專利名稱：一種帶回液管的熱管式平板太陽能集熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板太陽能熱水器技術(shù)領(lǐng)域，是一種帶回液管的熱管式平板太陽能集熱裝置。
背景技術(shù)：
一般平板太陽能集熱器采用玻璃真空管集熱，由循環(huán)管路中的水強制流動來進行換熱，較冷的介質(zhì)在集熱器內(nèi)被加熱后變成較熱的介質(zhì)并從集熱器循環(huán)到水箱，較熱的介質(zhì)與水箱中較冷的水發(fā)生熱交換，從而使水箱中的水升溫，介質(zhì)冷卻后又循環(huán)到集熱器，如此不斷循環(huán)換熱，從而達到加熱水的目的，從傳熱學(xué)的角度來說，內(nèi)側(cè)熱阻大，啟動慢。集熱器所使用的傳熱介質(zhì)一般是乙二醇水溶液或水，熱容大，傳熱慢，夜間易形成逆循環(huán)損耗，集熱效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種熱管式平板太陽能集熱裝置，其高效集熱，能在相對較低的溫度下啟動，快速傳熱；可以相對較長時間利用太陽能，且基本沒有逆循環(huán)損耗；因乙醇工質(zhì)凝固點低，可以起到防凍的功效，同時體積小、重量輕、安全可靠、堅固耐用、使用壽命長、耐壓、環(huán)保。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方法是一種帶回液管的熱管式平板太陽能集熱裝置，包括多個集熱片，上下連通管，回液管；其集熱片包括傳熱管和鍍有太陽光吸熱膜的吸熱片，多個集熱片相互平行且平鋪排放；至少一根回液管與集熱片平行，將上連通管與下連通管相通連，用于冷凝液的回流；上下連通管平行排放，并與每個集熱片焊接相連；每個集熱片的傳熱管、上下連通管及回液管內(nèi)部相互通連，形成密閉空間，并在內(nèi)部按熱管方式充裝有液體工質(zhì)；上連通管為套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)套管與加熱水箱相通連，用于循環(huán)加熱水箱中的水，外層管兩端密封；下連通管兩端密封。所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其所述每個集熱片，其一面鍍有太陽光吸熱膜的吸熱片，傳熱管焊于中軸線上；吸熱片為矩形，傳熱管焊于矩形兩短邊的中點連線上，與長邊相平行，且焊于非鍍膜面上。所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其所述多個集熱片平鋪且平行排放，集熱片相互之間沒有空隙，集熱片排列完后形成一個太陽光吸熱面。所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其所述上下連通管內(nèi)徑為集熱片上傳熱管內(nèi)徑的2 4倍。所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其所述回液管長度及內(nèi)外徑與集熱片上傳熱管的相同或接近。所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其所述液體工質(zhì)，為常溫常壓下的液態(tài)乙醇。所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其所述按熱管方式充裝，是整體以熱管形式進行充裝，工質(zhì)充液率，為體積比30% -60%。所述的熱管式平板太陽能集熱裝 置，其所述上連通管外層管與下連通管的長度相等或相近，上連通管內(nèi)的內(nèi)套管與加熱水箱相通連，需要被加熱的水在該內(nèi)套管管路中流動。鑒于普通平板式太陽能集器工作啟動溫度高，易出現(xiàn)逆循環(huán)損耗等缺點，本發(fā)明的一種新型管式平板太陽能集熱裝置的優(yōu)點是集熱器能夠在相對較低的溫度下啟動，快速傳熱，可以相對較長時間利用太陽能，太陽能利用率高，且基本沒有逆循環(huán)損耗。因乙醇工質(zhì)的凝固點低，可以起到防凍的功效，同時還具有體積小、重量輕、安全可靠、堅固耐用、使用壽命長、耐壓、環(huán)保等優(yōu)點。


