CN208588094U - 一种多通道平板式太阳能集热器 - Google Patents

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赵曙光
穆世慧
郑端阳
张建军
马志萍
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Abstract

本实用新型公开了一种多通道平板式太阳能集热器，该太阳能集热器包括多个并列设置的真空玻璃管、设置于上述各个真空玻璃管内部的多导管平板型集热管、设置在真空玻璃管顶部并与多导管平板型集热管连通的热交换部以及设置在中空玻璃管下端与热交换部之间的底部框架，底部框架的两端分别设置在中空玻璃管的下端和热交换部上。本实用新型通过多通道平板型集热管的上端贯通蓄热媒质循环管道的方式，解决了现有技术在主管安装纳米管的施工难度以及在改善售后替换时的难题。另外，热交换部以外罩和内罩双重结构形式，外罩与内罩之间填充隔热材料，使集热管的热量在最大程度上与外部绝缘，提交热交换效率。

Description

一种多通道平板式太阳能集热器
技术领域
本实用新型涉及太阳能集热器领域，具体地说是一种多通道平板式太阳能集热器。
背景技术
我国地域辽阔，太阳能资源丰富，应该大力推行太阳能在日常生活中的使用。由于太阳能比较分散，在太阳能的热利用的关键技术是将太阳的辐射能集中起来，转换为热能。太阳能集热器是一种特殊的热交换器，将分散的太阳辐射能转化为热能，并将其热能传递给工质。太阳能集热器是太阳能热利用系统中关键的部件，集热器吸收入射太阳辐射并转化为热能，所以集热器的吸收太阳辐射的能力直接决定太阳能利用的效率。
一般来说，太阳能集热器有由吸热板、透明盖、隔热材料等构成的空气集热式或液体集热式等。其中,真空管式太阳能集热器,利用多通道(多导管)平板型集热管来改善集热管与循环蓄热媒质的蓄热媒质循环管道之间的接触结构。
但是这种现有的技术采用在主管上缠绕纳米管的方式，因此会出现纳米管的曲折导致的导热率降低、在主管上安装纳米管的施工难度以及售后替换时的难度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种多通道平板式太阳能集热器，改善了在主管上缠绕纳米管的方式、在主管安装纳米管时的施工难度以及售后替换时的难度。
本实用新型解决所述技术问题的技术方案是：提供一种多通道平板式太阳能集热器，其特征在于，该太阳能集热器包括多个并列设置的真空玻璃管(300)、设置于上述各个真空玻璃管(300)内部的多导管平板型集热管(400)、设置在真空玻璃管(300)顶部并与多导管平板型集热管(400)连通的热交换部(200)以及设置在中空玻璃管(300)下端与热交换部(200)之间的底部框架(600)，底部框架(600)的两端分别设置在中空玻璃管(300)的下端和热交换部(200)上；
所述热交换部(200)为中空条状结构，其两端分别预留有热媒流入孔和热媒流出孔，热媒流入孔和热媒流出孔之间设置蓄热媒质循环管道(500)，多导管平板型集热管(400)的顶部设置在热交换部(200)内，每一个多导管平板型集热管(400)的顶端延伸到蓄热媒质循环管道(500)的顶部；
所述真空玻璃管(300)与多导管平板型集热管(400)密封在一起，其内部密封有用于导热的作业流体；所述多导管平板型集热管(400)的下端为吸热部，用于吸收集热部传递过来的太阳能，其下端为冷凝部；太阳能的热量将真空玻璃管(300)内的作业流体蒸气化，蒸汽化的作业流体流动到多导管平板型集热管(400)的上端，蓄热媒质循环管道(500)位于多导管平板型集热管(400)的上端，蓄热媒质循环管道(500)内部低温导热体与多导管平板型集热管(400)内部的高温蒸汽化作业流体发生热交换，低温导热体吸收热量，多导管平板型集热管(400)上端降温，蒸汽化的作业流体被冷凝成液体流回真空玻璃管(300)的下端；
多导管平板型集热管(400)是厚度薄并且截面面积大的平板型金属体(401)、内部一体形成的多个空心导管(402)的结构，空心导管(402)内部真空封固有纳米粒径的Al2O3和碳纳米管的作业流体。
