CN1757988A - 热管式太阳集能器的联汇管连接结构 - Google Patents

热管式太阳集能器的联汇管连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明采用热管式太阳集能器的联汇连接结构，包括金属换热插座管、联汇管，其特征在于所述的联汇连接结构是由上、下两联汇横管和连通上、下两联汇横管间的一竖连通管及连通管内设置的金属换热插座管组成的“工”字型联汇连接单元，金属换热插座管的两端分别与上下联汇横管外侧圆柱面形成密封的固定连接。由于采用了上述结构，可保持与现有集能器同等热管放热端换热面积的条件下减少联汇管的厚度尺寸至小于玻璃集能管的外径尺寸或联汇箱尺寸小于100毫米，可以同时满足热管太阳集能器与建筑结合方面的建筑美学要求及维修拆卸方便性要求。

Description

热管式太阳集能器的联汇管连接结构
技术领域
本发明涉及一种太阳能利用技术，尤其是热管式太阳集能器的联汇管连接结构技术。
技术背景
太阳能利用中集能器与建筑的结合要求太阳能集能器尽量与建筑物融为一体，成为建筑物不可分割的一部分，这是包括太阳能光电板与太阳热水器在内的太阳能集能器与建筑结合的主要发展途径。由于与建筑物理主体相比，太阳能集能器只能算作配件，使用寿命一般不超过15-30年，因此，太阳能集能器无可争辩地要服从建筑主体的使用要求与美学要求；使用要求中包括使用可靠与维修维护方便的要求，美学要求中包括与建筑外观结合面设置相适应与协调的要求。
现有普通太阳能平板式集能器能较好地与建筑形成结合一致，满足与建筑结合的美观要求，但其排管与联汇管的焊接靠复杂的全自动设备焊接现在还不能实现，只能采用手工金属焊接薄壁管，每个联汇交联焊接处质量不均且不易控制、并且，焊接结构带来维修拆卸的不便，此外，普通太阳能集能器的低温使用性能不佳，为了适应高寒地区的抗冻性使用要求，出现了热管式的太阳能集能器。
现有热管式太阳能集能器的一个缺点是必须进行二次换热，在承压系统中，其联汇管的换热效率损失一般在10％左右，特别是管径或翅片宽度尺寸较大的热管型集热管或集热管板，集热效率虽高，但为了保证换热效率必须进行严格的换热尺寸设计，如：一般都采用直径达50毫米的铜制换热管作为联汇管，联汇管中带有金属换热插座管供与热管的放热端进行传热配接，以保证足够的换热接触面积，这样一来，联汇管结构加上下各5公分厚外保温层，使得联汇箱的总体厚度尺寸都要超过150毫米，厚度尺寸增大使之在与建筑一体化的结合中受到许多限制，譬如在坡顶上安装时，要求集能器厚度与瓦片层厚度相当：即保持在100毫米以内，此时，若集能器尺寸上外凸超过瓦片层5公分高，就会使得其建筑安装的美观性受到较大的影响。
除此之外，现有热管式太阳集能器的联汇管连接结构的金属换热插座经与金属联汇管焊接加工或安装中易产生的各种应力变形和尺寸匹配性问题，导致其圆周换热面上传热接触不均匀，使换热效率下降；同时，金属联汇管保温性能较差，需要外置较厚的保温层，为了进一步提高集能器的换热效率和改善联汇结构的厚度尺寸限制性影响等，还需要对现有技术进行更新。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于热管式太阳集能器的联汇连接结构，使得在保持现有热管放热端同等换热面积的条件下，减少联汇管的厚度尺寸至100毫米以内，同时能改善现有金属换热插座在焊接加工与安装中易产生应力变形导致的圆周面换热接触不均匀，并通过增强换热辅助结构进一步提高联汇结构的换热效率。
本发明是通过以下技术方案实现的，采用热管式太阳集能器的联汇连接结构，包括金属换热插座管、联汇管，其特征在于所述的联汇连接结构是由上、下两联汇横管和连通上、下两联汇横管间的一竖连通管及连通管内设置的金属换热插座管组成的“工”字型联汇连接单元，金属换热插座管的两端分别与上下联汇横管外侧圆柱面形成密封的固定连接。所述的金属换热插座管是直管、或是锥管。所述的金属换热插座管的外圆面上可带有增强散热的辅助结构如：散热片、散热条纹或是散热缠绕金属丝等。所述的金属换热插座管与上下联汇横管间的密封连接为热熔连接、焊接或粘接。所述的上下联汇横管可采用塑料、有色金属、或是两者的组合所制成。所述的上下联汇横管的两端可带有使上下联汇横管归併为一个进出流道的三通接头或是管堵。所述的上下联汇横管与金属换热插座管的连接处可带有凸缘法兰。所述的金属换热插座管的两端可带法兰外翻边。
本发明的优点是：由于采用了上下联汇横管和连通上、下两联汇横管间的一竖连通管及连通管内设置的金属换热插座管组成的“工”字型联汇连接单元，可保持与现有集能器同等热管放热端换热面积的条件下减少联汇管的厚度尺寸至小于玻璃集能管的外径尺寸或联汇箱尺寸小于100毫米，可以同时满足热管太阳集能器与建筑结合方面的建筑美学要求及维修拆卸方便性要求；并且，上下联汇管与金属换热插座管一体的制造成型可采用塑料与有色金属间的复合成型，这样能改善现有金属换热插座在焊接加工与安装中易产生应力变形导致的圆周面换热接触不均匀问题，外加增强换热辅助结构可进一步提高联汇结构的保温性能与换热效率；此外，以塑料代替有色金属的制造工艺能使联汇连接结构达到安装操作简易、密封质量均匀的效果，取得更优良的性能与成本价格比。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2、图3是本发明实施例联汇连接单元间相互连接及两种不同端部设置的的结构示意图。
具体实施方式：
按图1所示，本发明热管式太阳集能器的联汇管连接结构实施例包括金属换热插座管1、上联汇横管2、下联汇横管3、连通管4、换热辅助结构5等组成。
联汇连接结构是由上、下两联汇横管2与3、和连通上、下两联汇横管间的一竖连通管4及连通管内设置的金属换热插座管1组成的“工”字型联汇连接单元，金属换热插座管的两端分别与上下联汇横管外侧圆周边形成密封的固定连接。上联汇横管的管径可以比下联汇横管小，以利于调节流速。上下联汇横管相互串联组成一体后的两端可带有使上下联汇横管归併为一个进出流道的三通接头6如图2所示，也可采用进出流道管堵7如图3所示，以进一步加强流速，强化换热效果，但液体换热循环产生的阻力也相应增大。
所述的金属换热插座管是直管、也可以是锥管，经设置尺寸转换衬套后可与各种不同尺寸的热管集热元件放热端相配接。
金属换热插座管的外圆面上可带有增强散热的辅助结构如：焊接连接的散热片、预制的散热条纹、或是起散热作用的缠绕金属丝等。金属换热插座管与上下联汇横管间的密封连接为热熔连接、焊接或粘接。上下联汇横管可采用塑料或有色金属或是两者的组合如铜塑复合管等、制成如图1所示的联汇管单元后再经相互间串接形成一个联汇结构的整体。上下联汇横管与金属换热插座管的密封与固定连接处可带有连接加强凸缘法兰，金属换热插座管的两端可带加强固定与密封连接面积的法兰外翻边。
工作原理：换热液体经上下联汇横管的两端归併为一个进出流道的三通接头或不带管堵的进出流道口进入联汇连接结构后，沿金属换热插座管外圆面上增强散热的辅助结构进行换热，被加热的换热液体沿金属换热插座管上升，经截面较小的上联汇横管快速流出，使联汇管连接结构保持较高的换热效率。

