專利名稱：太陽能/空氣能雙源一體式集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能/空氣能雙源一體式集熱器，能同時高效地吸收太陽能及
空氣能，屬于太陽能/空氣能熱轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
集熱器/蒸發(fā)器是太陽能_空氣能熱泵的關(guān)鍵設(shè)備，其性能和造價對太陽能_空氣能熱泵系統(tǒng)性能影響重大。目前太陽能集熱器一般以平板式太陽能集熱器、全玻璃真空管式太陽能集熱器、熱管式太陽能集熱器為主；空氣能集熱器以翅片式集熱器為主。平板式太陽能集熱器很好地吸收太陽能，但吸收空氣能面積過小且熱量容易散失，全玻璃真空管式太陽能集熱器、熱管式太陽能集熱器幾乎不能吸收空氣能；現(xiàn)有的空氣源集熱器用于從空氣中吸收熱量，即使在太陽輻射強(qiáng)烈的時候也不能直接吸收太陽能，并存在低溫地區(qū)熱泵集熱器結(jié)霜或凍結(jié)問題，將其直接用于太陽能-空氣能熱泵系統(tǒng)時，太陽光線與翅片平面的角度導(dǎo)致吸收太陽能不理想。這就使得太陽能與空氣能在同一套設(shè)備上互補(bǔ)性差，削弱了太陽能_空氣能熱泵的節(jié)能優(yōu)勢，而另一種太陽能集熱器和熱泵蒸發(fā)器分立的方式大大增加了系統(tǒng)造價和占地面積。目前單一吸收太陽能或單一吸收空氣能的集熱器專利比較多。例如中國公開專利號CN201072242，
公開日2008.06. ll，發(fā)明名稱鋁制帶翅片并聯(lián)式太陽能集熱器，由玻璃真空管和帶翅片的金屬導(dǎo)熱管組成，帶翅片的金屬導(dǎo)熱管由鋁材制成，管中設(shè)有隔水板，比普通玻璃真空管的太陽能吸收效率高，但不能吸收空氣能。中國公開專利號CN1786613，
公開日2006.06. 14，發(fā)明名稱高效翅片式太陽能集熱器，一定間隔密集排列的金屬翅片，內(nèi)螺紋金屬盤管依脹管的方式從翅片中穿過，管中流動有吸熱工質(zhì)，翅片表面涂有一層大比表面黑色聚合物，翅片與管垂直，背面翅片間縫隙塞滿聚合物以構(gòu)成吸光人工黑體空腔，但阻礙了空氣的對流，不利于空氣能的吸收。中國公開專利號CN2319755，
公開日1999.05. 19，發(fā)明名稱一種高聚光率的平板型太陽能集熱器，是改進(jìn)了的平板型太陽能集熱器，其改進(jìn)之處在于采用十字翅片集熱管及圓漸開線柱面鏡來代替通常的管板結(jié)合的平板型吸熱板，能充分利用太陽能，但吸收空氣能的面積過小。中國公開專利號CN101231034，
公開日2008. 07. 30，發(fā)明名稱新型雙功能空氣集熱器，吸熱板采取管板式結(jié)構(gòu)，單一金屬板與單根金屬管平行焊接，并置于有上下開口的保溫裝置內(nèi)，以風(fēng)機(jī)驅(qū)使空氣流動，對空氣的集熱面積有限。中國公開專利號CN101382350，
公開日2009. 03. ll，發(fā)明名稱太陽能集熱器，集熱管形狀也是為單一金屬板與單根金屬管平行焊接，吸收空氣能的面積有限。在太陽能存在自然間歇的情況下，如何解決既能充分利用太陽能，又能在太陽落山后或連續(xù)陰天甚至雨天的情況下以最少的能源消耗和最少的投資保證熱能供應(yīng)，成為推廣太陽能利用的一個十分重要的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能同時吸收太陽能及空氣能的太陽能/空氣能雙源一體式集熱器。
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本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下 本太陽能/空氣能雙源一體式集熱器由多片金屬翅片、若干條銅管和若干個U型 彎頭配合組成，上述金屬翅片平面總體上與銅管軸線方向形成小于90。的傾角，若干條銅 管穿過平行排列的金屬翅片，并用脹管的方式與金屬翅片緊密相連，兩條銅管之間使用U 型彎頭相互連接。 所述金屬翅片為整體式翅片，每一金屬翅片上中間位置有不少于一處管孔供銅管 穿插。 所述金屬翅片與銅管相交處局部平面與銅管軸線垂直，金屬翅片的兩翼相互平行 并與銅管軸線方向形成一致的小于90。的傾角。 所述兩塊金屬翅片之間距離不小于3mm，金屬翅片末端相對銅管表面高度為15 25mm。 所述金屬翅片使用銅或鋁或鋁合金的板材，板材厚度為0. 1 0. 3mm。
