[發明專利]設置內翅片的菱形集熱管太陽能集熱器

有效

• 申請號: 201710123428.9
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN106931656B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 王海東;郭瓊;郭春生;景小峰
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F24S10/75
• 分類號: F24S10/75;F24S23/30;F24S80/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

申請號 - CN201610207827.9

申請日 - 2016.4.5

發明名稱 - 菱形集熱管的太陽能集熱器

技術領域

本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種平板式太陽能集熱器。

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。

在太陽能集熱器中，平板式結構是非常常見的一種形式，此種結構中一般包括多根平行并排的集熱管，但是在運行中會經常出現不同的集熱管中流體分配不均勻，同時還存在因為加熱不均勻導致不同集熱管中流體溫度不同，從而導致不同的集熱管中的壓力不同。在此種情況下長期運行，會導致壓力大的集熱管出現損壞，因此本發明開了一種新式結構的太陽能集熱管。

發明內容

針對上述情況，本發明旨在提供一種菱形集熱管結構的太陽能集熱器。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種太陽能平板式集熱器，包括箱體、集熱管，所述箱體頂部設置透明蓋板，箱體底部設置保溫層，所述集熱管設置在箱體內，所述集熱管的橫截面為菱形，所述菱形中的兩個相對的角的連線垂至于透明蓋板，所述集熱管內部設置內翅片，所述內翅片連接菱形的對角，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。

作為優選，沿著集熱管內流體的流動方向，所述連通孔的面積不斷的增加。

作為優選，所述的連通孔為圓形結構，沿著集熱管內流體的流動方向，所述圓形結構的半徑不斷的增加。

作為優選，沿著集熱管內流體的流動方向，所述連通孔的面積不斷的增加的幅度不斷增加。

作為優選，集熱管上部設置透鏡，所述透鏡為多個，每個透鏡對應一根集熱管，所述相鄰的透鏡相連接。

作為優選，每一透鏡包括兩個傾斜段，所述兩個傾斜段沿著菱形的上部的兩條邊延伸。

作為優選，所述兩個傾斜段的焦點位于菱形的兩個對角連線的交點。

作為優選，所述集熱管為并排的多根，相鄰的集熱管之間通過連通管連通。

作為優選，沿著集熱管延伸的方向，相鄰的兩根集熱管之間設置多根連通管,沿著集熱管內流體的流動方向，相鄰連通管之間的距離不斷減小。

作為優選，沿著集熱管內流體的流動方向，相鄰連通管之間的距離不斷減小的幅度越來越大。

與現有技術相比較，本發明具有如下的優點：

1）通過設置菱形集熱管以及集熱管內設置多孔翅片，能夠保證流量和熱量的均勻分配，更多的熱量吸收。

2）提供了一種新式結構的平板式太陽能集熱器，通過在集熱管之間設置連通管，保證了各個集熱管中壓力的均勻，流體流量的分配均勻以及流體運動阻力的分配均勻。

3）通過連通管之間的距離沿著集熱管內流體流動方向的不斷變小，進一步保證了集熱管中壓力的均勻，流體流量的分配均勻以及流體運動阻力的分配均勻。

4）通過在集熱管內部開設連通孔的面積沿著流動方向變化，進一步保證了集熱管內小流道內流體的分配均勻。

5）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管優化結果，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是本發明平板式太陽能集熱器的結構示意圖；

圖2是本發明太陽能集熱管的結構俯視示意圖；

圖3是本發明改進的太陽能集熱器的結構示意圖；

圖4是圖3的單根集熱管集熱結構示意圖

圖5是本發明集熱管橫截面結構示意圖；

圖6是本發明內翅片連通孔分布示意圖；

圖7是本發明內翅片連通孔錯列分布示意圖；

圖8是本發明集熱管內菱形尺寸示意圖；

圖9是本發明設置壓力測量裝置的集熱管截面示意圖。

附圖標記如下：

1、集熱管 2、連通管 3、透鏡 4、透明蓋板 5、箱體 6、保溫層，7內翅片，8連通孔，9小通道，10壓力測量裝置，31第一透鏡，32第二透鏡。

具體實施方式