專(zhuān)利名稱(chēng)：閉式蛇形熱管平板集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能集熱器，具體是一種平板集熱器。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上普遍利用的平板式太陽(yáng)能集熱器包括銅流道和帶有吸熱涂層的吸熱板材。上集熱流道，下集熱流道和中間的集熱支管組成"H"型銅流道，帶有吸熱涂層的鋁板或銅板通過(guò)超聲波或激光焊接在集熱支管上。銅流道內(nèi)存儲(chǔ)的是水，當(dāng)日光照射帶有吸熱涂層的板材將其加熱，板材再將熱量傳給集熱支管來(lái)加熱支管內(nèi)部的水。熱水將熱量通過(guò)循環(huán)將儲(chǔ)于水箱中，組成常用的家用太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是上集熱流道，下集熱流道和中間的集熱支管內(nèi)部充滿水，在天氣寒冷容易凍裂集熱器管路；水長(zhǎng)期在集熱流道內(nèi)加熱容易產(chǎn)生水垢，影響集熱器換熱效率；集熱板材與集熱流道通過(guò)焊接，容易脫落，且熱阻較大；由于采用銅材質(zhì)的流道，價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種防凍、不結(jié)水垢、部件之間不會(huì)脫落的閉式蛇形熱管平板集熱器。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種閉式蛇形熱管平板集熱器包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，所述吸熱板芯包括換熱管、換熱彎頭以及集熱管，所述集熱管包括集熱流道以及一體成型于集熱流道兩側(cè)的集熱翅片，換熱彎頭從換熱管中穿過(guò)，并將若干個(gè)集熱流道首尾聯(lián)通，換熱管、換熱彎頭和集熱流道組成密閉空間，熱管介質(zhì)填充在該密閉空間內(nèi)。優(yōu)化的，熱管介質(zhì)占換熱管、換熱彎頭和集熱流道所密閉空間的35% 50%。本發(fā)明可進(jìn)一步優(yōu)化為，相鄰集熱管的集熱翅片相隔一小段距離或者相互搭接。本發(fā)明可進(jìn)一步優(yōu)化為，所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，且集熱流道的內(nèi)壁平滑，所述集熱流道兩側(cè)的集熱翅片在同一平面上?；蛘?，所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，所述集熱流道的內(nèi)壁環(huán)中心軸均布有長(zhǎng)條形槽道。或者，所述集熱管包括橫截面成扁形的集熱流道，以及位于集熱流道兩短邊側(cè)的集熱翅片，所述集熱流道內(nèi)開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)沿長(zhǎng)邊方向并排的縱向孔。所述縱向孔的橫截面成圓形或者方形或者三角形?；蛘?，所述集熱流道內(nèi)開(kāi)設(shè)的孔的中間部分為復(fù)數(shù)個(gè)正三角形孔與倒三角形孔沿長(zhǎng)邊方向交錯(cuò)排列，位于最外側(cè)的兩個(gè)孔的橫截面一側(cè)成弧形一側(cè)為斜線，所述弧形與扁形的集熱流道兩側(cè)的弧形一致，所述斜線與其臨近的三角形孔的側(cè)邊平行。本發(fā)明還可以進(jìn)一步優(yōu)化為，所述集熱翅片形成的平面穿過(guò)集熱流道的中心軸或者偏離集熱流道的中心軸。本發(fā)明還可以進(jìn)一步優(yōu)化為，所述集熱流道以及集熱翅片的表面涂有選擇性吸收材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用集熱管通過(guò)鋁合金一次性擠壓成型，避免因激光焊接或超聲波焊接牢固和熱阻問(wèn)題；同時(shí)熱管介質(zhì)由于被密封在一定真空度的空間里，解決冬天集熱器凍裂和平板集熱器管道結(jié)垢的弊病，有效保證集熱器在寒冷和低溫地區(qū)的使用，提高產(chǎn)品使用的可靠性；熱管采用閉式蛇形熱管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)將熱管的熱量直接傳遞給水，換熱溫差大，換熱效果明顯；集熱流道內(nèi)部可以有槽道，這種結(jié)構(gòu)提供內(nèi)部介質(zhì)的毛細(xì)力，使得內(nèi)部介質(zhì)在管展平，有效提高傳熱效果。



