專利名稱：蝸管式熱管平板集熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能集熱器，具體是一種平板集熱器。
背景技術：
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。銅流道內存儲的是水，當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部的水。熱水將熱量通過循環將儲于水箱中，組成常用的家用太陽能熱水器系統。其缺點是上集熱流道，下集熱流道和中間的集熱支管內部充滿水，在天氣寒冷容易凍裂集熱器管路；水長期在集熱流道內加熱容易產生水垢，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；由于采用銅材質的流道，價格昂貴。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種防凍、不結水垢、部件之間不會脫落的蝸管式熱管平板集熱器。本實用新型采用以下技術方案解決上述技術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的一個換熱蝸殼聯通，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，熱管介質填充在該密閉空間內。優化的，熱管介質占換熱管、換熱蝸殼和集熱流道所密閉空間的35% 40%。本實用新型可進一步優化為，相鄰集熱管的集熱翅片相隔一小段距離或者相互搭接。本實用新型可進一步優化為，所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結構，且集熱流道的內壁平滑，所述集熱流道兩側的集熱翅片在同一平面上。或者，所述集熱管的集熱流道為圓柱形中空的結構，所述集熱流道的內壁環中心軸均布有長條形槽道。或者，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的集熱翅片，所述集熱流道內開設有復數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。或者，所述集熱流道內開設的孔的中間部分為復數個正三角形孔與倒三角形孔沿長邊方向交錯排列，位于最外側的兩個孔的橫截面一側成弧形一側為斜線，所述弧形與扁形的集熱流道兩側的弧形一致，所述斜線與其臨近的三角形孔的側邊平行。本實用新型還可以進一步優化為，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。本實用新型還可以進一步優化為，所述集熱流道以及集熱翅片的表面涂有選擇性吸收材料。本實用新型的優點在于本實用新型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垢的弊病，有效保證集熱器在寒冷和低溫地區的使用，提高產品使用的可靠性；熱管采用蝸管結構，每個熱管獨立工作，提高產品可靠性，將熱管介質的熱量更充分傳遞給換熱管；集熱流道內部可以有槽道，這種結構提供內部介質的毛細力，使得內部介質在管展平，有效提高傳熱效果。
圖1是本實用新型蝸管式熱管平板集熱器的軸測結構圖。圖2是圖1的主視圖。圖3是圖2的左視圖。圖4是本實用新型蝸管式熱管平板集熱器的主視剖視結構圖。圖5是相鄰集熱翅片的一種位置關系圖。圖6至圖13是集熱管的8種結構圖。圖14是翅片壓制有圖案的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型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1至圖4所示,所述吸熱板芯包括換熱管1、換熱蝸殼2以及與換熱蝸殼2數量一致的集熱管3。所述集熱管3包括集熱流道32以及設置與集熱流道32兩側的集熱翅片34。換熱管I從若干個換熱蝸殼2中穿過，每個集熱流道32的上方與對應的一個換熱蝸殼2聯通，每個集熱流道32的下部單獨密封，換熱管1、換熱蝸殼2和集熱流道32組成密閉空間，熱管介質4填充在該具有一定真空度的密閉空間內，充注量占換熱管1、換熱蝸殼2和集熱流道32組成密閉空間的5% 40%，優選的，充注量占換熱管1、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為一體成形的結構，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的結構可以有很多種，如圖6至13所示。圖6所示的集熱管3的集熱流道32為圓柱形中空的結構，且集熱流道32的內壁平滑，所述集熱流道32兩側的集熱翅片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的徑向設置。圖7所示的集熱管3與圖6所示的區別在于，所述集熱流道32兩側的集熱翅片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，這種結構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量。圖8所示的集熱管3與圖6所示的區別在于，所述集熱流道32的內壁環中心軸均布有長條形槽道322，該長條形槽道322可以提供內部介質的毛細力，使得內部介質在管展平，有效提聞傳熱效果。圖9所示的集熱管3與圖8所示的區別在于，所述集熱流道32兩側的集熱翅片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，這種結構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32兩短邊側集熱翅片34。所述集熱流道32內開設有復數個沿長邊方向并排的縱向孔324，采用多孔結構，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的區別在于，在該實施例中，所述集熱流道32內開設的孔的中間部分為復數個正三角形孔326與倒三角形孔328沿長邊方向交錯排列，位于最外側的兩個孔329的橫截面一側成弧形一側為斜線，孔329的弧形與扁形的集熱流道32兩側的弧形一致，孔329的斜線與其臨近的三角形孔的側邊平行。這種結構保證集熱流道32內開設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的中心軸的結構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量。圖10至圖13所示的各實施例中，所述集熱流道32中開設的孔的內壁還可以環中心軸均布有長條形槽道，該長條形槽道可以提供內部介質的毛細力，使得內部介質在管展平，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，實現吸熱和傳熱功能。上述各實施例中，該集熱管的整體結構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。本實用新型蝸管式熱管平板集熱器的工作原理如下所述換熱蝸殼2內部裝有換熱介質，日光照射涂有選擇性吸熱涂層的集熱管3上，集熱管3將熱量傳遞給內部的熱管介質4，熱管介質4受熱蒸發汽化上升，進入換熱管I將熱量傳遞給換熱蝸殼2內的傳熱介質，同時被冷卻成液體，經冷凝后的熱管介質4受重力和毛細力回流到集熱流道32，完成吸熱和放熱的一次循環。本實用新型采用集熱管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垢的弊病，有效保證集熱器在寒冷和低溫地區的使用，提高產品使用的可靠性。以上所述僅為本實用新型創造的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型創造，凡在本實用新型創造的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型創造的保護范圍之內。
權利要求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的一個換熱蝸殼聯通，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，熱管介質填充在該密閉空間內。
2.如權利要求1所述的蝸管式熱管平板集熱器，其特征在于熱管介質占換熱管、換熱蝸殼和集熱流道所密閉空間的35% 40%。
3.如權利要求1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.如權利要求1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構，且集熱流道的內壁平滑，所述集熱流道兩側的集熱翅片在同一平面上。
5.如權利要求1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構，所述集熱流道的內壁環中心軸均布有長條形槽道。
6.如權利要求1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的集熱翅片，所述集熱流道內開設有復數個沿長邊方向并排的縱向孔。
7.如權利要求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開設的孔的中間部分為復數個正三角形孔與倒三角形孔沿長邊方向交錯排列，位于最外側的兩個孔的橫截面一側成弧形一側為斜線，所述弧形與扁形的集熱流道兩側的弧形一致，所述斜線與其臨近的三角形孔的側邊平行。
9.如權利要求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.如權利要求1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。
專利摘要本實用新型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的一個換熱蝸殼聯通，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，熱管介質填充在該密閉空間內。本實用新型的優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垢的弊病；集熱流道內部可以有槽道，有效提高傳熱效果。
文檔編號F24J2/20GK202869038SQ20122055813
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者王超生, 阮國成 申請人:安徽海太科新能源科技有限公司