圖I是本發(fā)明的一種熱管式平板太陽能集熱裝置迎光面示意圖；圖2a是本發(fā)明的集熱裝置背光面示意圖；圖2b為上連通管端頭結(jié)構(gòu)圖；圖2c為下連通管端頭結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一種帶回液管的新型熱管式平板太陽能集裝置，采用熱管技術(shù)，結(jié)構(gòu)形式安排上與傳統(tǒng)平板太陽能集熱裝置存在很大不同，為方便液體回流，專門設(shè)計有回液管。本發(fā)明采用多片集熱片并排平鋪，并分別與上下連通管相連，形成一個內(nèi)部相連的封閉空間，集熱片吸收的太陽能傳遞給每個集熱片上的傳熱管，傳熱管內(nèi)的工質(zhì)被加熱后，發(fā)生相變，熱量傳遞到上連通管后傳遞給上連通管內(nèi)層套管中，工質(zhì)釋熱后冷凝，冷凝后的液體由回液管回流到下連通管后，并分配到各個傳熱管中；平鋪形成的吸光面上鍍有選擇性吸收涂層，有處于太陽光的吸收，可以減少太陽光的反射損失，同時減少熱輻射導(dǎo)致的能量散失，最大限度的利用太陽能。本發(fā)明一種帶回液管的熱管式平板太陽能集熱裝置a)熱管式平板太陽能集熱裝置內(nèi)的多個集熱片平行平鋪放置，每個集熱片之間無縫隙。每個集熱片的傳熱管上下兩端分別與上下連通管焊接，形成一個內(nèi)部相通的空間，上下連通管兩端封閉，且長度與平鋪形成的集熱片組長度相同或相近，在上下連通管端部連有一個回液管，管徑與每個集熱片上的傳熱管管徑相同或相近。b)每個集熱片結(jié)構(gòu)相同，一般由銅質(zhì)傳熱管、鍍有選擇性吸收涂層的矩形吸熱片組成，傳熱管焊于吸熱片的短邊中心連線上。c)整個裝置內(nèi)部相連且封閉，內(nèi)部充裝有一定量的工作介質(zhì)。上下連通管及集熱片上傳熱管直徑的選擇上，以符合傳熱匹配為基準，通常采用比值是2 I 4 I。如采用上下連通管為Φ25Χ2,傳熱管為Φ IOX I,回液管與傳熱管相同或相近，其它比值根據(jù)應(yīng)用條件改變。
圖2a為本發(fā)明的一種熱管式平板太陽能集熱裝置背光面示意圖，其中回液管1，集熱片上的吸熱片2，集熱片上的傳熱管3，上連通管4，下連通管5。上連通管4與下連通管5平行相對設(shè)置，多個集熱片上的傳熱管3平行排列，且每個傳熱管都與上下連通管焊接，每個傳熱管內(nèi)腔均與上下連通管相通，集熱片上的吸熱片2平鋪排列，彼此之間無縫隙，形成太陽能吸熱面，吸熱片2與傳熱管3沿傳熱管軸向焊接連接，回液管I與傳熱管3平行放置，并置于上連通管4與下連通管5的端部相連。上連通管4，下連通管5，傳熱管3及回液管I材質(zhì)一般均為銅，吸熱片材質(zhì)為不銹鋼薄板、鋁板或銅板，厚度在O. 5mm以下。圖2b為上連通管4與內(nèi)層套管6結(jié)構(gòu)示意圖，堵頭7可以將上連通管端頭封閉，上連通管4另一側(cè)端部與此相同。內(nèi)層套管6內(nèi)循環(huán)水與水箱相通。 圖2c為下連通管5端部結(jié)構(gòu)示意圖，堵頭8將下連通管5端頭封閉，下連通管5另一側(cè)端部與此相同。集熱裝置內(nèi)腔按熱管方式充裝有乙醇，充液率為體積比30% -60%。本發(fā)明的工作原理如下本發(fā)明使用時，需以回液管I與下連通管5連接點為最低點，下連通管5與地點成3-10°，以便冷凝液體由回液管I流回到下連通管5。當太陽光照射到本發(fā)明的平板太陽能集熱裝置迎光面時，吸熱板2吸收熱量，傳遞給每個傳熱管3，傳熱管3內(nèi)的乙醇工質(zhì)被加熱，發(fā)生相變，生成蒸汽，上升到上連通管4中，受熱蒸汽接觸到上連通管4內(nèi)的冷的內(nèi)套管6后，冷凝成液體，由回液管I流回到下連通管5中，并分配到各個傳熱管3中，重新被加熱，重復(fù)上述過程，內(nèi)層套管6不斷的吸收熱量，再通過內(nèi)部流動的與水箱相通的循環(huán)水帶走熱量，從而持續(xù)加熱水箱內(nèi)的水。圖I和圖2a、圖2b、圖2c中，僅對本發(fā)明相關(guān)的部分示意說明，其它如保溫，箱體，連接管路，水路循環(huán)，水箱等眾所周知的，在此省略。本發(fā)明的主體部分在于特殊結(jié)構(gòu)熱管的利用，對于熱管外圍的改進，如1.設(shè)置有多個回液管；2.內(nèi)套管中的強化傳熱方式，如靜態(tài)擾流等；3.