專利名稱：蝸管式熱管平板集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能集熱器，具體是一種平板集熱器。
背景技術(shù)：
目前市場上普遍利用的平板式太陽能集熱器包括銅流道和帶有吸熱涂層的吸熱板材。上集熱流道，下集熱流道和中間的集熱支管組成"H"型銅流道，帶有吸熱涂層的鋁板或銅板通過超聲波或激光焊接在集熱支管上。銅流道內(nèi)存儲的是水，當(dāng)日光照射帶有吸熱涂層的板材將其加熱，板材再將熱量傳給集熱支管 來加熱支管內(nèi)部的水。熱水將熱量通過循環(huán)將儲于水箱中，組成常用的家用太陽能熱水器系統(tǒng)。其缺點是上集熱流道，下集熱流道和中間的集熱支管內(nèi)部充滿水，在天氣寒冷容易凍裂集熱器管路；水長期在集熱流道內(nèi)加熱容易產(chǎn)生水垢，影響集熱器換熱效率；集熱板材與集熱流道通過焊接，容易脫落，且熱阻較大；由于采用銅材質(zhì)的流道，價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種防凍、不結(jié)水垢、部件之間不會脫落的蝸管式熱管平板集熱器。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的一種蝸管式熱管平板集熱器包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，所述吸熱板芯包括換熱管、換熱蝸殼以及與換熱蝸殼數(shù)量一致的集熱管，所述集熱管包括集熱流道以及一體成型于集熱流道兩側(cè)的集熱翅片，換熱管從若干個換熱蝸殼中穿過，每個集熱流道的上方與對應(yīng)的一個換熱蝸殼聯(lián)通，每個集熱流道的下部單獨密封，換熱管、換熱蝸殼和集熱流道組成密閉空間，熱管介質(zhì)填充在該密閉空間內(nèi)，換熱管內(nèi)裝有換熱介質(zhì)。優(yōu)化的，熱管介質(zhì)占換熱管、換熱蝸殼和集熱流道所密閉空間的35% 40%。本發(fā)明可進(jìn)一步優(yōu)化為，相鄰集熱管的集熱翅片相隔一小段距離或者相互搭接。本發(fā)明可進(jìn)一步優(yōu)化為，所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，且集熱流道的內(nèi)壁平滑，所述集熱流道兩側(cè)的集熱翅片在同一平面上?；蛘撸黾療峁艿募療崃鞯罏閳A柱形中空的結(jié)構(gòu)，所述集熱流道的內(nèi)壁環(huán)中心軸均布有長條形槽道?；蛘?，所述集熱管包括橫截面成扁形的集熱流道，以及位于集熱流道兩短邊側(cè)的集熱翅片，所述集熱流道內(nèi)開設(shè)有復(fù)數(shù)個沿長邊方向并排的縱向孔。所述縱向孔的橫截面成圓形或者方形或者三角形?；蛘撸黾療崃鞯纼?nèi)開設(shè)的孔的中間部分為復(fù)數(shù)個正三角形孔與倒三角形孔沿長邊方向交錯排列，位于最外側(cè)的兩個孔的橫截面一側(cè)成弧形一側(cè)為斜線，所述弧形與扁形的集熱流道兩側(cè)的弧形一致，所述斜線與其臨近的三角形孔的側(cè)邊平行。本發(fā)明還可以進(jìn)一步優(yōu)化為，所述集熱翅片形成的平面穿過集熱流道的中心軸或者偏離集熱流道的中心軸。
本發(fā)明還可以進(jìn)一步優(yōu)化為，所述集熱流道以及集熱翅片的表面涂有選擇性吸收材料。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明采用集熱管通過鋁合金一次性擠壓成型，避免因激光焊接或超聲波焊接牢固和熱阻問題；同時熱管介質(zhì)由于被密封在一定真空度的空間里，解決冬天集熱器凍裂和平板集熱器管道結(jié)垢的弊病，有效保證集熱器在寒冷和低溫地區(qū)的使用，提高產(chǎn)品使用的可靠性；熱管采用蝸管結(jié)構(gòu)，每個熱管獨立工作，提高產(chǎn)品可靠性，將熱管介質(zhì)的熱量更充分傳遞給換熱管；集熱流道內(nèi)部可以有槽道，這種結(jié)構(gòu)提供內(nèi)部介質(zhì)的毛細(xì)力，使得內(nèi)部介質(zhì)在管展平，有效提高傳熱效果。


圖I是本發(fā)明蝸管式熱管平板集熱器的軸測結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖I的主視圖。圖3是圖2的左視圖?！D4是本發(fā)明蝸管式熱管平板集熱器的主視剖視結(jié)構(gòu)圖。圖5是相鄰集熱翅片的一種位置關(guān)系圖。圖6至圖13是集熱管的8種結(jié)構(gòu)圖。圖14是翅片壓制有圖案的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明蝸管式熱管平板集熱器包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，請同時參閱圖I至圖4所示，所述吸熱板芯包括換熱管I、換熱蝸殼2以及與換熱蝸殼2數(shù)量一致的集熱管3。