一种改进的平板式太阳能集热方法及其集热器和热水系统.pdf

本发明涉及一种改进的平板式太阳能集热方法及其集热器和热水系统，所述改进的平板式太阳能集热方法，用平板热管和集热水箱进行太阳能集热，所述平板热管为金属材料经过挤压或冲压成型的两个及以上并排排列的通孔阵列平板结构，所述通孔内灌装液体工质并将平板热管两端密封封装，将平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触，平板热管冷凝放热经导热传给集热水箱的水中以制得热水。该方法解决了平板热管被集热水箱中的水腐蚀，表面结垢以及平板热管与集热水箱之间密封性等问题。

1、  一种改进的平板式太阳能集热方法，用平板热管和集热水箱进行太阳能集热，所述平板热管为金属材料经过挤压或冲压成型的两个及以上并排排列的通孔阵列平板结构，所述通孔内灌装液体工质并将平板热管两端密封封装，其特征在于：将平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触，平板热管冷凝放热经导热传给集热水箱的水中以制得热水。

2、  根据权利要求1所述的改进的平板式太阳能集热方法，其特征在于，所述平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆底板的外壁最大面积地实现面接触。

3、  根据权利要求1或2所述的改进的平板式太阳能集热方法，其特征在于，在平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触的地方涂有导热介质。

4、  根据权利要求3所述的改进的平板式太阳能集热方法，其特征在于，所述导热介质为导热硅脂。

5、  采用权利要求1至4之一所述的改进的平板式太阳能集热方法制备的改进的平板式太阳能集热器。

6、  根据权利要求5所述的改进的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述通孔两端密封封装形成独立工作的微热管。

7、  根据权利要求6所述的改进的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述通孔内壁上带有挤压成型的具有强化传热作用的微翅片。

8、  根据权利要求7所述的改进的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述微翅片的大小和结构适合于与通孔内壁形成毛细微槽。

9、  根据权利要求5所述的改进的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述平板热管与集热水箱相接触的以外的部分涂有或镀有太阳能吸收涂层。

