雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，包括內側壁及內底壁上設置第一保溫層的殼體，殼體的上蓋板為透明玻璃蓋板，殼體內從上到下設置有吸熱板、重力熱管層、第二保溫層、吸液芯熱管層，重力熱管層并排設置有多個重力熱管，吸液芯熱管層并排設置有多個與多個重力熱管一一對應的吸液芯熱管，各重力熱管的蒸發段與所述吸熱板背面緊密連接，所有的吸液芯熱管被相變蓄熱材料層包裹，各重力熱管的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管的蒸發段直接連接或通過導熱層間接連接，相變蓄熱材料層內設置冷媒盤管。該太陽能集熱器中有效增大了熱管與相變蓄熱材料的換熱面積，從而提高換熱效果，并能有效避免熱量向外界傳導而引起熱損失。
【專利說明】
雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，屬于太陽能集熱器結構設計技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展造成能源的日益緊張，開展利用新能源是當前的首要任務。隨著太陽能技術的不斷進步，太陽能集熱器得到了廣泛推廣和應用。
[0003]在抗凍型無水箱高效平板太陽能熱水器(CN104990287A)、一種相變蓄熱型太陽能集熱器(CN103791629A)等專利文獻中，相變蓄熱材料被直接放置于真空管內管中，在夜間等非工作時間，相變材料儲存的熱量會反向向真空管傳遞，通過熱輻射的方式向外界環境散失熱量。在一種無水箱平板式相變儲熱型太陽能熱利用裝置(CN102168892A)、一種無水箱蓄熱式平板太陽能熱水器(CN101788195A)等專利文獻中，相變材料被直接放置于吸熱板下方或與吸熱板直接相連的套管中，在非集熱器工作時段，熱量會反向向吸熱板傳遞，通過對流、輻射等方式向外界環境散失熱量。另外，在一種抗凍型無水箱高效平板太陽能熱水器(CN102721183A)中提出將相變蓄熱材料與吸熱板分離并利用超導熱管進行傳熱的方案，雖在一定程度上解決上述各專利文獻中存在的熱量易散失的問題，但在該熱水器中由于熱管冷凝端表面積較小，即熱管與相變蓄熱材料換熱面積較小，因此可能存在換熱效果不佳的問題。
【實用新型內容】
[0004]對此，本實用新型旨在提供一種雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，該太陽能集熱器中有效增大了熱管與相變蓄熱材料的換熱面積，從而提高換熱效果，并能有效避免儲蓄的熱量向外界傳導而引起熱損失。
[0005]實現本實用新型目的的技術方案是:
[0006]—種雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，包括內側壁及內底壁上設置第一保溫層的殼體，所述殼體的上蓋板為透明玻璃蓋板，所述殼體內從上到下設置有空氣層、吸熱板、重力熱管層、第二保溫層、吸液芯熱管層，所述重力熱管層并排設置有多個重力熱管，所述吸液芯熱管層并排設置有多個與多個重力熱管一一對應的吸液芯熱管，各重力熱管的蒸發段與所述吸熱板背面緊密連接，所有的所述吸液芯熱管被相變蓄熱材料層包裹，各重力熱管的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管的蒸發段直接連接或通過導熱層間接連接，所述相變蓄熱材料層內設置冷媒盤管。
[0007]上述技術方案中，各重力熱管的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管的蒸發段通過固定部件固定。
[0008]上述技術方案中，所述固定部件包括固定件一、固定件二和連接結構，所述連接結構將固定件一和固定件二對合固定，所述各重力熱管的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管的蒸發段被固定在所述固定件一和固定件二之間的定位槽內。
[0009]上述技術方案中，所述連接結構為螺釘、卡扣或扎帶。
[0010]上述技術方案中，所述各重力熱管的冷凝段具有第一導熱面，所述各吸液芯熱管的蒸發段具有適于與所述第一導熱面匹配的第二導熱面。
[0011]上述技術方案中，所述各重力熱管的冷凝段及各吸液芯熱管的蒸發段為方盒體形，所述第一導熱面及第二導熱面為平面。
