專利名稱：一種防凍型太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防凍型太陽能集熱器，屬于太陽能光熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前全球能源和氣候變化危機(jī)的背景下，國務(wù)院提出了爭取到2020年實現(xiàn)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右的宏偉戰(zhàn)略。太陽能作為其中一種資源潛力巨大的可再生能源，將在我國清潔能源戰(zhàn)略中扮演舉足輕重的角色。其中太陽能光熱利用由于具有“低投入、高回報、無污染”的明顯特征，已經(jīng)明確列入國務(wù)院2006年頒布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要O006-2020年)》，將對今后我國太陽能產(chǎn)業(yè)乃至能源整體供應(yīng)的發(fā)展產(chǎn)生積極影響。近些年，我國主動式太陽能采暖系統(tǒng)得到了很大程度的發(fā)展，除了太陽能空氣集熱器，水由于具有來源廣泛、價格低廉、無污染、換熱效率高等優(yōu)勢，成為應(yīng)用最為廣泛的一種換熱介質(zhì)。但是水在應(yīng)用的過程中所需面臨的主要難題是系統(tǒng)的防凍問題，尤其是我國北方地區(qū)在冬天遇到連續(xù)的陰天、下雪等天氣時，系統(tǒng)一旦凍壞，會增加大量額外的維修成本，因此往往需要投入許多輔助能源，如電能等，進(jìn)行伴熱，來防止系統(tǒng)因溫度過低而被凍壞，這樣尋求各種有效的防凍技術(shù)就成為很長時期內(nèi)針對太陽能光熱利用領(lǐng)域研究的一個熱點(diǎn)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種集熱和供熱溫度恒定，冬季可以防凍的太陽能集熱
ο本實用新型技術(shù)方案如下一種防凍型太陽能集熱器，含有帶保溫材料的邊框、上玻璃蓋板、下背板、集熱管、 進(jìn)水管和出水管；多根集熱管平行布置在上玻璃蓋板的下方，在每根集熱管內(nèi)部均設(shè)置換熱管，集熱管和換熱管的橫截面同心布置，其特征在于在集熱管和換熱管之間的空間內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì)，并在換熱管的外表面設(shè)有多個沿軸向布置的平板型翅片，每根換熱管的兩端分別與所述的進(jìn)水管和出水管相連通。本實用新型所述的集熱管和換熱管優(yōu)選采用圓柱形。本實用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果一方面，由于集熱管和換熱管之間填充了相變蓄熱介質(zhì)，可以降低集熱管外表面溫度，從而提高集熱效率；另一方面，只有當(dāng)需要進(jìn)行取熱時，才往換熱管內(nèi)通水，取完熱后立即將換熱管內(nèi)的水排空至建筑內(nèi)部的水箱里， 從而保證該集熱器不被凍壞，同時由于相變介質(zhì)可以保持恒定的放熱溫度，所以能夠有效減小其供水溫度的波動。本實用新型具有集熱效率高、不怕凍、熱損失小、結(jié)構(gòu)簡單以及易于市場化等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于北方建筑采暖和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)。


3[0009]圖1為本實用新型提供的防凍型太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖面示意圖。圖3為圖2中集熱管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖中各部件表示1-帶保溫材料的邊框；2-上玻璃蓋板；3-下背板；4-集熱管； 5-換熱管；6-翅片；7-進(jìn)水管；8-出水管；9-相變蓄熱介質(zhì)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的工作原理、具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的說明。圖1為本實用新型提供的防凍型太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括帶保溫材料的邊框1、上玻璃蓋板2、下背板3、集熱管4、換熱管5、翅片6、進(jìn)水管7和出水管8 ；多根集熱管平行布置在上玻璃蓋板2的下方，在每根集熱管4內(nèi)部均設(shè)置換熱管5，集熱管4 和換熱管5的橫截面同心布置，在集熱管4和換熱管5之間的空間內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì) 9，并在換熱管5的外表面設(shè)有多個沿軸向布置的平板型翅片6 ；每根換熱管5的兩端分別與進(jìn)水管7和出水管8相連通。集熱管4和換熱管5 —般采用圓柱形，也可采用方形或其它形狀的管。相變蓄熱介質(zhì)可以為棕櫚酸、硬脂酸等有機(jī)材料，也可以為Naj2O3 · 5H20、 NaOAc · 3H20、NH4Al (SO4) · 12H20 等無機(jī)材料。本實用新型的原理和工作過程如下該防凍型太陽能集熱器在太陽光的照射下， 集熱管4表面的選擇性吸收材料可以吸收太陽光的輻射熱量，并向內(nèi)傳遞給集熱管4和換熱管5之間的相變蓄熱介質(zhì)9儲存起來。當(dāng)建筑內(nèi)需要提供生活熱水或采暖熱量時，從進(jìn)水管7通入循環(huán)水，這部分循環(huán)水在流經(jīng)換熱管5的過程中，與相變蓄熱介質(zhì)9發(fā)生熱交換而被加熱，此時換熱管5外部的平板型翅片6可以強(qiáng)化換熱效果，最終被加熱的循環(huán)水由出水管8被送至建筑內(nèi)部。一方面，由于集熱管和換熱管之間填充了相變蓄熱介質(zhì)9，可以降低集熱管4外表面溫度，從而提高集熱效率；另一方面，只有當(dāng)需要進(jìn)行取熱時，才往換熱管5內(nèi)通水，取完熱后立即將換熱管內(nèi)的水排空至建筑內(nèi)部的水箱里，從而保證集熱管和換熱管不被凍壞， 同時由于相變介質(zhì)9可以保持恒定的放熱溫度，所以能夠有效減小其供水溫度的波動。本實用新型具有集熱效率高，不怕凍，熱損失小，結(jié)構(gòu)簡單，易市場化，可以廣泛應(yīng)用于北方建筑采暖和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種防凍型太陽能集熱器，含有帶保溫材料的邊框(1)、上玻璃蓋板O)、下背板 (3)、集熱管G)、進(jìn)水管(7)和出水管⑶；多根集熱管⑷平行布置在上玻璃蓋板(2)的下方，在每根集熱管內(nèi)部均設(shè)置換熱管(5)，集熱管(4)和換熱管(5)的橫截面同心布置，其特征在于在集熱管(4)和換熱管(5)之間的空間內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì)(9)，并在換熱管( 的外表面設(shè)有多個沿軸向布置的平板型翅片(6)，每根換熱管( 的兩端分別與所述的進(jìn)水管⑵和出水管⑶相連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種防凍型太陽能集熱器，其特征在于所述的集熱管(4) 和換熱管( 均為圓柱形。
專利摘要一種防凍型太陽能集熱器，涉及一種太陽能光熱利用設(shè)備。該集熱器包括含有帶保溫材料的邊框、上玻璃蓋板、下背板、集熱管、換熱管、進(jìn)水管和出水管；多根集熱管平行布置在上玻璃蓋板的下方，在每根集熱管內(nèi)部均設(shè)置換熱管，集熱管和換熱管的橫截面同心布置，在集熱管和換熱之間的空間填充有相變蓄熱介質(zhì)，并在換熱管的外表面設(shè)有多個沿軸向布置的平板型翅片，每根換熱管的兩端分別與進(jìn)水管和出水管相連通，集熱管和換熱管均為圓柱形。本實用新型集熱效率高，具有不怕凍、熱損失小、結(jié)構(gòu)簡單和易于市場化等特點(diǎn)，可應(yīng)用于北方建筑采暖和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
文檔編號F24J2/34GK202209800SQ201120305799
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者于濤, 單明, 楊旭東, 楊銘, 王鵬蘇 申請人:清華大學(xué)