与现有技术子相比，在本实用新型通过多通道平板型集热管的上端贯通蓄热媒质循环管道的方式，改善了现有的在主管上缠绕纳米管的方式，解决了在主管安装纳米管的施工难度以及在改善售后替换时的难题。另外，本实用新型中的热交换部以外罩和内罩双重结构形成，外罩与内罩之间填充隔热材料，使集热管的热量在最大程度上与外部绝缘。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的整体结构示意图(其中，热交换部为剖视状态)。
图2是本实用新型一种实施例的立体结构示意图(虚线为透视轮廓线)。
图3为本实用新型一种实施例的热交换部剖视结构示意图。
图4为本实用新型一种实施例的多导管平板型集热管结构示意图。
图5为本实用新型另一种实施例的多导管平板型集热管结构示意图。
图6为本实用新型一种实施例的多导管平板型集热管剖视结构示意图。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述,但本实用新型并不限于这些实施例。
本实用新型提供一种多通道平板式太阳能集热器，该太阳能集热器包括多个并列设置的真空玻璃管(300)、设置于上述各个真空玻璃管(300)内部的多导管平板型集热管(400)、设置在真空玻璃管(300)顶部并与多导管平板型集热管(400)连通的热交换部(200)以及设置在中空玻璃管(300)下端与热交换部(200)之间的底部框架(600)，底部框架(600)的两端分别设置在中空玻璃管(300)的下端和热交换部(200)上。
所述热交换部(200)为中空条状结构，其两端分别预留有热媒流入孔和热媒流出孔，热媒流入孔和热媒流出孔之间设置蓄热媒质循环管道(500)，多导管平板型集热管(400)的顶部设置在热交换部(200)内，每一个多导管平板型集热管(400)的顶端延伸到蓄热媒质循环管道(500)的顶部。
所述真空玻璃管(300)与多导管平板型集热管(400)密封在一起，其内部密封有用于导热的作业流体。所述多导管平板型集热管(400)的下端为吸热部，用于吸收集热部传递过来的太阳能，其下端为冷凝部。太阳能的热量将真空玻璃管(300)内的作业流体蒸气化，蒸汽化的作业流体流动到多导管平板型集热管(400)的上端，蓄热媒质循环管道(500)位于多导管平板型集热管(400)的上端，蓄热媒质循环管道(500)内部低温导热体与多导管平板型集热管(400)内部的高温蒸汽化作业流体发生热交换，低温导热体吸收热量，多导管平板型集热管(400)上端降温，蒸汽化的作业流体被冷凝成液体流回真空玻璃管(300)的下端，太阳能持续输入，该蒸汽化-冷凝吸热过程不断进行。
所述热交换部(200)包括断面为直角四边形的外罩(210)、设置在上述外罩(210)内部的内罩(220)、位于上述内罩(220)内的蓄热媒质循环管道(500)，蓄热媒质循环管道(500)通过热媒流入孔和热媒流出孔延伸到热交换部(200)的外侧。多导管平板型集热管(400)的上端通过内罩(220)的下方贯通孔(222)引入到内罩(220)中。外罩(210)与内罩(220)之间设置有隔热材料(230)。
本实用新型实施例中，热交换部(200)由外罩(210)和内罩(220)双重结构形成并执行1次隔热功能，外罩(210)与内罩(220)之间填充隔热材料(230)，使集热管(400)的热在最大程度上与外部绝缘。外罩(210)的部分外侧与底部框架(600)通过螺栓或焊接等方式进行结合。
上述真空玻璃管(300)与热交换部(200)相结合，其内部为了使在真空玻璃管内部集到的太阳能由于对流的损失达到最小化而维持真空状态，可选择单一玻璃管以及双重玻璃管，但双重玻璃管更加合适。
另外，多导管平板型集热管(400)的上端延长到真空玻璃管(300)的上端外部，每一个多导管平板型集热管(400)的顶端位于蓄热媒质循环管道(500)中。
在本实用新型的实施例中，像上述一样，通过多导管平板型集热管的上端贯通蓄热媒质循环管道的上下方并结合，改善了现有的在主管上缠绕纳米管的方式、在主管安装纳米管的施工难度以及在改善售后替换时的难点方面产生效果。
上述根据本实用新型的多导管平板型集热管(400)，根据纳米粒子的氧化铝(Al2O3)以及含有碳纳米管的酒精型作业流体或蒸馏水型作业流体引起的蒸发、蒸汽移动、凝缩以及回流过程，将集热部的热传达到安装在冷凝部并流入到蓄热媒质循环管道(500)内部的蓄热媒质，流入到蓄热媒质循环管道(500)内部的蓄热媒质种类可根据集到的热能量的使用目的进行选择，供暖主要使用水。
