一種高效多流道太陽能集熱器的製作方法
2023-06-20 09:38:56 1
專利名稱：一種高效多流道太陽能集熱器的製作方法
技術領域：
一種高效多流道太陽能集熱器技術領域[0001]本實用新型涉及到太陽能利用技術領域，尤其是高效多流道太陽能集熱器。 技術背景[0002]在太陽能熱利用中，太陽能熱水器已在國內外普遍應用，而且獲得了顯著的經 濟社會效益。太陽能熱水器的主體為太陽能集熱器，按其結構包括有平板式集熱器、全 玻璃真空管集熱器及熱管型集熱器等。就平板式集熱器而言，它可分成管板式、扁盒式 及多流道等類型。它由透明蓋板、吸熱體(俗稱集熱板芯)、保溫層和殼體等組成。其 中集熱板芯是集熱器的核心，是完成光熱轉換的關鍵部件，它取決於集熱器性能優劣。 依據傳熱傳質原理，集熱效率與集熱器的總熱阻有關。其總熱阻越小，集熱效率越高。 如何減少集熱器的總熱阻，將涉及到集熱板芯的結構設計和工藝技術等方面。對於管板 式集熱器，它的總熱阻包括翅片板到排管的翅片熱阻Rp，管板結合熱阻Rb，翅片板到排 管外壁的輻射熱阻艮，排管導熱熱阻Rk，及排管內壁至載熱流體(水)的對流熱阻Ilf。 對於金屬板芯，Rk^),例如全銅管板式集熱器存在四種熱阻，即Rp，Rb，艮及Rf，其 中Rp最大，其次Rb。儘管銅翅片板經過選擇性塗層處理，大大減少了艮，但由Rp和Rb 頗大，故它總熱阻仍然較大，致使影響其集熱效率。雖然全銅管板式集熱器存在上述缺 點，然而，它具有結構簡單，製作簡便，承壓優良，以及載熱流體(水)熱容量(即Rf) 小等顯著優點，因此它的市場前景看好。至於扁盒式集熱器，顧名思義，它的載熱流體 (水)與吸熱板表面相接觸的總面積等於吸熱板表面總面積，管板合二為一。故沒有不通 流體(水)的翅片板，也沒有排管，因此Rp = 0，Rb = O5但其載熱流體(水)的熱容 量頗大，換言之Rf頗大，致使大大影響集熱效率，並且存在承壓性能差等缺點。因此其 市場前景不如全銅管板式集熱器。至於全玻璃真空管集熱器，其顯著的優點是保溫性能 優良，因它的兩玻璃夾層採用抽真空，從而消除了對流與傳導的熱損失。但它顯著缺點 是內管中水的熱容量大(即Rf大)，起動慢；且承壓性能較差。[0003]實用新型專利94224190.8公開了一種高效全溼潤太陽能集熱器，該專利存在如 下問題其在吸熱板芯上具有15到20條流道，導致承壓能力不夠，且流道沒有分組，導 致載熱流體(水)的熱容量較大(即Rf較大)，起動慢，影響集熱性能，且不宜在有承壓 要求的集熱系統中使用。實用新型內容[0004]本實用新型的目的是設計一種既保留管板式集熱器的Rf小和承壓優良的優點， 同時保留扁盒式集熱器的優點(Rp = 0，Rb = 0)，又克服了管板式的顯著缺點(Rp頗大) 以及扁盒式和全玻璃真空管集熱器的顯著缺點(Rf頗大，承壓差)，而研製成具有熱效率 高且承壓優良的多流道太陽能集熱器。按本實用新型而研發的產品，既保留管板式、扁 盒式和全玻璃真空管集熱器的優勢，又克服它們的缺點。[0005]為實現以上實用新型目的，本實用新型提供了如下技術方案一種高效多流道3太陽能集熱器，包括有由多條流道和上下連通道組成的集熱板芯，所述集熱板芯為已模 壓成形的兩塊優質不鏽鋼板或耐腐蝕的特種鋁合金板對稱對合、在流道組之間及其周邊 採用縫焊和氬弧焊製成的集熱板芯；所述集熱板芯的多條流道分成10 16組流道組，每 組流道組的流道數為3 6條，總流道數為30 96條；流道組中心距D為56 93mm。[0006]本實用新型提供一種高效多流道太陽能集熱器，其獨特結構是管板合二為一組 成吸熱板，它均勻地分布了許多條流道。依據傳熱傳質原理，集熱器效率與集熱器的總 熱阻有關，其總熱阻越小，集熱效率越高。對於金屬管板式集熱器，它的總熱阻包括翅 片熱阻RP，管板結合熱阻Rb，吸熱板輻射熱阻Rr和吸熱板內壁至載熱流體(水)的對流 熱阻Rf。本實用新型提供的集熱器，因為是管板合二為一，除了流道組之間的焊縫外， 沒有不通載熱流體(水)的翅片板，故具有RpO，Rb = O,艮較小(經選擇性塗層處理 之後)和Rf較小(因流道截面積等於有效直徑為8mm的截面積)。所以本集熱器具有較 小的集熱器總熱阻，即具有頗高的集熱效率。它優於全銅管板式集熱器和全玻璃真空管 集熱器的集熱效率[0007]所述流道組優選為15組，每組流道數為4條，總流道數為60條，流道組之間中 心距D為62mm。[0008]所述每條流道的橫截面積為正方形或扁六邊形；其等對角線L為6 20mm。相 對於現有技術流道橫截面積的橢圓形設計，正方形或扁六邊形由於具備邊的轉角，因此 具有更好的承壓能力。[0009]每相鄰的流道之間通過加強筋連接。加強筋的設計有效緊固了流道的穩定，保 證了集熱板芯具有優良的承壓能力和使用壽命長。[0010]所述集熱板芯中具有圓柱體的上下連通道各一條，其直徑為22 25mm，高為 940 950mm。