CN104807214A - 一种集热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集热器，属于机械技术领域。它解决了现有的集热器中的排管与集热板之间传热效率低、传热效果差的问题。本集热器，包括底板、集热板以及固定于底板与集热板之间的两根平行设置的集管，两根集管之间连接有若干根相互平行的排管，排管的横截面为由一圆弧段及一线段围成的圆冠形，排管的横截面中线段所处的面与集热板相贴合固定。本集热器具有传热效率高、传热效果好、节约企业生产成本等优点。

Description

一种集热器

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种集热器。

背景技术

在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能，而集热器则是利用太阳能装置的关键部件。现有市场上的集热器一般都包括透明盖板、集管、排管、吸热板、隔热层、边框框体以及底板，边框框体底端与底板固定形成集热器壳体，隔热层设置于集热器壳体的腔内，透明盖板固定在集热器壳体顶部，集热器壳体内置有由吸热板、集管及排管焊接成一体的板芯组件。集管的数量为两根，具体作为介质导入和介质到处使用，两根集管平行设置并且一般都是通过焊接固定在吸热板的下方。两根集管之间连接有多根平行设置的排管，排管与吸热板之间一般也都是通过焊接固定的，排管主要是用于与吸热板进行热交换，吸收吸热板上的热量并将热量传递给流经它的介质。

现有技术中，排管大多都是采用截面为圆形的圆管，而圆管与吸热板之间只能形成线与面的接触方式，因此导致单根排管与吸热板之间的传热效率较低，只能通过使用更多数量的排管来保证整个集热器的传热效果，但是这样做又会导致用料的增多，企业生产成本的增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种排管传热效率更高且能降低企业生产成本的集热器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种集热器，包括底板、集热板以及固定于底板与集热板之间的两根平行设置的集管，两根集管之间连接有若干根相互平行的排管，其特征在于，所述的排管的横截面为由一圆弧段及一线段围成的圆冠形，所述的排管的横截面中线段所处的面与集热板相贴合固定。

本集热器的工作原理与普通的集热器相同，利用集热板吸收热量并传递给各根排管，在两根集管之间流动的介质在经过排管时与排管发生热交换来吸收热量。本申请中的排管由于排管的横截面为由一圆弧段及一线段围成的园冠形，且排管的横截面中线段所处的面与集热板相贴合固定，因此使得单根排管与集热板之间形成面与面的接触方式，增大了单根排管与集热板的接触面积，从而很好地提高了单根排管与集热板之间的传热效率。而且由于排管的横截面呈园冠形，相比于单纯将排管设置成方形的方式，园冠形的形状又能够很好地保证单根排管的流量，使集热器的正常使用不会因排管的形状改变而受到影响。另外，由于单根排管传热效率的增加，在传热效果相同的情况下，本集热器所需的排管数量更少，可以很好地节约企业的生产成本。

在上述的集热器中，所述的排管的横截面中圆弧段的弧度大于半圆形的弧度。

排管的横截面中圆弧段的弧度大于半圆形的弧度，可以在改变排管形状的基础上很好地保证单根排管的流量，使本申请中的单根排管的流量与普通的集热器中采用圆管方式的排管的流量相差无几，从而使排管在为了提高传热效率而改变形状后还能够取得与普通圆形排管基本一样的流量效果。

在上述的集热器中，相邻两根排管之间的间距大于单根排管的宽度。

普通集热器中，由于单根排管与集热板之间的接触为线接触，接触面积小、传热效率低，因此需要将多根排管密集排布才能保证足够的传热效率。而在本申请中通过将相邻两根排管之间的间距设置成大于单根排管的宽度，可以节省排管的使用数量，而且由于排管横截面上的线段所处的平面与集热板相贴合固定，很好地提高了单根排管与集热板之间的接触面积以及传热效率，因此即使节省了排管的使用数量也可以取得与普通集热器相同的传热效率，同时还可以降低企业的生产成本。

在上述的集热器中，所述的集管上沿轴向分布有若干向外凸出的连接部，两根集管上的各连接部相互正对，所述的连接部上开设有与集管内腔相通的连接孔，所述的连接孔的形状与排管的横截面的形状相匹配，所述的排管的两端分别插入两根集管上对应的连接孔内，且连接孔的端口处与排管通过焊接密封。

将排管的两端分别插入到两根集管上正对的连接孔内，虽然排管的形状改变，但是由于连接孔的形状与排管的横截面的形状相匹配，因此排管连接起来比较方便，而为了防止集管与排管之间出现泄漏，在排管端部插入集管上的连接孔内后，需要将排管端部与集管的连接孔之间的端口之间利用焊接来进行密封。

在上述的集热器中，所述的集管为圆管，所述的集管焊接于集热板的下表面，所述的连接部与集热板下表面之间具有间隙，所述的排管中部相对于排管的两端呈弧形向上弯曲并与集热板下表面相贴合，且排管中部与集热板下表面通过焊接固定。

由于集管呈圆管，而且集管上的连接部与集热板之间具有间隙，若排管是平直的，那么当排管的两端插入到两根集管上的连接孔内时，排管与集热板之间同样存在间隙而无法接触，因此需要将排管的中部相对于排管的两端向上弯曲，这样就能够保证排管中部上的平面与集热板的下表面完全贴合来提高单根排管与集热板之间的传热效率。

在上述的集热器中，所述的底板呈方形且底板的边缘向上弯折，所述的集热板位于底板的内侧，所述的底板上连接有玻璃盖板，所述的玻璃盖板将集热板封闭于底板的内侧。

底板的边缘向上弯折，这样底板内侧就形成了一个半封闭的腔体，将集热板安装在底板的内侧，然后再连接上玻璃盖板，可以将集热板很好地封闭在底板内侧，保护集热板，而且玻璃盖板又不会影响集热板的正常吸热。

