專利名稱：一種內(nèi)玻翅板管太陽集熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)玻翅板管太陽集熱裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的真空集熱管集熱溫度高、熱損小、產(chǎn)業(yè)化程度高，用其制造的插管式熱水器可在冬季提供50°C以上生活熱水。但總的來說，真空集熱管的應(yīng)用產(chǎn)品還不夠豐富發(fā)達。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種內(nèi)玻翅板管太陽集熱裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案用內(nèi)玻翅板管和與內(nèi)玻翅板管配合連接的聯(lián)集盒，組成一臺內(nèi)玻翅板管太陽集熱裝置。內(nèi)玻翅板管的內(nèi)玻璃管帶有金屬翅板，其罩玻璃管在端口處縮頸并與內(nèi)玻璃管融封。令內(nèi)玻翅板管兩端的水平誤差小于正負(fù)15毫米。在大多數(shù)情況下，集熱管的布置越接近水平越好。通過調(diào)整聯(lián)集盒的駁接管或者集熱管的狀態(tài)、在聯(lián)集盒內(nèi)或者在集熱管管口設(shè)置擋水物體使集熱管出水時有水留存、在集熱管管口上部設(shè)置擋氣物體使集熱管進水時上面有氣留存。集熱管內(nèi)的水可以放出但不能放完，可以放進但不能全部占據(jù)集熱管內(nèi)部空間。聯(lián)集盒可帶有補水駁管、進出水駁管、溢氣管或者封閉氣囊和泄壓器件；還可以配置帶有電磁閥、水溫水位傳感器的微機控制系統(tǒng)，還可以在聯(lián)集盒內(nèi)部嵌入一個管狀換熱器，集熱管內(nèi)的水不斷蒸發(fā)成水蒸氣在管狀換熱器表面冷凝；或者聯(lián)集盒與一根伸向外界的蒸汽管連接，集熱管內(nèi)的水不斷蒸發(fā)成水蒸氣通過蒸汽管輸出。還可以采用一維反射聚光器件；聚光裝置的受光區(qū)域面積與集熱管的吸收膜接收反射光的面積之比不超過5。還可以令聯(lián)集盒軸心線帶水平傾角安裝；并在聯(lián)集盒內(nèi)設(shè)置梯級水壩，梯級水壩的每一個水壩圍起的空間與一支或者處于同一水平位置的一對集熱管連通，梯級水壩的擋水水位高于所在集熱管的留存水位0至10毫米。還可以采用一個蓄熱水箱加熱負(fù)載，所述蓄熱水箱與一個封閉的管狀兩相流換熱器件冷端低熱阻連接；所述冷端的位置高于聯(lián)集盒并與聯(lián)集盒內(nèi)部通過一根蒸汽管連通， 所述冷端內(nèi)的冷凝水可以回流進入聯(lián)集盒內(nèi)部；所述冷端的頂部含有一根與一個氣球式封閉氣囊連通的通氣管。本發(fā)明的有益效果令內(nèi)玻翅板管水平布置并在其內(nèi)部實現(xiàn)汽水兩相共存，可充分發(fā)揮真空集熱管熱損小的優(yōu)點，使集熱管內(nèi)溫度達到70至100°C，并利用該溫度范圍的水蒸氣分壓實現(xiàn)高效的兩相流換熱循環(huán)。兩相流換熱具有良好的傳熱能力、等溫性和熱流密度變換能力。在集熱管內(nèi)部留存水，可防止空曬和突進冷水炸管。內(nèi)玻翅板管內(nèi)玻璃管直徑小并且其外部包裹金屬板，可以利用內(nèi)玻璃管及其外面的金屬層直接從受熱區(qū)域向存水區(qū)域傳熱而不用毛細(xì)材料提水，避免了毛細(xì)材料結(jié)垢問題。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、換熱環(huán)節(jié)無活動部件、節(jié)能、可靠性高、抗凍，適合制造家用一體式太陽熱水器。在制造壁掛太陽熱水器時，還可以用軟管連接集熱器和水箱，安裝方便、節(jié)省。采用一維聚光裝置與集熱管聚光連接制造的聚光兩相流蒸汽集熱裝置，可以輸出100°c以上壓力足夠大的水蒸氣、可大幅度降低兩相流換熱空間內(nèi)不凝氣體的比例、大大提高集熱和傳熱效率，能進一步拓展真空集熱管及其集熱裝置的用途。