双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器制造技术

本发明专利技术公开了一种双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，包括内侧壁及内底壁上设置第一保温层的壳体，壳体的上盖板为透明玻璃盖板，壳体内从上到下设置有吸热板、重力热管层、第二保温层、吸液芯热管层，重力热管层并排设置有多个重力热管，吸液芯热管层并排设置有多个与多个重力热管一一对应的吸液芯热管，各重力热管的蒸发段与所述吸热板背面紧密连接，所有的吸液芯热管被相变蓄热材料层包裹，各重力热管的冷凝段与对应位置的吸液芯热管的蒸发段直接连接或通过导热层间接连接，相变蓄热材料层内设置冷媒盘管。该太阳能集热器中有效增大了热管与相变蓄热材料的换热面积，从而提高换热效果，并能有效避免热量向外界传导而引起热损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，属于太阳能集热器结构设计

技术介绍
随着经济的发展造成能源的日益紧张，开展利用新能源是当前的首要任务。随着太阳能技术的不断进步，太阳能集热器得到了广泛推广和应用。在抗冻型无水箱高效平板太阳能热水器(CN104990287A)、一种相变蓄热型太阳能集热器(CN103791629A)等专利文献中，相变蓄热材料被直接放置于真空管内管中，在夜间等非工作时间，相变材料储存的热量会反向向真空管传递，通过热辐射的方式向外界环境散失热量。在一种无水箱平板式相变储热型太阳能热利用装置(CN102168892A)、一种无水箱蓄热式平板太阳能热水器(CN101788195A)等专利文献中，相变材料被直接放置于吸热板下方或与吸热板直接相连的套管中，在非集热器工作时段，热量会反向向吸热板传递，通过对流、辐射等方式向外界环境散失热量。另外，在一种抗冻型无水箱高效平板太阳能热水器(CN102721183A)中提出将相变蓄热材料与吸热板分离并利用超导热管进行传热的方案，虽在一定程度
上解决上述各专利文献中存在的热量易散失的问题，但在该热水器中由于热管冷凝端表面积较小，即热管与相变蓄热材料换热面积较小，因此可能存在换热效果不佳的问题。
技术实现思路
对此，本专利技术旨在提供一种双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，该太阳能集热器中有效增大了热管与相变蓄热材料的换热面积，从而提高换热效果，并能有效避免储蓄的热量向外界传导而引起热损失。实现本专利技术目的的技术方案是：一种双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，包括内侧壁及内底壁上设置第一保温层的壳体，所述壳体的上盖板为透明玻璃盖板，所述壳体内从上到下设置有空气层、吸热板、重力热管层、第二保温层、吸液芯热管层，所述重力热管层并排设置有多个重力热管，所述吸液芯热管层并排设置有多个与多个重力热管一一对应的吸液芯热管，各重力热管的蒸发段与所述吸热板背面紧密连接，所有的所述吸液芯热管被相变蓄热材料层包裹，各重力热管的冷凝段与对应位置的吸液芯热管的蒸发段直接连接或通过导热层间接连接，所述相变蓄热材料层内设置冷媒盘管。上述技术方案中，各重力热管的冷凝段与对应位置的吸液芯热管的蒸发段通过固定部件固定。上述技术方案中，所述固定部件包括固定件一、固定件二和连接结构，
所述连接结构将固定件一和固定件二对合固定，所述各重力热管的冷凝段与对应位置的吸液芯热管的蒸发段被固定在所述固定件一和固定件二之间的定位槽内。上述技术方案中，所述连接结构为螺钉、卡扣或扎带。上述技术方案中，所述各重力热管的冷凝段具有第一导热面，所述各吸液芯热管的蒸发段具有适于与所述第一导热面匹配的第二导热面。上述技术方案中，所述各重力热管的冷凝段及各吸液芯热管的蒸发段为方盒体形，所述第一导热面及第二导热面为平面。本专利技术具有积极的效果：(1)本专利技术中，将所述吸热板、重力热管层、吸液芯热管层及相变蓄热材料层沿太阳能集热器厚度方向分布设置在壳体内部，所述重力热管层并排设置有多个重力热管，所述吸液芯热管层并排设置有多个与多个重力热管一一对应的吸液芯热管，各重力热管的蒸发段与所述吸热板背面紧密连接，所有的所述吸液芯热管被相变蓄热材料层包裹，各重力热管的冷凝段与对应位置的吸液芯热管的蒸发段直接连接或通过导热层间接连接，采用这种结构有效的增加了热管(具体是吸液芯热管)与相变蓄热材料层的接触面积即换热面积，从而提高了换热效果，在提高蓄热量时加厚相变蓄热材料层的整体厚度即可；进一步在本案中采用由重力热管与吸液芯热管相结合的组合式热管，由于重力热管具有由蒸发段到冷凝段单向传递热量的特性，因此能够实现热量向内单向传递，吸液芯热管的热量无法通过重