与现有技术相比，本集热器将排管的横截面设置成由圆弧段及线段围成的园冠形，并使排管横截面中线段所处的面与集热板相贴合固定，使排管与集热板之间形成面接触的方式，增大了单根排管与集热板之间的接触面积，从而提高了单根排管与集热板之间的传热效率，同时排管横截面中的圆弧段可以保证单根排管的流量不会因排管形状的改变而受到影响；另外，由于单根排管传热效率的增大，使得在取得相同传热效果的情况下，本申请中的集热器可以减少排管的使用数量，节省企业生产成本。

附图说明

图1是本集热器的部分剖视图。

图2是图1中A-A方向的部分剖视图。

图3是图1中B-B方向的部分剖视图。

图4是本集热器中排管、集管及集热板之间的连接剖视图。

图5是排管与集热板之间的连接剖视图。

图6是本集热器中集管的剖视图。

图中，1、底板；2、集热板；3、集管；3a、连接部；3a1、连接孔；4、排管；5、玻璃盖板。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1、图2和图3所示，一种集热器，包括底板1、集热板2以及固定于底板1与集热板2之间的两根平行设置的集管3，底板1呈方形，底板1的边缘向上弯折，集热板2位于底板1的内侧，底板1上连接有玻璃盖板5，玻璃盖板5将集热板2封闭在底板1内侧。

如图4和图5所示，集管3为圆管，集管3焊接固定于集热板2的下表面，两根集管3之间连接有若干根相互平行的排管4，排管4的横截面为由一圆弧段及一线段围成的圆冠形，排管4的横截面中圆弧段的弧度大于半圆形的弧度，排管4的横截面中线段所处的面与集热板2相贴合，相邻两根排管4之间的间距大于单根排管4的宽度。

如图4和图6所示，两根集管3上沿轴向均分布有若干向外凸出的连接部3a，且两根集管3上的连接部3a相互正对，连接部3a上开设有与集管3内腔相通的连接孔3a1，连接孔3a1的形状与排管4的横截面的形状相匹配，排管4的两端分别插入到两根集管3上对应的连接孔3a1内，为了防止泄漏，需要在连接孔3a1的端口处与排管4之间做焊接密封处理。连接部3a与集热板2下表面之间具有间隙，排管4中部相对于排管4的两端呈弧形向上弯曲并与集热板2下表面相贴合，且排管4中部与集热板2下表面通过焊接固定。

本集热器的工作原理与普通集热器相同，利用集热板2吸收太阳能并通过热传递将热量传递至各根排管4上，两根集管3分别用作介质输入和介质输出，介质从其中一根集管3流入排管4并吸收排管4上的热量，吸收热量后的介质再从另一根集管3流出供用户使用。

本集热器中由于将排管4的横截面设置成由圆弧段及线段围成的园冠形，通过排管4横截面上的线段所处的面与集热板2的下表面相贴合，使排管4与集热板2之间形成了面与面的接触方式，增大了单根排管4与集热板2之间的接触面积，从而提高了单根排管4的传热效率。同时，虽然排管4的形状发生改变，但由于排管4的横截面中的圆弧段的弧度大于半圆形的弧度，使得介质通过单根排管4的流量并不会因为排管4形状的改变而受到较大的影响。

另外，在普通集热器中的排管4的传热效率较低，因此需要使用数量较多的排管4，且出于集热器体型的考虑，需要将这些排管4进行密集的分布，才能达到所需的传热效果，而由于本申请中大大提高了单根排管4的传热效率，因此在保证传热效果的同时还可以有效地减少排管4的使用数量，节省用料，从而为企业节省生产成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种集热器，包括底板(1)、集热板(2)以及固定于底板(1)与集热板(2)之间的两根平行设置的集管(3)，两根集管(3)之间连接有若干根相互平行的排管(4)，其特征在于，所述的排管(4)的横截面为由一圆弧段及一线段围成的圆冠形，所述的排管(4)的横截面中线段所处的面与集热板(2)相贴合固定。

2.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述的排管(4)的横截面中圆弧段的弧度大于半圆形的弧度。

3.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，相邻两根排管(4)之间的间距大于单根排管(4)的宽度。

4.根据权利要求1或2或3所述的集热器，其特征在于，所述的集管(3)上沿轴向分布有若干向外凸出的连接部(3a)，两根集管(3)上的各连接部(3a)相互正对，所述的连接部(3a)上开设有与集管(3)内腔相通的连接孔(3a1)，所述的连接孔(3a1)的形状与排管(4)的横截面的形状相匹配，所述的排管(4)的两端分别插入两根集管(3)上对应的连接孔(3a1)内，且连接孔(3a1)的端口处与排管(4)通过焊接密封。

5.根据权利要求4所述的集热器，其特征在于，所述的集管(3)为圆管，所述的集管(3)焊接于集热板(2)的下表面，所述的连接部(3a)与集热板(2)下表面之间具有间隙，所述的排管(4)中部相对于排管(4)的两端呈弧形向上弯曲并与集热板(2)下表面相贴合，且排管(4)中部与集热板(2)下表面通过焊接固定。

6.根据权利要求1或2或3所述的集热器，其特征在于，所述的底板(1)呈方形且底板(1)的边缘向上弯折，所述的集热板(2)位于底板(1)的内侧，所述的底板(1)上连接有玻璃盖板(5)，所述的玻璃盖板(5)将集热板(2)封闭于底板(1)的内侧。