圖I是本發(fā)明閉式蛇形熱管平板集熱器的軸測(cè)結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖I的主視圖。圖3是圖2的左視圖。圖4是本發(fā)明閉式蛇形熱管平板集熱器的主視剖視結(jié)構(gòu)圖。圖5是相鄰集熱翅片的一種位置關(guān)系圖。圖6至圖13是集熱管的8種結(jié)構(gòu)圖。圖14是翅片壓制有圖案的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明閉式蛇形熱管平板集熱器包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，請(qǐng)同時(shí)參閱圖I至圖4所示，所述吸熱板芯包括包括換熱管I、換熱彎頭2以及集熱管3，所述集熱管3包括集熱流道32以及一體成型于集熱流道兩側(cè)的集熱翅34片，換熱彎頭2從換熱管I中穿過(guò)，并將若干個(gè)集熱流道32首尾聯(lián)通，換熱管I、換熱彎頭2和集熱流道32組成密閉空間，熱管介質(zhì)4填充在該密閉空間內(nèi)。熱管介質(zhì)4的充注量占換熱管I、換熱彎頭2和集熱流道32組成密閉空間的5% 50%，優(yōu)選的，充注量占換熱管I、換熱彎頭2和集熱流道32組成密閉空間的35% 50%。所述集熱管3為一次擠壓成形，也即集熱流道32與集熱翅片34為一體成形的結(jié)構(gòu)，具體的，可以采用鋁合金一次擠壓成型集熱管3，較使用銅材降低了生產(chǎn)成本。相鄰集熱管3的集熱翅片34可以相隔一小段距離，如圖1、2、4中所示，也可以相互搭接，如圖5中所示。并且集熱管3的結(jié)構(gòu)可以有很多種，如圖6至13所示。圖6所示的集熱管3的集熱流道32為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，且集熱流道32的內(nèi)壁平滑，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，集熱翅片34形成的平面穿過(guò)集熱流道32的中心軸，也即沿集熱流道32的徑向設(shè)置。圖7所示的集熱管3與圖6所示的區(qū)別在于，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，且集熱翅片34形成的平面偏離集熱流道32的中心軸，這種結(jié)構(gòu)使得集熱管整體外觀更漂亮，并且可以避免因靜電屏蔽影響噴涂質(zhì)量。圖8所示的集熱管3與圖6所示的區(qū)別在于，所述集熱流道32的內(nèi)壁環(huán)中心軸均布有長(zhǎng)條形槽道322，該長(zhǎng)條形槽道322可以提供內(nèi)部介質(zhì)的毛細(xì)力，使得內(nèi)部介質(zhì)在管展平，有效提聞傳熱效果。
圖9所示的集熱管3與圖8所示的區(qū)別在于，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，且集熱翅片34形成的平面偏離集熱流道32的中心軸，這種結(jié)構(gòu)使得集熱管整體外觀更漂亮，并且可以避免因靜電屏蔽影響噴涂質(zhì)量。圖10所示的集熱管包括橫截面成扁形的集熱流道32，以及位于集熱流道32兩短邊側(cè)集熱翅片34。所述集熱流道32內(nèi)開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)沿長(zhǎng)邊方向并排的縱向孔324，采用多孔結(jié)構(gòu)，可同時(shí)完成吸熱和傳熱，大大提高熱量的利用效率。在該實(shí)施例中，所述縱向孔324的橫截面成圓形。圖11所示的集熱管與圖1 0的區(qū)別在于，在該實(shí)施例中，所述縱向孔324的橫截面成方形。圖12所示的集熱管與圖10的區(qū)別在于，在該實(shí)施例中，所述縱向孔324的橫截面成三角形。圖13所示的集熱管與圖10的區(qū)別在于，在該實(shí)施例中，所述集熱流道32內(nèi)開(kāi)設(shè)的孔的中間部分為復(fù)數(shù)個(gè)正三角形孔326與倒三角形孔328沿長(zhǎng)邊方向交錯(cuò)排列，位于最外側(cè)的兩個(gè)孔329的橫截面一側(cè)成弧形一側(cè)為斜線，孔329的弧形與扁形的集熱流道32兩側(cè)的弧形一致，孔329的斜線與其臨近的三角形孔的側(cè)邊平行。這種結(jié)構(gòu)保證集熱流道32內(nèi)開(kāi)設(shè)的孔的截面積總和最大，能夠最大程度的提高熱量的利用率。圖10至圖13所示的各實(shí)施例中，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，集熱翅片34形成的平面穿過(guò)集熱流道32的中心軸或者偏離集熱流道32的中心軸，偏離集熱流道32的中心軸的結(jié)構(gòu)使得集熱管整體外觀更漂亮，并且可以避免因靜電屏蔽影響噴涂質(zhì)量。圖10至圖13所示的各實(shí)施例中，所述集熱流道32中開(kāi)設(shè)的孔的內(nèi)壁還可以環(huán)中心軸均布有長(zhǎng)條形槽道，該長(zhǎng)條形槽道可以提供內(nèi)部介質(zhì)的毛細(xì)力，使得內(nèi)部介質(zhì)在管展平，有效提聞傳熱效果。圖6至圖13所示的實(shí)施例中，所述集熱流道32以及集熱翅片34的表面還可以涂有選擇性吸收材料，通過(guò)吸收太陽(yáng)光，將熱量傳遞給集熱翅片34和集熱流道32，實(shí)現(xiàn)吸熱和傳熱功能。上述各實(shí)施例中，該集熱管的整體結(jié)構(gòu)是通過(guò)鋁和鋁合金擠壓形成的鋁型材。如圖14所示，上述各實(shí)施例中，為了美觀及增加吸熱面積，所述集熱翅片34上還可以壓制各種圖案342。