專利名稱：一種防凍型太陽(yáng)能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防凍型太陽(yáng)能集熱器，屬于太陽(yáng)能光熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前全球能源和氣候變化危機(jī)的背景下，國(guó)務(wù)院提出了爭(zhēng)取到2020年實(shí)現(xiàn)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右的宏偉戰(zhàn)略。太陽(yáng)能作為其中一種資源潛力巨大的可再生能源，將在我國(guó)清潔能源戰(zhàn)略中扮演舉足輕重的角色。其中太陽(yáng)能光熱利用由于具有“低投入、高回報(bào)、無(wú)污染”的明顯特征，已經(jīng)明確列入國(guó)務(wù)院2006年頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要O006-2020年)》，將對(duì)今后我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)乃至能源整體供應(yīng)的發(fā)展產(chǎn)生積極影響。近些年，我國(guó)主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)得到了很大程度的發(fā)展，除了太陽(yáng)能空氣集熱器，水由于具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、無(wú)污染、換熱效率高等優(yōu)勢(shì)，成為應(yīng)用最為廣泛的一種換熱介質(zhì)。但是水在應(yīng)用的過(guò)程中所需面臨的主要難題是系統(tǒng)的防凍問(wèn)題，尤其是我國(guó)北方地區(qū)在冬天遇到連續(xù)的陰天、下雪等天氣時(shí)，系統(tǒng)一旦凍壞，會(huì)增加大量額外的維修成本，因此往往需要投入許多輔助能源，如電能等，進(jìn)行伴熱，來(lái)防止系統(tǒng)因溫度過(guò)低而被凍壞，這樣尋求各種有效的防凍技術(shù)就成為很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)針對(duì)太陽(yáng)能光熱利用領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種集熱和供熱溫度恒定，冬季可以防凍的太陽(yáng)能集熱
ο本實(shí)用新型技術(shù)方案如下一種防凍型太陽(yáng)能集熱器，含有帶保溫材料的邊框、上玻璃蓋板、下背板、集熱管、 進(jìn)水管和出水管；多根集熱管平行布置在上玻璃蓋板的下方，在每根集熱管內(nèi)部均設(shè)置換熱管，集熱管和換熱管的橫截面同心布置，其特征在于在集熱管和換熱管之間的空間內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì)，并在換熱管的外表面設(shè)有多個(gè)沿軸向布置的平板型翅片，每根換熱管的兩端分別與所述的進(jìn)水管和出水管相連通。本實(shí)用新型所述的集熱管和換熱管優(yōu)選采用圓柱形。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果一方面，由于集熱管和換熱管之間填充了相變蓄熱介質(zhì)，可以降低集熱管外表面溫度，從而提高集熱效率；另一方面，只有當(dāng)需要進(jìn)行取熱時(shí)，才往換熱管內(nèi)通水，取完熱后立即將換熱管內(nèi)的水排空至建筑內(nèi)部的水箱里， 從而保證該集熱器不被凍壞，同時(shí)由于相變介質(zhì)可以保持恒定的放熱溫度，所以能夠有效減小其供水溫度的波動(dòng)。本實(shí)用新型具有集熱效率高、不怕凍、熱損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及易于市場(chǎng)化等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于北方建筑采暖和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)。


