專利名稱：分體式熱管太陽能平板集熱器及其專用工質的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能利用領域，具體的，涉及一種分體式熱管太陽能平板集熱器，增加了現有太陽能平板集熱器的種類，可加熱液體(如水、油)、氣體(如空氣)、固體(如金 屬采暖)，擴大了加熱物質類別。本發明還涉及一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質，通過反復相變循 環，將物質加熱到所需溫度。
背景技術：
太陽能被公認為一種可持續發展的環保能源，隨著科技的不斷發展，人們利用太 陽能已由被動、半主動逐步發展到積極主動的開發利用。如何有效的利用太陽能以彌補煤、 石油、天然氣等有限能源的不足，是當代科學家最關注的課題。迄今人們所采用的太陽能集 熱器主要有兩種類型1、常規平板集熱器，這種集熱器已商品化生產，主要用在太陽能熱水 系統中作為集熱部件。如主要由吸熱板和上、下集管組成的管板式集熱器和由兩塊壓有凹 槽的金屬板對焊形成的扁盒式集熱器等等。盡管集熱器的吸熱板結構多樣，但基本上都是 采用被加熱的水直接在吸熱板內流過這種辦法。該種方法存在冬季結凍和水對吸熱板腐蝕 等問題。因而，這種部件冬季不能使用，而且技術經濟性較差。2、熱管式太陽能平板集熱器， 該種集熱器利用重力熱管做成吸熱板，雖然具有防凍功能，很難形成分體遠程連接，成本太 高，熱效率低而且制造工藝復雜，難以推廣利用。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有集熱器存在的冬季不能使用、或是成本高、 不易推廣等問題進行重大技術改進，提出了一種分體式熱管太陽能平板集熱器，高效率，低 成本，冬季仍可正常使用。本發明另一個要解決的技術問題是提供一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱 器的工質，該工質為多相變復合工質，通過反復相變循環，將物質加熱。對于一種分體式熱管太陽能平板集熱器來說，本發明解決上述技術問題采用的技 術方案是分體式熱管太陽能平板集熱器，由集熱器框體、工質循環回路和蓄熱倉構成，集熱 器框體和蓄熱倉通過工質循環回路連接起來。所述工質循環回路由熱管蒸發器、蒸汽上升管、冷凝管、液體下降管順次連接而 成，冷凝管置于蓄熱倉內，蓄熱倉設有冷水進水管和熱水出水管。所述熱管蒸發器由蒸發器豎管、位于蒸發器豎管上方并與之相通的蒸汽腔以及位 于蒸發器豎管下方并與之相通的集液腔組成。所述熱管蒸發器置于集熱器框體內，熱管蒸發器換熱面積與吸熱面積之比為 0. 10-0. 50。所述工質循環回路中的工質充裝量是熱管蒸發器容積的15-50%。
本發明的工作原理是將常規平板集熱器的集熱板芯替換為熱管蒸發器并設置集 液腔和蒸汽腔，通過可遠程布置的蒸汽上升管、液體下降管與蓄熱倉中的冷凝器形成一個 封閉的工質循環回路，回路內充裝工質，并結為一體，形成一個封閉的自然循環回路。在白 天日照情況下，工質在熱管蒸發器內受熱蒸發成為飽和蒸汽，匯集到蒸發器豎管上端的蒸 汽腔經由遠程蒸汽上升管進入蓄熱倉中的冷凝器，把汽化顯熱和潛熱釋放給被加熱物質后 凝結成液體，在重力作用下經由液體下降管返回到蒸發器豎管下部集液腔內并均勻分布到 蒸發器豎管中。這種相變循環反復進行，將物質加熱到所需溫度。如蓄熱倉內盛水并做相 應保溫則裝置可以為帶蓄熱水箱的分體式防凍太陽能熱水器；如蓄熱倉內空氣固體蓄熱物 質并做相應保溫則裝置可以變為帶蓄熱的分體式防凍太陽能空氣集熱器。對于一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質來說，本發明解決上述技術 問題采用的技術方案是一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質，所述工質是多相變復合工質。所述多相變復合工質為液氣相變物質或固液相變物質中的一種或幾種。所述液氣相變物質為水、氨、戊烷、丙酮、甲醇、乙醇、庚烷中的一種或者一種以上。所述固液相變物質為無機水和鹽、脂肪酸、堿金屬、高溫熔化鹽、高級脂肪烴、醇多 烴基化物、復合鹽中的一種或者一種以上。本發明的有益效果是(1)本發明利用一個封閉的工質自然循環回路，在回路中充裝低沸點多相變復合 工質，通過反復進行的相變循環，將待加熱物質加熱，結構簡單，易于推廣應用，可廣泛應用 于太陽能供熱系統中，尤其適用于太陽能建筑一體化的供熱系統。(2)本發明采用多相變復合工質，無腐蝕作用，沸點低，即使在北方氣溫較低時不 會發生凝固等現象，冬季仍可正常使用，適用范圍廣。
圖1是本發明分體式熱管太陽能平板集熱器結構示意圖。
圖中標記相對應的部件名稱1_集熱器框體；2-蓄熱倉；3-蒸汽上升管；4-冷凝管； 5_液體下降管；6-蒸發器豎管；7-蒸汽腔；8-集液腔；9-冷水進水管；10-熱水出水管
