组件化的热管式太阳能集热器制造技术

本实用新型专利技术提供一种组件化的热管式太阳能集热器，它包括一热管结构，是一包括至少一非水平置放的直立管的连结管路结构，其中在至少一直立管上与冷却水管路网形成一热交换结构；一集热结构，是装设于热管结构下方，用以将太阳辐射热能集热于热管结构上及一冷却水管路网，是用以将热管结构所吸收热能交换至冷却水管路网所承载的流体中，此冷却水管路网具有二开口端，用以分别形成一冷水入口与一热水出口，冷却水管路网又具有支管通过每一热交换结构，成为该热交换结构的一部分。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种组件化的热管式太阳能集热器，尤指是一种利用热管优异的传热能力，以组件化设计方式所设计的间接式太阳能热管集热装置。当今，在此环保与能源运用难以兼顾的时代，太阳能成为少数几种无污染且不匮乏的能源之一。然而，太阳的辐射热能是一种间断性且低密度的能源，需借助高效率的热能吸收与转换机构以及低漏损率的储存元件，方能如石化能源般地为人类所应用。目前，在太阳能的应用上，已商品化且最具经济效益的产品首推太阳能集热器。而传统使用的集热器，是以自然循环方式，将集热器所吸收的热量直接传递至储水槽中，此一技术可见于1993年11月21日公告的中国台湾第216651号专利案中。除此之外，亦有利用热传递率极高的热管，间接地将吸收到的热量传递至储水槽中的集热器，此一设计可见于1995年6月1日公告的中国台湾第97304号专利案中。同样是利用热管，在1998年1月1日所公告的中国台湾第131905号专利案中，则是将储水槽与间接式热管集热器一体成型制成。上述以间接式热管集热的装置，其原理是利用封闭式热管在日照时具有传递太阳热能的优异传热能力，以及在夜间时，其所利用的热交换器内的工作流体(亦即热管内的工作流体)在高真空下，拥有极佳的抗热逆流的特性，因此，得以有效保持其在日间所吸收的热能。前述二种间接式热管集热器中，均是采取热交换器横置的方式设计，可将来自集热片的高温蒸汽，冷凝释出热量，再间接传入储水槽中。但是，此二专利却均存在制造与运送问题，制造时，必须将储水槽与集热片同时组装完成方可，尤其是第二种专利更只能使用特制的储水槽，无法如公知的直接式集热器那样，可将储水槽与集热片作成单独的组件，从而可直接采购使用市面上的现成品，降低制造所需的成本与难度。再者，上述利用热管的二案是将储水槽与集热片连成不可分割的一体，故在输送时需占用大量的货运空间，大幅降低集热器的普及性。因此，本技术的主要目的是在于提供一种可组件化设计、组装的组件化热管式太阳能集热器。本技术的另一目的是在于提供一种组件化热管式太阳能集热器，其热管结构是利用一位于较热交换结构位置为高的上横管，抑制热管中的不凝结气体累积在热交换区中，避免不凝结气体所造成热交换效率低的问题。本技术的一种组件化热管式太阳能集热器，是包括一热管结构、一集热结构、及一冷却水管路网。所述热管结构，包括至少一非水平置放的直立管的连结管路结构，在其中至少一直立管上与冷却水管路网形成一热交换结构。所述集热结构，是装设于热管结构上，用以将太阳辐射热能传热于热管结构上在实施时，集热结构为可拆卸式的板体或管体结构，可夹置于每一直立管上，以便利本技术之制造、并降低成本。所述冷却水管路网，是用以将热管结构所吸收的热能交换至冷却水管路网所承载的流体中，此冷却水管路网具有二个开口端，用以分别形成一冷水入口与一热水出口，其中冷水入口是用以连接至一冷水源，冷却水管路网又具有支管通过每一热交换结构，成为该热交换结构之一部分，而热水出口则作为冷却水管路网之输出口。在本技术的一个实施例中，热管结构是为一框架状管结构，包括至少二支非水平置放的直立管，这些直立管的上端则共同以一上横管相连接，而直立管的下端则亦相连接；在最佳实施例中，上横管的口径是大于直立管的口径，而直立管的下端则共同以一底管相连接。在本技术的一实施例中，热交换结构为一具有一内管与一外管的套管结构，其中，内管是为冷却水管路网的支管，而外管则以直立管的中段扩大口径形成；为提高热交换结构的传热效果，可在内管上加置微鳍片或压花，并可在内管与外管间加置多个吸热鳍片于内管的外壁上；鳍片的置放角度可为倾斜或水平，鳍片上并可加置透气通孔。在本技术的一实施例中，热交换结构是为一具有一内管与一外管的套管结构，内管是为热管结构的直立管，而外管则以冷却水管路网的支管的中段扩大口径形成。