[0012]本實用新型具有積極的效果:
[0013](I)本實用新型中，將所述吸熱板、重力熱管層、吸液芯熱管層及相變蓄熱材料層沿太陽能集熱器厚度方向分布設置在殼體內部，所述重力熱管層并排設置有多個重力熱管，所述吸液芯熱管層并排設置有多個與多個重力熱管一一對應的吸液芯熱管，各重力熱管的蒸發段與所述吸熱板背面緊密連接，所有的所述吸液芯熱管被相變蓄熱材料層包裹，各重力熱管的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管的蒸發段直接連接或通過導熱層間接連接，采用這種結構有效的增加了熱管(具體是吸液芯熱管)與相變蓄熱材料層的接觸面積即換熱面積，從而提高了換熱效果，在提高蓄熱量時加厚相變蓄熱材料層的整體厚度即可;進一步在本案中采用由重力熱管與吸液芯熱管相結合的組合式熱管，由于重力熱管具有由蒸發段到冷凝段單向傳遞熱量的特性，因此能夠實現熱量向內單向傳遞，吸液芯熱管的熱量無法通過重力熱管向外傳遞，加上第一保溫層和第二保溫層將相變蓄熱材料層完全包圍能夠達到良好的保溫效果，從而能有效防止收集的熱量向外界環境散失;該太陽能集熱器是傾斜安裝在室外光照良好場地，它在工作時，光照透過上蓋板照射在吸熱板上，所述吸熱板吸收的熱量經重力熱管層、吸液芯熱管層傳遞并儲蓄在相變蓄熱材料層中對冷媒盤管加熱。
【附圖說明】

[0014]圖1為本實用新型中太陽能集熱器的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型中固定部件的爆炸視圖；
[0016]圖3為本實用新型中重力熱管或吸液芯熱管的結構示意圖。
[0017]圖中所示附圖標記為:1_殼體；11-上蓋板；12-空氣層；2-吸熱板;3-第一保溫層；4-重力熱管層;41-重力熱管;42-第一導熱面;5-第二保溫層;6-吸液芯熱管層;61-吸液芯熱管;62-第二導熱面;7-相變蓄熱材料層;8-冷媒盤管;9-固定部件;91-固定件一;92-固定件二; 10_螺釘。
【具體實施方式】
[0018]下面結合說明書附圖對本實用新型中太陽能集熱器的具體結構做以說明:
[0019]—種雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，如圖1所示，其包括內側壁及內底壁上設置第一保溫層3的殼體I，本實施例中的所述殼體I為方形扁盒狀，所述殼體I的上蓋板11為透明玻璃蓋板，所述殼體I內從上到下設置有空氣層12、吸熱板2、重力熱管層4、第二保溫層5、吸液芯熱管層6，所述重力熱管層4并排設置有多個重力熱管41，所述吸液芯熱管層6并排設置有多個與多個重力熱管41一一對應的吸液芯熱管61，各重力熱管41的蒸發段與所述吸熱板2背面緊密連接(緊密接觸或者焊接)，所有的所述吸液芯熱管61被相變蓄熱材料層7包裹，各重力熱管41的冷凝段(伸入所述第二保溫層5內)與其下方對應位置的吸液芯熱管61的蒸發段直接連接或通過導熱層(如涂抹少量導熱硅脂)間接連接，所述相變蓄熱材料層7內設置冷媒盤管8。本實用新型中，采用上述結構有效的增加了熱管(具體是吸液芯熱管61)與相變蓄熱材料層7的接觸面積即換熱面積，從而提高了換熱效果，在提高蓄熱量時加厚相變蓄熱材料層7的整體厚度即可;進一步在本案中采用由重力熱管41與吸液芯熱管61相結合的組合式熱管，由于重力熱管41具有由蒸發段到冷凝段單向傳遞熱量的特性，因此能夠實現熱量向內單向傳遞，吸液芯熱管61的熱量無法通過重力熱管41向外傳遞，加上第一保溫層3和第二保溫層5將相變蓄熱材料層7完全包圍能夠達到良好的保溫效果，從而能有效防止收集的熱量向外界環境散失;該太陽能集熱器是傾斜安裝在室外光照良好場地，它在工作時，光照透過上蓋板11照射在吸熱板2上，所述吸熱板2吸收的熱量經重力熱管層
4、吸液芯熱管層6傳遞并儲蓄在相變蓄熱材料層7中對冷媒盤管8加熱。實踐操作中，所述冷媒盤管8可以設置為蛇形管，其目的是為了增加水流過的時間，實現充分加熱，達到冷水進熱水出的效果，當然也可通過控制冷媒盤管8的流速實現充分加熱的目的。
