[發明專利]一種高效平板式太陽能蒸發板

在審

• 申請號: 201611154346.2
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106595136A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張吉禮;周超;梁若冰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02;F24J2/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠

技術領域

本發明涉及一種采用單面吹脹或專用模板工藝加工而成的、管路為獨特設計的蛇形半圓式制冷劑流道的高效平板式太陽能蒸發板。

背景技術

太陽能集熱器目前已經在能源動力、制冷空調、社會生活等領域中有著十分廣泛的應用，熱利用效率較低是目前最大的瓶頸，如何采用更先進的技術和手段來提高太陽能熱利用效率是亟待解決的問題。常規的太陽能熱利用形式均采用太陽能集熱器配置蓄熱水箱，直接以水為介質進行換熱和蓄熱，但水的比熱小，熱值較低，利用形式十分單一，因此誕生了太陽能熱泵系統和制冷劑循環系統，采用制冷劑為介質，以熱泵循環或制冷劑直接循環的形式收集太陽輻射能，如何提高系統的效率是制約太陽能熱利用效率的關鍵因素，作為制冷劑蒸發器使用的太陽能集熱板設計是尤為重要的環節。目前太陽能熱泵系統和制冷劑循環系統的應用尚未能普及，專門應用于該系統的太陽能集熱板亦是鮮有耳聞，因此，發明一種專門應用于太陽能熱泵系統或制冷劑循環系統的、加工工藝簡單的、形式最優化的高效太陽能蒸發板，具有較大的實用價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種加工工藝簡單、管路形式最優、熱效率較高、適用于太陽能熱泵系統或制冷劑循環系統的的一種高效平板式太陽能蒸發板。

本發明的技術方案：

一種高效平板式太陽能蒸發板，用于收集太陽輻射能的金屬整體式太陽能集熱板，其一面為平板結構、另一面為制冷劑蛇形半圓式流道；其上設有一個進口和兩個以上出口；金屬整體式太陽能集熱板的四周向制冷劑蛇形半圓式流道面形成L形折邊，以提高金屬整體式太陽能集熱板自身的抵抗變形的強度；制冷劑蛇形半圓式流道中制冷劑作為換熱媒介，氣液兩相流，高效太陽能蒸發板采用的流道管徑為1～3mm的狹小制冷劑管路，且流道數量和總流通面積逐漸增加，以適應太陽能蒸發板內制冷劑氣液兩相流的特點以及最終出口處全部為制冷劑蒸氣的特性。

所述的進口和出口處均采用插入焊的形式，焊接銅管引出，并且進口和出口處的引出管均由下端接出，保證高效平板式太陽能蒸發板正面為平面。

本發明的有益效果：

1.一種高效平板式太陽能蒸發板在太陽能熱泵系統、制冷劑自然循環或機械循環系統中作為制冷劑蒸發器使用的，用于收集太陽輻射能并通過底部流道內制冷劑的相變蒸發吸熱，將熱量傳遞到冷凝器中，從而實現太陽能的高效熱利用。高效平板式太陽能蒸發板的底層的流道為制冷劑流道，內部流通的是制冷劑氣液混合流。正常工作狀態下，制冷劑液體從一個進口流入，太陽光照射到板面上，太陽輻射能使得板面溫度升高，液體制冷劑沿流道逐漸吸熱蒸發，逐漸變為制冷劑蒸氣，最終當制冷劑完全流過蒸發板后，則全部蒸發為制冷劑蒸氣，從出口流出。該高效平板式太陽能蒸發板減少了傳統太陽能集熱器的層間熱阻，具有熱傳導效率高的優點，適用于直膨式太陽能熱泵系統、制冷劑泵驅動機械循環系統、制冷劑自然循環系統，而且加工工藝簡單，可靠性高，輕便美觀。

2.一種高效平板式太陽能蒸發板，其管路設計有獨特的特點，整體看來為蛇形半圓式流道，但進口處為兩管制，是由一個進口分流為兩根流道，隨后沿著制冷劑流向逐步分流為多管制，最后再匯流到多個出口流出。所有匯流和分流處均由圓滑管路過渡，而非直管路分叉的形式，以防止增加流場阻力，造成制冷劑截流。此種板型設計方案的目的在于，進口處為制冷劑液體，中間為制冷劑氣液混合流，出口處為制冷劑蒸氣，制冷劑是沿流道逐漸蒸發膨脹的，體積逐漸增大，而且制冷劑蒸氣壓力也逐漸升高，因此，為了保證流場的穩定性，減小流場阻力，防止氣塞現象對太陽能蒸發板的損壞和對系統性能的影響，管路形式應設計成一個進口、兩個或多個出口的形式。

3.一種高效平板式太陽能蒸發板，在其上下表面噴涂黑色的戶外磨砂粉，一是為了提高太陽輻射能吸收率，二是對蒸發板起到保護作用。

附圖說明

圖1為高效平板式太陽能蒸發板結構形式圖(型號1)。

圖2為高效平板式太陽能蒸發板結構形式圖(型號2)。

圖3為高效平板式太陽能蒸發板左視圖。

圖4為高效平板式太陽能蒸發板A-A剖面局部圖。

圖5為高效平板式太陽能蒸發板B-B剖面圖。

圖中：1進口；2出口；3制冷劑流道。

具體實施方式

以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發明的具體實施方式。