CN209230039U - 一种一体成型的蒸发式太阳能集热器 - Google Patents

一种一体成型的蒸发式太阳能集热器 Download PDF

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唐玉敏
虞红伟
张明亮
余金金
杨文强
田张新
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Abstract

本实用新型涉及太阳能集热技术领域，尤其是一种一体成型的蒸发式太阳能集热器。包括采用挤出工艺一体成型的管体和吸热翅片；所述管体，包括同轴设置的工质流入通道和工质流出通道；所述吸热翅片，设于所述管体的管壁表面。上述技术方案中，集热管的工质流入通道和工质流出通道同轴设置，使得不仅集热管中的工质能够吸收管壁的热量，而且流入集热管和流出集热管的工质之间也存在热量交换而使得吸热充分，同等吸热面积下所需工质的量大幅减少，缩短了工质通路，减少了由于冷冻油的流通回路过长而导致压缩机故障的情况。

Description

一种一体成型的蒸发式太阳能集热器
技术领域
本实用新型涉及太阳能集热技术领域，尤其是一种一体成型的蒸发式太阳能集热器。
背景技术
现有技术中的蒸发式太阳能集热器一般都必须有较为复杂的加工工艺，如铜管穿铝片、吹胀等，加工费用高且可靠性较差。
授权公告号CN201779882U，授权公告日2011年3月20日的实用新型专利公开了一种新型太阳能真空管式集热器，包括玻璃管、铝翼，铝翼为圆筒形，玻璃管包覆在铝翼的外壁上，铝翼的内壁上一体成型有工质加热管道，该工质加热管道的上端通过管接头与集管连接。工质加热管道一体成型在铝翼上，制作过程中不需要使用胀管工艺，降低了生产难度。
授权公告号CN201662261U，授权公告日2010年12月1日的实用新型专利公开了一种太阳能集热管。该集热管包括管体，管体外壁设有与管体一体成型的集热片，管壁外集热片的设置增加了太阳能集热管的受光面积，使集热管吸收到更多的热，提高吸收效率。具有结构简单，加工成本低廉的优点。
上述两个技术方案中，集热管的长度一般设计的较长，以保证集热管内的工质能够充分吸热。而在集热管内随着工质一起流动的冷冻油的流通回路也因此设计的较长，使得压缩机机组回油困难容易引起压缩机故障。因此一般只能应用于传统的太阳能系统，而无法应用于利用工质相变吸热的新型太阳能系统中。
实用新型内容
本申请为了解决上述技术问题，提出了一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于，包括采用挤出工艺一体成型的管体和吸热翅片：
所述管体，包括同轴设置的工质流入通道和工质流出通道；
所述吸热翅片，一体成型于所述管体的管壁表面。
上述技术方案中，集热管的工质流入通道和工质流出通道同轴设置，使得不仅集热管中的工质能够吸收管壁的热量，而且流入集热管和流出集热管的工质之间也存在热量交换而使得吸热充分，同等吸热面积下所需工质的量大幅减少，缩短了工质通路，减少了由于冷冻油的流通回路过长而导致压缩机故障的情况。
作为优选，所述工质流入通道同轴设置在所述工质流出通道中。
作为优选，所述工质流出通道包括在所述工质流入通道的外壁均匀分布的多个工质流出子通道。
作为优选，所述工质流出通道包括径向设置的多个分隔板，所述分隔板将所述工质流出通道均分为多个所述工质流出子通道。
作为优选，所述工质流出子通道至少有三条。
作为优选，回流部，设于所述管体末端，用于连通所述工质流入通道的出口和所述工质流入通道的入口。
作为优选，所述回流部，包括伸入至所述工质流入通道的出口的分流件。
作为优选，所述分流件包括位于所述工质流入通道的出口中的锥形头。
作为优选，工质输入部，设于所述管体首端，包括与所述工质流入通道的入口连通的接管；工质输出部，设于所述管体首端，包括与所述工质流出通道的出口连通的接管。
作为优选，所述管体和所述吸热翅片为铝或者铝合金材质。
本实用新型具有下述有益效果：
1. 利用成熟的挤压工艺对铝机铝合金一次加工成型，承压能力更强，更有利于运行压力较高的新型太阳能系统；
2. 同等吸热面积下所需工质的量大幅度减少，从而缩短了工质通路，降低了工质成本，同时降低了压缩机组液击风险；
3. 同等吸热面积下所需的材料成本更低，加工更加方便，重量更轻。
附图说明
图1本实用新型实施例一的一体成型的蒸发式太阳能集热器的纵向剖视图。
图2本实用新型实施例一的一体成型的蒸发式太阳能集热器的横向剖视图。
具体实施方式
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图限制本实用新型。除非另外定义，否则本文使用的所有术语具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。 将进一步理解的是，常用术语应该被解释为具有与其在相关领域和本公开内容中的含义一致的含义。 本公开将被认为是本实用新型的示例，并且不旨在将本实用新型限制到特定实施例。
实施例一
如图1-2所示的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其利用挤压工艺对铝或者铝合金一次加工成型。包括管体1和吸热翅片2。吸热翅片2沿管体1的径向设置并且在管体1的管壁均匀分布，有助于管体1内外的热量交换，促进管体1内工质充分吸热。管体1内与管体1同轴设置的工质流入通道11和工质流出通道12，工质流入通道11和工质流出通道12内的工质流向相反形成对流，并且工质流入通道11和工质流出通道12的同轴设计，使得管壁上的吸热翅片2与管体内的工质流入通道11和工质流出通道12均等距布置，并且加大了流入工质和流出工质之间的热交换面积，使得管体内的工质热量交换更加充分，吸热更加均匀。与现有技术相比，同等吸热面积下所需的工质量大幅减少，降低了工质成本；缩短了工质通路，降低了工质的流动阻力；缩短了冷冻油的流通回路，避免了由于油路过长而导致的机组回油困难以及进而引起的压缩机故障；同等修热面积下所需的材料成本更低，加工更方便，重量更轻。
工质流入通道11最好同轴设置在工质流出通道12中，使得工质流出通道12位于工质流入通道11与管体1的关闭之间，管体1由外至内依次为吸热翅片2、管壁、工质流出通道12、工质流入通道11。一方面，工质流出通道12紧挨设有吸热翅片2的管壁，能够使得流出管体1的工质充分吸热；另一方面，工质流入通道11同轴设置在工质流出通道12内，使得流入的工质能够吸收流出工质的热量而被加热，管体1内的工质吸热更加充分均匀；并且由于工质流入通道11位于管体1轴心处，其截面为实心的封闭形状，而工质流出通道12由于位于工质流入通道11与管壁之间，其界面为环状，相同的截面流量情况下，工质流出通道12的厚度较薄，使得其与内侧的工质流入通道11和外侧的管壁均能够进行充分的热量交换。
工质流出通道12包括在工质流入通道11的外壁均匀分布的多个工质流出子通道121。可以在工质流出通道12中沿径向设置的多个分隔板122，分隔板122将工质流出通道12均分为多个工质流出子通道121。如图2所示，本实施例的工质流出通道12中沿其径向设置三个分隔板122，并且这三个分隔板122在工质流出通道12的周向均匀分布，以将工质流出通道12三等分为三个工质流通子通道121，以促进管体内工质吸热均匀且充分；集热管工作时，工质流界面轴线与水面垂直，化霜更为容易。
集热管管体1、管体1内的工质入通道11、管体1内的工质流出通道12均同轴设置，便于多个集热管的级联，能够比较方便的扩展为吸热矩阵。同时，由于其缩短了工资流道，占地面积小，安装方式及区域更加的灵活，使得蒸发式太阳能系统大面积供热成为可能。
管体1末端（即靠近工质流入通道的出口的一端，或者靠近工质流出通道的入口的一端）设有回流部13，回流部12用于连通工质流入通道11的出口（即工质流出口）和工质流出通道12的入口（即工质流入口），使得工质流入通道11和工质流出通道12连通形成回路。回流部13设有伸入至工质流入通道11的出口分流件131，经工质流入通道11的出口流出的工质在遇到分流件131以后分散开来，进入到工质流入通道11周围的各工质流出子通道121中。本实施例的分流件131包括位于工质流入通道11的出口中的锥形头，锥形头的尖角设计能够让其四周的工质（即从工质流入通道的出口处的工质）更加均匀的分流至各工质流出子通道121中。
管体1首端（即靠近工质流入通道的入口的一端，或者靠近工质流出通道的出口的一端）设有工质输入部14和工质输出部15。其中，工质输入部14包括与工质流入通道11的入口连通的接管；工质输出部15包括与工质流出通道的出口连通的接管。工质输出部15的接管与各工质流出子通道均连通，以将各工质流出子通道121的工质汇集到一起。
集热管采用成熟的挤出工艺将铝或者铝合金一次加工成型，能够形成较为复杂的截面形状，使得集热管以及集热管内的工质流入通道和工质流出通道的截面形状具有了多种多样的可能性，设计更加灵活。由于是一次性成型，其结构简单，承压能力更强；耐候性、耐腐蚀性以及防撞击性能得到了大幅提升。更加适用于运行压力较高的新型太阳能系统，例如异聚态太阳能系统。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (10)

