[發(fā)明專利]一種太陽(yáng)能集熱管及其安裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210337884.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114659278B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛公明;陳巖;杜文靜;劉舫辰;李成昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): F24S10/40
• 分類號(hào): F24S10/40;F24S10/75;F24S10/95;F24S70/60
• 代理公司: 青島仟航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37289
• 代理人: 紀(jì)尚旭

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能集熱管，所述集熱管包括翅片、熱管和真空集熱管，所述熱管設(shè)置在真空集熱管內(nèi)，傳熱支撐翅片包括中心空槽、外展翅片、彈性彎折、內(nèi)收翅片和末端凹槽。翅片與太陽(yáng)能真空玻璃管及導(dǎo)熱熱管緊密連接，通過(guò)翅片自身彈性力，向外卡住真空玻璃管，中心空槽通過(guò)向內(nèi)壓力固定熱管，翅片末端凹槽與中心空槽形成自固定。翅片采用鋁合金為制作材料，與普通支撐翅片相比，其熱阻大幅降低，太陽(yáng)能利率顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱管式太陽(yáng)能集熱器中熱管的傳熱與支撐裝置，屬于太陽(yáng)能高效利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著國(guó)家雙碳目標(biāo)的提出，太陽(yáng)能因其可再生性且在使用過(guò)不會(huì)產(chǎn)生污染物的特性，成為能源利用的焦點(diǎn)。相關(guān)測(cè)量表明，晴朗天氣的太陽(yáng)輻射量在500W/m2，如何將更加高效的利用太陽(yáng)能，在減少能源浪費(fèi)中顯得尤為重要。

太陽(yáng)能集熱器是一種將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置。目前太陽(yáng)能熱水器主要分為兩類：一種為依靠真空集熱管吸收太陽(yáng)能加熱管內(nèi)工質(zhì)，依靠工質(zhì)上下溫差進(jìn)行自然對(duì)流換熱；另一種為將真空集熱管吸收的太陽(yáng)能通過(guò)翅片傳導(dǎo)至內(nèi)置熱管中，通過(guò)熱管擁有高等效導(dǎo)熱系數(shù)的特性，將熱量傳導(dǎo)至集熱器上端的集水器中與工質(zhì)進(jìn)行換熱。

熱管式太陽(yáng)能熱水器具有效率高、質(zhì)量輕、抗凍性強(qiáng)、無(wú)漏水漏電等優(yōu)勢(shì)，但為提高太陽(yáng)能吸收量，一般真空玻璃管與熱管直徑差別較大，需要翅片維持熱管在真空玻璃管中的位置固定，同時(shí)金屬翅片也可將熱量由真空玻璃管內(nèi)表面?zhèn)鲗?dǎo)至熱管表面上，例如圖3所示的翅片。除了圖3所示的翅片結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中也存在類似的翅片結(jié)構(gòu)，例如CN207317282U，CN201497233U，上述的翅片結(jié)構(gòu)存如下問(wèn)題：CN207317282U中傳熱翅片與支撐裝置未分體式，在裝配時(shí)操作難度較高，且傳熱翅片形狀復(fù)雜，制作較為困難，成本較高；CN201497233U中形狀與圖3略有不同，但其傳熱原理與圖3相同，因此熱阻值較大，不利于熱管對(duì)于太陽(yáng)能的吸收。為實(shí)現(xiàn)翅片的批量生產(chǎn)，翅片一般要求僅采用彎折或沖壓的方式進(jìn)行制造，因此設(shè)計(jì)一種擁有良好導(dǎo)熱吸能的熱管支撐翅片是必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或者相關(guān)技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題之一。本發(fā)明提出一種導(dǎo)熱能力強(qiáng)的熱管式太陽(yáng)能內(nèi)熱管支撐裝置的太陽(yáng)能集熱管及其內(nèi)翅片。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種太陽(yáng)能集熱管，所述集熱管包括翅片、熱管和真空集熱管，所述熱管設(shè)置在真空集熱管內(nèi)，翅片設(shè)置在熱管和真空集熱管之間，所述翅片包括中心空槽、左側(cè)外展翅片、右側(cè)外展翅片、左側(cè)彈性彎折、右側(cè)彈性彎折、左側(cè)內(nèi)收翅片、右側(cè)內(nèi)收翅片、左側(cè)末端凹槽和右側(cè)末端凹槽，中心空槽下部開(kāi)口，開(kāi)口的兩個(gè)端部分別連接左側(cè)外展翅片、右側(cè)外展翅片的一端，左側(cè)外展翅片、右側(cè)外展翅片的另一端分別連接左側(cè)彈性彎折、右側(cè)彈性彎折的一端，左側(cè)彈性彎折、右側(cè)彈性彎折的另一端分別連接左側(cè)內(nèi)收翅片、右側(cè)內(nèi)收翅片的一端，左側(cè)內(nèi)收翅片、右側(cè)內(nèi)收翅片的另一端分別連接左側(cè)末端凹槽和右側(cè)末端凹槽；所述中心空槽包覆在熱管外壁，中心空槽貼緊真空集熱管內(nèi)壁，左側(cè)內(nèi)收翅片、右側(cè)內(nèi)收翅片貼緊并且位于熱管上方，所述左側(cè)末端凹槽和右側(cè)末端凹槽包覆在中心空槽外部。

作為優(yōu)選，左側(cè)外展翅片、右側(cè)外展翅片形成夾角20°～60°。

作為優(yōu)選，中心空槽直徑與所配合使用熱管直徑比為0.85～0.95。

作為優(yōu)選，左側(cè)彈性彎折與右側(cè)彈性彎折為圓弧結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，左側(cè)彈性彎折與右側(cè)彈性彎折長(zhǎng)度相同且其數(shù)值與所配合真空集熱管半徑比為1.1～1.2。

作為優(yōu)選，左側(cè)彈性彎折與右側(cè)彈性彎折弧度相同，其弧度值與二分之一中心空槽弧度的比值和真空玻璃管半徑與其半徑比值相同。

作為優(yōu)選，左側(cè)內(nèi)收翅片、右側(cè)內(nèi)收翅片分別與左側(cè)彈性彎折、右側(cè)彈性彎折切線垂直，且長(zhǎng)度相同，其數(shù)值為真空玻璃管與熱管半徑的差值。