的微热管板芯结构包括多个微热管3，所有的微热管3交错设置，分布在上下两排，上排与下排平行，上排左侧微热管3的右边与下排右侧微热管3的左边相切。同具体实施方式一相同，该种排布也是有利于在集管上设置更多的微热管3，并且所有的微热管3上表面的镀膜都可接收到阳光，吸收更多的热量。

本申请还提出了一种平板集热器，该平板集热器具有以上所述的微热管板芯，微热管板芯与不同框架组合成高效的平板集热器。平板集热器还包括透明状的盖板、隔热材料和边框，所述盖板、隔热材料和微热管板芯均设置在边框内，并且从下向上依次为隔热材料、微热管板芯和盖板。产品组装过程是自下而上进行装配，在边框中装入隔热材料，之后安装微热管板芯，最后将集热器盖板固定。

本方案为一种新型的微热管板芯结构。使用扁平的微热管代替圆形的排管，并且直接在微热管上进行镀膜，取消吸热板的焊接，使得热量传递路径大大缩短，提升传热效率。并且微热管为扁平状结构，使得传热介质流道增多，使得微热管板芯吸收的太阳辐射热量传递到传热介质的效率大大提高，从而使得整个平板集热器的热效率能够达到80%以上。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微热管板芯结构，其特征在于，包括：

上下相对设置的上集管（1）和下集管（2）；

至少一个微热管（3），所述微热管（3）设置于上集管（1）和下集管（2）之间，所述微热管（3）的两端分别与上集管（1）、下集管（2）连通；所述微热管（3）包括并排设置的若干个流道（31），并且微热管（3）的外表面镀有膜。

2.根据权利要求1所述的微热管板芯结构，其特征在于，所述微热管（3）的形状为扁平状。

3.根据权利要求1所述的微热管板芯结构，其特征在于，所述流道（31）的截面形状为矩形。

4.根据权利要求1所述的微热管板芯结构，其特征在于，所述微热管（3）的表面上所镀的膜采用测控溅射镀膜工艺、电镀镀膜工艺或氧化镀膜工艺完成。

5.根据权利要求1所述的微热管板芯结构，其特征在于，其包括多个微热管（3），所述多个微热管（3）相互平行的设置，且所述多个微热管的中线位于同一排列平面上，每个微热管（3）所在的平面与所述排列平面之间呈倾斜设置，所述每个微热管（3）所在的平面与所述排列平面之间具有夹角α，所述夹角α大于等于5°且小于等于60°。

6.根据权利要求1所述的微热管板芯结构，其特征在于，其包括多个微热管（3），所有的微热管（3）交错设置，分布在上下两排，上排与下排平行。

7.根据权利要求5所述的微热管板芯结构，其特征在于，相邻的所述微热管（3）朝所述排列平面的投影面之间互不重叠。

8.一种平板集热器，具有如权利要求1-7任一项所述的微热管板芯，其特征在于，还包括透明状的盖板、隔热材料和边框，所述盖板、隔热材料和微热管板芯均设置在边框内，并且从下向上依次为隔热材料、微热管板芯和盖板。