[實(shí)用新型]集熱、加熱一體化太陽能熱利用裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020185566.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN201672716U
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王華;李俊賢;王輝濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F24J2/32
• 分類號(hào): F24J2/32;F24J2/05;F24J2/30;F24J2/48
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種集熱、加熱一體化的熱管式太陽能集熱裝置。屬太陽能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽的輻射功率達(dá)3.8x10²³kW，其中，約1.08x10¹⁴kW輻射到地球表面。據(jù)估算，太陽在一月之內(nèi)輻射到地球上的能量，可抵地球上包括石化燃料、原子能等在內(nèi)的所有不可再生能源總儲(chǔ)量的10倍之多，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。我國(guó)屬太陽能資源相當(dāng)豐富的國(guó)家，國(guó)土面積的2/3地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2200h，單位面積太陽能輻射總量高于5016MJ/m²。開發(fā)和利用資源豐富、分布范圍極廣的太陽能，在給人類提供清潔能源的同時(shí)，還能達(dá)到零污染及零排放的要求，能極大地加速和促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

太陽能的利用方法是多種多樣的，但目前而言，對(duì)太陽能輻射的直接熱利用是最簡(jiǎn)單和高效的方式。熱管作為一種高效的傳熱元件，問世以來便得到了迅速的發(fā)展，在許多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。把太陽能真空管和熱管相結(jié)合組成太陽能真空熱管是研究的熱點(diǎn)；太陽能真空熱管由于結(jié)合了真空管和熱管的各自優(yōu)點(diǎn)，因此它具有防凍能力強(qiáng)、啟動(dòng)快、傳熱性能好、防結(jié)垢、使用可靠、承壓高和熱損失小等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明一種結(jié)構(gòu)新穎、熱效率高的集熱、加熱一體化的熱管式太陽能集熱裝置；雙層真空透明玻璃管和熱管相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，使裝置同時(shí)具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，既減少了裝置受熱段對(duì)于環(huán)境的傳熱損失，又增大了裝置的承壓、抗凍等能力。熱管冷凝段與加熱段的結(jié)合，使裝置的換熱熱阻大幅減小，提高了裝置的熱效率。

解決本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：該裝置包括雙層透明真空玻璃管(1)、吸熱板(2)、熱管(3)、軟木塞(4)、換熱器外殼(5)、銅管(6)(被加熱流體通道)、鋁翅片(7)、分液器(8)、集液氣器(9)和保溫層(10)；熱管(3)裝在雙層透明真空玻璃管(1)內(nèi)，熱管(3)外部壓合或者焊接有金屬翼片，翼片表面噴涂或電鍍一層抗氧化的選擇性吸收涂層，真空管頂端用軟木塞(4)與熱管(3)封接，熱管(3)頂部插入換熱器外殼(5)，并留有一定的長(zhǎng)度，其上方為輸送被加熱流體的銅管(6)，銅管(6)傾斜布置，銅管(6)外部脹接鋁翅片(7)，分液器(8)和集液(氣)器(9)對(duì)被加熱流體進(jìn)行分流和集流，保溫層(10)選用聚氨酯保溫材料，對(duì)裝置曝露于外的部分進(jìn)行保溫。

所述的裝置由數(shù)根具有蒸發(fā)段和冷凝段并充有傳熱工質(zhì)的重力熱管和殼管式換熱器組成。

熱管(3)吸熱端為具有選擇性吸收涂層的金屬翼片，并通過壓合或者焊接與熱管蒸發(fā)段連接。

熱管(3)端口伸入換熱器的殼體，冷凝液聚集于換熱器下部，當(dāng)冷凝液液面高于熱管端口時(shí)，液體均勻地分配到每根熱管(3)。

熱管(3)冷凝端的熱管工質(zhì)蒸汽直接在管殼式換熱器內(nèi)銅管的外管壁和翅片(7)上凝結(jié)。

所述的冷凝端的外殼由金屬板焊接而成，內(nèi)部裝設(shè)銅管，銅管傾斜放置，內(nèi)通被加熱流體；銅管上裝設(shè)波紋型鋁翅片，銅管的進(jìn)口端由分液器分流，出口端由集液/集氣裝置把受熱流體匯集。

工作原理為：太陽輻射透過雙層真空玻璃管，照射到吸熱板上，吸熱板吸熱溫度上升，通過導(dǎo)熱方式把熱量傳遞給熱管蒸發(fā)段，熱管工質(zhì)吸收熱量沸騰蒸發(fā)，在壓差的作用下，氣態(tài)的熱管工質(zhì)被壓送到管殼式換熱器內(nèi)部；氣態(tài)工質(zhì)在鋁翅片和熱管上放熱凝結(jié)，把熱量傳遞給被加熱流體，凝結(jié)液回到換熱器底部，當(dāng)凝結(jié)液液位高于熱管端部時(shí)，在重力作用下，凝結(jié)液順著熱管內(nèi)壁返流至熱管底部，完成一個(gè)循環(huán)。

本實(shí)用新型有益效果是：

(1)裝置由于采用熱管作為傳熱部件，因此裝置承壓能力高，適用于高層建筑太陽能集熱的要求；

(2)安全性能好，解決了全玻璃真空管夏天熱爆和冬天冷爆的問題，在外界環(huán)境惡劣的情況下也能正常運(yùn)行；

(3)相比于一般的太陽能真空熱管集熱器，由于采用了集熱、加熱一體化的結(jié)構(gòu)，減少了裝置受熱段對(duì)于環(huán)境的傳熱損失，使本裝置的熱效率更高。

(4)熱管充灌工質(zhì)量少，熱容小，相比于真空玻璃集熱器，裝置啟動(dòng)快，即使在陰天多云的天氣情況下，同樣能提供熱量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖以實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。

圖1為本實(shí)用新型的主視圖。

圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式