CN106288457B - 一种强化对流换热的太阳能集热器联箱 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种强化对流换热的太阳能集热器联箱，包括联箱外壳、保温层、真空管连接孔、联箱内胆、分隔板、旋转叶轮、叶轮连杆、介质出口管、介质进口管，联箱内胆位于联箱外壳内部，联箱外壳和联箱内胆之间填充保温层，太阳能集热器联箱的侧面设有多个真空管连接孔，联箱内胆内设有旋转叶轮，旋转叶轮与叶轮连杆同轴固定连接，叶轮连杆可选择与风力叶轮或与连接光伏电池板的电机盒连接。该太阳能集热器联箱依靠风力或太阳能等新能源加强太阳能集热装置的对流换热，提高太阳能利用率，同时该装置结构简单、成本低。

Description

一种强化对流换热的太阳能集热器联箱

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热器联箱，特别是一种利用新能源强化对流换热的太阳能集热器联箱，属于太阳能集热技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水器已经成功的商业化，如何更有效的利用太阳能，成为了各国科学家致力研究的内容。

太阳能真空管集热器是目前太阳能中低温太阳能热利用的主要集热器形式，太阳能真空管集热器需要联箱将多个真空管连接成一体，联箱是太阳能真空管集热器的重要组成部分，其性能直接影响了太阳能采集的效果。

目前，大多数的太阳能用户为单体式太阳能热水装置，采用的是自然对流方式，因为采用强制循环的方式需要增加泵及相应的控制设备，购买成本、使用成本和故障率均显著提高。但采用自然对流的方式存在以下不足：换热效果差，不能及时的将真空管内的热量传输到太阳能集热水箱中去，从而造成了水箱内水温低而真空管内水温过高的现象，影响了太阳能集热器的使用效果和太阳能集热器的使用寿命。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于克服上述现有相关太阳能集热器联箱的缺陷，提供了一种依靠新能源的、可显著提高太阳能利用率和使用效果的、结构简单成本低的太阳能集热器联箱。

技术方案：为解决上述技术问题，本专利提供的技术方案为：

采用一种强化对流换热的太阳能集热器联箱，包括联箱外壳、保温层、真空管连接孔、联箱内胆、分隔板、旋转叶轮、叶轮连杆、介质出口管、介质进口管；联箱外壳和联箱内胆均为由金属板构成的长方体空心结构，联箱内胆位于联箱外壳的内部，联箱外壳和联箱内胆之间填充保温层，太阳能集热器联箱的一个长边侧面设有多个真空管连接孔，真空管连接孔连通联箱内胆的内部空间和联箱外壳的外部空间，联箱内胆设有分隔板将联箱内胆的内部空间划分为上下两层，旋转叶轮的中心轴方向与真空管连接孔的中心轴方向平行，并且旋转叶轮的中心轴位于分隔的平面上，分隔板被旋转叶轮隔成两段，叶轮连杆与旋转叶轮同轴且固定连接，叶轮连杆从联箱外壳的侧面伸出，该侧面与联箱外壳上设有真空管连接孔的侧面相对，太阳能集热器联箱的一个非长边侧面设有介质出口管和介质进口管，介质出口管连通联箱外壳的外部空间与联箱内胆里的上层空间，介质进口管连通联箱外壳的外部空间和联箱内胆里的下层空间。

旋转叶轮的旋转动力可采用风能或太阳能，采用风能时，该装置设有风力叶轮，风力叶轮与叶轮连杆同轴且固定连接；采用太阳能时，该装置设有电机盒和光伏电池板，电机盒与叶轮连杆连接，光伏电池板固定于联箱外壳的上表面，光伏电池板与电机盒通过电线连接。

有益效果：

1)该装置联箱内胆里采用了双层结构，避免了冷热水的混合，有助于联箱内介质的循环流动。

2)该装置采用了内置旋转叶轮的结构，通过旋转叶轮的旋转，带动联箱内液体的循环，加大了集热管内介质的扰动，强化了换热，进而实现集热器内热量向水箱内的快速转移，提高了太阳能的使用效果和太阳能利用率。

3)该装置相对于常规的太阳能强制循环系统，省去了水泵和控制系统，节省了太阳能系统的初投资，同时该装置运行时依靠风力或太阳能等新能源，节省了太阳能系统的运行费用。

4)该装置结构简单，易于制作，成本低，效果显著，推广潜力大。

附图说明

图1是强化对流换热的太阳能集热器联箱的剖视图；

图2是强化对流换热的太阳能集热器联箱的外观图；

图3是利用风力作为动力的强化对流换热的太阳能集热器联箱的示意图；

图4是利用太阳能作为动力的强化对流换热的太阳能集热器联箱的示意图；

其中：1是联箱外壳、2是保温层、3是真空管连接孔、4是联箱内胆、5是分隔板、6是旋转叶轮、7是叶轮连杆、8是介质出口管、9是介质进口管、10是风力叶轮、11是电机盒、12是光伏电池板。

