基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，該裝置主要由蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔、冷凝通道及板式熱管太陽能集熱器組成，將板式熱管太陽能集熱器的集熱腔作為蒸發(fā)腔，蒸發(fā)腔與集熱器中的板式熱管相連，蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔與冷凝通道組成一個獨立的環(huán)路熱管，可自動將太陽能集熱器吸收的太陽能熱傳遞到和冷凝腔相連的儲熱水箱中，從而形成太陽能熱水自然循環(huán)系統(tǒng)，并高效傳遞熱量。本實用新型所述的太陽能熱水自動循環(huán)裝置，具有系統(tǒng)流程簡單、傳熱效率高、無運動部件、成本低、承壓能力強、傳熱穩(wěn)定、安裝簡便等優(yōu)點，是一種新型、高效的自然循環(huán)太陽能熱水裝置。
【專利說明】基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能熱利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機的加劇，太陽能建筑一體化光熱利用倍受人們的關(guān)注，在我國太陽能熱水器家族中一直處于市場弱勢地位的平板太陽能熱水器，由于其與真空玻璃管太陽能集熱器相比，易于與建筑結(jié)合，因而得到越來越廣泛的應(yīng)用。特別是近年來，人們研發(fā)了一種采用板式熱管作為導(dǎo)熱元件的平板太陽能集熱器，以其抗凍防凍性能好、承壓能力強、無回?zé)?、不過熱、不結(jié)垢、又薄又輕等諸多優(yōu)點，成為極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦推桨逄柲芗療崞鳌?br> [0003]平板太陽能集熱系統(tǒng)的太陽能集熱板與水箱一般是分體安裝的，熱水循環(huán)方式有兩種，一種是強制循環(huán)方式，另一種是自然循環(huán)方式。強制循環(huán)是在系統(tǒng)中采用熱水循環(huán)泵，通過循環(huán)泵的強制循環(huán)，將集熱板吸收的熱量不斷傳送到儲熱水箱中，從而將儲熱水箱中的水加熱，這種系統(tǒng)除了采用循環(huán)泵，還要采用膨脹罐、泄壓閥，因此系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高，故障率大；自然循環(huán)是將儲熱水箱置于太陽能集熱板之上，利用介質(zhì)受熱后的密度差來實現(xiàn)循環(huán)管路中介質(zhì)的流動，從而不斷地將太陽能熱傳遞到儲熱水箱中，雖然這種系統(tǒng)較為簡便，但換熱效率較低、啟動速度慢、傳熱不穩(wěn)定、安裝條件要求高，影響了太陽能熱利用效率。
[0004]后者是將照射在太陽能集熱板上的太陽能熱通過銅管中的液體支路流經(jīng)主通道，將熱量輸送到儲熱水箱中，因而液體流經(jīng)的導(dǎo)熱通道較長。如果將板式熱管太陽能集熱器的集熱腔作為環(huán)路熱管的蒸發(fā)腔，通過環(huán)路熱管自發(fā)地將熱量傳到與儲熱水箱相連的冷凝腔，將有利于熱量高效傳遞到儲熱水箱中，不失為一種高效的自動循環(huán)集熱裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型目的在于:針對如上所述的現(xiàn)有太陽能集熱系統(tǒng)強制循環(huán)方式系統(tǒng)復(fù)雜、成本高，而自然循環(huán)方式效率低，不穩(wěn)定的缺陷，提供一種新型的用于板式熱管太陽能集熱器的光熱自動循環(huán)裝置，這種裝置具有系統(tǒng)流程簡單、傳熱效率高、無運動部件、成本低、承壓能力強、傳熱穩(wěn)定、安裝簡便等優(yōu)點，這種裝置簡單高效、經(jīng)濟實用，有利于實現(xiàn)太陽能建筑一體化。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是，用于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，該裝置主要由蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔、冷凝通道及板式熱管太陽能集熱器組成，將板式熱管太陽能集熱器的集熱腔作為蒸發(fā)腔，蒸發(fā)腔與集熱器中的板式熱管相連，，蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔與冷凝通道組成一個獨立的環(huán)路熱管，可自動將太陽能集熱器吸收的太陽能熱傳遞到和冷凝腔相連的儲熱水箱中，從而形成太陽能熱水自然循環(huán)系統(tǒng)，并高效傳遞熱量。
