太阳能翅片热板制造技术

一种太阳能翅片热板，其特征在于将太阳板制成波浪形翅片，并按照与使用地纬度互为余角的倾角与热管套接，再封装在透明罩玻璃板框内，放热段外露，且处于几何中心。该装置采用翅片集热和热管传热技术，特别适合于在各种建筑物的阳台、墙壁类南向阳立面上安装采集太阳热能。具有启动快、热效率高、经久耐用、无积灰、可避免冰雹砸碎玻璃板等损失。彻底摆脱了传统的太阳能热水器只能在屋顶安装的局限。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属太阳能热利用装置，特别是关于既利用工质相变传热技术，又可以以垂直状态安装在各种建筑物的阳台、墙壁甚至框架之类的南向阳的立面上，采集太阳辐射热能的太阳能翅片热板。太阳能是一种可自由利用、无污染、能量密度不高的持久能源。长期以来人们在探索太阳能热利用方面做了大量的工作并取得了良好的成效。以清华大学研制而成的《全玻璃真空太阳能集热管》，专利号85100142．4等项专利，及德国戴姆勒一奔驰宇航公司与北京市太阳能研究所合资研制的《热管式真空管》为主要元件组装而成的众多品牌的太阳能热水器已成为国内市场的主导产品，深受广大用户欢迎。然而这二类产品有一个共同的特征，即必须在房屋的顶层朝南倾斜安装，而顶层以下的居室户却很难使用。为摆脱上述困境，人们又进行艰苦的探索。其中，《分体式太阳热水器》，专利号972255672．5，采用将热管集热器与水箱分离的方案，将热管集热器按竖向排列并悬挂在南向阳台外侧与水平面保持40～60度倾角，再加装保护防护网。另一种是《阳台用热管式真空管太阳热水器》(详见“太阳能”杂志1999年第2期)，也采用热管集热器与水箱分离的方案，将热管集热器按横向排列悬挂在南向阳台的外侧，要求热管集热器与水平面保持3°左右的倾斜，放热段向上翘35°左右并加装特殊的导热块，以便将与导热块连接的金属管内的水加热。显然，上述二种阳台用的太阳能热水器仍存在结构上的缺陷。前者是加装的防护网并不可靠，网的阴影影响采光效率，楼下的居室户也会反对；后者是3°倾角将严重地影响热管相变传热效率，甚至无法工作，导热块结构复杂、成本高、效率低。导致上述缺陷的根本原因在于将采光面与热传导元件按共轴结构设计而成的《全玻璃真空太阳能集热管》和《热管式真空管》，仅适合于倾斜安装，而根本不适合垂直状态下采集太阳辐射热能。正因为如此，上述二种以及与其相似的试图将太阳能热水器安装在南向阳台立面上的方案均未获得成功。本技术的目的在于提供一种能克服上述缺陷，采用将采光元件--太阳板倾斜，与传热元件--热管垂直相结合的方案，产生一种完全新型的太阳集热元件。其具体方案是将太阳板制成翅片，将若干块翅片按照相同的交角、相等的间距套接在热管上，并封装在板框内，放热段裸露于框外，且处于几何中心位置，即构成太阳能翅片热板。当将这种太阳能翅片热板以垂直状态安装在阳台、墙壁或框架类南向阳立面上，并使翅片的向阳面朝南或略偏西南方向定位。此时，由于事先将翅片与热管中心线之间的交角按照使用地所处的纬度相关联的方案设定，所以翅片与太阳入射角接近垂直，能最大限度地吸收太阳辐射热能，再通过翅片与热管之间连接的金属传导热，启动热管，实施相变传热。这种新型的太阳能集热元件不仅具有热容量小、启动快、热效率高、结构简单，经久耐用等优点，更重要的是能以完全垂直的状态安装在任何一种建筑物南向阳的立面上，彻底摆脱了传统的太阳能热水器只能安装在屋顶的局限，极大地扩大了采集太阳辐射热能的使用范围；既无积灰，又能避免冰雹砸碎玻璃板等损失，可构成各种新型的太阳能热利用装置供各类地区使用。本技术是这样实现的将铜或铝质太阳板制成翅片2，翅片2以倾斜角α连接在n根热管1上，再将其封装在由玻璃面板6和框架5构成的板框内，盖板3封口，而热管1的放热段均裸露于框外，且处于几何中心位置，即构成太阳能翅片热板。而翅片2是由纵断面均成“L”形的正片和付片8贴合而成。二者直立面与倾斜面的夹角均为α角，α角按照使用地所处的纬度的φ互为余角设定，即α=90°-φ，通常α可在15°～75°范围内选定。此时，当热管1处于垂直状态，倾斜的翅片2与太阳光入射角仍能保持接近垂直。