具体实施方式

实施例一

参见图1-图4，一种强化对流换热的太阳能集热器联箱，包括联箱外壳1、保温层2、真空管连接孔3、联箱内胆4、分隔板5、旋转叶轮6、叶轮连杆7、介质出口管8、介质进口管9、风力叶轮10；联箱外壳1为由铝合金板构成的长方体空心结构，联箱内胆4为由不锈钢板构成的长方体空心结构，联箱内胆4位于联箱外壳1内部，联箱外壳1和联箱内胆4之间填充3mm厚的保温层2，太阳能集热器联箱的一个长边侧面设有8个真空管连接孔3，真空管连接孔3连通联箱内胆4的内部空间和联箱外壳1的外部空间，联箱内胆4设有分隔板5将联箱内胆4的内部空间划分为上下两层，旋转叶轮6的中心轴方向与真空管连接孔3的中心轴方向平行，分隔板5被旋转叶轮6隔成两段，叶轮连杆7与旋转叶轮6同轴且固定连接，风力叶轮10与叶轮连杆7同轴且固定连接，太阳能集热器联箱的一个非长边侧面设有介质出口管8和介质进口管9，介质出口管8连通联箱外壳1的外部空间与联箱内胆4里的上层空间，介质进口管9连通联箱外壳1的外部空间和联箱内胆4里的下层空间。

实施例二

参见图1-图4，一种强化对流换热的太阳能集热器联箱，包括联箱外壳1、保温层2、真空管连接孔3、联箱内胆4、分隔板5、旋转叶轮6、叶轮连杆7、介质出口管8、介质进口管9、电机盒11、光伏电池板12；联箱外壳1和联箱内胆4均为由金属板构成的长方体空心结构，联箱内胆4位于联箱外壳1内部，联箱外壳1和联箱内胆4之间填充保温层2，太阳能集热器联箱的一个长边侧面设有多个真空管连接孔3，真空管连接孔3连通联箱内胆4的内部空间和联箱外壳1的外部空间，联箱内胆4设有分隔板5将联箱内胆4的内部空间划分为上下两层，旋转叶轮6的中心轴方向与真空管连接孔3的中心轴方向平行，并且旋转叶6轮的中心轴位于分隔板5的平面上，分隔板5被旋转叶轮6分隔成两段，叶轮连杆7与旋转叶轮6同轴且固定连接，叶轮连杆7从联箱外壳1的侧面伸出，该侧面与联箱外壳1上设有真空管连接孔3的侧面相对，太阳能集热器联箱的一个非长边侧面设有介质出口管8和介质进口管9，介质出口管8连通联箱外壳1的外部空间与联箱内胆4里的上层空间，介质进口管9连通联箱外壳1的外部空间和联箱内胆4里的下层空间。电机盒11与叶轮连杆7连接，光伏电池板12固定于联箱外壳1的上表面，光伏电池板12与电机盒11通过电线连接。

本专利还可以有其它实施方式，凡依据本专利的技术实质所采用的任何细微修改、等效变换、替代所形成的技术方案，均落在本专利要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种强化对流换热的太阳能集热器联箱，其特征在于所述的强化对流换热的太阳能集热器联箱包括联箱外壳、保温层、真空管连接孔、联箱内胆、分隔板、旋转叶轮、叶轮连杆、介质出口管、介质进口管；联箱外壳和联箱内胆均为由金属板构成的空心长方体结构，联箱内胆位于联箱外壳的内部，联箱外壳和联箱内胆之间填充保温层，太阳能集热器联箱的一个长边侧面设有多个真空管连接孔，真空管连接孔连通联箱内胆的内部和联箱外壳的外部，联箱内胆设有分隔板将联箱内胆的内部空间划分为上下两层，联箱内胆里设有旋转叶轮，旋转叶轮的中心轴方向与真空管连接孔的中心轴方向平行，旋转叶轮的中心轴位于分隔板的平面上，分隔板被旋转叶轮分隔成两段，叶轮连杆与旋转叶轮同轴且固定连接，叶轮连杆从联箱外壳的侧面伸出，该侧面与联箱外壳上设有真空管连接孔的侧面相对，太阳能集热器联箱的一个非长边侧面设有介质出口管和介质进口管，介质出口管连通联箱外壳的外部与联箱内胆里的上部空间，介质进口管连通联箱外壳的外部和联箱内胆里的下部空间。

2.根据权利要求1所述的强化对流换热的太阳能集热器联箱，其特征在于所述的强化对流换热的太阳能集热器联箱还包括风力叶轮，风力叶轮与叶轮连杆同轴且固定连接。

3.根据权利要求1所述的强化对流换热的太阳能集热器联箱，其特征在于所述的强化对流换热的太阳能集热器联箱还包括电机盒和光伏电池板，电机盒与叶轮连杆连接，光伏电池板固定于联箱外壳的上表面，光伏电池板与电机盒通过电线连接。