太阳能热水器光热转换组件制造技术

太阳能热水器光热转换组件能够增加吸收太阳能热射线面积和增加光热转换量，并将产生的热能传递至组件主体外的装置。金属的组件主体中央处传热管插孔两侧各有２条由弧形面与弦平面构成的弓形换热通道，在其２条换热通道之间各排列有一圆形液体通道。换热通道、传热管插孔及液体通道７条通孔通道的外表面上排列排满的小弧面构成了弧型吸热面。在其换热通道外表面中心线上均布排列能透过光线的圆型通孔，换热通道内弦平面上涂敷一层碳质吸热涂层材料，弧型吸热面与换热通道内的弦平面组成了吸收太阳能热射线的光热转换吸热面，组件主体内流动的液体与传热管插孔中的热管将热能传递至组件主体外的用热场合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能热水器光热转换技术及光热转换效率的装置，尤其是能增加吸收太阳能热射线的面积和提高光热转换效率的太阳能热水器光热转换组件。
技术介绍
目前，公知的主要类型太阳能热水器其吸收太阳能热射线进行光热转换的吸热体都是由有一定表面积的金属板和装有传热工质的金属传热管构成，太阳能热射线投射到金属板表面时，金属板内部结构中带电粒子受迫振动与其它原子或分子发生碰撞，振动能量转变成平动动能，使分子热运动能量增加而产生热能，并向与金属板紧密结合的金属传热管中传热工质传递热能。因此，光热转换吸热体的效能是直接影响太阳能热水器产热量多少和光热转换效率高低的关键部件，上述提及的太阳能热水器光热转换吸热体存在诸多不足，主要反映在①由于太阳能热水器的结构原因光热转换吸热体受结构限制了吸热面积，因此，吸收太阳能热射线的总量也受到限制。②光热转换吸热体有效吸热面积占太阳能热水器整体采光面积比例小，单位采光面积产热量低。③光热转换吸热体进行光热转换过程中温度较高，对外有热辐射及热能流失多，特别是在污染环境中情况更严重。④现有的太阳能热水器重量和体积较大，为安装、维护、使用带来很多不便，甚至在有些场合不准许安装使用。
技术实现思路
为了克服现有太阳能热水器光热转换吸热体吸热面积小，吸收太阳能热射线总量少，对外热辐射强度大及光热转换效率低的不足，本技术提供了一种太阳能热水器光热转换组件。该太阳能热水器光热转换组件不仅在有限的采光面积下增加吸收太阳能热射线的面积，并具有吸热面表面温度低，对外热辐射强度小，增大了单位采光面积产热量，提高了吸收太阳能热射线的总量及光热转换效能，一种能减轻太阳能热水器整体重量和减小太阳能热水器体积的新型高效太阳能热水器光热转换组件。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是太阳能热水器光热转换组件是由组件主体、热管、U型联接管、进口管接头、出口管接头、液体及碳质吸热涂层材料加工装配而成。由金属材料制成的组件主体是一重要的基础构件，所有的部件和碳质吸热涂层材料都装配在组件主体上或涂敷在组件主体结构中，完成吸收太阳能热射线进行光热转换及热能传递所包含的
技术实现思路
。①太阳能热水器光热转换组件的组件主体结构表述如下组件主体内有7条不同几何形状的通孔通道呈一字排列，园形传热管插孔位于组件主体中央位置，4条由弧形面与弦平面构成的弓形换热通道分别排列在传热管插孔两侧，2条园形液体通道排列在其两侧的2条换热通道中间，以换热通道内的弦平面为基准面，传热管插孔外表面、液体通道外表面与换热通道外弧形面弓形高处中心线持平在同一平面，在其形成的7个并排连续弧形表面上连续排列排满了与换热通道方向一致半径为R＜1mm、θ＞1.75弧度的小弧面，构成了吸收太阳能热射线进行光热转换的弧型吸热面。换热通道外的弧型吸热面弓形高处中心线上均布排列能透过光线直径＞2mm的园型通孔，其园型通孔数量大于换热通道外的小弧面面积的20％。②太阳能热水器光热转换组件整体构成表述如下以组件主体为基础构架，所有的辅助部件及碳质吸热涂层材料都安装在组件主体上或涂敷在组件主体结构中，热管蒸发段安装在组件主体传热管插孔内，与其一体的热管冷凝段伸出组件主体外，碳质吸热涂层材料涂敷在换热通道内的弦平面上，组件主体内2条液体通道的二个上端口分别焊装有进口管接头和出口管接头，2条液体通道的二个下端口与U型联接管两端口焊装连接组成了组件主体内的液体流动管路。③太阳能热水器光热转换组件工作原理及
技术实现思路
