CN105823247A - 一种平板分离式热管太阳能集热装置 - Google Patents

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陈新
张小松
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Abstract

本发明公开了一种平板分离式热管太阳能集热装置，包括肺型蒸发器、蒸汽流道、液体介质流道、热管冷凝端紫铜盘管和蓄热水箱；所述热管冷凝端紫铜盘管置于蓄热水箱中，热管冷凝端紫铜盘管的进口与蒸汽流道的出口连接，热管冷凝端紫铜盘管的出口与液体介质流道的进口连接，肺型蒸发器的液体介质进口端与液体介质流道的出口连接，肺型蒸发器的蒸汽出口端与蒸汽流道的进口连接；所述肺型蒸发器筋脉流道的形状为基于仿生学的肺型。本发明介质流道采用铝板压合吹胀形成，具有承压能力强，无接触热阻的特点，且介质流道设计枝杈状，太阳辐射产生的热量可以及时通过导热带走，板面利用率高。

Description

一种平板分离式热管太阳能集热装置
技术领域
本发明涉及一种新型热管太阳能集热装置，属太阳能热利用领域，具体涉及一种平板分离式热管太阳能集热装置。
背景技术
太阳能热利用是国家倡导的新能源利用的重要手段之一，我国太阳能热水器产量和存在量居世界前列。目前市场上太阳能热水器有闷晒式、循环式、真空管式、热管式，他们的区别在于吸热元件的不同。闷晒式的吸热元件与储热元件一体的，热效率低，保温差，属于最简单的一种；循环式的吸热元件由纯铜板芯制作，与储水箱分开，吸热率高，但吸热元件同时又是一个散热元件，保温差，冬天不能用；真空管克服了以上缺点并采用了选择性镀膜，控制热发射率，保温性能好，能在冬天使用，但有“炸管”隐患；热管式太阳能集热器通过工质的蒸发与冷凝传递热量，被加热的水不从真空管内走避免了真空管或者平板式热水器的“炸管”隐患。
热管式太阳能集热器是在全玻璃真空集热管内置热管+翅片，利用热管的高效传热的特点将真空管吸收太阳能转化的热量传递到集热器顶端集管，从而加温热水的原理。铜管与吸热翅片通过轧合与胀管连接，翅片与铜管之间的接触热阻极大的影响了传热性能，使用铜管作为蒸发管也增加了成本。
目前真空管式和热管式太阳能集热器的蒸发端与冷凝端集成一体，限制了储水箱得位置。
发明内容
本发明的目的在于避免热管太阳能集热器的翅片与铜管之间的接触热阻，和管板式太阳能集热器的管间导热热阻大，板面利用率低的问题，而提供一种新型平板分离式热管太阳能集热装置，介质流道采用铝板压合吹胀形成，具有承压能力强，无接触热阻的特点，且介质流道设计枝杈状，太阳辐射产生的热量可以及时通过导热带走，板面利用率高。
本发明采用的技术方案为：一种平板分离式热管太阳能集热装置，置包括肺型蒸发器、蒸汽流道、液体介质流道、热管冷凝端紫铜盘管和蓄热水箱；
所述热管冷凝端紫铜盘管置于蓄热水箱中，热管冷凝端紫铜盘管的进口与蒸汽流道的出口连接，热管冷凝端紫铜盘管的出口与液体介质流道的进口连接，肺型蒸发器的液体介质进口端与液体介质流道的出口连接，肺型蒸发器的蒸汽出口端与蒸汽流道的进口连接；
所述肺型蒸发器包括外部边框、玻璃罩、上金属板、下金属板、背部保温板、选择性吸热镀层和肺型蒸发器筋脉流道；所述上金属板与下金属板高温压合，上金属板表面镀有一层选择性吸热镀层，所述肺型蒸发器筋脉流道介于上金属板和下金属板之间吹胀形成，肺型蒸发器筋脉流道的形状为基于仿生学的肺型，下金属板背部设有背部保温板，所述玻璃罩置于上金属板正上方，玻璃罩四边与外部边框密封连接。
作为优选，所述蒸汽流道与液体介质流道加外保温层。
作为优选，所述肺型蒸发器液体介质进口端与液体介质流道的出口连接方式为焊接或铆接，肺型蒸发器的蒸汽出口端与蒸汽流道的进口连接连接方式为焊接或铆接。
作为优选，所述热管冷凝端紫铜盘管的出口与液体介质流道的进口通过渐缩管连接。
本发明专利的工作原理是：肺型蒸发器、蒸汽流道、热管冷凝端紫铜盘管、液体介质流道构成吸热与释热的循环。上金属板上的选择性吸收镀膜有效吸收太阳辐射，将热量传递给肺型流道中的介质，介质吸热气化从肺型蒸发器的边缘汇集通过蒸汽流道流入冷凝端紫铜盘管内放热加热水箱中的水，介质放热冷凝后从液体介质流道流入肺型蒸发器主筋脉入口，冷凝端液体工质再次受热形成不断加热水箱生活水的循环。