Claims (8)

1.热管式太阳集能器的联汇连接结构，包括金属换热插座管、联汇管，其特征在于所述的联汇连接结构是由上、下两联汇横管和连通上、下两联汇横管间的一竖连通管及连通管内设置的金属换热插座管组成的“工”字型联汇连接单元，金属换热插座管的两端分别与上下联汇横管外侧圆柱面形成密封的固定连接。
2.根据权利要求1所述的热管式太阳集能器的联汇管连接结构，其特征在于所述的金属换热插座管是直管、或是锥管。
3.根据权利要求1至2所述的热管式太阳集能器的联汇管连接结构，其特征在于所述的金属换热插座管的外圆面上可带有增强散热的辅助结构如：散热片、散热条纹或是散热缠绕金属丝等。
4.根据权利要求1至3所述的热管式太阳集能器的联汇管连接结构，其特征在于所述的金属换热插座管与上下联汇横管间的密封连接为热熔连接、焊接或粘接。
5.根据权利要求1至4所述的热管式太阳集能器的联汇管连接结构，其特征在于所述的上下联汇横管可采用塑料、有色金属、或是两者的组合所制成。
6.根据权利要求1至5所述的热管式太阳集能器的联汇管连接结构，其特征在于所述的上下联汇横管的两端可带有使上下联汇横管归併为一个进出流道的三通接头或是管堵。
7.根据权利要求1至6所述的热管式太阳集能器的联汇管连接结构，其特征在于所述的上下联汇横管与金属换热插座管的连接处可带有凸缘法兰。
8.根据权利要求1至7所述的热管式太阳集能器的联汇管连接结构，其特征在于所述的金属换热插座管的两端可带法兰外翻边。
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