CN1584444A - 一种热管平板式太阳能集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于太阳能热利用装置技术领域内的一种热管平板式太阳能集热器，包括上循环集管、下循环集管，所述上循环集管、下循环集管之间由若干集热管相连通，集热管两侧设有集热翅片，所述上循环集管内设有至少一根换热管，换热管的首端和尾端伸出于上循环集管外；上循环集管、下循环集管和集热管所封闭的空间内装有热管介质液体。本发明使用时，利用热管介质液体的汽液两相变化时的潜热传递热能，装置内部不结垢、热效率高，冬天不会冻裂；本发明扩展了能够安全使用的地域和每年安全使用的时间，甚至可以在不少寒冷地区全年安全运行，不仅适用于高温地区，也适用于低温地区。

Description

一种热管平板式太阳能集热器
技术领域
本发明涉及将太阳的光能转换为热能的集热装置，属于太阳能热利用装置技术领域。
背景技术
现有技术中有一种广泛使用的平板式太阳能集热器，主要由上循环集管、下循环集管、集热管和集热翅片等组成，所述上循环集管、下循环集管之间由若干集热管相连通，集热翅片设置于集热管两侧，上循环集管上设有出水口，下循环集管上设有进水口；在使用时，在上循环集管、下循环集管和集热管内通水，水从进水口进入下循环集管，日光照射的集热管和集热翅片吸热并将热能传递给集热管内的水，受热后的水上升，进入上循环集管，再从上循环集管上的出水口流出；可以将若干这种集热器进水口和出水口进行串、并联连接，构成大型热水系统；也可以在单个太阳能集热器的进水口、出水口、以及外设的储水箱之间进行水循环，组成小型的家用热水器。其不足之处在于：由于使用时，上循环集管、下循环集管和集热管内充满水，在天气寒冷时容易冻裂上循环集管、下循环集管或集热管，此外，在某些直接循环的系统中，由于水垢的影响，使集热管容易结构堵塞，同时水垢为热的不良导体，水垢的存在影响集热器的热效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种热管平板式太阳能集热器的技术方案，使其不会冻裂、不结垢、热效率高。
本发明的目的是这样实现的：一种热管平板式太阳能集热器，包括上循环集管、下循环集管，所述上循环集管、下循环集管之间由若干集热管相连通，集热管两侧设有集热翅片，所述上循环集管内设有至少一根换热管，换热管的首端和尾端伸出于上循环集管外；上循环集管、下循环集管和集热管所封闭的空间内装有热管介质液体。
本发明使用时，在换热管内通有传热介质，换热管外为热管介质，所述的集热管可以为金属管、黑色塑料管或橡胶管等，日光照射时，集热管和集热翅片吸热并将热能传递给集热管内的热管介质液体，热管介质液体受热后汽化上升，进入上循环集管，在上循环集管内遇到通有传热介质的换热管，高温的汽化的热管介质将热能传递给换热管内的传热介质，同时，自身被冷凝成液体，经冷凝后的热管介质液体经集热管向下回流，完成一次热循环；可以将若干这种集热器进行串、并联连接，由泵进行强制循环换热，组成大型供热系统；也可以在单个热管平板式太阳能集热器的换热管外设置泵及储水箱，组成小型的家用热水器。本发明上循环集管、下循环集管和集热管为封闭的空间，不再有钙、镁离子补充进入封闭的空间内，故不会因结垢而影响传热，其热效率高；同时，由于热管介质液体不易冻结，即使在非常低的环境温度下发生冻结，也会因热管介质液体远未充满上循环集管、下循环集管和集热管所封闭的空间，使其具有膨胀的空间，上循环集管、下循环集管和集热管不会冻裂。本发明不仅适用于高温地区，也适用于低温甚至寒冷的地区，与目前广泛使用的平板式太阳能集热器相比，本发明大大扩展了能够安全使用的地域和每年安全使用的时间，甚至可以在不少寒冷地区全年安全运行。
为提高换热效率，所述换热管外可以设置翅片，翅片既可以沿换热管的径向设置，也可以沿换热管的轴向设置，还可以沿换热管的外壁从首端呈螺旋状向换热管的尾端延伸，这几种技术方案均能增加换热面积，提高换热效率。
为使热管介质能良好地进行换热循环，所述热管介质液体占上循环集管、下循环集管和集热管所封闭空间体积的3％～30％。
附图说明
图1为本发明第一种结构示意图。
图2是图1中集热管断面图。
图3为本发明第二种结构示意图。
图4为图3中的相邻集热管位置关系图。
图5为图3中的上循环集管断面图。
其中，1下循环集管，2热管介质液体，3集热翅片，4上循环集管，5换热管，6翅片，7集热管。
具体实施方式
实施例1
如图1和2，热管平板式太阳能集热器，主要由上循环集管4、下循环集管1、集热管7和集热翅片3等组成，上循环集管4、下循环集管1之间由若干集热管7相连通，集热翅片3设置于集热管7两侧，上循环集管4内设有一根换热管5，换热管5的首端和尾端伸出于上循环集管4外；上循环集管4、下循环集管1和集热管7所封闭的空间内装有热管介质液体2，所述换热管5外沿换热管5的径向设置有若干翅片6；热管介质液体2占上循环集管4、下循环集管1和集热管7所封闭空间体积的3％，集热管7为金属管。
实施例2
如图3、4和5，热管平板式太阳能集热器主要由上循环集管4、下循环集管1、集热管7和集热翅片3等组成，上循环集管4、下循环集管1之间由若干集热管7相连通，集热翅片3设置于集热管7两侧，集热翅片3与相邻集热管上的集热翅片相互搭接，上循环集管4内设有一根换热管5，换热管5的首端和尾端伸出于上循环集管4外；上循环集管4、下循环集管1和集热管7所封闭的空间内装有热管介质液体2，所述换热管5外沿换热管轴向设置有若干翅片6；热管介质液体2占上循环集管4、下循环集管1和集热管7所封闭空间体积的30％，集热管为黑色塑料管。

Claims (6)

1、一种热管平板式太阳能集热器，包括上循环集管、下循环集管，所述上循环集管、下循环集管之间由若干集热管相连通，集热管两侧设有集热翅片，其特征在于：所述上循环集管内设有至少一根换热管，换热管的首端和尾端伸出于上循环集管外；上循环集管、下循环集管和集热管所封闭的空间内装有热管介质液体。
2、根据权利要求1所述的一种热管平板式太阳能集热器，其特征在于：所述换热管外设有翅片。
3、根据权利要求2所述的一种热管平板式太阳能集热器，其特征在于：所述翅片沿换热管的径向设置。
4、根据权利要求2所述的一种热管平板式太阳能集热器，其特征在于：所述翅片沿换热管的轴向设置。
5、根据权利要求2所述的一种热管平板式太阳能集热器，其特征在于：所述翅片沿换热管的外壁呈螺旋状从首端向尾端延伸。
6、根据权利要求1-5任意一项所述的一种热管平板式太阳能集热器，其特征在于：所述热管介质液体占上循环集管、下循环集管和集热管所封闭空间体积的3％～30％。
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