[0007]以下對本實用新型做出進(jìn)一步說明。
[0008]所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔和冷凝通道組成的環(huán)路中充有起相變作用的工質(zhì)，當(dāng)蒸發(fā)腔遇熱時，蒸發(fā)腔中的工質(zhì)受熱蒸發(fā)并吸熱，蒸汽通過蒸發(fā)通道流向冷凝腔；通過冷凝腔時蒸汽冷凝并放熱，將儲熱水箱中的冷水加熱；然后，工質(zhì)通過冷凝通道回到蒸發(fā)腔中再次吸熱，如此循環(huán)，直到將儲熱水箱中的水加熱。在此環(huán)路熱管中，蒸發(fā)通道截面積大于冷凝通道，冷凝通道內(nèi)加工有三角型、矩型等內(nèi)翅，其毛細(xì)作用大于蒸發(fā)通道。蒸發(fā)通道內(nèi)置毛細(xì)芯。
[0009]所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是冷凝腔與儲熱水箱相連，冷凝腔置于儲熱水箱中直接與水進(jìn)行換熱。冷凝腔置于儲熱水箱之外，冷凝腔中內(nèi)置換熱盤管，外接儲熱水箱進(jìn)行換熱。
[0010]所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是蒸發(fā)腔采用焊接或膠接的方式與太陽能集熱器中的多根板式熱管的冷凝端貼合。板式熱管的冷凝端插入蒸發(fā)腔中。
[0011]所述基于板式熱管太陽能集熱器，其特征是由太陽能吸熱板和多根新型板式熱管貼合而成，或者是采用熱管上涂上吸熱材料制成。太陽能集熱板中的吸熱面朝陽吸收太陽能熱，并將熱量傳遞給與其緊密貼合的板式熱管，板式熱管將熱量高效傳遞給與板式熱管貼合的集熱腔，將集熱腔作為環(huán)路熱管的蒸發(fā)腔，再通過環(huán)路熱管將熱量傳遞到儲熱水箱中。
[0012]所述新型板式熱管內(nèi)部設(shè)置多個獨立運行的微熱管，能夠解決利用常規(guī)圓形熱管必然出現(xiàn)的多次接觸熱阻的問題，極大提高了當(dāng)量蒸汽的換熱面積與整體熱管的可靠性。由此設(shè)計的新型平板集熱器克服了現(xiàn)有太陽能集熱器的諸多缺點。
[0013]由以上可知，本實用新型基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，它的積極效果如下。
[0014](I)本實用新型所述的太陽能熱水系統(tǒng)流程十分簡單、安裝簡便、成本低廉，解決了現(xiàn)有太陽能集熱系統(tǒng)強制循環(huán)方式系統(tǒng)復(fù)雜、成本高，而常規(guī)自然循環(huán)方式效率低，不穩(wěn)定的問題。
[0015](2)由于本實用新型所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置中，環(huán)路熱管熱量傳遞能力來自于自身液體相變的作用，整個熱傳導(dǎo)過程是自發(fā)進(jìn)行的，不需外加循環(huán)泵，減少了運行和維護(hù)的費用，是一種新型的太陽能自動循環(huán)集熱方式，這樣的太陽能裝置特別適合在建筑中分體安裝，實現(xiàn)太陽能建筑一體化。
[0016](3)由于與一般的靠管道中液體溫差進(jìn)行自然循環(huán)的方式相比，環(huán)路熱管傳熱效率要高得多，可以自發(fā)地、快速地傳導(dǎo)熱量，從而使這種太陽能熱水裝置熱傳遞效率十分聞，而且傳熱穩(wěn)定。
[0017](4)由于本實用新型所述的太陽能熱循環(huán)裝置采用的是間接式的傳熱方式，因而儲熱水箱的供水端承壓能力強，承壓能力只取決于水箱的承壓。
[0018](5)環(huán)路熱管的傳熱是蒸發(fā)腔遇熱蒸發(fā)、蒸汽通過蒸發(fā)通道流向冷凝腔冷凝放熱、再通過冷凝通道回流到蒸發(fā)腔中再次吸熱，這樣循環(huán)進(jìn)行的，這樣可以通過環(huán)路熱管中工質(zhì)的性質(zhì)來控制儲熱水箱中的最高水溫，而不會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型所述太陽能集熱裝置的實施例示意圖。[0020]圖2為本實用新型所述板式熱管太陽能集熱器與蒸發(fā)腔相連的實施例示意圖。
