[實用新型]蓄熱式橢圓形防凍高效太陽能鋁熱管集熱器

無效

• 申請號: 201020176421.7
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN201680621U
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 莊駿
• 申請（專利權）人: 莊駿
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34;F24J2/32;F24J2/48
• 代理公司: 南京中新達專利代理有限公司 32226
• 代理人: 孫鷗;唐超

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能集熱器，特別涉及一種蓄熱式橢圓形防凍高效太陽能鋁熱管集熱器。

背景技術

對于太陽能熱水器以及太陽能熱水系統來說，目前的熱管真空管式太陽能集熱器一般存在以下問題：

由于嚴寒地區的氣溫可達零下數十攝氏度，因此在這些地區使用常規的太陽能熱管集熱器時，很容易使熱管內部的工質結冰，從而引起熱管管殼的破裂或導致熱管的失效。人們提出了各類方案解決這一問題，但大部分收效甚微。如采用蓄熱介質的熱管太陽能集熱器等，由于蓄熱介質本身的導熱系數較小，因此采用光管作為作為熱管基材的集熱器具有較大的傳熱熱阻。這樣就對集熱器的總傳熱性能產生了明顯的影響。而在常規銅質熱管上加裝翅片的成本又比較高，使得這種方案的推廣陷入困境。

另外，由于常規的太陽能熱管集熱器橫截面皆為圓形，因此其受光面積存在既定的限制，且吸熱面上太陽光入射角較大直接影響了太陽輻射的吸收效果，這也在一定程度上限制了其吸熱傳熱性能的提升。

發明內容

本實用新型的目的就在于克服上述缺陷，設計一種蓄熱式橢圓形防凍高效太陽能鋁熱管集熱器。

本實用新型的技術方案是：

蓄熱式橢圓形防凍高效太陽能鋁熱管集熱器，外玻璃管與內玻璃管之間抽成真空，鋁熱管插入內玻璃管中，內玻璃管與鋁熱管之間充有蓄熱介質，內玻璃管開口處與鋁熱管之間采用橡皮塞密封，其主要技術特征在于：所述外玻璃管、內玻璃管以及鋁熱管橫截面均為橢圓形，且同心同軸布置，所述鋁熱管外壁設有鋁翅片，所述鋁翅片的表面與蓄熱介質緊密接觸。

本實用新型提出的方案與其他技術相比具有非常明顯的優點：

1.采用橢圓形的結構，使得整個集熱器比其他結構的集熱器具有更大的吸熱面積和更小的太陽入射角，從而實現集熱效果的增強。

2.采用鋁作為熱管及翅片的材料，使得熱管與翅片的連接可以直接由鋁型材擠壓而成，不但工藝簡單，而且成本低廉。同時，整個集熱器的重量比基于銅熱管的集熱器更低，為安裝于各類屋頂結構提供了方便。

3.由于蓄熱介質一般導熱系數較小，而鋁熱管外壁的翅片則可以實現將蓄熱介質的熱能高效地傳遞給熱管管壁，即減小了整個集熱器的傳熱熱阻。另外，熱管內壁的軸向梯形溝槽則進一步提高了熱管本身的傳熱性能，進一步減小整個集熱器的傳熱熱阻。

4.鋁熱管內工質最低工作溫度可達-90℃，使得該集熱器具有良好的抗凍性能。

本實用新型實現的最終效果是：一方面，通過橢圓形熱管的引入，避開了以往技術中傳熱元件重量大，吸熱面積小等問題；另一方面，通過熱管外壁鋁翅片和內壁梯形槽道的同時設置，大幅降低了整個集熱器的傳熱熱阻，為集熱器的最終輸出溫度提供了保證。另外，還具有可用于-90℃的嚴寒地帶、密封可靠、延展性好、強度高、重量輕、造價低廉等特點。

附圖說明

圖1——本實用新型的結構原理示意圖；

圖2——本實用新型的橫截面圖。

具體實施方式

本實用新型的設計要點和原理在于在工作時由內玻璃管外壁吸收太陽輻射并轉換成熱能，進而通過內玻璃管壁面的導熱將熱量傳遞給蓄熱介質，蓄熱介質吸熱后由固態變成液態之后熱量傳遞給鋁熱管管壁和鋁翅片，最后通過熱管內部的相變傳熱將熱量傳遞給水從而實現水的加熱。當太陽輻射減弱或沒有太陽輻射時，蓄熱介質則將自身所帶熱能傳遞給鋁熱管外壁及鋁翅片，自身則由液態變成固態，從而實現了蓄熱介質的相變蓄熱功能。

如圖1所示：

本實用新型包括外玻璃管1，內玻璃管3，鋁熱管6，鋁翅片5，蓄熱介質4，橡皮塞14，冷端翅片11。其中，外玻璃管1和內玻璃管3在開口處相互封接，其夾層之間抽成真空；內玻璃管3的外壁覆有選擇性吸收涂層2，用以吸收太陽輻射能；鋁熱管6置于內玻璃管3的內部并且與內玻璃管3同軸布置，鋁熱管6外壁與內玻璃管3內壁之間充裝蓄熱介質4。

結合圖1和圖2說明：