[0020]本實施例中，各重力熱管41的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管61的蒸發段通過固定部件9固定，通過采用固定部件9能將各重力熱管41的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管61的蒸發段有效固定連接，避免在產品組裝完成后兩者發生錯位，從而保證重力熱管41與吸液芯熱管61間熱傳遞的可靠性。
[0021]如圖2所示，所述固定部件9包括固定件一91、固定件二 92和連接結構，所述連接結構將固定件一 91和固定件二 92對合固定，所述各重力熱管41的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管61的蒸發段被固定在所述固定件一91和固定件二92之間的定位槽內，本實施例中的所述連接結構為螺釘10，實踐操作中所述連接結構可以是卡扣、扎帶等能達到相同目的的現有連接結構。
[0022]進一步，所述各重力熱管41的冷凝段具有第一導熱面42，所述各吸液芯熱管61的蒸發段具有適于與所述第一導熱面42匹配的第二導熱面62;進一步，如圖3所示，所述各重力熱管41的冷凝段及各吸液芯熱管61的蒸發段為方盒體形，所述第一導熱面42及第二導熱面62為平面，采用這種結構能有效增大各重力熱管41的冷凝段與對應吸液芯熱管61蒸發段的導熱面，從而提高導熱效率，具有很好的使用效果。實踐操作中，只要保證重力熱管41與吸液芯熱管61有足夠的導熱面即可，在此前提下，所述重力熱管41的冷凝段與吸液芯熱管61的蒸發段的截面形狀也可以是圓形、半圓形、三角形等幾何形狀。
[0023]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，其特征在于:包括內側壁及內底壁上設置第一保溫層(3)的殼體(I)，所述殼體(I)的上蓋板(11)為透明玻璃蓋板，所述殼體(I)內從上到下設置有空氣層(12)、吸熱板(2)、重力熱管層(4)、第二保溫層(5)、吸液芯熱管層(6)，所述重力熱管層(4)并排設置有多個重力熱管(41)，所述吸液芯熱管層(6)并排設置有多個與多個重力熱管(41)一一對應的吸液芯熱管(61)，各重力熱管(41)的蒸發段與所述吸熱板(2)背面緊密連接，所有的所述吸液芯熱管(61)被相變蓄熱材料層(7)包裹，各重力熱管(41)的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管(61)的蒸發段直接連接或通過導熱層間接連接，所述相變蓄熱材料層(7)內設置冷媒盤管(8)。2.根據權利要求1所述的雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，其特征在于:各重力熱管(41)的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管(61)的蒸發段通過固定部件(9)固定。3.根據權利要求2所述的雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，其特征在于:所述固定部件(9)包括固定件一(91)、固定件二(92)和連接結構，所述連接結構將固定件一(91)和固定件二 (92)對合固定，所述各重力熱管(41)的冷凝段與對應位置的吸液芯熱管(61)的蒸發段被固定在所述固定件一 (91)和固定件二 (92)之間的定位槽內。4.根據權利要求3所述的雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，其特征在于:所述連接結構為螺釘(10)、卡扣或扎帶。5.根據權利要求1所述的雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，其特征在于:所述各重力熱管(41)的冷凝段具有第一導熱面(42)，所述各吸液芯熱管(61)的蒸發段具有適于與所述第一導熱面(42)匹配的第二導熱面(62)。6.根據權利要求5所述的雙層熱管相變蓄熱型平板太陽能集熱器，其特征在于:所述各重力熱管(41)的冷凝段及各吸液芯熱管(61)的蒸發段為方盒體形，所述第一導熱面(42)及第二導熱面(62)為平面。
【文檔編號】F24J2/32GK205717998SQ201620633271
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】侯景鑫, 江清陽, 陽季春, 陳軼光, 谷志攀, 吳曉艷
【申請人】嘉興學院