[0011]本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點它的關鍵技術涉及到集熱板芯 的結構和流道數量諸方面。一塊2m2吸熱板的寬一般為940 950mm，欲達到上述的設 計技術要求，且不致於加工工藝太複雜而費工時，本實用新型的獨特設計是，把流道數 分為若干組，而每組有若干條流道；其特點在於所述集熱板芯的流道分成10 16組，每 組流道數為3 6條，總流道數為30 96條，流道組之間中心距D為56 93mm。經 過設計計算，優選15組流道組，每組流道數為4條，總流道數為60條，D = 62mm，由 於在2m2吸熱板內均勻地分布了 60條流道，每條流道的橫截面積等於相當於有效直經為 8mm的截面積，故每條流道內水容量頗小，即Rf較小。又由於除了每組流道組間的焊縫 外，沒有不通流體(水)的翅片，且管板合二為一，故Rp』，Rb = O。並對吸熱板表面 進行選擇性塗層處理，所以艮較小。綜合上述，本實用新型的高效多流道太陽能集熱器 具有較小的集熱器總熱阻，故具有頗高的集熱效率。
[0012]圖1為本實用新型太陽能集熱器集熱板芯結構主視圖；[0013]圖2為圖1的A-A面示意圖；[0014]圖3為單個流道結構一示意圖；[0015]圖4為單個流道結構二示意圖；[0016]附圖標記說明1-集熱板芯，11-流道，12-加強筋，13-連通道，2_流道組。
具體實施方式
[0017]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的內容做進一步詳細說明。[0018]實施例[0019]請參閱圖1和圖2所示，一種高效多流道太陽能集熱器，把已模壓成形的兩塊優 質不鏽鋼板或耐腐蝕的特種鋁合金板對稱對合，然後在流道組之間及其周邊採用縫焊和 氬弧焊製成集熱板芯1，該集熱板芯1上設有多條流道11和上下連通道13，集熱板芯1 的多條流道11分成10 16組流道組2，每組流道組2的流道數為3 6條，總流道數為 30 96條；流道組2中心距D為56 93mm。[0020]本集熱器的集熱板芯經過設計計算，其特點在於優選15組流道組2，每組流道 數為4條，總流道數為60條。其特徵在於設計參數為L = 10mm, D = 62mm ；上、 下連通道為圓柱體，直徑為22 25mm，高為940 950mm ；整個集熱板芯寬940 950mm,長為 1950 1960mm。[0021]請參閱圖3和圖4所示，每條流道11的橫截面積為正方形或扁六邊形；其等對 角線L為6 20mm，可以優選L= 10mm，優選的該參數能保證流道的穩定性和具有較 小的:Rf。[0022]進一步，在每相鄰的流道11之間通過加強筋12連接，以保證承壓優良。[0023]上述詳細說明是本實用新型可行實施的具體說明，該實施例並非用以限制本實 用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專 利範圍中。
權利要求1.一種高效多流道太陽能集熱器，包括有由多條流道(11)和上下連通道(13)組成的 集熱板芯(1)，其特徵在於所述集熱板芯(1)為已模壓成形的兩塊優質不鏽鋼板或耐腐 蝕的特種鋁合金板對稱對合、在流道組之間及其周邊採用縫焊和氬弧焊製成的集熱板芯 ⑴；所述集熱板芯⑴的多條流道(11)分成10 16組流道組(2)，每組流道組(2)的 流道數為3 6條，總流道數為30 96條；流道組(2)中心距D為56 93mm。
2.如權利要求1所述的高效多流道太陽能集熱器，其特徵在於所述流道組優選為 15組，每組流道數為4條，總流道數為60條，流道組之間中心距D為62mm。
3.如權利要求1所述的高效多流道太陽能集熱器，其特徵在於所述每條流道(11) 的橫截面積為正方形或扁六邊形；其等對角線L為6 20mm。
4.如權利要求1所述的高效多流道太陽能集熱器，其特徵在於每相鄰的流道(11) 之間通過加強筋(12)連接。
5.根據權利要求1所述的高效多流道太陽能集熱器，其特徵在於所述集熱板芯中 具有圓柱體的上下連通道(13)各一條，其直徑為22 25mm，高為940 950mm。
專利摘要本實用新型一種高效多流道太陽能集熱器，包括有由多條流道和上下連通道組成的集熱板芯，所述集熱板芯為已模壓成形的兩塊優質不鏽鋼板或耐腐蝕的特種鋁合金板對稱對合、在流道組之間及其周邊採用縫焊和氬弧焊製成的集熱板芯；所述集熱板芯的多條流道分成10～16組流道組，每組流道組的流道數為3～6條，總流道數為30～96條；流道組中心距D為56～93mm。它具有翅片熱阻Rp≈0，管板結合熱阻Rb＝0，輻射熱阻較小(經選擇性塗層處理之後)和載熱流體(水)的對流熱阻Rf較小，故本實用新型的高效多流道太陽能集熱器具有較小的集熱器總熱阻，故具有頗高的集熱效率。
文檔編號F24J2/48GK201803484SQ20102054329
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者鄭偉清 申請人:鄭偉清