[0021]圖3為板式熱管與蒸發(fā)腔相對位置實施例示意圖。
[0022]在圖中:
[0023]I 一蒸發(fā)腔(集熱腔)，2—蒸發(fā)通道，3—冷凝腔，
[0024]4一冷凝通道，5—太陽能集熱板，6—儲熱水箱，
[0025]7—吸熱板，8—板式熱管，9一保溫材料，
[0026]10—招合金邊框， 11一透光玻璃， 12—背板。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，這是基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置的實施例，該熱循環(huán)裝置主要由蒸發(fā)腔1、蒸發(fā)通道2、冷凝腔3、冷凝通道4及板式熱管太陽能集熱器5組成，蒸發(fā)腔I的外壁與板式熱管太陽能集熱器5中板式熱管8蒸發(fā)端外壁以管壁接觸方式相連，冷凝腔I置于儲熱水箱6中，蒸發(fā)腔1、蒸發(fā)通道2、冷凝腔3與冷凝通道4組成一個環(huán)路熱管，可自動將太陽能集熱板吸收的太陽能熱傳到和冷凝腔3相連的儲熱水箱6中，從而形成太陽能熱水自然循環(huán)系統(tǒng)，并高效傳遞熱量。
[0028]如圖2所示，這是板式熱管太陽能集熱器與蒸發(fā)腔相連的實施例，板式熱管太陽能集熱器由透光玻璃11、吸熱板7、板式熱管8、保溫材料9、背板12及鋁合金邊框10組成，將集熱腔做成上述環(huán)路熱管裝置的蒸發(fā)腔1，蒸發(fā)腔I置于板式熱管8的后面，其外壁與板式熱管8蒸發(fā)端的外壁以管壁接觸的方式間接傳熱。
[0029]如圖3所示，這是太陽`能集熱器中板式熱管與蒸發(fā)腔相對位置的又一實施例，在這個實施例中，板式熱管8直接插入環(huán)路熱管的蒸發(fā)腔I中，板式熱管8的蒸發(fā)端與蒸發(fā)腔I中的工質(zhì)接觸。
【權(quán)利要求】
1.基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是，該裝置主要由蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔、冷凝通道及板式熱管太陽能集熱器組成，蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔和冷凝通道組成一個獨立的環(huán)路熱管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是將板式熱管太陽能集熱器的集熱腔作為蒸發(fā)腔，蒸發(fā)腔與集熱器中的板式熱管相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是蒸發(fā)腔、蒸發(fā)通道、冷凝腔和冷凝通道組成的環(huán)路中充有起相變作用的工質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是冷凝腔置于儲熱水箱中直接與水進(jìn)行換熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是冷凝腔置于儲熱水箱之外，冷凝腔中內(nèi)置換熱盤管，外接儲熱水箱進(jìn)行換熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是蒸發(fā)腔采用焊接或膠接的方式與太陽能集熱器中的多根板式熱管的冷凝端貼合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是板式熱管的冷凝端插入蒸發(fā)腔中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是蒸發(fā)通道截面積大于冷凝通道，冷凝通道內(nèi)加工有三角型、矩型內(nèi)翅，其毛細(xì)作用大于蒸發(fā)通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熱管太陽能集熱器的熱水自動循環(huán)裝置，其特征是蒸發(fā)通道內(nèi)置毛細(xì)芯。
【文檔編號】F24J2/32GK203375741SQ201320430168
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】江勁松, 季弘 申請人:湖南藍(lán)海能源科技有限公司