本發(fā)明閉式蛇形熱管平板集熱器的工作原理如下所述換熱管I內(nèi)部裝有換熱介質(zhì)，日光照射涂有選擇性吸熱涂層的集熱管3上，集熱管3將熱量傳遞給內(nèi)部的熱管介質(zhì)4，熱管介質(zhì)4受熱蒸發(fā)汽化上升，進(jìn)入換熱彎頭2將熱量傳遞給換熱管I內(nèi)的換熱介質(zhì)，同時(shí)被冷卻成液體，經(jīng)冷凝后的熱管介質(zhì)4受重力和毛細(xì)力回流到集熱流道32，完成吸熱和放熱的一次循環(huán)。本發(fā)明采用集熱管3通過(guò)鋁合金一次性擠壓成型，避免因激光焊接或超聲波焊接牢固和熱阻問(wèn)題；同時(shí)熱管介質(zhì)4由于被密封在一定真空度的空間里，解決冬天集熱器凍裂和平板集熱器管道結(jié)垢的弊病，有效保證集熱器在寒冷和低溫地區(qū)的使用，提高產(chǎn)品使用的可靠性。以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之 內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種閉式蛇形熱管平板集熱器，包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，其特征在于所述吸熱板芯包括換熱管、換熱彎頭以及集熱管，所述集熱管包括集熱流道以及一體成型于集熱流道兩側(cè)的集熱翅片，換熱彎頭從換熱管中穿過(guò)，并將若干個(gè)集熱流道首尾聯(lián)通，換熱管、換熱彎頭和集熱流道組成密閉空間，熱管介質(zhì)填充在該密閉空間內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于熱管介質(zhì)占換熱管、換熱彎頭和集熱流道所密閉空間的35% 50%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于相鄰集熱管的集熱翅片相隔一小段距離或者相互搭接。
4.如權(quán)利要求I所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，且集熱流道的內(nèi)壁平滑，所述集熱流道兩側(cè)的集熱翅片在同一平面上。
5.如權(quán)利要求I所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，所述集熱流道的內(nèi)壁環(huán)中心軸均布有長(zhǎng)條形槽道。
6.如權(quán)利要求I所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱管包括橫截面成扁形的集熱流道，以及位于集熱流道兩短邊側(cè)的集熱翅片，所述集熱流道內(nèi)開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)沿長(zhǎng)邊方向并排的縱向孔。
7.如權(quán)利要求6所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于所述縱向孔的橫截面成圓形或者方形或者三角形。
8.如權(quán)利要求6所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱流道內(nèi)開(kāi)設(shè)的孔的中間部分為復(fù)數(shù)個(gè)正三角形孔與倒三角形孔沿長(zhǎng)邊方向交錯(cuò)排列，位于最外側(cè)的兩個(gè)孔的橫截面一側(cè)成弧形一側(cè)為斜線，所述弧形與扁形的集熱流道兩側(cè)的弧形一致，所述斜線與其臨近的三角形孔的側(cè)邊平行。
9.如權(quán)利要求4至8任一項(xiàng)所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱翅片形成的平面穿過(guò)集熱流道的中心軸或者偏離集熱流道的中心軸。
10.如權(quán)利要求I所述的閉式蛇形熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱流道以及集熱翅片的表面涂有選擇性吸收材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種閉式蛇形熱管平板集熱器，包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，所述吸熱板芯包括換熱管、換熱彎頭以及集熱管，所述集熱管包括集熱流道以及一體成型于集熱流道兩側(cè)的集熱翅片，換熱彎頭從換熱管中穿過(guò)，并將若干個(gè)集熱流道首尾聯(lián)通，換熱管、換熱彎頭和集熱流道組成密閉空間，熱管介質(zhì)填充在該密閉空間內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于集熱管一次擠壓成型，避免因激光焊接或超聲波焊接牢固和熱阻問(wèn)題；解決冬天集熱器凍裂和平板集熱器管道結(jié)垢的弊病；集熱流道內(nèi)部可以有槽道，有效提高傳熱效果。
文檔編號(hào)F24J2/46GK102878696SQ201210421199
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者王超生, 阮國(guó)成 申請(qǐng)人:安徽海太科新能源科技有限公司