低倍數(shù)的一維聚光真空集熱裝置，手動一個月跟蹤一次也可以滿足精度要求。還可使用免跟蹤的反射聚光板。在聯(lián)集盒內(nèi)設(shè)置梯級水壩，方便在聯(lián)集盒軸心線帶水平傾角安裝時進行補水。在聯(lián)集盒內(nèi)設(shè)置換熱器件，用集熱管內(nèi)水蒸氣對負(fù)載換熱器件加熱，可實現(xiàn)與負(fù)載的隔離和承壓運行。與管內(nèi)存水的插管式集熱模塊比，造價相當(dāng)，但帶負(fù)載能力超強，冬季可高效率提供45°c以上熱能，并且可靠性高，抗凍性能好，尤其是出熱水時間可提前近3 小時，其得熱量成倍提高，使僅需要白天供暖的辦公室幼兒園等場合晴天不需要輔助能源供暖，性價比可提高1至3倍。與采用熱管或者金屬流道的集熱模塊比，造價低、流道阻力小、可靠性和集熱效率更高，總體性價比可提高1至2倍。采用封閉氣囊可在防止水分蒸發(fā)的同時，降低不凝氣體分壓，有助于提高兩相流換熱效率。采用自控系統(tǒng)可實現(xiàn)各種復(fù)雜的功能，大幅度提高集熱裝置的性能，并可與生產(chǎn)工藝無縫銜接。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是一臺內(nèi)玻翅板管內(nèi)兩相流換熱太陽集熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1集熱裝置的聯(lián)集盒橫截面剖視。圖中1.集熱管；2.聯(lián)集盒；3.駁管；4、5.組閥；6.水壩；7、8.聯(lián)桿；9.溢流口 ； 10.傳感器；11.蒸汽通道；12.調(diào)節(jié)閥；13.第二級蒸餾器；14.第三級蒸餾器；15.預(yù)熱裝置。
具體實施例方式圖1和圖2共同給出本發(fā)明的一個實施例。圖1和圖2中，集熱管1與聯(lián)集盒2 兩側(cè)的駁管3用密封圈連接，組成一臺橫置真空集熱管太陽能產(chǎn)蒸汽裝置。集熱管1水平布置；聯(lián)集盒2帶有罩殼和絕熱材料，其軸心線帶水平傾角以確保聚光反射裝置跟蹤太陽高度角變化。為簡潔起見，圖中未畫出聚光反射裝置。采用兩個多閥聯(lián)動的電動組閥高位組閥4和低位組閥5。電動組閥4、5的各個閥門分別安裝在多水位梯級水壩的各個水壩6 上，并分別通過與電磁閥驅(qū)動機構(gòu)連接的聯(lián)桿7、8連接而可以同步啟閉。所述電磁閥驅(qū)動機構(gòu)與微機控制系統(tǒng)電氣連接。梯級水壩6上還設(shè)置有溢流口 9。聯(lián)集盒2內(nèi)的水溫水位傳感器10與微機控制系統(tǒng)主機電氣連接。圖1和圖2實施例工作前要先上水。上水時，微機控制系統(tǒng)通過電動驅(qū)動機構(gòu)關(guān)閉低位組閥5、開啟高位組閥4，從聯(lián)集盒2高端通過管道閥門接入原水。聯(lián)集盒2多水位梯級水壩的最上級水壩6內(nèi)的水位逐漸上升，水位達到其打開的高位組閥4高度時會流入下一級水壩6圍起的空間以及與其連通的集熱管1內(nèi)，這樣從上到下逐級上水。當(dāng)安裝在末級水壩6處的水位傳感器10檢測到其所在空間進水達到設(shè)定低水位時，關(guān)斷高位組閥4。 這時，最上級水壩6里邊的水位逐漸升高直至漫過所在水壩6的溢流口 9，流入下一級水壩 6圍起的空間以及與其連通的集熱管1內(nèi)，這樣從上到下逐級抬高水位。當(dāng)水位傳感器10檢測到進水達到設(shè)定高水位時，關(guān)斷進水，上水過程結(jié)束。配置聚光裝置的真空集熱管，即使在冬季太陽輻射強度只有500瓦/平方米條件下，也能穩(wěn)定地用含鹽量19%的鹽水產(chǎn)生2個大氣壓的蒸汽。通過控制串接于蒸汽管道11 與微機控制系統(tǒng)電氣連接的調(diào)節(jié)閥12，可以調(diào)節(jié)太陽能產(chǎn)蒸汽裝置的水蒸氣輸出壓力。太陽能蒸餾裝置可以采用多模式工作太陽弱時采用雙效或者單效蒸餾模式；太陽強時采用三效蒸餾模式。三效蒸餾模式可以是這樣的太陽光使集熱管1內(nèi)的水受熱蒸發(fā)。