所述集熱管3包括集熱流道32以及設(shè)置與集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34。換熱管I從若干個換熱蝸殼2中穿過，每個集熱流道32的上方與對應(yīng)的一個換熱蝸殼2聯(lián)通，每個集熱流道32的下部單獨密封，換熱管I、換熱蝸殼2和集熱流道32組成密閉空間，熱管介質(zhì)4填充在該具有一定真空度的密閉空間內(nèi)，充注量占換熱管I、換熱蝸殼2和集熱流道32組成密閉空間的5% 40%，優(yōu)選的，充注量占換熱管I、換熱蝸殼2和集熱流道32組成密閉空間的35% 40%。所述集熱管3為一次擠壓成形，也即集熱流道32與集熱翅片34為一體成形的結(jié)構(gòu)，具體的，可以采用鋁合金一次擠壓成型集熱管3，較使用銅材降低了生產(chǎn)成本。相鄰集熱管3的集熱翅片34可以相隔一小段距離，如圖1、2、4中所示，也可以相互搭接，如圖5中所示。并且集熱管3的結(jié)構(gòu)可以有很多種，如圖6至13所示。圖6所示的集熱管3的集熱流道32為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，且集熱流道32的內(nèi)壁平滑，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，集熱翅片34形成的平面穿過集熱流道32的中心軸，也即沿集熱流道32的徑向設(shè)置。圖7所示的集熱管3與圖6所示的區(qū)別在于，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，且集熱翅片34形成的平面偏離集熱流道32的中心軸，這種結(jié)構(gòu)使得集熱管整體外觀更漂亮，并且可以避免因靜電屏蔽影響噴涂質(zhì)量。
圖8所示的集熱管3與圖6所示的區(qū)別在于，所述集熱流道32的內(nèi)壁環(huán)中心軸均布有長條形槽道322，該長條形槽道322可以提供內(nèi)部介質(zhì)的毛細(xì)力，使得內(nèi)部介質(zhì)在管展平，有效提聞傳熱效果。圖9所示的集熱管3與圖8所示的區(qū)別在于，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，且集熱翅片34形成的平面偏離集熱流道32的中心軸，這種結(jié)構(gòu)使得集熱管整體外觀更漂亮，并且可以避免因靜電屏蔽影響噴涂質(zhì)量。圖10所示的集熱管包括橫截面成扁形的集熱流道32，以及位于集熱流道32兩短邊側(cè)集熱翅片34。所述集熱流道32內(nèi)開設(shè)有復(fù)數(shù)個沿長邊方向并排的縱向孔324，采用多孔結(jié)構(gòu)，可同時完成吸熱和傳熱，大大提高熱量的利用效率。在該實施例中，所述縱向孔324的橫截面成圓形。圖11所示的集熱管與圖10的區(qū)別在于，在該實施例中，所述縱向孔324的橫截面成方形。
圖12所示的集熱管與圖10的區(qū)別在于，在該實施例中，所述縱向孔324的橫截面成三角形。圖13所示的集熱管與圖10的區(qū)別在于，在該實施例中，所述集熱流道32內(nèi)開設(shè)的孔的中間部分為復(fù)數(shù)個正三角形孔326與倒三角形孔328沿長邊方向交錯排列，位于最外側(cè)的兩個孔329的橫截面一側(cè)成弧形一側(cè)為斜線，孔329的弧形與扁形的集熱流道32兩側(cè)的弧形一致，孔329的斜線與其臨近的三角形孔的側(cè)邊平行。這種結(jié)構(gòu)保證集熱流道32內(nèi)開設(shè)的孔的截面積總和最大，能夠最大程度的提高熱量的利用率。圖10至圖13所示的各實施例中，所述集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34在同一平面上，集熱翅片34形成的平面穿過集熱流道32的中心軸或者偏離集熱流道32的中心軸，偏離集熱流道32的中心軸的結(jié)構(gòu)使得集熱管整體外觀更漂亮，并且可以避免因靜電屏蔽影響噴涂質(zhì)量。圖10至圖13所示的各實施例中，所述集熱流道32中開設(shè)的孔的內(nèi)壁還可以環(huán)中心軸均布有長條形槽道，該長條形槽道可以提供內(nèi)部介質(zhì)的毛細(xì)力，使得內(nèi)部介質(zhì)在管展平，有效提聞傳熱效果。圖6至圖13所示的實施例中，所述集熱流道32以及集熱翅片34的表面還可以涂有選擇性吸收材料，通過吸收太陽光，將熱量傳遞給集熱翅片34和集熱流道32，實現(xiàn)吸熱和傳熱功能。上述各實施例中，該集熱管的整體結(jié)構(gòu)是通過鋁和鋁合金擠壓形成的鋁型材。如圖14所示，上述各實施例中，為了美觀及增加吸熱面積，所述集熱翅片34上還可以壓制各種圖案342。本發(fā)明蝸管式熱管平板集熱器的工作原理如下所述換熱蝸殼2內(nèi)部裝有換熱介質(zhì)，日光照射涂有選擇性吸熱涂層的集熱管3上，集熱管3將熱量傳遞給內(nèi)部的熱管介質(zhì)4，熱管介質(zhì)4受熱蒸發(fā)汽化上升，進(jìn)入換熱管I將熱量傳遞給換熱蝸殼2內(nèi)的傳熱介質(zhì)，同時被冷卻成液體，經(jīng)冷凝后的熱管介質(zhì)4受重力和毛細(xì)力回流到集熱流道32，完成吸熱和放熱的一次循環(huán)。