10、  采用权利要求5至9之一所述的改进的平板式太阳能集热器的一种改进的平板式太阳能热水系统。

11、  根据权利要求10所述的改进的平板式太阳能热水系统，其特征在于，所述平板式太阳能集热器包括并排排列的两根及以上的平板热管。

一种改进的平板式太阳能集热方法及其集热器和热水系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水技术，特别是一种改进的平板式太阳能集热方法及其集热器和热水系统。
背景技术
针对目前的各种太阳能集热器在抗冻能力、热效率、工作可靠性上存在着这样或那样的缺陷，从而使得应用上受到较大的限制，降低了太阳能利用的推广和发展的问题，本申请人提供了一种新型平板式太阳能集热方法及其集热器，具备平板式太阳能集热器的优点，而且兼具了热管式太阳能集热器的抗冻特性，见申请号为：200810116295.3，名称为新型平板式太阳能集热方法及其集热器的发明专利申请。另外，申请人又提供了一种利用热管技术的平板式太阳能集热器形成的太阳能集热系统，见申请号为：200810225726.X，名称为一种板式太阳能集热器及集热系统以及加工工艺的发明专利申请。这两个专利申请中涉及到的集热方法或集热器或集热系统都是通过制作平板热管形成热管效应，将平板热管一端或是包括平板热管的集热器的一端设置于储水箱中，通过热交换来制备热水。这种通过平板热管一端或是包括平板热管的集热器的一端设置于储水箱中进行热交换来制备热水的方法，由于平板热管直接与储水箱中的水接触，时间长了平板热管容易被腐蚀，表面结垢，而且对平板热管与储水箱之间密封性的工艺要求很高，否则很容易发生泄漏问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种改进的平板式太阳能集热方法，解决了平板热管被腐蚀，表面结垢以及密封性等问题，本发明还涉及改进的平板式太阳能集热器和热水系统。
本发明的技术方案如下：
一种改进的平板式太阳能集热方法，用平板热管和集热水箱进行太阳能集热，所述平板热管为金属材料经过挤压或冲压成型的两个及以上并排排列的通孔阵列平板结构，所述通孔内灌装液体工质并将平板热管两端密封封装，其特征在于：将平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触，平板热管冷凝放热经导热传给集热水箱的水中以制得热水。
所述平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆底板的外壁最大面积地实现面接触。
在平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触的地方涂有导热介质。
所述导热介质为导热硅脂。
采用所述的改进的平板式太阳能集热方法制备的改进的平板式太阳能集热器。
所述通孔两端密封封装形成独立工作的微热管。
所述通孔内壁上带有挤压成型的具有强化传热作用的微翅片。
所述微翅片的大小和结构适合于与通孔内壁形成毛细微槽。
所述平板热管与集热水箱相接触的以外的部分涂有或镀有太阳能吸收涂层。
采用所述的改进的平板式太阳能集热器的一种改进的平板式太阳能热水系统。
所述平板式太阳能集热器包括并排排列的两根及以上的平板热管。
本发明的技术效果如下：
本发明的改进的平板式太阳能集热方法，将平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触，平板热管冷凝放热经导热的内胆传给集热水箱的水中以制得热水。平板热管位于集热水箱之外的部分为作为吸热部分的蒸发段，液体工质吸热后蒸发汽化，流动至冷凝段，冷凝段放热液化并流回蒸发段，自动完成循环。其中，冷凝段放热时通过导热方式经导热的内胆传给集热水箱的水进行集热，这样无需采用现有的平板式太阳能集热方法中将平板热管一端设置于集热水箱中进行热交换来制备热水，由于平板热管没有直接与集热水箱中的水接触，故平板热管不会被集热水箱中的水腐蚀，或导致表面结垢，延长了平板热管的寿命，而且不必考虑平板热管插置到集热水箱中是否会发生泄露，省去了平板热管与集热水箱之间密封性这一工艺，降低了生产加工的成本。
平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆底板的外壁最大面积地实现面接触，使得平板热管更快地冷凝放热并经导热传给集热水箱的水，使得导热方式集热更充分快速。
在平板热管的冷凝段与集热水箱的内胆外壁面接触的地方涂有导热介质，能够填补平板热管与集热水箱之间产生缝隙，减少平板热管与集热水箱之间的导热热阻，同时更利于导热。
采用本发明的改进的平板式太阳能集热方法制备的改进的平板式太阳能集热器，以及包括改进的平板式太阳能集热器的改进的平板式太阳能热水系统，能够消除现有的平板热管形成的平板式太阳能集热器以及热水系统中将平板热管的一端设置于集热水箱中的缺陷和不足，使得平板式太阳能集热器不会被腐蚀，或表面结垢，并解决了平板式太阳能集热器与集热水箱之间的密封性等问题。
通孔两端密封封装形成独立工作的微热管，即平板热管内就含有了两根或两根以上并列相接的且独立工作的微热管，这样万一某微热管发生损坏比如漏气后也不会影响其它微热管的工作。
通孔内壁上带有挤压成型的具有强化传热作用的微翅片，以及设置微翅片的大小和结构使之适合于与通孔内壁形成毛细微槽，均可以进一步提高热流密度。
所述平板热管与集热水箱相接触的以外的部分涂有或镀有太阳能吸收涂层，可以使得蒸发段更多地吸收太阳能。
附图说明
图1为本发明改进的平板式太阳能集热器的一种优选实施例的结构示意图；
图2为本发明改进的平板式太阳能热水系统的一种优选实施例的侧面结构示意图；
图3为图2的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行说明。
本发明涉及一种改进的平板式太阳能集热方法，使用专门的平板热管和集热水箱进行太阳能集热。该平板热管为金属材料经过挤压或冲压成型的两个及以上并排排列的通孔阵列平板结构，在通孔内灌装液体工质，并将平板热管两端密封封装形成，可以将通孔两端也密封封装从而形成独立工作的微热管。集热水箱包括导热内胆和保温层，其导热内胆可以是不锈钢或铝合金内胆，保温层采用高效保温材料，将平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触，平板热管冷凝放热经导热通过集热水箱的导热内胆外壁传给集热水箱的水中以制得热水。采用该改进的平板式太阳能集热方法制备改进的平板式太阳能集热器，如图1所示，图1为本发明改进的平板式太阳能集热器的一种优选实施例的结构示意图。该改进的平板式太阳能集热器包括平板热管1，平板热管1的冷凝段与集热水箱2的导热内胆底板的外壁最大面积地实现面接触(图1将集热水箱2看作一个整体，没有展示其内部结构)，由于平板热管1是自然形成热管效应的，此时可以理解为平板热管1与集热水箱2接触的地方为平板热管1的冷凝段，平板热管2的冷凝段冷凝放热经导热传给集热水箱2的水中以制得热水。集热水箱2的顶端设置有气孔3，该气孔有排除蒸汽的作用。为填补平板热管与集热水箱之间可能产生的缝隙，同时减少平板热管与集热水箱之间的导热热阻，并利于导热，可以在平板热管1的冷凝段与集热水箱2的导热内胆外壁面接触的地方涂有导热介质，最常用的导热介质例如导热硅脂。平板热管的微热管中可以没有微翅片，或者是有微翅片，可以设置微翅片的大小和结构使之适合于与通孔内壁形成毛细微槽。本实施例中的微热管为带毛细微槽的微热管，即通孔内壁上同时带有挤压成型的具有强化传热作用的微翅片，该微翅片与通孔内壁形成毛细微槽。为使液体工质更多地吸热，还可以在平板热管1与集热水箱2相接触的以外的部分即在蒸发段涂有或镀有太阳能吸收涂层。该改进的平板式太阳能集热器能够消除现有的平板热管形成的平板式太阳能集热器中将平板热管的一端设置于集热水箱中的缺陷和不足，使得平板式太阳能集热器不会被腐蚀，或表面结垢，并解决了平板式太阳能集热器与集热水箱之间的密封性等问题。
采用该实施例的平板式太阳能集热器得到的改进的平板式太阳能热水系统为一体式太阳能热水系统，包括集热水箱2和改进的平板式太阳能集热器，改进的平板式太阳能集热器包括平板热管1，平板热管1的冷凝段与集热水箱2的导热内胆底板的外壁最大面积的实现面接触，或者说是平板热管1的冷凝段紧密地贴合在集热水箱2的导热内胆底板的外壁，平板热管1冷凝放热经导热传给集热水箱2的水中以制得热水。
图2和图3分别为本发明改进的平板式太阳能热水系统的一种优选实施例的侧面结构示意图和立体结构示意图；与图1所示的平板式太阳能集热器得到的改进的平板式太阳能热水系统相比较，该实施例为分体式太阳能热水系统。此时的集热水箱2上设置有进出口水管：进口水管4和出口水管5，该进出口水管也可以设置在集热水箱2的同侧，此时集热水箱中的水能够形成循环。此外，该改进的平板式太阳能热水系统中的平板式太阳能集热器包括并排排列的两根及以上的平板热管1，如图3所示。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。