CN2200158Y - 高效全湿润型太阳能集热器 - Google Patents

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黄远锋
郑伟清
冯洛滨
章木华
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Abstract

一种高效全湿润型太阳能集热器，包括透明盖 板、吸热板芯、上下连通道、保温层、斜挡板、压盖、壳 体，其吸收板芯的各流道和上下连通道是管板合二为 一的一体式，每条流道的纵截面上下周边为扁弧形， 每1m宽的吸热板芯可布15—20条流道，这种集热 器，载热流体与吸热板内部的接触面积几乎等于吸热 板之表面积，具有流道多，流道载热容量小，结合热阻 为零，传热性能优异，集热效率高，承压性能优良的特 点。

Description

本实用新型属于一种太阳能热利用装置，涉及太阳能集热器的结构改进。
太阳能集热器是一种把太阳辐射能转换成热能的装置，主要用于为团体或家庭提供生活用热水。太阳能集热器的吸热表面与流体通道的组合，称为吸热板（俗称为板芯）。它是集热器的“心脏”，是完成光——热转换的关键元件。目前国内使用的太阳能集热器按其吸热板结构不同，有以下几种类型：1、管板式太阳能集热器，其优点是结构简单，容易制作，承压性能优良；其缺点是板与管之间的结合热阻Rb大，传热性能较差。2、扁盒式太阳能集热器，因其载热流体的热容量较大和承压能力差，不适宜用于强迫循环***。3、铜铝复合式太阳能集热器，它是铜管与铝板采用压延法轧制成一体，Rb＝0，载热流体热容量小，传热性能好，但其管间距W（110－120mm）较大，异形管径（18－20mm）较小，对集热器的效率因子F′有一定的影响，因F′随W增加而减少。此外由于铜铝复合板芯只有7－8条流道，它们的总表面积仅占吸热表面积的17－18％，流体与吸热板的接触面很小，将流体加热所需时间较长，同时翅片板的温度必需高于管壁温度，因而散热损失较大。
本实用新型的目的就是为了克服上述三种型式集热器存在的缺点，而提出一种采用管板合二为一的整体式吸热板芯，使载热流体与吸热板内部的接触面积几乎等于吸热板之表面积的全湿润型太阳能集热器。
本实用新型的目的是通过以下结构特征予以实现：它具有一吸热板芯以及位于吸热板芯两端与吸热板中各流道相通的上下连通道，集热器的顶面有透明盖板，底部到吸热板芯之间有保温层。所说的吸热板芯的各流道及与各流道相通的上下连通道是管板合一的一体式，即是由两块具有流道和上下连通道预制槽的上下对称的金属薄板对合，然后在上下金属槽板的周边及槽道之间施以缝焊而制成。吸热板芯上每条流道的纵截面上下周边均为扁弧形，整个截面形状如同一个榄形。每两条流道之间的间距为5－25mm。
所说的流道的纵截面周边扁弧形可采用以下设计参数：弧高h为3－6mm，弦长c为30－50mm，并通过弧高及弦长确定该弧的曲率半径r。由此，通常1m宽度的吸热板芯上可布有15－20条流道。
本实用新型的吸热板芯可采用不锈钢薄板或铝合金薄板制成。同时在表面进行化学发黑处理，使其具有太阳能光谱选择性吸收表面。
吸热板两端的上下连通道的直径d为22－38mm。
本实用新型在结构上既取扁盒式集热器的优点——吸热表面本身又是多流道的组成部份，又取铜铝复合式集热器的优点——流道载热容量小。同时流道各条数比铜铝复合式的流道增加一倍多，大大增加了流体与吸热板的接触面，利于迅速提高流体温度，故本集热器的Rb＝0，载热流体的热容量小，传热性能优异，在结构上本实用新型的吸热板芯是由两块对称弧形槽板，在周边和弧形槽之间采用缝焊结合而成的一体式，故承压性能优良，此外，根据本实用新型各种典型物理数据计算，本集热器的集热效率因子F′高于其他形式集热器的集热效率因子，这也表征本集热器具有优良的传热性能和较高的集热效率。
以下是本实用新型的图面说明：
图1为全湿润型太阳能集热器整体结构正俯视图；
图2为图1的A－A剖视图；
图3为图1的B－B剖视图；
图4为一条流道的剖视图。
以下结合附图详述本实用新型实施例的结构细节。
实施例一
本全湿润型太阳能集热器的结构包括壳体1，壳体1中有吸热板3，吸热板的上下端有与板芯中的流通相通的连通道7，壳体底部到吸热板芯之间填有保温层5，壳体的顶部有透明盖板4，通过顶部四周的压盖2把透明盖板4固定在壳体1上，在吸热板芯的四周设置有斜挡板6。（如图1和图2所示），本集热器的集热板芯是由两块具有流道和上下连通道弧型槽的上下对称的优质不锈钢槽板对合并于周边和槽道之间施以缝焊而制成，两板对合平面之间的间隙b小于3mm，其流道纵截面扁弧形周边的设计参数为：弧高h为4mm，弦长c为40mm，吸热板上下连通道7的直径d为30mm，每两条流道之间的间距为10mm。本集热器于1m宽度的吸热板芯上布有18条流道。
实施例二
本实施例集热器的吸热板芯的流道纵截面扁弧形周边的设计参数为：弧高h为3mm，弦长c为30mm，吸收板上下连通道7的直径d为22mm，每两条流道之间的间距为15mm，于1m宽度的吸热板芯上布有20条流道。其余结构与实施例一相同。
实施例三
本集热器的吸热板芯的流道纵截面扁弧形周边的设计参数为：弧高h为6mm，弧长c为50mm，吸热板上下连通道7的直径d为38mm，每两条流道之间的间距为6mm，于1m宽度的吸热板芯上布有16条流道。其余结构与实施例一相同。

Claims (4)

1、一种高效全湿润型太阳能集热器，具有一吸热板芯(3)及位于上下两端与吸热板各流道相通的上下连通道(7)，集热器顶面有透明盖板(4)，底部到吸热板芯之间有保温层(5)，其特征在于吸收板芯(3)的各流道及与各流通相通的上下连通道(7)是管板合一的一体式，吸热板芯(3)上每条流道的纵截面上下周边为扁弧形，每两条流道之间的间距为5-25mm。
2、按权利要求1所述的高效全湿润型太阳能集热器，其特征在于所说的吸热板芯（3）上每条流道纵截面周边扁弧形的设计参数为：弧高h为3－6mm，弦长c为30－50mm。
3、按权利要求1所述的高效全湿润型太阳能集热器，其特征在于吸热板的上下连通道（7）的直径d为22－38mm。
4、按权利要求1所述的高效全湿润型太阳能集热器，其特征在于1m宽的吸热板芯上布有15－20条流道。
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