壓力均衡的平板式太陽能集熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能領域，特別涉及一種壓力均衡的平板式太陽能集熱器。
【背景技術】
[0002]隨著現代社會經濟的高速發展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天然氣等傳統能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規化石燃料造成的環境污染問題也愈加嚴重，這些都大大限制著社會的發展和人類生活質量的提高。太陽能熱轉化是一種能量轉換效率和利用率高而且成本低廉、可在全社會廣泛推廣的太陽能利用方式。在太陽能熱利用裝置中，關鍵是要將太陽輻射能轉換成熱能，實現這種轉換的器件稱為太陽能集熱器。
[0003]在太陽能集熱器中，平板式結構是非常常見的一種形式，此種結構中一般包括多根平行并排的集熱管，但是在運行中會經常出現不同的集熱管中流體分配不均勻，同時還存在因為加熱不均勻導致不同集熱管中流體溫度不同，從而導致不同的集熱管中的壓力不同。在此種情況下長期運行，會導致壓力大的集熱管出現損壞。
【發明內容】
[0004]本發明是針對平板式結構太陽能集熱器存在的問題，提出了一種壓力均衡的平板式太陽能集熱器，保證集熱器內流體分配均勻，壓力均衡，提高太陽能集熱器的使用壽命。
[0005]本發明的技術方案為:一種壓力均衡的平板式太陽能集熱器，包括箱體、集熱管，所述箱體頂部設置透明蓋板，箱體底部設置保溫層，所述集熱管設置在箱體內，所述集熱管為并排的多根，其特征在于，相鄰的集熱管之間通過連通管連通。
[0006]作為優選，所述連通管設置在集熱管的中部和底部之間的位置。
[0007]作為優選，沿著集熱管延伸的方向，相鄰的兩根集熱管之間設置多根連通管。
[0008]作為優選，沿著集熱管內流體的流動方向，相鄰連通管之間的距離不斷減小。
[0009]作為優選，沿著集熱管內流體的流動方向，相鄰連通管之間的距離不斷減小的幅度越來越大。
[0010]作為優選，所述集熱管為菱形。
[0011]作為優選，所述菱形的兩個相對的角的連線垂直于透明蓋板。
[0012]作為優選，菱形的四條邊相等，菱形的四個角相等。
[0013]作為優選，所述集熱管內部設置內翅片，所述內翅片連接菱形的對角，所述內翅片將集熱管內部分為多個小通道，在內翅片上設置連通孔，從而使相鄰的小通道彼此連通；
所述集熱管內管的菱形的邊長為L，連通孔為圓形，所述連通孔的半徑r，所述同一翅片上相鄰的連通孔圓心之間的距離為1，滿足如下關系:l/L*10=a*ln(r/L*10)+b;
其中In是對數函數，a，b是參數，1.5〈a〈l.6,2.9〈b〈3.0；
0.34<1/L<0.38；0.14<r/L<0.17；
30mm<L<120mm；
5mm<r<17mm0
[0014]作為優選，15mm〈l〈45_。
[0015]本發明的有益效果在于:本發明壓力均衡的平板式太陽能集熱器，通過在集熱管之間設置連通管，保證了各個集熱管中壓力的均勻，流體流量的分配均勻以及流體運動阻力的分配均勻;通過連通管之間的距離沿著集熱管內流體流動方向的不斷變小，進一步保證了集熱管中壓力的均勻，流體流量的分配均勻以及流體運動阻力的分配均勻;通過設置菱形集熱管以及集熱管在箱體內的布置方式，能夠保證更多的熱量吸收;通過在集熱管內部開設連通孔，在保證了集熱管內小流道內流體的分配均勻;本發明通過多次試驗，在保證換熱量最大以及流動阻力滿足要求的情況下，得到一個最優的太陽能集熱管優化結果，并且通過試驗進行了驗證，從而證明了結果的準確性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明平板式太陽能集熱器的結構示意圖；
圖2是本發明太陽能集熱管的結構俯視示意圖；
圖3是本發明改進的太陽能集熱器的結構示意圖；
圖4是圖3的單根集熱管集熱結構示意圖圖5是本發明集熱管橫截面結構示意圖；
圖6是本發明內翅片連通孔分布示意圖；
圖7是本發明內翅片連通孔錯列分布示意圖；
圖8是本發明集熱管內菱形尺寸示意圖；