本發(fā)明采用集熱管3通過鋁合金一次性擠壓成型，避免因激光焊接或超聲波焊接牢固和熱阻問題；同時熱管介質(zhì)5由于被密封在一定真空度的空間里，解決冬天集熱器凍裂和平板集熱器管道結(jié)垢的弊病，有效保證集熱器在寒冷和低溫地區(qū)的使用，提高產(chǎn)品使用的可靠性。以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例 而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蝸管式熱管平板集熱器，包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，其特征在于所述吸熱板芯包括換熱管、換熱蝸殼以及與換熱蝸殼數(shù)量一致的集熱管，所述集熱管包括集熱流道以及一體成型于集熱流道兩側(cè)的集熱翅片，換熱管從若干個換熱蝸殼中穿過，每個集熱流道的上方與對應(yīng)的一個換熱蝸殼聯(lián)通，每個集熱流道的下部單獨密封，換熱管、換熱蝸殼和集熱流道組成密閉空間，熱管介質(zhì)填充在該密閉空間內(nèi)，換熱管內(nèi)裝有換熱介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求I所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于熱管介質(zhì)占換熱管、換熱蝸殼和集熱流道所密閉空間 的35% 40%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于相鄰集熱管的集熱翅片相隔一小段距離或者相互搭接。
4.如權(quán)利要求I所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，且集熱流道的內(nèi)壁平滑，所述集熱流道兩側(cè)的集熱翅片在同一平面上。
5.如權(quán)利要求I所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結(jié)構(gòu)，所述集熱流道的內(nèi)壁環(huán)中心軸均布有長條形槽道。
6.如權(quán)利要求I所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱管包括橫截面成扁形的集熱流道，以及位于集熱流道兩短邊側(cè)的集熱翅片，所述集熱流道內(nèi)開設(shè)有復(fù)數(shù)個沿長邊方向并排的縱向孔。
7.如權(quán)利要求6所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于所述縱向孔的橫截面成圓形或者方形或者三角形。
8.如權(quán)利要求6所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱流道內(nèi)開設(shè)的孔的中間部分為復(fù)數(shù)個正三角形孔與倒三角形孔沿長邊方向交錯排列，位于最外側(cè)的兩個孔的橫截面一側(cè)成弧形一側(cè)為斜線，所述弧形與扁形的集熱流道兩側(cè)的弧形一致，所述斜線與其臨近的三角形孔的側(cè)邊平行。
9.如權(quán)利要求4至8任一項所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱翅片形成的平面穿過集熱流道的中心軸或者偏離集熱流道的中心軸。
10.如權(quán)利要求I所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于所述集熱流道以及集熱翅片的表面涂有選擇性吸收材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蝸管式熱管平板集熱器，包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，所述吸熱板芯包括換熱管、換熱蝸殼以及與換熱蝸殼數(shù)量一致的集熱管，所述集熱管包括集熱流道以及一體成型于集熱流道兩側(cè)的集熱翅片，換熱管從若干個換熱蝸殼中穿過，每個集熱流道的上方與對應(yīng)的一個換熱蝸殼聯(lián)通，每個集熱流道的下部單獨密封，換熱管、換熱蝸殼和集熱流道組成密閉空間，熱管介質(zhì)填充在該密閉空間內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點在于集熱管一次擠壓成型，避免因激光焊接或超聲波焊接牢固和熱阻問題；解決冬天集熱器凍裂和平板集熱器管道結(jié)垢的弊??；集熱流道內(nèi)部可以有槽道，有效提高傳熱效果。
文檔編號F24J2/32GK102878701SQ201210421989
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者王超生, 阮國成 申請人:安徽海太科新能源科技有限公司