在本技术中，组件化的热管式太阳能集热器又可配合使用一储水槽，此储水槽又包括一冷水出口及一热水入口，冷水出口是与冷却水管路网的冷水入口连接，而热水入口则与冷却水管路网的热水出口连接。当然，在本技术中，亦可以多个组件化的热管式太阳能集热器以冷水入口与热水出口交互串连成一整体结构，而后，再与一个储水槽、亦或是其他的供水与储水设备搭配运用。因此，除可避免储水槽与集热片必须同时组装完成的问题，亦可方便采用市售现成的储水槽，并减少货运时装置占用的空间，能有效降低装置成本，并提高运用的普及性。为使对于本技术能有更进一步的了解，现结合附图详细说明如后。附图说明图1为本技术组件化的热管式太阳能集热器一实施例的示意图；图2为图1结构的方块示意图3是为本技术组件化热管式太阳能集热器的热交换结构第一实施例的剖面示意图；图4为本技术组件化的热管式太阳能集热器的热交换结构第二实施例的剖面示意图；图5为本技术组件化的热管式太阳能集热器的热交换结构第三实施例的剖面示意图；图6为本技术组件化的热管式太阳能集热器的热交换结构第四实施例的剖面示意图；以及图7为多组本技术组件化的热管式太阳能集热器串连使用的示意图。请参阅图1所示，本技术组件化的热管式太阳能集热器100，是包括一热管结构30、一集热结构20、及一冷却水管路网40。该热管结构30，是为一连结管路结构，又包括至少一非水平置放的直立管31，在其中至少一直立管31上与冷却水管路网40形成一热交换结构10(图1所示，是在热管结构30的两侧直立管31上各形成一热交换结构10)。如图所示的实施例，热管结构30为一框架状管路结构，包括至少二支非水平置放的直立管31(图示为四支直立管31)，这些直立管31的上端共同以一上横管60相连接，而直立管31的下端则亦相连接，最佳方式如图示，以一共同的底管33连接。所述集热结构20，设于热管结构30的下方，用以将太阳辐射热能集热于热管结构30上在实施时，集热结构是为可拆卸式的板体或管体结构，可夹置在每一支直立管31上，以便利本技术之制造，并降低组装成本；其可拆卸式结构的实施是可为一夹持框架、扣环架、虎钳结构、亦或是其他具类似功能的结构。所述冷却水管路网40，是用以将热管结构30所吸收的热能交换至冷却水管路网所承载的流体中，此冷却水管路网40具有二个开口端，用以分别形成一冷水入口101与一热水出口103，其中，冷水入口101是用以连接至一外在冷水源，热水出口103则作为冷却水管路网103的输出口，而冷却水管路网40的中段又具有相对的支管43，分别通过每一热交换结构10、并成为该热交换结构10升温流体之部分。由上所述的集热器100结构，结合图1所示的实施例，可知在日晒下，本技术由集热结构20吸集太阳能的辐射热能，并将之传输至热管结构30的直立管31上，热管结构30在受热后，沸腾其内所容置之液态工作流体50成气态工作流体60上升并充满在上横管35内及各直立管31上半段与各热交换结构10中；而在另一方面，由冷却水管路网40冷水入口101所输入的冷却水流则沿各支管43通过热交换结构10中，并与热交换结构10中的气态工作流体60进行热交换后升温，再汇集至冷却水管路网40的热水出口103后、导出本技术的集热器100；而热交换结构10中的气态工作流体60则在释出热量后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组件化的热管式太阳能集热器，是包括：一热管结构，是为一包括至少一非水平置放直立管的连结管路结构，在至少一该直立管上又形成一热交换结构；一集热结构，是装设于该热管结构下方，用以将太阳辐射热能集热于该热管结构上；及一冷却水管路网 ，是用以将该热管结构所吸收的热能交换至该冷却水管路网所承载的流体中，该冷却水管路网具有二个开口端用以分别形成一冷水入口与一热水出口，其中，该冷水入口是用以连接至一冷水源，该冷却水管路网又具有支管通过每一该热交换结构，成为该热交换结构之一部分，而该热水出口则作为该冷却水管路网之输出口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李友竹，唐震宸，李天源，胡洋溢，范振松，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]