CN101387451B - 闭环毛细管平板式太阳能集热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种闭环毛细管平板式太阳能集热器，属于太阳能集热器领域。其特征是该装置包括联箱管、翅片管、毛细金属管、石墨导热层、金属框架、平板玻璃和保温层；毛细金属管的内径为2～5mm，与翅片管连接，形成封闭的管路***。毛细金属管内充有传热介质，工作时传热介质吸收太阳能形成汽液相间的柱体并沿着毛细金属管进入翅片管，被管外介质冷却、冷凝后，又流回到毛细金属管内，然后再吸收太阳能汽化，如此循环。本发明的效果和益处是闭环毛细金属管所形成的振荡流热管效应，增大了集热器的传热量；以石墨为导热层有利于提高集热器的集热性能；金属毛细管管径小，提高了集热管的承压能力。
Description
技术领域
本发明属于太阳能集热器领域，涉及到一种闭环毛细金属管平板式太阳能集热器，利用多根闭环金属毛细管实现承压能力高、集热效率高、换热性能好的太阳能集热设备。
背景技术
太阳能集热器是各种太阳能利用***的关键设备。随着我国太阳能的应用和普及，高温高压型太阳能集热器已经成为太阳能开发利用领域新的难题和技术攻关目标，因此，非常有必要开发承压能力高、集热效率高、导热效率好的太阳能集热技术。目前太阳能集热器有平板式集热器和真空管式集热器两大类，由于平板式集热器热流密度较低，热损失大、效率低，其工作温度一般限于100℃以下，目前，只能满足人们的洗浴要求，属于太阳的低温热利用，无法提供工业应用上的高温热水和蒸汽等，因此平板集热器的推广应用受到了一定的限制。真空管集热器大大地减少了集热器的热损失，但平板式集热器与真空管集热器相比，具有结构简单、价格低廉的显著优点。因此，在现有平板式集热技术的基础上，有必要开发热损失小，集热效率搞的平板式集热器。本发明闭环毛细金属管平板式太阳能集热器就具有这样的优点，利用毛细金属管热输送能力高的特点实现高效率集热。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可提高太阳能集热器承压能力、提高太阳能集热器供热温度、提高太阳能集热器导热性能和集热效率的闭环毛细金属管平板式太阳能集热器。
本发明的技术方案如下：
本发明闭环毛细金属管平板式太阳能集热器主要由联箱管、翅片管、毛细金属管、石墨导热层、金属框架、平板玻璃、空气层和保温层组成。毛细金属管和石墨导热层构成了太阳能集热器的基板，基板与平板玻璃之间有空气层，石墨导热层敷有保温层。毛细金属管内充有水、氟利昂、酒精、甲烷或其它工质，工作时传热介质吸收太阳能形成汽液相间的柱体并沿着毛细金属管进入翅片管，被管外介质冷却、冷凝后，又流回到毛细金属管内，然后再吸收太阳能被加热汽化，如此循环往复形成振荡流热管效应。
本发明闭环毛细金属管平板式太阳能集热器中的翅片管置于联箱管内，外界冷却介质在翅片管外、联箱管内流动，翅片管也可以用盘管或光管来替代。
本发明闭环毛细金属管平板式太阳能集热器中的毛细金属管由内径为2～5mm金属管构成，与翅片管连接，形成封闭的管路***，可以是单根或多根。
本发明闭环毛细金属管平板式太阳能集热器中的平板玻璃可以为普通平板玻璃，与金属框架之间进行密封安装。
本发明的效果和益处是本发明闭环毛细金属管平板式太阳能集热器采用多根2～5mm的金属管并充有水、氟利昂或其它工质，容易形成振荡流热管效应，增大了集热器的传热量；石墨导热层具有较高的导热性能，有利于提高集热器的集热性能，有利于提高集热器的供热温度。毛细金属管管径小，提高了集热管的承压能力。
附图说明
附图1为闭环毛细金属管平板式太阳能集热器外形结构示意图。
附图2为闭环毛细金属管平板式太阳能集热器A-A剖面图。
附图3为闭环毛细金属管平板式太阳能集热器B-B剖面图。
附图4为闭环毛细金属管平板式太阳能集热器C-C剖面图。
附图5为闭环毛细金属管平板式太阳能集热器盘管式毛细金属管示意图。
附图：1联箱管；2联箱管保温层；3翅片管；4冷却介质进出口；5毛细金属管；6石墨导热层；7金属框架；8平板玻璃；9空气层；10保温层。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
本发明闭环毛细金属管平板式太阳能集热器主要由联箱管1、翅片管3、毛细金属管5、石墨导热层6、金属框架7、平板玻璃8、空气层9和保温层10组成。毛细金属管5由内径为2～5mm的铜或其它金属管构成；翅片管3和毛细金属管5焊接，形成闭环管路；毛细金属管5在集热电池板内回形排列，可以是单根、也可以是多根；毛细金属管5和石墨导热层6构成了平板玻璃8的基板，基板与平板玻璃8密实连接；石墨导热层6敷有保温层10；翅片管3置于联箱管1内；冷却介质在翅片管3外、联箱管1内流动。
毛细金属管5内充有水、氟利昂或其它工质；工作时传热介质吸收太阳能形成汽液相间的柱体并沿着毛细金属管5进入翅片管3，被管外介质冷却、冷凝后，又流回到毛细金属管5内，然后再吸收太阳能汽化，如此循环往复形成振荡流热管效应，在集热器和外部冷却介质之间完成传热过程。
Claims (5)
1.一种闭环毛细管平板式太阳能集热器，包括联箱管(1)、联箱管保温层(2)、翅片管(3)、冷却介质进出口(4)、毛细金属管(5)、石墨导热层(6)、金属框架(7)、平板玻璃(8)、空气层(9)和保温层(10)，其特征在于毛细金属管(5)和敷有保温层(10)的石墨导热层(6)构成了太阳能集热器的基板，该基板与平板玻璃(8)之间有空气层(9)；毛细金属管(5)在石墨导热层(6)内回形排列；毛细金属管(5)内充有传热介质；翅片管(3)置于联箱管(1)内，外界冷却介质在翅片管(3)与联箱管(1)之间流动；毛细金属管(5)的内径为2～5mm，与翅片管(3)连接，形成封闭的管路***。
2.根据权利要求1所述的闭环毛细管平板式太阳能集热器，其特征还在于毛细金属管(5)内充有的传热介质为水、氟利昂、酒精或甲烷。
3.根据权利要求1所述的闭环毛细管平板式太阳能集热器，其特征还在于翅片管(3)用盘管或光管替代。
4.根据权利要求1所述的闭环毛细管平板式太阳能集热器，其特征还在于毛细金属管(5)排列是单根或多根。
5.根据权利要求1所述的闭环毛细管平板式太阳能集热器，其特征还在于平板玻璃(8)为普通平板玻璃，与金属框架(7)之间进行密封安装。
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