[發明專利]太陽能/空氣能雙源一體式集熱器

有效

• 申請號: 200910193824.4
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN101706159A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 秦紅;柯秀芳;梁振南;卜其輝
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/26;F24J2/48
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及一種太陽能/空氣能雙源一體式集熱器，能同時高效地吸收太陽 能及空氣能，屬于太陽能/空氣能熱轉換裝置技術領域。

背景技術

集熱器/蒸發器是太陽能-空氣能熱泵的關鍵設備，其性能和造價對太陽能- 空氣能熱泵系統性能影響重大。目前太陽能集熱器一般以平板式太陽能集熱器、 全玻璃真空管式太陽能集熱器、熱管式太陽能集熱器為主；空氣能集熱器以翅 片式集熱器為主。平板式太陽能集熱器很好地吸收太陽能，但吸收空氣能面積 過小且熱量容易散失，全玻璃真空管式太陽能集熱器、熱管式太陽能集熱器幾 乎不能吸收空氣能；現有的空氣源集熱器用于從空氣中吸收熱量，即使在太陽 輻射強烈的時候也不能直接吸收太陽能，并存在低溫地區熱泵集熱器結霜或凍 結問題，將其直接用于太陽能-空氣能熱泵系統時，太陽光線與翅片平面的角度 導致吸收太陽能不理想。這就使得太陽能與空氣能在同一套設備上互補性差， 削弱了太陽能-空氣能熱泵的節能優勢，而另一種太陽能集熱器和熱泵蒸發器 分立的方式大大增加了系統造價和占地面積。目前單一吸收太陽能或單一吸收 空氣能的集熱器專利比較多。例如中國公開專利號：CN201072242，公開日 2008.06.11，發明名稱：鋁制帶翅片并聯式太陽能集熱器，由玻璃真空管和帶 翅片的金屬導熱管組成，帶翅片的金屬導熱管由鋁材制成，管中設有隔水板， 比普通玻璃真空管的太陽能吸收效率高，但不能吸收空氣能。中國公開專利號： CN1786613，公開日2006.06.14，發明名稱：高效翅片式太陽能集熱器，一定間 隔密集排列的金屬翅片，內螺紋金屬盤管依脹管的方式從翅片中穿過，管中流 動有吸熱工質，翅片表面涂有一層大比表面黑色聚合物，翅片與管垂直，背面 翅片間縫隙塞滿聚合物以構成吸光人工黑體空腔，但阻礙了空氣的對流，不利 于空氣能的吸收。中國公開專利號：CN2319755，公開日1999.05.19，發明名稱：一 種高聚光率的平板型太陽能集熱器，是改進了的平板型太陽能集熱器，其改進 之處在于采用十字翅片集熱管及圓漸開線柱面鏡來代替通常的管板結合的平板 型吸熱板，能充分利用太陽能，但吸收空氣能的面積過小。中國公開專利號： CN101231034，公開日2008.07.30，發明名稱：新型雙功能空氣集熱器，吸熱板 采取管板式結構，單一金屬板與單根金屬管平行焊接，并置于有上下開口的保 溫裝置內，以風機驅使空氣流動，對空氣的集熱面積有限。中國公開專利 號：CN101382350，公開日2009.03.11，發明名稱：太陽能集熱器，集熱管形 狀也是為單一金屬板與單根金屬管平行焊接，吸收空氣能的面積有限。在太陽 能存在自然間歇的情況下，如何解決既能充分利用太陽能，又能在太陽落山后 或連續陰天甚至雨天的情況下以最少的能源消耗和最少的投資保證熱能供應， 成為推廣太陽能利用的一個十分重要的問題。

發明內容

本發明提供一種能同時吸收太陽能及空氣能的太陽能/空氣能雙源一體式 集熱器。

本發明的技術解決方案如下：

本太陽能/空氣能雙源一體式集熱器由多片金屬翅片、若干條銅管和若干個 U型彎頭配合組成，上述金屬翅片平面總體上與銅管軸線方向形成小于90°的 傾角，若干條銅管穿過平行排列的金屬翅片，并用脹管的方式與金屬翅片緊密 相連，兩條銅管之間使用U型彎頭相互連接。

所述金屬翅片為整體式翅片，每一金屬翅片上中間位置有不少于一處管孔供 銅管穿插。

所述金屬翅片與銅管相交處局部平面與銅管軸線垂直，金屬翅片的兩翼相互 平行并與銅管軸線方向形成一致的小于90°的傾角。

所述兩塊金屬翅片之間距離不小于3mm，金屬翅片末端相對銅管表面高度為 15～25mm。

所述金屬翅片使用銅或鋁或鋁合金的板材，板材厚度為0.1～0.3mm。

所述銅管是內螺紋銅管或光管。

所述銅管內流動的介質為吸收太陽能與空氣能的液體，主要是制冷工質。

所述銅管在平行于太陽光線入射方向設置不少于一排，若多排管，管內液體 流動方式是從最后一排向面向太陽的第一排管逐排流動。

所述金屬翅片表面涂鍍太陽能選擇性吸收涂層，涂層材料是黑鎳或黑鈷或黑 鉻。