具體實施例方式實施例1如圖1所示，分體式熱管太陽能平板集熱器，由集熱器框體1、工質循環回路和蓄 熱倉2構成，集熱器框體1和蓄熱倉2通過工質循環回路連接起來。工質循環回路由熱管蒸發器、蒸汽上升管3、冷凝管4、液體下降管5順次連接而 成，冷凝管4置于蓄熱倉2內，蓄熱倉2設有冷水進水管9和熱水出水管10。冷凝管4較低 的一端與液體下降管5連通，較高的一端與蒸汽上升管3連通。 熱管蒸發器由蒸發器豎管6、位于蒸發器豎管6上方并與之相通的蒸汽腔7以及位 于蒸發器豎管6下方并與之相通的集液腔8組成。并且蒸汽腔7與蒸汽上升管3連通，集 液腔8與液體下降管5連通。
所述熱管蒸發器置于集熱器框體1內，熱管蒸發器換熱面積與吸熱面積之比為0. 10-0. 50。所述工質循環回路中的工質充裝量是熱管蒸發器容積的15-50%。熱管蒸發器、連接管件、冷凝管4為銅或不銹鋼制成，焊接或螺紋連接成一體后， 打壓檢漏，松開連接螺母分別放入集熱器框體1和蓄熱倉2內，抽真空灌裝工質，灌裝量為 熱管蒸發器容積的5% -30%。封口檢漏后，封裝、蓋板，裝配好后即可使用。實施例2
一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質，所述工質是多相復合工質。所述多相變復合工質為液氣相變物質或固液相變物質中的一種或幾種。所述液氣相變物質為水、氨、戊烷、丙酮、甲醇、乙醇、庚烷中的一種或者一種以上。所述固液相變物質為無機水和鹽、脂肪酸、堿金屬、高溫熔化鹽、高級脂肪烴、醇多 烴基化物、復合鹽中的一種或者一種以上。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何形式上的限制，凡是依 據本發明的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保 護范圍之內。
權利要求
分體式熱管太陽能平板集熱器，其特征在于，由集熱器框體(1)、工質循環回路和蓄熱倉(2)構成，集熱器框體(1)和蓄熱倉(2)通過工質循環回路連接起來。
2.根據權利要求1所述的分體式熱管太陽能平板集熱器，其特征在于，所述工質循環 回路由熱管蒸發器、蒸汽上升管(3)、冷凝管(4)、液體下降管(5)順次連接而成，冷凝管(4) 置于蓄熱倉(2)內，蓄熱倉(2)設有冷水進水管(9)和熱水出水管(10)。
3.根據權利要求2所述的分體式熱管太陽能平板集熱器，其特征在于，所述熱管蒸發 器由蒸發器豎管(6)、位于蒸發器豎管(6)上方并與之相通的蒸汽腔(7)以及位于蒸發器豎 管(6)下方并與之相通的集液腔(8)組成。
4.根據權利要求2或3所述的分體式熱管太陽能平板集熱器，其特征在于，所述熱管蒸 發器置于集熱器框體(1)內。
5.根據權利要求2或3所述的分體式熱管太陽能平板集熱器，其特征在于，所述熱管蒸 發器換熱面積與吸熱面積之比為0. 10-0. 50。
6.根據權利要求1所述的分體式熱管太陽能平板集熱器，其特征在于，所述工質循環 回路中的工質充裝量是熱管蒸發器容積的15-50%。
7.一種專用于權利要求1所述的分體式熱管太陽能平板集熱器的工質，其特征在于， 所述工質是多相變復合工質。
8.根據權利要求7所述的一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質，其特征在 于，所述多相變復合工質為液氣相變物質或固液相變物質中的一種或幾種。
9.根據權利要求8所述的一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質，其特征在 于，所述液氣相變物質為水、氨、戊烷、丙酮、甲醇、乙醇、庚烷中的一種或者一種以上。
10.根據權利要求8所述的一種專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質，其特征 在于，所述固液相變物質為無機水和鹽、脂肪酸、堿金屬、高溫熔化鹽、高級脂肪烴、醇多烴 基化物、復合鹽中的一種或者一種以上。
全文摘要
本發明公開了一種分體式熱管太陽能平板集熱器及其專用工質。分體式熱管太陽能平板集熱器由集熱器框體、工質循環回路和蓄熱倉構成，集熱器框體和蓄熱倉通過工質循環回路連接起來，工質循環回路由熱管蒸發器、蒸汽上升管、冷凝管、液體下降管順次連接而成，熱管蒸發器由蒸發器豎管、位于蒸發器豎管上方并與之相通的蒸汽腔以及位于蒸發器豎管下方并與之相通的集液腔組成。專用于分體式熱管太陽能平板集熱器的工質是多相變復合工質。多相變復合工質為液氣相變物質或固液相變物質中的一種或幾種。本發明結構簡單，易于推廣應用，冬季仍可正常使用，可廣泛應用于太陽能供熱系統中，尤其適用于太陽能建筑一體化的供熱系統。
文檔編號F24J2/30GK101813385SQ200910261189
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月21日 優先權日2009年12月21日
發明者宋劍 申請人:四川盛陽太陽能應用技術有限公司