上下連通管尺寸及長度不相等，也歸為本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍。最合理的排布是吸熱片并排平鋪排列，但如出現(xiàn)其它形式排列，也歸為本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶回液管的熱管式平板太陽能集熱裝置，包括多個集熱片，上下連通管，回液管；其特征在于集熱片包括傳熱管和鍍有太陽光吸熱膜的吸熱片，多個集熱片相互平行且平鋪排放； 至少一根回液管與集熱片平行，將上連通管與下連通管相通連，用于冷凝液的回流； 上下連通管平行排放，并與每個集熱片焊接相連； 每個集熱片的傳熱管、上下連通管及回液管內(nèi)部相互通連，形成密閉空間，并在內(nèi)部按熱管方式充裝有液體工質(zhì)； 上連通管為套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)套管與加熱水箱相通連，用于循環(huán)加熱水箱中的水，外層管兩端S封； 下連通管兩端密封。
2.如權(quán)利要求I所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其特征在于所述每個集熱片，是其一面鍍有太陽光吸熱膜的吸熱片，傳熱管焊于中軸線上；吸熱片為矩形，傳熱管焊于矩形兩短邊的中點連線上，與長邊相平行，且焊于非鍍膜面上。
3.如權(quán)利要求I所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其特征在于所述多個集熱片平鋪且平行排放，集熱片相互之間沒有空隙，集熱片排列完后形成一個太陽光吸熱面。
4.如權(quán)利要求I所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其特征在于所述上下連通管，內(nèi)徑為集熱片上傳熱管內(nèi)徑的2 4倍。
5.如權(quán)利要求I所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其特征在于所述回液管長度及內(nèi)外徑與集熱片上傳熱管的相同或接近。
6.如權(quán)利要求I所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其特征在于所述液體工質(zhì)，為常溫常壓下的液態(tài)乙醇。
7.如權(quán)利要求I所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其特征在于所述按熱管方式充裝，是整體以熱管形式進行充裝，工質(zhì)充液率，為體積比30% -60%。
8.如權(quán)利要求I所述的熱管式平板太陽能集熱裝置，其特征在于所述上連通管外層管與下連通管的長度相等或相近，上連通管內(nèi)的內(nèi)套管與加熱水箱相通連，需要被加熱的水在該內(nèi)套管管路中流動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶回液管的熱管式平板太陽能集熱裝置，涉及平板太陽能熱水器技術(shù)，包括多個集熱片及上下連通管和回液管。上連通管和下連通管分別與平鋪排列的每個集熱片及回液管相連，回液管將下連通管的末端與上連通管相連，集熱片上的傳熱管與回液管尺寸相同或相近，同時都小于上下連通管的尺寸。在傳熱管、上下連通管和回液管內(nèi)充裝乙醇工質(zhì)。太陽光照射在集熱片上后，集熱片吸收的熱量匯集到傳熱管，管內(nèi)工質(zhì)吸熱后，液體乙醇工質(zhì)蒸發(fā)成汽態(tài)，進入到上連通管中，通過上連通管內(nèi)部套管里的水循環(huán)，將熱量再傳至水箱，工質(zhì)在上連通管內(nèi)冷凝后成為液體，由回液管流回至下連通管，再由下連通管將液體工質(zhì)分配到每個集熱片的傳熱管中。
文檔編號F24J2/32GK102840693SQ20111017044
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者袁達忠, 李玉華, 唐大偉 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所