圖9是本發明設置壓力測量裝置的集熱管截面示意圖。
【具體實施方式】
[0017]附圖標記如下:
1、集熱管2、連通管3、透鏡4、透明蓋板5、箱體6、保溫層，7內翅片，8連通孔，9小通道，10壓力測量裝置，31第一透鏡，32第二透鏡。
[0018]請參照圖1所示，一種太陽能平板式集熱器，包括箱體5、集熱管I，所述箱體5頂部設置透明蓋板4，箱體5底部設置保溫層6，所述集熱管I設置在箱體5內，所述集熱管I為并排的多根，相鄰的集熱管I之間通過連通管2連通。
[0019]集熱器在運行過程中，存在流體分配不均勻，而且因為在集熱過程中，不同的集熱管吸收的熱量不同，導致不同的集熱管內流體溫度不同，有的集熱管內甚至流體，例如水成為氣液兩相的狀態，有的集熱管內流體依然是液體，這樣因為流體變成蒸汽而導致集熱管內壓力變大，因此通過在集熱管之間設置連通管，可以使得流體在集熱管內互相流動，這樣使得所有集熱管內的壓力分配達到平衡，也能促進流體分配達到平衡。
[0020]作為優選，如圖1所示，所述連通管2設置在集熱管I的中部和底部之間的位置。
[0021]通過實驗發現，將連通管2設置在此位置，保證集熱管內流體通過連通管2內更充分流動，能夠進一步達到壓力均衡的目的。
[0022]作為優選，如圖2所示，沿著集熱管I延伸的方向，相鄰的兩根集熱管I之間設置多根連通管2。
[0023]通過如此設置，能夠使得整個流體在流動過程中不斷的均衡壓力，保證整個流動過程壓力均衡。
[0024]作為優選，沿著集熱管I內流體的流動方向，相鄰連通管2之間的距離不斷減小。
[0025]此目的是為了設置更多的連通管，因為隨著流體的流動，流體不斷的受熱，隨著了流體不斷的受熱，不同集熱管內的受熱越來越不均勻，因此通過上述設置，能夠保證在流體流動過程中盡快的達到壓力均衡。
[0026]作為優選，沿著集熱管內流體的流動方向，相鄰連通管之間的距離不斷減小的幅度越來越大。
[0027]通過實驗發現，上述設置，能夠保證在流體流動過程中更優更快的達到壓力均衡。
[0028]作為優選，如圖1所示，集熱管I上部設置透鏡3;所述集熱管I內裝有工質，所述集熱管與進口集箱和出口集箱(圖未示)連接。太陽光穿過箱體5的頂部的透明蓋板4到達透鏡3，然后通過透鏡3聚焦照射在集熱管I上，將集熱管I的工質加熱。
[0029]作為優選，所述透鏡3的焦點位于集熱管I的中心，例如圓管位于圓心，菱形管位于兩個對角連線的交點。
[0030]作為優選，所述透鏡3是菲涅爾透鏡。
[0031]作為優選，該箱體5呈平板狀設置。所述工質為導熱油、水或者其它有機工質。
[0032]作為優選，所述透明蓋板4為透明玻璃。
[0033]所述透鏡3為多個，每個透鏡3對應一根集熱管I，所述相鄰的透鏡3相連接，所述每一個透鏡3包括多段，例如在圖1的實施例中，每一透鏡3呈三段設置，包括頂部的中間段及分別連接中間段兩側的傾斜段。
[0034]作為優選，如圖3所示，所述集熱管I的橫截面為菱形。
[0035]圖3雖然沒有展示連通管2，但是作為優選的結構，圖3的菱形結構集熱管的實施例中也包括了連通管2。
[0036]作為優選，所述菱形中的兩個相對的角的連線垂直于透明蓋板4。
[0037]通過設置菱形結構集熱管I以及將集熱管I設置為兩個相對的角的連線垂直于透明蓋板4，可以保證更多的集熱管表面能夠吸收到太陽能，從而能夠充分利用太陽能。
[0038]作為優選，每一透鏡3呈兩段設置，包括傾斜段31和31。所述傾斜段31和32沿著菱形的上部的兩條邊延伸，如圖4所示。
[0039]通過如此設置，可以保證能夠集熱多個方向的太陽能，如圖4所示，從而達到充分利用太陽能。
[0040]作為優選，所述傾斜段31和32的焦點位于菱形的兩個對角連線的交點。
[0041]作為優選，菱形的四條邊相等，菱形的四個角相等。
[0042]作為優選，所述集熱管內部設置內翅片7，所述內翅片7連接菱形的對角，如圖5所示。所述內翅片7將集熱管I內部分為多個小通道9，在內翅片上設置連通孔8，從而使相鄰的小通道9彼此連通。
[0043]通過設置內翅片7，將集熱管I內部分為多個小通道9，進一步強化傳熱，但是相應的流體流動的壓力增加。通過設置連通孔8，保證相鄰的小通道9之間的連通，從而使得壓力