[發明專利]閉環毛細管平板式太陽能集熱器

有效

• 申請號: 200810228052.9
• 申請日: 2008-10-08
• 公開（公告）號: CN101387451A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 張吉禮;馬良棟
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/05;F24J2/46
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于太陽能集熱器領域，涉及到一種閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器，利用多根閉環金屬毛細管實現承壓能力高、集熱效率高、換熱性能好的太陽能集熱設備。

背景技術

太陽能集熱器是各種太陽能利用系統的關鍵設備。隨著我國太陽能的應用和普及，高溫高壓型太陽能集熱器已經成為太陽能開發利用領域新的難題和技術攻關目標，因此，非常有必要開發承壓能力高、集熱效率高、導熱效率好的太陽能集熱技術。目前太陽能集熱器有平板式集熱器和真空管式集熱器兩大類，由于平板式集熱器熱流密度較低，熱損失大、效率低，其工作溫度一般限于100℃以下，目前，只能滿足人們的洗浴要求，屬于太陽的低溫熱利用，無法提供工業應用上的高溫熱水和蒸汽等，因此平板集熱器的推廣應用受到了一定的限制。真空管集熱器大大地減少了集熱器的熱損失，但平板式集熱器與真空管集熱器相比，具有結構簡單、價格低廉的顯著優點。因此，在現有平板式集熱技術的基礎上，有必要開發熱損失小，集熱效率搞的平板式集熱器。本發明閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器就具有這樣的優點，利用毛細金屬管熱輸送能力高的特點實現高效率集熱。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可提高太陽能集熱器承壓能力、提高太陽能集熱器供熱溫度、提高太陽能集熱器導熱性能和集熱效率的閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器。

本發明的技術方案如下：

本發明閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器主要由聯箱管、翅片管、毛細金屬管、石墨導熱層、金屬框架、平板玻璃、空氣層和保溫層組成。毛細金屬管和石墨導熱層構成了太陽能集熱器的基板，基板與平板玻璃之間有空氣層，石墨導熱層敷有保溫層。毛細金屬管內充有水、氟利昂、酒精、甲烷或其它工質，工作時傳熱介質吸收太陽能形成汽液相間的柱體并沿著毛細金屬管進入翅片管，被管外介質冷卻、冷凝后，又流回到毛細金屬管內，然后再吸收太陽能被加熱汽化，如此循環往復形成振蕩流熱管效應。

本發明閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器中的翅片管置于聯箱管內，外界冷卻介質在翅片管外、聯箱管內流動，翅片管也可以用盤管或光管來替代。

本發明閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器中的毛細金屬管由內徑為2～5mm金屬管構成，與翅片管連接，形成封閉的管路系統，可以是單根或多根。

本發明閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器中的平板玻璃可以為普通平板玻璃，與金屬框架之間進行密封安裝。

本發明的效果和益處是本發明閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器采用多根2～5mm的金屬管并充有水、氟利昂或其它工質，容易形成振蕩流熱管效應，增大了集熱器的傳熱量；石墨導熱層具有較高的導熱性能，有利于提高集熱器的集熱性能，有利于提高集熱器的供熱溫度。毛細金屬管管徑小，提高了集熱管的承壓能力。

附圖說明

附圖1為閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器外形結構示意圖。

附圖2為閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器A-A剖面圖。

附圖3為閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器B-B剖面圖。

附圖4為閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器C-C剖面圖。

附圖5為閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器盤管式毛細金屬管示意圖。

附圖：1聯箱管；2聯箱管保溫層；3翅片管；4冷卻介質進出口；5毛細金屬管；6石墨導熱層；7金屬框架；8平板玻璃；9空氣層；10保溫層。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施例。

本發明閉環毛細金屬管平板式太陽能集熱器主要由聯箱管1、翅片管3、毛細金屬管5、石墨導熱層6、金屬框架7、平板玻璃8、空氣層9和保溫層10組成。毛細金屬管5由內徑為2～5mm的銅或其它金屬管構成；翅片管3和毛細金屬管5焊接，形成閉環管路；毛細金屬管5在集熱電池板內回形排列，可以是單根、也可以是多根；毛細金屬管5和石墨導熱層6構成了平板玻璃8的基板，基板與平板玻璃8密實連接；石墨導熱層6敷有保溫層10；翅片管3置于聯箱管1內；冷卻介質在翅片管3外、聯箱管1內流動。

毛細金屬管5內充有水、氟利昂或其它工質；工作時傳熱介質吸收太陽能形成汽液相間的柱體并沿著毛細金屬管5進入翅片管3，被管外介質冷卻、冷凝后，又流回到毛細金屬管5內，然后再吸收太陽能汽化，如此循環往復形成振蕩流熱管效應，在集熱器和外部冷卻介質之間完成傳熱過程。