[發明專利]內凹放熱界面真空循環集熱元件太陽集熱裝置

有效

• 申請號: 200910198639.4
• 申請日: 2009-11-11
• 公開（公告）號: CN102052774A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 施國梁
• 申請（專利權）人: 施中天
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/05;F24J2/30;F24J2/26;F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及內凹放熱界面真空循環集熱元件太陽集熱裝置。

背景技術

真空插管太陽熱水器可在冬季提供生活熱水，但集熱管內存水熱沉大、得熱少、抗凍性差、會炸管、單管破損會跑水、水質劣化細菌超標。采用熱管集熱元件可以制造管內無水的熱水器，但銅——水熱管造價高、容易凍壞、有的還存在明顯的性能衰退現象。

發明內容

本發明的目的是要提供內凹放熱界面真空循環集熱元件太陽集熱裝置。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案：用若干個內凹放熱界面真空循環集熱元件和負載容器及安裝機架組成一臺內凹放熱界面真空循環集熱元件太陽集熱裝置。負載容器包括貯水式熱水箱和集熱元件聯集盒。與負載容器配合連接的內凹放熱界面真空循環集熱元件用置于真空隔熱層內的吸收體，一個由上行管、下行管及放熱端構成的自然循環流道，以及一個內凹的放熱界面組成。自然循環流道的上行管與置于真空隔熱層內的吸收體低熱阻連接或者與吸收體一體制作。自然循環流道內部灌裝但不充滿液態熱媒。這里，放熱端是相對循環流道而言的；放熱界面是相對集熱元件而言的，有時兩者是指同一個物體。

本發明的有益效果包括：對于可傾斜或垂直安置的場合，循環傳熱無需配備動力、啟動快、抗凍、不炸管、單管損壞仍然能集熱、可制造水質符合衛生標準、得熱多、保溫性能優異的太陽集熱裝置；換熱界面設計自由、對真空度不敏感、可半永久性穩定工作在20～500℃范圍、可用低碳鋼和鋁代替銅、過熱保護的集熱元件能防止空曬事故。

附圖說明

以下結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是一臺嵌入式內凹放熱界面真空循環集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。

圖2是一臺過熱保護內凹放熱界面真空循環集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。

圖中1.集熱元件；2.塞狀換熱界面；3.上行管；4.下行管；5.放熱端；6.內玻管；7.傳熱翅片；8.真空隔熱層；9.吸收體；10.罩玻璃管；11.內凹段；12.自由端爪；13.熱力元件。

具體實施方式

圖1中，嵌入式內凹放熱界面真空循環集熱元件1與塞狀換熱界面2負載容器配合傳熱連接，組成一臺嵌入式內凹放熱界面真空循環集熱元件太陽集熱裝置。塞狀換熱界面2可以成排固定設置在帶有絕熱層的貯水箱或者集熱元件聯集盒上，也可以采用軟管與另一個水路回路連接。與塞狀換熱界面2負載容器配合傳熱連接的嵌入式內凹放熱界面集熱元件1含有一個由上行管3、下行管4和管狀放熱端5構成的自然循環流道。自然循環流道嵌入全玻璃真空集熱管，其上行管3與集熱管內玻管6之間采用傳熱翅片7傳熱。

圖1實施例嵌入式真空循環集熱元件太陽集熱裝置在陽光下作放熱端5高置的傾斜安裝，使斜虛線所示的熱媒液面呈水平狀態。陽光透過罩玻璃管在集熱管內玻管6的吸收膜上轉換為熱能，熱能通過內玻管6和傳熱翅片7傳給上行管3內的熱媒并使熱媒受熱膨脹通過上行管3上浮，在自然循環流道的管狀放熱端5處，熱媒放出熱能溫度降低下沉進入下行管4，下沉到底后再次進入上行管3被加熱并上浮。如此沿帶箭頭曲線所示途徑周而復始循環集熱。與此同時，負載容器2內的水或者熱媒被不斷加熱。

內凹放熱端面真空循環集熱元件太陽集熱裝置采用體積較小的塞狀換熱界面，節省材料并且保溫性能好；采用軟管連接的塞狀換熱界面安裝維修更為方便。

為減少上、下行管間的熱短路，嵌入式真空循環集熱元件1還可以采用帶有絕熱層的下行管。

圖2中，過熱保護的內凹放熱端面真空循環集熱元件1與塞狀換熱界面2負載容器配合傳熱連接，組成一個過熱保護內凹放熱端面真空循環集熱元件太陽集熱裝置。集熱元件1含有一個由上行管3、下行管4和盤管換熱器放熱端5構成的自然循環流道，上行管3與置于真空隔熱層8內的吸收體9一體制作。在集熱元件1真空隔熱層6內設置與下行管2低熱阻連接、帶有自由端爪10的雙金屬片熱力元件11。盤管換熱器放熱端5與罩玻璃管10內凹段11配合傳熱連接。盤管換熱器放熱端5與罩玻璃管10內凹段11之間墊有一個彈性傳熱件。

正常工作溫度下，盤管換熱器放熱端5通過彈性傳熱件和罩玻璃管10內凹段11放熱。雙金屬片熱力元件13的自由端爪12不與罩玻璃管10接觸。

當集熱元件空曬內部溫度過高時，雙金屬片熱力元件13的自由端爪12受熱外翻至虛線所示位置與罩玻璃管10接觸，部分熱能通過這些自由端爪12和罩玻璃管10散發到環境，使集熱元件1的溫度降低實現過熱保護。過熱保護以后能自動解除。