CN201561580U - 一种高效管板式太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效管板式太阳能集热器，包括有由多个翅片板和多根金属排管组成的集热板芯，该集热板芯由多块单片集热板芯通过缝焊或粘接成表面平整美观而成一体，并在其上下端焊接上、下连通管，所述单片集热板芯包括铝翅片板、金属排管，所述铝翅片板中间部分形成铝套管，所述金属排管设置于该铝套管内，在该铝套管下端还设有收缩开口。采用压管机，使铝套管与排管紧紧结合在一起，管板结合热阻为零，通过上述创新设计，使本实用新型集热器的集热效率、性价比、整体性及气密性均优于传统型全铜集热器，对本设计的集热板芯表面进行选择性阳极氧化层处理，使吸收率为92％，发射率为18％；这样更有利于提高集热器的集热效率。

Description

一种高效管板式太阳能集热器

技术领域

本实用新型涉及到太阳能集热装置技术领域，尤其是一种高效管板式太阳能集热器。

背景技术

管板式太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能装置的一种。它由透明盖板、吸热体(俗称集热板芯)、保温层和壳体等组成。其中集热板芯是集热器的核心，是完成光热转换的关键部件。它取决集热器性能优劣。管板式集热器中的集热板芯通常采用金属板带作为翅片板和金属管作为排管相结合，再与上下连管联接在一起而制成集热板芯。如图1所示，目前市场常用的管板式集热板芯有全铜板芯，它采用缝焊机把外径为10～12mm铜排管2焊接在薄铜翅片板1(宽120～135mm，厚0.15mm)上，然后将7～8块板带与上下连管焊接在一起。这种板芯的优点是结构简单，制作容易，承压优良。其缺点是由于铜排管2间距较大，铜翅片板1厚度太薄，存在翅片热阻颇大，因而影响太阳能集热器的集热效果；又由于平板带铜翅片板1与铜排管2仅是线状接触，存在管板结合热阻较大，使翅片板吸收的太阳辐射能传到排管内流体(水)的传递速度较慢，导致翅片板出现过热现象，故热损失较大，尽管铜的导热系数高，然而吸收到太阳能没有更有效的利用。同时翅片板之间存在一定的缝隙，既影响外观又气密性差，致使加大了对流热损失。经测试，全铜管板式太阳能集热器的日平均集热效率仅为48～50％。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种具有日平均集热效率大于53％且整体性美观及承压性能优良的管板式太阳能集热器。

为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种高效管板式太阳能集热器，包括有由多个翅片板和多根金属排管组成的集热板芯，该集热板芯由多块单片集热板芯通过缝焊或粘接成表面平整美观而成一体，并在其上下端焊接上、下连通管，所述单片集热板芯包括铝翅片板、金属排管，所述铝翅片板中间部分形成铝套管，所述金属排管设置于该铝套管内，在该铝套管下端还设有收缩开口。

铝翅片板不完全是一块平板，为了克服现有技术中全铜板芯的铜翅片板与铜排管之间为线状接触，管板结合热阻较大的缺点，本实用新型通过压管机，使铝套管与金属排管紧紧结合一起，使铝翅片板与金属排管成为面接触，将铝翅片板中央制成套管形状，大大减少了管板结合的热阻，使得管板结合热阻为零。

根据传热原理金属排管间距越小，且翅片板越厚、传热效果越好，大大减小翅片热阻。所述相邻金属排管之间的间距为80～105mm，所述该铝翅片板的厚度为0.6～1mm、单片宽度为83～110mm之间。

所述相邻铝翅片板相连接的一端表面上预留设置有铝翅片板衔接带，两块相邻铝翅片板通过该铝翅片板衔接带相连接，该铝翅片板衔接带宽为3～5mm。为了克服全铜板芯的铜翅片板之间存在一定缝隙和高低不平的缺点，铝翅片板一端预留衔接带，通过缝焊或粘接使各翅片板之间连接成表面平整美观而成一体。

所述金属排管为铜或不锈钢排管。根据传热传质原理，对于金属板芯而言，金属排管的导热热阻可以忽略不计，因为金属排管的导热热阻比翅片热阻小得多，换言之，不论铜排管或不锈钢排管，对其集热效率影响甚微，然而铜的价格比不锈钢贵得多，为了提高性价比和降低产品的成本，便于推广应用，可采用耐腐蚀的不锈钢排管取代铜排管。

