[發明專利]一種連通孔面積變化的太陽能集熱器

有效

• 申請號: 201610145182.0
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105698406B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 徐震;王卓君;鄭俊華;母會萍;朱曉梅;劉陽河;趙煒
• 申請（專利權）人: 劉陽河
• 主分類號: F24J2/10
• 分類號: F24J2/10;F24J2/46
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所43205
• 代理人: 許伯嚴

技術領域

本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種太陽能集熱器。

背景技術

隨著現代社會經濟的高速發展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天然氣等傳統能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規化石燃料造成的環境污染問題也愈加嚴重，這些都大大限制著社會的發展和人類生活質量的提高。太陽能熱轉化是一種能量轉換效率和利用率高而且成本低廉、可在全社會廣泛推廣的太陽能利用方式。在太陽能熱利用裝置中，關鍵是要將太陽輻射能轉換成熱能，實現這種轉換的器件稱為太陽能集熱器。但目前的太陽能集熱器內部設置翅片，以增強換熱。

現有技術中給出了一種管板式結構的太陽能集熱器，而且因為內部設置翅片，從而導致壓力增加，為了減少壓力，在翅片上設置連通孔，但是一般連通孔的翅片和間距都是相同的，這樣導致受熱強的位置產生壓力過大，連通孔不足以起到緩解壓力的作用，從而導致集熱器的部分因為承壓太大而使用壽命不長，因此需要克服這一情況。

發明內容

本發明旨在提供一種節能環保的太陽能集熱器，提高一種緩解集熱管內壓力的集熱器。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種太陽能集熱器，包括集熱管、反射鏡和集熱板，相鄰的兩個集熱管之間通過集熱板連接，從而使多個集熱管和相鄰的集熱板之間形成管板結構；所述太陽能集熱器系統包括兩塊管板結構，所述兩塊管板結構之間形成一定的夾角，所述夾角方向與反射鏡的圓弧線結構彎曲的方向相對，反射鏡的焦點位于管板結構形成的夾角之間，所述的集熱管的橫截面是長方形，所述的集熱板連接長方形的角；

所述集熱管內部設置內翅片，所述內翅片連接長方形的對角，所述內翅片將集熱管內部分為多個小通道，在內翅片上設置連通孔，從而使相鄰的小通道彼此連通；

其特征在于，沿著兩塊管板結構連接點向兩邊最低位置延伸方向上，不同集熱管的連通孔的面積越來越大。

作為優選，沿著兩塊管板結構連接點向兩邊最低位置延伸方向上，不同集熱管的連通孔的面積越來越大的幅度不斷的增加。

作為優選，最大的連通孔面積與最小的連通孔面積的比值小于1.27。

作為優選，每個集熱管內的連通孔數量相同。

作為優選，所述的集熱管橫截面積是正方形，所述正方形的內邊長為L，所述連通孔為圓，所述連通孔的半徑r，所述同一翅片上相鄰的連通孔圓心之間的距離為l，滿足如下關系：

l/L*10=a*ln(r/L*10)+b；

其中ln是對數函數，a,b是參數，1.5<a<1.6,2.9<b<3.0;

0.34<l/L<0.38;

0.14<r/L<0.17;

30mm<L<120mm；

5mm<r<17mm。

與現有技術相比較，本發明具有如下的優點：

1）提供了一種新式結構的太陽能集熱器，可以保證不同集熱管內部保持基本相同的壓力，從而延長集熱管整體使用壽命，而且還可以保證集熱管內翅片的換熱面積，強化傳熱。

2) 通過集熱管內的通孔的面積的規律變化，達到最優的集熱效果以及流動阻力。

3）本發明通過多次試驗，在保證換熱量最大以及流動阻力滿足要求的情況下，得到一個最優的太陽能集熱器優化結果，并且通過試驗進行了驗證，從而證明了結果的準確性。

附圖說明

圖1是本發明太陽能集熱器的結構示意圖；

圖2是本發明集熱管橫截面結構示意圖；

圖3是本發明內翅片連通孔分布示意圖；

圖4是本發明內翅片連通孔錯列分布示意圖；

圖5是本發明集熱管內正方形尺寸示意圖。

附圖標記如下：

1反射鏡，2集熱管，3集熱板，4內翅片，5連通孔，6小通道。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

圖1展示了一種太陽能集熱器，所述集熱器包括集熱管2、反射鏡1和集熱板3，相鄰的兩個集熱管2之間通過集熱板3連接，從而使多個集熱管2和相鄰的集熱板3之間形成管板結構；所述太陽能集熱器系統包括兩塊管板結構，所述兩塊管板結構之間形成一定的夾角，所述夾角方向與反射鏡的圓弧線結構彎曲的方向相對，反射鏡1的焦點D位于管板結構形成的夾角之間。

作為一個改進，所述的集熱管2的橫截面是長方形，所述的集熱板3連接長方形的角。