[實用新型]組件化的熱管式太陽能集熱器

無效

• 申請號: 99205114.2
• 申請日: 1999-03-15
• 公開（公告）號: CN2355270Y
• 公開（公告）日: 1999-12-22
• 發明（設計）人: 李友竹;唐震宸;李天源;胡洋溢;范振松
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04
• 代理公司: 隆天國際專利商標代理有限公司
• 代理人: 左明坤

本實用新型涉及一種組件化的熱管式太陽能集熱器，尤指是一種利用熱管優異的傳熱能力，以組件化設計方式所設計的間接式太陽能熱管集熱裝置。

當今，在此環保與能源運用難以兼顧的時代，太陽能成為少數幾種無污染且不匱乏的能源之一。然而，太陽的輻射熱能是一種間斷性且低密度的能源，需借助高效率的熱能吸收與轉換機構以及低漏損率的儲存元件，方能如石化能源般地為人類所應用。

目前，在太陽能的應用上，已商品化且最具經濟效益的產品首推太陽能集熱器。而傳統使用的集熱器，是以自然循環方式，將集熱器所吸收的熱量直接傳遞至儲水槽中，此一技術可見于1993年11月21日公告的中國臺灣第216651號專利案中。

除此之外，亦有利用熱傳遞率極高的熱管，間接地將吸收到的熱量傳遞至儲水槽中的集熱器，此一設計可見于1995年6月1日公告的中國臺灣第97304號專利案中。

同樣是利用熱管，在1998年1月1日所公告的中國臺灣第131905號專利案中，則是將儲水槽與間接式熱管集熱器一體成型制成。

上述以間接式熱管集熱的裝置，其原理是利用封閉式熱管在日照時具有傳遞太陽熱能的優異傳熱能力，以及在夜間時，其所利用的熱交換器內的工作流體(亦即熱管內的工作流體)在高真空下，擁有極佳的抗熱逆流的特性，因此，得以有效保持其在日間所吸收的熱能。

前述二種間接式熱管集熱器中，均是采取熱交換器橫置的方式設計，可將來自集熱片的高溫蒸汽，冷凝釋出熱量，再間接傳入儲水槽中。但是，此二專利卻均存在制造與運送問題，制造時，必須將儲水槽與集熱片同時組裝完成方可，尤其是第二種專利更只能使用特制的儲水槽，無法如公知的直接式集熱器那樣，可將儲水槽與集熱片作成單獨的組件，從而可直接采購使用市面上的現成品，降低制造所需的成本與難度。

再者，上述利用熱管的二案是將儲水槽與集熱片連成不可分割的一體，故在輸送時需占用大量的貨運空間，大幅降低集熱器的普及性。

因此，本實用新型的主要目的是在于提供一種可組件化設計、組裝的組件化熱管式太陽能集熱器。

本實用新型的另一目的是在于提供一種組件化熱管式太陽能集熱器，其熱管結構是利用一位于較熱交換結構位置為高的上橫管，抑制熱管中的不凝結氣體累積在熱交換區中，避免不凝結氣體所造成熱交換效率低的問題。

本實用新型的一種組件化熱管式太陽能集熱器，是包括一熱管結構、一集熱結構、及一冷卻水管路網。

所述熱管結構，包括至少一非水平置放的直立管的連結管路結構，在其中至少一直立管上與冷卻水管路網形成一熱交換結構。

所述集熱結構，是裝設于熱管結構上，用以將太陽輻射熱能傳熱于熱管結構上：在實施時，集熱結構為可拆卸式的板體或管體結構，可夾置于每一直立管上，以便利本實用新型之制造、并降低成本。

所述冷卻水管路網，是用以將熱管結構所吸收的熱能交換至冷卻水管路網所承載的流體中，此冷卻水管路網具有二個開口端，用以分別形成一冷水入口與一熱水出口，其中冷水入口是用以連接至一冷水源，冷卻水管路網又具有支管通過每一熱交換結構，成為該熱交換結構之一部分，而熱水出口則作為冷卻水管路網之輸出口。

在本實用新型的一個實施例中，熱管結構是為一框架狀管結構，包括至少二支非水平置放的直立管，這些直立管的上端則共同以一上橫管相連接，而直立管的下端則亦相連接；在最佳實施例中，上橫管的口徑是大于直立管的口徑，而直立管的下端則共同以一底管相連接。

在本實用新型的一實施例中，熱交換結構為一具有一內管與一外管的套管結構，其中，內管是為冷卻水管路網的支管，而外管則以直立管的中段擴大口徑形成；為提高熱交換結構的傳熱效果，可在內管上加置微鰭片或壓花，并可在內管與外管間加置多個吸熱鰭片于內管的外壁上；鰭片的置放角度可為傾斜或水平，鰭片上并可加置透氣通孔。

在本實用新型的一實施例中，熱交換結構是為一具有一內管與一外管的套管結構，內管是為熱管結構的直立管，而外管則以冷卻水管路網的支管的中段擴大口徑形成。

在本實用新型中，組件化的熱管式太陽能集熱器又可配合使用一儲水槽，此儲水槽又包括一冷水出口及一熱水入口，冷水出口是與冷卻水管路網的冷水入口連接，而熱水入口則與冷卻水管路網的熱水出口連接。

當然，在本實用新型中，亦可以多個組件化的熱管式太陽能集熱器以冷水入口與熱水出口交互串連成一整體結構，而后，再與一個儲水槽、亦或是其他的供水與儲水設備搭配運用。