所述金属排管的外径为8～10mm，所述铝套管的内径8.2～10.3mm。

所述收缩开口的圆心角E为10°～160°。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：采用压管机，使铝套管与排管紧紧结合在一起，管板结合热阻为零，通过上述创新设计，使本实用新型集热器的集热效率、性价比、整体性及气密性均优于传统型全铜集热器，对本设计的集热板芯表面进行选择性阳极氧化层处理，使吸收率为92％，发射率为18％；这样更有利于提高集热器的集热效率。

附图说明

图1为现有技术单片全铜集热板芯剖视图；

图2为本实用新型单片集热板芯剖视图；

图3为本实用新型单片铝翅片板剖视图；

图4为本实用新型集热板芯的整体结构示意图；

附图标记说明：1-铜翅片板，2-铜排管，21-单片铝翅片板，22-金属排管，23-铝套管，231-收缩开口，24-铝翅片板间衔接带，E-套管开口，3-单片集热板芯，4-集热板芯，5、上连通管，6、下连通管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参阅图2和图3所示，一种创新型管板式太阳能集热器，其核心部件包括由多个翅片板和多根金属排管22组成的集热板芯4，整个集热板芯4由10块单片集热板芯3通过缝焊或粘接成表面平整美观而成一体，并在其上下端焊接上连通管5和下连通管6而构成，该单片集热板芯3包括铝翅片板21、金属排管22，铝翅片板21中间部分形成铝套管23，金属排管22设置于该铝套管23内，在该铝套管23下端还设有收缩开口231，该收缩开口231处形成的圆心角E为10°～160°，优选为20°。

本实施例中，选取10根外径为10mm的金属排管22，相邻金属排管22之间的间距优选为95mm，比全铜板芯的排管间距缩短了30％，该铝翅片板21的厚度为0.6～1mm、单片宽度为98～100mm之间。

相邻铝翅片板21相连接的一端表面上预留设置有铝翅片板衔接带24，两块相邻铝翅片板21通过该铝翅片板衔接带24相连接，本实施例中，该铝翅片板衔接带24的宽为3～5mm，优选为3mm。

金属排管22为铜或不锈钢排管，其外径为8～10mm，优选8mm，本实施例中金属排管22的数目为9到14根，其中铝套管23的内径比设置在其内的金属排管22的外径大0.2～0.3mm，即该铝套管23的内径为8.2～10.3mm，当金属排管22的外径选取8mm时，对应的铝套管23的内径可选为8.2mm。

上下连通管外径为25mm，整个集热板芯宽为950mm，长为1960mm。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种高效管板式太阳能集热器，包括有由多个翅片板和多根金属排管(22)组成的集热板芯(4)，其特征在于：该集热板芯由多块单片集热板芯(3)通过缝焊或粘接成表面平整美观而成一体，并在其上下端焊接上、下连通管(5，6)，所述单片集热板芯(3)包括铝翅片板(21)、金属排管(22)，所述铝翅片板(21)中间部分形成铝套管(23)，所述金属排管(22)设置于该铝套管(23)内，在该铝套管(23)下端还设有收缩开口(231)。

2.如权利要求1所述的高效管板式太阳能集热器，其特征在于：所述相邻金属排管(22)之间的间距为80～105mm，所述该铝翅片板(21)的厚度为0.6～1mm、单片宽度为83～110mm之间。

3.如权利要求2所述的高效管板式太阳能集热器，其特征在于：所述相邻铝翅片板(21)相连接的一端表面上预留设置有铝翅片板衔接带(24)，两块相邻铝翅片板(21)通过该铝翅片板衔接带(24)相连接，该铝翅片板衔接带(24)宽为3～5mm。

4.如权利要求3所述的高效管板式太阳能集热器，其特征在于：所述金属排管(22)为铜或不锈钢排管。

5.如权利要求2到4中任一所述的高效管板式太阳能集热器，其特征在于：所述金属排管(22)的外径为8～10mm，所述铝套管(23)的内径8.2～10.3mm。

6.如权利要求5所述的高效管板式太阳能集热器，其特征在于：所述收缩开口(231)的圆心角E为10°～160°。

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