蓄热媒质循环管道(500)的两侧向热交换部(200)的外侧延长，在热交换之前引入蓄热媒质到一侧，并在热交换部(200)进行热交换后向另一侧排出。
根据本实用新型的多导管平板型集热管(400)是厚度(t)薄并且截面面积大的平板型金属体(401)、内部一体形成的多个空心导管(402)的结构，空心导管(402)内部真空封固有纳米粒径的氧化铝(Al2O3)和碳纳米管的作业流体。
多导管平板型集热管(400)其金属体(401)内部一体形成的多个空心导管(402)在其内壁向长方向(l)上、下形成多个凹槽(403)，其内部封固了作业流体，根据作业流体的蒸发、蒸汽移动、凝缩以及回流过程将集热部的热传达到安装在热交换部并流向蓄热媒质循环管道(500)内部的蓄热媒质。
上述平板型金属体(401)的材质选择了铝，在空心导管中注入作业流体加热并成为真空的同时，根据两端的上下压缩形成单面支撑体(404)，不仅可以简单制作，平板型金属体(401)也可通过挤压方式简单制作。
本实用新型利用一种多通道平板式太阳能集热器(100)的导热过程：通过并列配置的多个真空玻璃管(300)前端的太阳能集热部入射的热能量使安装在真空玻璃管(300)内部的多导管平板型集热管(400)的作业流体蒸汽化并移动到上端冷凝部。在上端冷凝部，蒸汽状态的作业流体凝缩，其散发的热流入到蓄热媒质循环管道(500)的蓄热媒质(如水)进行导热，凝缩的作业流体向下端蒸发部循环的同时，蓄热媒质通过另行安装的供暖管道以及向蓄热媒质水的贮槽循环的一系列过程进行供暖等热供给。
在上面我们了解了根据本实用新型的实施例，如前面所说，除了已展示的实施例外，在本实用新型的宗旨与范畴内，可具体实现为其他特定形状，只要是拥有该技术领域的一般常识的人都会知道这一点。因此，上述实施例并不是限制性的，而是示例，所以本实用新型并不局限于上述说明，在附加权利要求的范畴以及在其同等范围内都可以进行变更。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种多通道平板式太阳能集热器，其特征在于，该太阳能集热器包括多个并列设置的真空玻璃管(300)、设置于上述各个真空玻璃管(300)内部的多导管平板型集热管(400)、设置在真空玻璃管(300)顶部并与多导管平板型集热管(400)连通的热交换部(200)以及设置在真空玻璃管(300)下端与热交换部(200)之间的底部框架(600)，底部框架(600)的两端分别设置在中空玻璃管(300)的下端和热交换部(200)上；
所述热交换部(200)为中空条状结构，其两端分别预留有热媒流入孔和热媒流出孔，热媒流入孔和热媒流出孔之间设置蓄热媒质循环管道(500)，多导管平板型集热管(400)的顶部设置在热交换部(200)内，每一个多导管平板型集热管(400)的顶端延伸到蓄热媒质循环管道(500)的顶部；
所述真空玻璃管(300)与多导管平板型集热管(400)密封在一起；
多导管平板型集热管(400)是平板型金属体(401)、内部一体形成的多个空心导管(402)的结构。
2.根据权利要求1所述的一种多通道平板式太阳能集热器，其特征在于，多个空心导管(402)在其内壁向长方向上、下形成多个凹槽(403)。
3.根据权利要求1所述的一种多通道平板式太阳能集热器，其特征在于，平板型金属体(401)的材质为铝。
4.根据权利要求1所述的一种多通道平板式太阳能集热器，其特征在于，所述热交换部(200)包括断面为直角四边形的外罩(210)、设置在上述外罩(210)内部的内罩(220)、位于上述内罩(220)内的蓄热媒质循环管道(500)，蓄热媒质循环管道(500)通过热媒流入孔和热媒流出孔延伸到热交换部(200)的外侧；多导管平板型集热管(400)的上端通过内罩(220)的下方贯通孔(222)引入到内罩(220)中。
5.根据权利要求4所述的一种多通道平板式太阳能集热器，其特征在于，外罩(210)与内罩(220)之间设置有隔热材料(230)。
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