[實用新型]太陽能地埋跨季儲熱供暖系統專用集熱器聯箱

有效

• 申請號: 201220234975.7
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN202630480U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 高國利;周東文;李衛華;林閩
• 申請（專利權）人: 新疆太陽能科技開發公司
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46;F24D11/00;F24D9/00
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯專利代理事務所(有限公司) 65107
• 代理人: 祁磊

技術領域

本實用新型涉及太陽能熱能技術領域，屬于太陽能集熱器聯箱結構的改進，特別是太陽能地埋跨季儲熱供暖系統專用集熱器聯箱。

背景技術

聯箱內熱管冷凝段與聯集管連接結構主要有兩種：一是內置式，另一是外置式。所謂熱管冷凝段內置式結構是指將熱管的冷凝段插入到集熱工質流道(聯集管)內的結構類型，內置式結構主要有兩種方式，即直接插入式結構和間接插入式結構，通過焊接將二者緊密連接在一起稱之為直接插入式結構，這種方式的優點是加工簡單，換熱量好，其缺點為：一是流動阻力大，二是無法更換損壞的或效率下降的熱管，而只能更換整個集熱器；間接插入式結構是將紫銅管插入到用紫銅制作的集熱工質流道內，通過焊接方式將二者聯結到一起，這種方式的優點是用于導熱的紫銅管處于工質流道內部，傳熱阻力小，與工質換熱充分，但其存在的缺點為：一是、熱管冷凝段的溫度比較高，內部壓力較大，長期運行后，會造成由紫銅制作的導熱管產生膨脹變形，如果需要更換熱管(即由于損害或老化等須將熱管從導熱管中拔出)，則較難從導熱管中取出換熱管，二是由于導熱管插入到集熱工質流道內，其對集熱工質所造成的流動阻力與直接插入式結構幾乎一樣，導熱管外徑比熱管冷凝段稍大一些。

熱管冷凝段內置式結構是指將熱管的冷凝段放置在集熱工質流道外的結構類型，從熱管冷凝段與集熱工質流道之間導熱連接使用的材料分類，外置式也主要有兩種方式，即銅套管式結構和鋁導熱塊式結構。銅套管式結構的導熱體是用銅管制作的，嵌套在集熱工質流道外，在銅套管焊接與其呈十字交叉形的小直徑銅管，用來插接熱管冷凝段，這種外置式結構的優點是銅管嵌套在流道外的導熱元件外，它具有較好的向流道傳熱性能，其缺點是若流道用不銹鋼制作，銅套管與不銹鋼管之間難于固定，此外，銅套管與小直徑銅管之間的直接接觸面很小，為了滿足傳熱量要求，需要焊接肋片，以增加傳熱面積，但因銅管壁較薄，焊接容易變形，也會增加制造成本，不利用批量生產。鋁導熱塊式結構的導熱體是使用鋁合金制作的，鋁導熱塊用鋁鑄造，通過套孔機加工套孔，鋁導熱塊的套孔以熱膨脹方式固定在不銹鋼流道上，用卡件將用于插接熱管冷凝段的小直徑銅管固定在鋁導熱塊上，這種外置方式結構的優點是鋁制導熱塊容易制作和便于批量生產，可根據傳熱量需要，計算鋁導熱塊與集熱工質流道及小直徑銅管的接觸面積，滿足所傳熱量，其缺點是鋁的熱導率(約160W/m.k)比紫銅熱導率(約386W/m.k)要小很多，其傳熱熱阻較大。

目前，一般使用的熱管式真空管集熱器聯箱用于太陽能跨季儲熱供暖系統時，存在以下不足與弊端：①無論采取何種聯箱結構，熱管式真空集熱管均都通過熱管冷凝段將所收集的熱量傳遞給集熱循環工質，它主要傳熱特點為：一是熱管工質蒸汽或液體中的熱量以自然對流方式傳遞給熱管冷凝段內壁；二是熱管冷凝段管壁將熱量傳導給露出真空玻璃管外的一小段熱管蒸發段管壁；三是熱管冷凝段外壁及露出真空玻璃管外的一小段熱管蒸發段外壁的熱傳遞其過程較為復雜，大部分熱量傳遞給導熱塊，一部分熱量傳給了保溫材料，還有一部分熱量傳遞給滲漏的空氣(在真空玻璃管插入聯箱內的端口)；四是導熱塊將熱量傳遞給集熱器內的聯集管外壁；五是聯集管壁內存在熱傳導過程；六是流道內壁與集熱循環工質之間存在對流傳熱過程；七是集熱器內的聯集管與保溫材料和聯箱殼體也存在傳熱過程。②只要集熱器內溫度比周圍環境溫度高，集熱器聯箱自然向外界散失熱量，聯箱的熱損失主要來自以下幾個方面：一是熱管式真空集熱管與聯箱插口處，即聯箱殼體下部散熱；二是聯箱殼體底部，即背陰面的散熱；三是聯箱殼體頂部，即朝上面的散熱；四是聯箱殼體正面，即朝陽面的散熱；五是聯集管從聯箱穿出部位，即聯箱端面的散熱。③常規太陽能工程所用聯箱大都采用全金屬外殼，如鍍鋁鋅、不銹鋼、鍍鋅板及拉絲板等，采用模塊化制作，其不變形，可串聯，可并聯，安裝簡單、快捷，而在聯箱熱損失方面采取的措施仍然不夠，主要有不足之處為：一是聯箱殼體下部散熱采取的措施不夠，散熱量較大；二是聯集管從聯箱穿出部位(即聯箱端面)的散熱方面采取的措施不夠，熱損失較大；三是聯箱內大都采用聚氨酯發泡保溫，而聚氨酯的安全使用溫度≤70℃，不適合具有較高溫度的熱管式集熱器使用；四是聯箱保溫厚度較小，導致冬季熱損失很大等。④常規熱管式真空管集熱器聯箱內的空曬集熱溫度較高(如≥110℃)，對集熱系統的可靠性、安全性造成不良影響。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種太陽能地埋跨季儲熱供暖系統專用集熱器聯箱，能降低聯箱熱損失量和聯箱內溫度，提高聯箱保溫層抗老化性能。