在集熱管1內(nèi)產(chǎn)生的水蒸氣在壓差作用下通過蒸汽管道11進入第二級蒸餾器13。第二級蒸餾器 13產(chǎn)生的約100°C水蒸氣進入第三級蒸餾器14。第三級蒸餾器14采用低壓蒸餾，所產(chǎn)生的約75至85°C水蒸氣進入原水預(yù)熱裝置15內(nèi)預(yù)熱原水及作其它用途。原水在預(yù)熱的同時采用真空泵真空除氣。微機控制系統(tǒng)根據(jù)太陽能產(chǎn)蒸汽裝置蒸餾水的產(chǎn)量，推算出集熱管1內(nèi)海水的濃縮度和集熱管1內(nèi)濃縮液的存量，并適時進行再次上水。到晚間，打開低位組閥5將集熱管 1內(nèi)的濃縮液收下。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)玻翅板管太陽集熱裝置，由內(nèi)玻翅板管和與內(nèi)玻翅板管配合連接的聯(lián)集盒組成，聯(lián)集盒可帶有補水駁管、進出水駁管、溢氣管或者封閉氣囊和泄壓器件；還可以配置帶有電磁閥、水溫水位傳感器的微機控制系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)玻翅板管兩端的水平誤差小于正負(fù)15毫米；通過調(diào)整聯(lián)集盒的駁接管或者集熱管的狀態(tài)、在聯(lián)集盒內(nèi)或者在集熱管管口設(shè)置擋水物體使集熱管出水時有水留存、在集熱管管口上部設(shè)置擋氣物體使集熱管進水時上面有氣留存。
2.按照權(quán)利要求1所述的集熱裝置，其特征在于聯(lián)集盒內(nèi)部嵌入一個管狀換熱器，集熱管內(nèi)的水不斷蒸發(fā)成水蒸氣在管狀換熱器表面冷凝；或者聯(lián)集盒與一根伸向外界的蒸汽管連接，集熱管內(nèi)的水不斷蒸發(fā)成水蒸氣通過蒸汽管輸出。
3.按照權(quán)利要求1或者2所述的集熱裝置，其特征在于含有一維反射聚光器件；聚光裝置的受光區(qū)域面積與集熱管的吸收膜接收反射光的面積之比不超過5。
4.按照權(quán)利要求1或者2所述的集熱裝置，其特征在于聯(lián)集盒軸心線帶水平傾角安裝； 聯(lián)集盒內(nèi)含有梯級水壩，梯級水壩的每一個水壩圍起的空間與一支或者處于同一水平位置的一對集熱管連通，梯級水壩的擋水水位高于所在集熱管的留存水位0至10毫米。
5.按照權(quán)利要求1或者2所述的集熱裝置，其特征在于含有一個蓄熱水箱加熱負(fù)載，所述蓄熱水箱與一個封閉的管狀兩相流換熱器件冷端低熱阻連接；所述冷端的位置高于聯(lián)集盒并與聯(lián)集盒內(nèi)部通過一根蒸汽管連通，所述冷端內(nèi)的冷凝水可以回流進入聯(lián)集盒內(nèi)部； 所述冷端的頂部含有一根與一個氣球式封閉氣囊連通的通氣管。
全文摘要
一種內(nèi)玻翅板管太陽集熱裝置，由內(nèi)玻翅板管和聯(lián)集盒組成，其特征在于內(nèi)玻翅板管水平安置；通過調(diào)整集熱管狀態(tài)、在聯(lián)集盒內(nèi)或者集熱管管口設(shè)置擋水物體使集熱管出水時有水留存、在集熱管管口上部設(shè)置擋氣物體使集熱管進水時上面有氣留存。本發(fā)明的有益效果令內(nèi)玻翅板管水平布置并在其內(nèi)部實現(xiàn)汽水兩相流換熱循環(huán)，傳熱能力強；在集熱管內(nèi)部留存水，可防止空曬和突進冷水炸管。內(nèi)玻翅板管可利用內(nèi)玻璃管及其外面的金屬層直接從受熱區(qū)域向存水區(qū)域傳熱而不用毛細(xì)材料提水，避免了毛細(xì)材料結(jié)垢問題。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、換熱環(huán)節(jié)無活動部件、節(jié)能、可靠性高、抗凍、可以輸出100℃以上壓力足夠大的水蒸氣。結(jié)合附圖給出一個實施例。
文檔編號F24J2/26GK102252432SQ20111010412
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者陳旭 申請人:陳旭