1.一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于，包括采用挤出工艺一体成型的管体和吸热翅片；
所述管体，包括同轴设置的工质流入通道和工质流出通道；
所述吸热翅片，一体成型于所述管体的管壁表面。
2.根据权利要求1所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于：
所述工质流入通道同轴设置在所述工质流出通道中。
3.根据权利要求2所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于：
所述工质流出通道包括在所述工质流入通道的外壁均匀分布的多个工质流出子通道。
4.根据权利要求2所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于：
所述工质流出通道包括径向设置的多个分隔板，所述分隔板将所述工质流出通道均分为多个所述工质流出子通道。
5.根据权利要求2所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于：
所述工质流出子通道至少有三条。
6.根据权利要求2所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于，还包括：
回流部，设于所述管体末端，用于连通所述工质流入通道的出口和所述工质流入通道的入口。
7.根据权利要求6所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于：
所述回流部，包括伸入至所述工质流入通道的出口的分流件。
8.根据权利要求7所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于：
所述分流件包括位于所述工质流入通道的出口中的锥形头。
9.根据权利要求2所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于，还包括：
工质输入部，设于所述管体首端，包括与所述工质流入通道的入口连通的接管；
工质输出部，设于所述管体首端，包括与所述工质流出通道的出口连通的接管。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种一体成型的蒸发式太阳能集热器，其特征在于：
所述管体和所述吸热翅片为铝或者铝合金材质。
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