力热管向外传递，加上第一保温层和第二保温层将相变蓄热材料层完全包围能够达到良好的保温效果，从而能有效防止收集的热量向外界环境散失；该太阳能集热器是倾斜安装在室外光照良好场地，它在工作时，光照透过上盖板照射在吸热板上，所述吸热板吸收的热量经重力热管层、吸液芯热管层传递并储蓄在相变蓄热材料层中对冷媒盘管加热。附图说明图1为本专利技术中太阳能集热器的结构示意图；图2为本专利技术中固定部件的爆炸视图；图3为本专利技术中重力热管或吸液芯热管的结构示意图。图中所示附图标记为：1-壳体；11-上盖板；12-空气层；2-吸热板；3-第一保温层；4-重力热管层；41-重力热管；42-第一导热面；5-第二保温层；6-吸液芯热管层；61-吸液芯热管；62-第二导热面；7-相变蓄热材料层；8-冷媒盘管；9-固定部件；91-固定件一；92-固定件二；10-螺钉。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术中太阳能集热器的具体结构做以说明：一种双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，如图1所示，其包括内侧壁及内底壁上设置第一保温层3的壳体1，本实施例中的所述壳体1为方形扁盒状，所述壳体1的上盖板11为透明玻璃盖板，所述壳体1内从上到
下设置有空气层12、吸热板2、重力热管层4、第二保温层5、吸液芯热管层6，所述重力热管层4并排设置有多个重力热管41，所述吸液芯热管层6并排设置有多个与多个重力热管41一一对应的吸液芯热管61，各重力热管41的蒸发段与所述吸热板2背面紧密连接(紧密接触或者焊接)，所有的所述吸液芯热管61被相变蓄热材料层7包裹，各重力热管41的冷凝段(伸入所述第二保温层5内)与其下方对应位置的吸液芯热管61的蒸发段直接连接或通过导热层(如涂抹少量导热硅脂)间接连接，所述相变蓄热材料层7内设置冷媒盘管8。本专利技术中，采用上述结构有效的增加了热管(具体是吸液芯热管61)与相变蓄热材料层7的接触面积即换热面积，从而提高了换热效果，在提高蓄热量时加厚相变蓄热材料层7的整体厚度即可；进一步在本案中采用由重力热管41与吸液芯热管61相结合的组合式热管，由于重力热管41具有由蒸发段到冷凝段单向传递热量的特性，因此能够实现热量向内单向传递，吸液芯热管61的热量无法通过重力热管41向外传递，加上第一保温层3和第二保温层5将相变蓄热材料层7完全包围能够达到良好的保温效果，从而能有效防止收集的热量向外界环境散失；该太阳能集热器是倾斜安装在室外光照良好场地，它在工作时，光照透过上盖板11照射在吸热板2上，所述吸热板2吸收的热量经重力热管层4、吸液芯热管层6传递并储蓄在相变蓄热材料层7中对冷媒盘管8加热。实践操作中，所述冷媒盘管8可以设置为蛇形管，其目的是为了增加水流过的时间，实现充分加热，达到冷水进热水出的效果，当然也可通过控制冷媒盘管8的流速实现充分加热的目的。本实施例中，各重力热管41的冷凝段与对应位置的吸液芯热管61的蒸发段通过固定部件9固定，通过采用固定部件9能将各重力热管41的冷凝段与对应位置的吸液芯热管61的蒸发段有效固定连接，避免在产品组装完成后两者发生错位，从而保证重力热管41与吸液芯热管61间热传递的可靠性。如图2所示，所述固定部件9包括固定件一91、固定件二92和连接结构，所述连接结构将固定件一91和固定件二92对合固定，所述各重力热管41的冷凝段与对应位置的吸液芯热管61的蒸发段被固定在所述固定件一91和固定件二92之间的定位槽内，本实施例中的所述连接结构为螺钉10，实践本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，其特征在于：包括内侧壁及内底壁上设置第一保温层(3)的壳体(1)，所述壳体(1)的上盖板(11)为透明玻璃盖板，所述壳体(1)内从上到下设置有空气层(12)、吸热板(2)、重力热管层(4)、第二保温层(5)、吸液芯热管层(6)，所述重力热管层(4)并排设置有多个重力热管(41)，所述吸液芯热管层(6)并排设置有多个与多个重力热管(41)一一对应的吸液芯热管(61)，各重力热管(41)的蒸发段与所述吸热板(2)背面紧密连接，所有的所述吸液芯热管(61)被相变蓄热材料层(7)包裹，各重力热管(41)的冷凝段与对应位置的吸液芯热管(61)的蒸发段直接连接或通过导热层间接连接，所述相变蓄热材料层(7)内设置冷媒盘管(8)。

【技术特征摘要】
1.一种双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，其特征在于：包括内侧壁及内底壁上设置第一保温层(3)的壳体(1)，所述壳体(1)的上盖板(11)为透明玻璃盖板，所述壳体(1)内从上到下设置有空气层(12)、吸热板(2)、重力热管层(4)、第二保温层(5)、吸液芯热管层(6)，所述重力热管层(4)并排设置有多个重力热管(41)，所述吸液芯热管层(6)并排设置有多个与多个重力热管(41)一一对应的吸液芯热管(61)，各重力热管(41)的蒸发段与所述吸热板(2)背面紧密连接，所有的所述吸液芯热管(61)被相变蓄热材料层(7)包裹，各重力热管(41)的冷凝段与对应位置的吸液芯热管(61)的蒸发段直接连接或通过导热层间接连接，所述相变蓄热材料层(7)内设置冷媒盘管(8)。2.根据权利要求1所述的双层热管相变蓄热型平板太阳能集热器，其特征在于：各重力热管(41)的冷凝段与对应位置的吸液芯热管(61)的蒸发段通过固定部件(9)固定。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯景鑫，江清阳，阳季春，陈轶光，谷志攀，吴晓艳，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33