CN106940095A - 一种双层双能双吸收集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层双能双吸收集热器，该集热器包括换热介质循环总管和吸热板单元，所述换热介质循环总管设置在一组吸热板单元两侧，所述吸热板单元包括换热介质循环支管和设置在热介质循环支管两侧的吸热翅片，且换热介质循环支管的两端与换热介质循环总管密封连接。该集热器采用双层吸热翅片，与循环管道为整体挤压成型，传热效果好，保证在太阳热能的吸收同时增大了集热面积，提高了太阳能集热效率；同时利用上下叶片之间形成的通气间隙，为空气顺利对流从而更快更好的获得空气能创造了十分优良的条件，集热效果好。

Description

一种双层双能双吸收集热器
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热器，具体地说是一种双层双能双吸收集热器。
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。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。平板型太阳能集热器工作时，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上，被吸热板吸收并转化成热能，然后传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有用能量输出。板式太阳能、空气能集热器，比较传统和固定的做法是采用一个整体式吸热板，框型结构内都被一整块吸热板分成前后两个不相通或者无法充分形成空气流通的空间。这种结构形式从根本上限制了在吸收太阳热能时还能同时独立和充分吸收空气热能，降低了集热效果。
目前太阳能热利用技术发展处于一个关键时期，国家十三五太阳能热利用规划和清洁能源广泛应用于采暖、热水系统的宏观政策要求让原有技术和方案显得已经相对滞后，迫切需要行业水平有所突破，有所进步，以适应现代应用需要。而在整个技术链中，集热器的技术水平能否提升进步，显得尤为重要和关键。
现有太阳能热利用系统所采用的集热器基本上都局限于单一吸热方式和吸热板和换热管独立用超声波或激光焊接等方式贴合吸热翅片。随着技术应用不断发展，太阳能和空气能结合技术不断创新和成熟，而作为关键部件的集热器往往还是以传统的平板集热器为主，以及裸体压制或吹胀式板块集热器。而制作方法和水平的高低直接影响到整个系统的效果和最终产品的性价比。所以，如果集热器做到既能良好吸收太阳能又能同时共同获取吸收空气热能提供给后端的制热装置。最充分的获取来自大自然的可再生能源的能量，作用于热利用设备。
集热器的传统结构是：叶片（翅片）加循环管的传统模式，由于吸热翅片与循环管道连接状况不佳而造成接触面积小，最终无法完成良好热传导，产生致命缺陷；集热器、蒸发器作为单一部件只能单一或单向吸收太阳能或者空气能，不能实现太阳能和空气能的完美结合。
发明内容
为了提高吸收空气热能时的吸热效率和冷热空气对流交换速率，达到最好的集热效果，本发明的目的是提供一种双层双能双吸收集热器，该集热器采用双层吸热翅片，与循环管道为整体挤压成型，传热效果好，保证在太阳热能的吸收同时增大了集热面积，提高了太阳能集热效率；同时利用上下叶片之间形成的通气间隙，为空气顺利对流从而更快更好的获得空气能创造了十分优良的条件，集热效果好。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种双层双能双吸收集热器，其特征在于：该集热器包括换热介质循环总管和吸热板单元，所述换热介质循环总管设置在一组吸热板单元两侧，所述吸热板单元包括换热介质循环支管和设置在换热介质循环支管两侧的吸热翅片，且换热介质循环支管的两端与换热介质循环总管密封连接。
本发明中，一组吸热板单元呈纵向排列且均匀设置在两侧的换热介质循环总管中间。所述吸热板单元为双层结构，两侧的吸热翅片和中部的换热介质循环支管采用一次成型加工方法制成。两侧的吸热翅片和中部的换热介质循环支管采用铝材一次成型加工方法制成。
为达到最佳的吸热效率，设置在换热介质循环支管两侧的吸热翅片相互平行且向外倾斜，且位于正面的吸热翅片长度大于位于背面的吸热翅片长度。所述吸热翅片呈波纹状结构。
所述吸热板单元中位于背面的吸热翅片由一组向外伸展的叶片构成。在吸热板单元中位于背面的吸热翅片外侧设有与吸热翅片呈垂直布置的槽形叶片。
换热介质循环支管的两端与换热介质循环总管通过焊接密封连接。
本发明中，两层吸热翅片中间有循环通道，换热介质循环支管两端通道口经连接件连接形成一组式或多组式相通的用于循环介质的通道系统。集热器通常朝阳光面放置。在有光照工况下集热时，上层（前面）吸热翅片受照吸收太阳能传热于循环通道内的传热介质，此状态下由于上层吸热翅片吸收到的太阳能热量远高于下层吸热翅片，可以同时吸收两种热能，但以太阳能为主，吸收空气能为辅。在无光照工况下集热时上层吸热翅片和下层吸热翅片同时吸收空气热能。由于通道与上下两层为一体式成型结构，不存在传统循环管与翅片之间的连接往往存在接触面积有限，贴合紧密度不够，传热效果严重打折的问题。传热效率近似于100%，极好的保证后端热泵机组所需的热源质量和数量。
与现有技术相比，本发明采用双层吸热翅片，与循环管道为整体挤压成型，传热效果好，提高传导效率，降低材料消耗，降低加工成本，保证产品标准化，质量高，外观美。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中双层吸热翅片的吸热板单元结构示意图。
图3是本发明中具有槽形叶片的吸热板单元结构示意图。
具体实施方式
一种双层双能双吸收集热器，见图1，该集热器包括换热介质循环总管1和吸热板单元2，换热介质循环总管设置在一组吸热板单元两侧。一组吸热板单元呈纵向排列且均匀设置在两侧的换热介质循环总管中间。所述吸热板单元为双层结构，吸热板单元包括换热介质循环支管21和设置在换热介质循环支管两侧的吸热翅片22，且换热介质循环支管的两端与换热介质循环总管密封连接。换热介质循环支管的两端与换热介质循环总管可以通过焊接密封连接。
两侧的吸热翅片和中部的换热介质循环支管采用一次成型加工方法制成。两侧的吸热翅片和中部的换热介质循环支管可以采用铝材一次成型加工方法制成。
为达到最佳的吸热效率，设置在换热介质循环支管两侧的吸热翅片相互平行且向外倾斜，且位于正面的吸热翅片长度大于位于背面的吸热翅片长度。所述吸热翅片可以呈波纹状结构。
为提高吸热效果，吸热板单元中位于背面的吸热翅片由一组向外伸展的叶片构成。在吸热板单元中位于背面的吸热翅片外侧设有与吸热翅片呈垂直布置的槽形叶片。
在有光照工况下集热时，上层（前面）吸热翅片受照吸收太阳能传热于循环通道内的传热介质，此状态下由于上层吸热翅片吸收到的太阳能热量远高于下层吸热翅片，可以同时吸收两种热能，但以太阳能为主，吸收空气能为辅。在无光照工况下集热时上层吸热翅片和下层吸热翅片同时吸收空气热能。由于通道与上下两层为一体式成型结构，不存在传统循环管与翅片之间的连接往往存在接触面积有限，贴合紧密度不够，传热效果严重打折的问题。传热效率近似于100%，极好的保证后端热泵机组所需的热源质量和数量。