表述如下太阳能热水器光热转换组件是吸收太阳辐射能并将产生的热能传送到组件主体外用热场合的装置。当太阳能热射线投射到组件主体弧型吸热面及换热通道内的弦平面被吸收转化为该物体的内能增量而产生热能，由热管冷凝段及组件主体内流动的液体将热能传送到组件主体外的用热场合。采用新型能扩大吸收太阳能热射线的吸热面结构，组件主体内的7通孔通道外的弧形面及弧形面上排列排满的小弧面构成的弧型吸热面拉直于一平面，可以看出，新型吸收太阳能热射线的弧型吸热面大幅度增加了吸收太阳能热射线的面积，增大了太阳能热射线在同一时段投射到组件主体单位面积的热射线总量。换热通道外的弧型吸热面和换热通道内的弦平面都是太阳能热水器光热转换组件的主要吸热面，既要强烈吸收太阳能热射线具有较高的吸收率和光热转化量，又要尽可能降低弧型吸热面本身热辐射具有低发射率和热能流失量。因此，在其换热通道外的弧型吸热面弓形高处中心线均布排列的园型通孔减少了弧型吸热面的面积，降低弧型吸热面吸收太阳能热射线总量及弧型吸热面的表面温度达到对外低辐射的目地。当太阳能热射线投射到换热通道外的弧型吸热面时，也同时通过园型通孔进入到换热通道内，被温度较低、面积较大涂敷有碳质吸热涂层材料的弦平面强烈吸收并转换为热能。由于组件主体内传热管插孔中的热管及液体通道中流动的液体是将各吸热面传来的热能迅速导出的部件和物质。所以，传热管插孔和液体通道周围区域温度较低，与换热通道内外吸热面、传热管插孔外的弧型吸热面及液体通道外的弧型吸热面存在温差，组件主体各吸热面光热转换的热能都能被传热管插孔中热管蒸发段及液体通道中流动的液体迅速吸收，并传送至组件主体外的用热场合。从以上可知，弓形换热通道外的弧型吸热面及其内的弦平面，具备了吸收投射到换热通道内外吸热面太阳热能热射线的结构及光热转换机理。同时，液体通道中流动的液体又能保持组件主体及各吸热面在较低温度下工作。因此，既增加吸收太阳能热射线的吸热面积和光热转换量，又能保持较低热辐射强度，提高了太阳能热水器光热转换组件光热转换效率。本技术的有益效果是，太阳能热水器光热转换组件具有吸收太阳能热射线吸热面积大，吸收太阳能热射线总量多，弧型吸热面对外热辐射强度低，光热转换效率高，本例设计结构新颖，体积小，重量轻，易于工业化生产。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本例技术的剖面主视图。图2是图1的A-A剖视图。图3是图2的局部放大图。在图中1、组件主体，2、传热管插孔，3、换热通道，4、液体通道，5、热管蒸发段，6、热管冷凝段，7、进口管接头，8、出口管接头，9、U型联接管，10、液体，11、弧形面，12、弦平面，13、碳质吸热涂层材料，14、园型通孔，15、小弧面，16、弧形吸热面。本技术具体实施例在图1中，金属材料制成的组件主体(1)内的7条不同几何形状的通孔通道呈一字排列，园形传热管插孔(2)位于组件主体(1)的中央处，4条由弧形面(11)和弦平面(12)构成的弓形换热通道(3)分别排列在传热管插孔(2)的两侧，2条园形液体通道(4)排在其两侧的2条换热通道(3)中间。传热管插孔(2)内装有热管蒸发段(5)与其一体的热管冷凝段(6)伸出组件主体(1)外。2条液体通道(4)的两个上端口分别焊接装配有进口管接头(7)和出口管接头(8)，2条液体通道(4)的两个下端口与U型联接管(9)的两端焊接装配，形成了组件主体(1)内流动液体(10)的流通管路。在换热通道(3)内的弦平面(12)上涂敷一层碳质吸热涂层材料(13)，换热道道(3)的弧型面(11)外表面弓形高处中心线上均布排列直径＝2mm能透过光线的园型通孔(14)，其数量大于换热通道(3)外小弧面(15)面积的20％。在图2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能热水器光热转换组件是吸收太阳能热射线进行光热转换并将产生的热能传递到用热场合的装置，由组件主体、热管、Ｕ型联接管、进口管接头、出口管接头、液体及碳质吸热涂层材料装配而成，其特征是：金属材料制成的组件主体内７条不同几何形状的通孔通道呈一字排列，园形传热管插孔位于组件主体中央处，４条由弧形面与弦平面构成的弓形换热通道分别排列在传热管插孔两侧，２条园形液体通道又分别排列在其两侧的２条换热通道中间，２条液体通道的两个上端口分别焊接装配有进口管接头和出口管接头，２条液体通道的两个下端口与Ｕ型联接管两端口焊接装配构成了组件主体内的液体流通管路，以换热通道内弦平面为组件主体基准面，换热通道弧形面外表面弓形高处中心线与园形传热管插孔外表面、园形液体通道外表面的外园直径持平在同一平面，形成的并列７个弧形表面上排列排满了与换热通道方向一致的小弧面构成了组件主体弧型吸热面，换热通道内的弦平面涂敷一层碳质吸热涂层材料，换热通道外的弧形吸热面弓形高处中心线上均布排列能透过光线的园型通孔，太阳能热射线投射到换热通道外小弧面上时，也同时通过园型通孔进入到换热通道内被涂敷碳质吸热涂层材料的弦平面强烈吸收，组件主体内传热插孔中的热管蒸发段吸收组件主体各吸热面光热转换的热能，并由其一体的热管冷凝段将热能传递至组件主体外的用热场合，组件主体中流动的液体在流动过程中吸收组件主体各吸热面光热转换的热能，并随液体流出将热能传递至组件主体外的用热场合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐绍章，唐墨，
申请(专利权)人：唐绍章，唐墨，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]