本发明的有益效果：
1.本发明采用基于仿生学的肺型蒸发器，与平板式热管太阳能集热器相比，基于仿生学的肺型蒸发器的比表面积大换热效率高，板面利用率高。
2.与传统的热管式太阳能集热器相比，直接压合吹胀形成的介质流道不存在接触热阻，传热性能明显提升。
3、本发明采用分离式热管的形式与一体式的太阳能集热器相比，蓄热水箱布置更灵活，避免对建筑外观的破坏，水箱可以放室内减少蓄热水箱热损失适用范围广。
附图说明
图1是本发明平板分离式热管太阳能集热装置的系统图；其中有：肺型蒸发器1、蒸汽流道2、外部边框3、液体介质流道4、热管冷凝端紫铜盘管9、蓄热水箱10；
图2是本发明平板分离式震荡热管太阳能集热装置的A-A截面图；其中有：玻璃罩5、上金属板6、下金属板7、背部保温板8、选择性吸热镀层11、肺型蒸发器筋脉流道12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
参见图1和图2，一种新型平板分离式热管太阳能集热装置，该太阳能热水器包括肺型蒸发器1、蒸汽流道2、外部边框3、液体介质流道4、玻璃罩5、上金属板6、下金属板7、背部保温板8、热管冷凝端紫铜盘管9、蓄热水箱10、选择性吸热镀层11，肺型蒸发器筋脉流道12；其中：
热管冷凝端紫铜盘管9置于储热水箱10中，热管冷凝端紫铜盘管9的进口与蒸汽流道2的出口连接，热管冷凝端紫铜盘管9的出口与液体介质流道4的进口用渐缩管连接，肺型蒸发器1的液体进口端与液体介质流道4的出口连接，肺型蒸发器1的蒸汽出口端与蒸汽流道2的进口连接。
上金属板6与下金属板7高温压合，上金属板6表面镀有一层选择性吸热镀层11，所述肺型蒸发器筋脉流道12介于上金属板6和下金属板7之间吹胀形成，下金属板7背部有保温板8构成集热板，玻璃罩5置于上金属板6正上方，四边与外部边框3连接。
肺型蒸发器筋脉流道12的形状根据仿生学的肺型进行设计且蒸汽流道2与液体介质流道4加外保温层。
肺型蒸发器1液体介质进口与液体介质流道4的出口连接，和肺型蒸发器1的蒸汽出口端与蒸汽流道2的进口连接可以采用焊接或铆接等方式。
集热板是由通过在下金属板7上涂上肺型脉络，然后上金属板6和下金属板7通过加压热轧与冷轧依靠分子间作用力结合在一起，在通过高压氮气将肺型流道吹出，形成肺型蒸发器1，在金属板表面涂上选择性吸热镀层11，进一步提高对太阳辐射的吸收率。
此太阳能集热装置是分离式的，即肺型蒸发器1与蓄热水箱10分离，蓄热水箱10可以放在肺型蒸发器1的上方，可以放在室内灵活布置，循环是通过重力，蒸汽浮升力共同驱动的。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种平板分离式热管太阳能集热装置，其特征在于，包括肺型蒸发器、蒸汽流道、液体介质流道、热管冷凝端紫铜盘管和蓄热水箱；
所述热管冷凝端紫铜盘管置于蓄热水箱中，热管冷凝端紫铜盘管的进口与蒸汽流道的出口连接，热管冷凝端紫铜盘管的出口与液体介质流道的进口连接，肺型蒸发器的液体介质进口端与液体介质流道的出口连接，肺型蒸发器的蒸汽出口端与蒸汽流道的进口连接；
所述肺型蒸发器包括外部边框、玻璃罩、上金属板、下金属板、背部保温板、选择性吸热镀层和肺型蒸发器筋脉流道；所述上金属板与下金属板高温压合，上金属板表面镀有一层选择性吸热镀层，所述肺型蒸发器筋脉流道介于上金属板和下金属板之间吹胀形成，肺型蒸发器筋脉流道的形状为基于仿生学的肺型，下金属板背部设有背部保温板，所述玻璃罩置于上金属板正上方，玻璃罩四边与外部边框密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种平板分离式热管太阳能集热装置，其特征在于，所述蒸汽流道与液体介质流道加外保温层。
3.根据权利要求1所述的一种平板分离式热管太阳能集热装置，其特征在于，所述肺型蒸发器液体介质进口端与液体介质流道的出口连接方式为焊接或铆接，肺型蒸发器的蒸汽出口端与蒸汽流道的进口连接连接方式为焊接或铆接。
4.根据权利要求1所述的一种平板分离式热管太阳能集热装置，其特征在于，所述热管冷凝端紫铜盘管的出口与液体介质流道的进口通过渐缩管连接。
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