Claims (9)

1.一种双层双能双吸收集热器，其特征在于：该集热器包括换热介质循环总管（1）和吸热板单元（2），所述换热介质循环总管（1）设置在一组吸热板单元（2）两侧，所述吸热板单元（2）包括换热介质循环支管（21）和设置在换热介质循环支管（21）两侧的吸热翅片（22），且换热介质循环支管（21）的两端与换热介质循环总管（1）密封连接。
2.根据权利要求1所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：一组吸热板单元（2）呈纵向排列且均匀设置在两侧的换热介质循环总管（1）中间。
3.根据权利要求2所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：所述吸热板单元（2）为双层结构，两侧的吸热翅片（22）和中部的换热介质循环支管（21）采用一次成型加工方法制成。
4.根据权利要求1或2所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：两侧的吸热翅片（22）和中部的换热介质循环支管（21）采用铝材一次成型加工方法制成。
5.根据权利要求1或2所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：设置在换热介质循环支管（21）两侧的吸热翅片（22）相互平行且向外倾斜，且位于正面的吸热翅片（22）长度大于位于背面的吸热翅片（22）长度。
6.根据权利要求1或2所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：所述吸热翅片（22）呈波纹状结构。
7.根据权利要求1或2所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：所述吸热板单元（2）中位于背面的吸热翅片（22）由一组向外伸展的叶片构成。
8.根据权利要求1或2所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：在吸热板单元（2）中位于背面的吸热翅片（22）外侧设有与吸热翅片（22）呈垂直布置的槽形叶片。
9.根据权利要求1所述的双层双能双吸收集热器，其特征在于：换热介质循环支管（21）的两端与换热介质循环总管（1）通过焊接密封连接。
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