3[0009]圖1為本實(shí)用新型提供的防凍型太陽(yáng)能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖面示意圖。圖3為圖2中集熱管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖中各部件表示1-帶保溫材料的邊框；2-上玻璃蓋板；3-下背板；4-集熱管； 5-換熱管；6-翅片；7-進(jìn)水管；8-出水管；9-相變蓄熱介質(zhì)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的工作原理、具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1為本實(shí)用新型提供的防凍型太陽(yáng)能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括帶保溫材料的邊框1、上玻璃蓋板2、下背板3、集熱管4、換熱管5、翅片6、進(jìn)水管7和出水管8 ；多根集熱管平行布置在上玻璃蓋板2的下方，在每根集熱管4內(nèi)部均設(shè)置換熱管5，集熱管4 和換熱管5的橫截面同心布置，在集熱管4和換熱管5之間的空間內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì) 9，并在換熱管5的外表面設(shè)有多個(gè)沿軸向布置的平板型翅片6 ；每根換熱管5的兩端分別與進(jìn)水管7和出水管8相連通。集熱管4和換熱管5 —般采用圓柱形，也可采用方形或其它形狀的管。相變蓄熱介質(zhì)可以為棕櫚酸、硬脂酸等有機(jī)材料，也可以為Naj2O3 · 5H20、 NaOAc · 3H20、NH4Al (SO4) · 12H20 等無(wú)機(jī)材料。本實(shí)用新型的原理和工作過(guò)程如下該防凍型太陽(yáng)能集熱器在太陽(yáng)光的照射下， 集熱管4表面的選擇性吸收材料可以吸收太陽(yáng)光的輻射熱量，并向內(nèi)傳遞給集熱管4和換熱管5之間的相變蓄熱介質(zhì)9儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)建筑內(nèi)需要提供生活熱水或采暖熱量時(shí)，從進(jìn)水管7通入循環(huán)水，這部分循環(huán)水在流經(jīng)換熱管5的過(guò)程中，與相變蓄熱介質(zhì)9發(fā)生熱交換而被加熱，此時(shí)換熱管5外部的平板型翅片6可以強(qiáng)化換熱效果，最終被加熱的循環(huán)水由出水管8被送至建筑內(nèi)部。一方面，由于集熱管和換熱管之間填充了相變蓄熱介質(zhì)9，可以降低集熱管4外表面溫度，從而提高集熱效率；另一方面，只有當(dāng)需要進(jìn)行取熱時(shí)，才往換熱管5內(nèi)通水，取完熱后立即將換熱管內(nèi)的水排空至建筑內(nèi)部的水箱里，從而保證集熱管和換熱管不被凍壞， 同時(shí)由于相變介質(zhì)9可以保持恒定的放熱溫度，所以能夠有效減小其供水溫度的波動(dòng)。本實(shí)用新型具有集熱效率高，不怕凍，熱損失小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易市場(chǎng)化，可以廣泛應(yīng)用于北方建筑采暖和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種防凍型太陽(yáng)能集熱器，含有帶保溫材料的邊框(1)、上玻璃蓋板O)、下背板 (3)、集熱管G)、進(jìn)水管(7)和出水管⑶；多根集熱管⑷平行布置在上玻璃蓋板(2)的下方，在每根集熱管內(nèi)部均設(shè)置換熱管(5)，集熱管(4)和換熱管(5)的橫截面同心布置，其特征在于在集熱管(4)和換熱管(5)之間的空間內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì)(9)，并在換熱管( 的外表面設(shè)有多個(gè)沿軸向布置的平板型翅片(6)，每根換熱管( 的兩端分別與所述的進(jìn)水管⑵和出水管⑶相連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種防凍型太陽(yáng)能集熱器，其特征在于所述的集熱管(4) 和換熱管( 均為圓柱形。
專利摘要一種防凍型太陽(yáng)能集熱器，涉及一種太陽(yáng)能光熱利用設(shè)備。該集熱器包括含有帶保溫材料的邊框、上玻璃蓋板、下背板、集熱管、換熱管、進(jìn)水管和出水管；多根集熱管平行布置在上玻璃蓋板的下方，在每根集熱管內(nèi)部均設(shè)置換熱管，集熱管和換熱管的橫截面同心布置，在集熱管和換熱之間的空間填充有相變蓄熱介質(zhì)，并在換熱管的外表面設(shè)有多個(gè)沿軸向布置的平板型翅片，每根換熱管的兩端分別與進(jìn)水管和出水管相連通，集熱管和換熱管均為圓柱形。本實(shí)用新型集熱效率高，具有不怕凍、熱損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和易于市場(chǎng)化等特點(diǎn)，可應(yīng)用于北方建筑采暖和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F24J2/34GK202209800SQ201120305799
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者于濤, 單明, 楊旭東, 楊銘, 王鵬蘇 申請(qǐng)人:清華大學(xué)