二者直立面的中部相对应的凹槽贴合成一空心管，空心管的中心线与直立面和倾斜面的交线相垂直。空心管内可套接热管1。翅片2的倾斜面为向阳面，呈矩形，且具有波浪状。在翅片2的波浪形向阳面上涂镀选择性吸收涂层。将m块翅片2套接在n根热管1上，而n根热管1的中心线相平行，间距相等，平直段均处于同一平面，且n≥2；而m块翅片2之间的间距S相等，且m≥4。在热管1的背阳面紧的贴垫板9，既可使热管1定位又可减少传导热损。在热管1放热段的外表面涂不粘性涂层，可防止结垢。热管1内灌注纯水和添加剂的混合液，且抽制成P≤5×10-2Pa真空。使用时，将翅片热管垂直安装在各种建筑物阳台、墙壁之类的南向阳立面上，并使翅片2的向阳面朝南或略偏西南方定位，太阳光以近似垂直的入射角照在翅片2上，翅片2将吸收的太阳辐射热能传导至热管1，管内的水类工质在真空状态下以远低于正常沸点的温度沸腾汽化，并迅即升腾至放热段。在放热段，管内的气态工质将携带的汽化潜热，经管壁传导给管外待加热的水或其它工质，随即冷凝成液态，在重力的作用下水又流回至热管1的下部。如此周而复始地实施液-汽-液相变传热，不断地将翅片2上吸收到的太阳辐射热能传递给待加热的水或其它工质。本技术的优点是采用翅片集热、热管传热技术研制而成的太阳能翅片热板，可以以垂直状态安装在各种建筑物的阳台、墙壁甚至框架之类的南向阳台的立面上，倾斜的翅片2的向阳面与太阳光的入射角接近垂直，能更有效地采集太阳辐射热能，彻底摆脱了现有的太阳能热水器只能安装在房屋项楼的局限，极大地扩大了利用太阳辐射热能的范围，为人类方便而有效的采集太阳热能提供了可能。另外，太阳能翅片热板呈垂直状态，无积灰之虑，更避免了冰雹之类的重物砸碎玻璃板的损失。再则，采用相变传热技术，具有热容量小、启动快、传热效率高、结构简单、成本低廉、经久耐用等优点。可制成各种太阳能热利用装置，供各类地区使用。本技术的具体结构由以下实施实例及附图给出。附附图说明图1是本技术太阳能翅片热板实施实例的结构简图。本技术太阳能翅片热板，由热管1、翅片2、盖板3、透明罩玻璃板6、框架5等部件所组成。将铜或铝质的太阳板制成正片和付片8，二者的纵断面均成“L”形，再将正付片贴合成翅片2，且直立面与倾斜面的夹角为α，α角按使用地所处的纬度φ设定，即α=90°-φ，可在15°～75°范围内选择。具体施工时，可按α等于25°、35°、45°等三种角度加工，以能适合我国绝大部分地区使用为准。二者直立面的中部对应部压制的凹槽贴合成一空心管，且空心管的中心线与直立面和倾斜面的交线相垂直。空心管内可套接热管1。翅片2的倾斜面呈矩形，在有波浪状的向阳面上涂镀选择性吸收涂层。将m块具有相同α角度的翅片2按照间距相等的要求套接在n根热管1上，翅片2之间的间距相等，且m≥4；n根热管1的中心线相平行、间距相等、平直段处于同一平面，且n≥2；而m块翅片2之间的间距相等，且m≥4；间距S以相邻翅片之间的阴影干涉最少为宜。翅片2的块数与选用的透明玻璃板框的有效高度L及间距s相关。热管1内灌注纯水和添加剂的混合物，且制成P≤5×10-2Pa真空。添加剂不仅可以防止热管1管内腐蚀，还可以制成适合不同温度的高、中、低温热管。在热管1的背阳面紧贴隔热板9。将连接翅片2的热管1封装在透明罩玻璃面板6和框架5构成的板框内，盖板3封口，管塞4可加强密封，放热段裸露于管外，且处于几何中心，即构成翅片热板。使用时，将由太阳能翅片热板构成的太阳能热水器安装在各种建筑物的阳台、墙壁或框架之类的南向阳立面上，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能翅片热板，它包括热管１、翅片２、透明罩玻璃面板６、框架５等部件所组成，其特征在于翅片２以倾斜交角α连接在ｎ根热管１上，再将其封装在由面板６和框架５构成的板框内，盖板３封口，而热管１的放热段均裸露于管外，且均处于几何中心位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍大同，
申请(专利权)人：鲍大同，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]