所述銅管是內(nèi)螺紋銅管或光管。 所述銅管內(nèi)流動的介質(zhì)為吸收太陽能與空氣能的液體，主要是制冷工質(zhì)。 所述銅管在平行于太陽光線入射方向設(shè)置不少于一排，若多排管，管內(nèi)液體流動
方式是從最后一排向面向太陽的第一排管逐排流動。 所述金屬翅片表面涂鍍太陽能選擇性吸收涂層，涂層材料是黑鎳或黑鈷或黑鉻。
由于太陽入射角時刻在變化，不同緯度和季節(jié)的差異性很大，通過優(yōu)化設(shè)計全年 有一最優(yōu)角度，本發(fā)明通過設(shè)計使集熱器翅片平面處于這一最優(yōu)角度，使太陽光與集熱器 翅片法線所成角度盡量小，達(dá)到充分吸收太陽能的目的。同時，翅片面積與集熱器迎光面積 比例恰當(dāng)，在沒有太陽的時間能吸收足夠的空氣能。其三，迎光面背后的翅片也與管折彎成 一定角度， 一方面根據(jù)空氣浮力原理使空氣在翅片表面形成煙囪作用以促進(jìn)氣流運(yùn)動，另 一方面翅片的前后折彎均能加強(qiáng)空氣的擾流，提高集熱器空氣側(cè)換熱能力。利用氣流的自 然流動免去風(fēng)機(jī)，可節(jié)省集熱器成本和運(yùn)行耗電量。 本集熱器在加上合適的邊框后可傾斜放置于屋頂、空地，也可垂直懸掛于陽臺或 墻面，為熱泵提供高效利用太陽能及空氣能的系統(tǒng)主要組成設(shè)備。 本發(fā)明的有益效果是無需風(fēng)機(jī)，白天可以直接高效吸收太陽能，晚上或陰雨天能 充分從空氣中吸收熱量，解決現(xiàn)有太陽能集熱器晚上或陰雨天不能正常供應(yīng)熱能的問題， 同時解決空氣源熱泵集熱器結(jié)霜嚴(yán)重等問題。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理正視圖。
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理A-A剖視圖。
圖3為本發(fā)明的金屬翅片與銅管連接示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。 本太陽能/空氣能雙源一體式集熱器由金屬翅片1、銅管2、 U型彎頭3組成。其 結(jié)構(gòu)和連接方式參見圖1、圖2、圖3。
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金屬翅片1材料可使用銅或鋁或鋁合金板材，優(yōu)選地使用薄鋁板材。金屬板材厚 度可以在0. 1 0. 3mm，優(yōu)選地使用0. 25mm。所述金屬翅片表面涂鍍太陽能選擇性吸收涂 層，涂層材料可以是黑鎳、黑鈷或黑鉻，優(yōu)選地使用黒鎳，使其太陽能吸收率達(dá)到0. 90 0.95，而發(fā)射率降到0. 1以下。所述金屬翅片形狀見圖3。金屬翅片彎折角度13與安裝 地域和安裝方式有關(guān)，例如華南地區(qū)垂直安裝時該角度取28。。金屬翅片上有不少于一 個的沖孔，各個孔口均進(jìn)行翻邊處理。將銅管2穿過緊密排列的金屬翅片l，然后通過脹 管使二者緊密接觸。銅管2管徑可選用09. 6 x 0. 6 mm ~ 012. 7 x 0. 8mm，優(yōu)選地使用 09. 6 x 0. 6mm。銅管可以是內(nèi)螺紋銅管，也可以選用光管。各個銅管之間用U型彎頭3連 接，形成制冷工質(zhì)循環(huán)流動的集熱器。銅管管排數(shù)根據(jù)地理氣象條件設(shè)計，可以是1 3排 或多排，優(yōu)選地使用l排管，若多排管，管內(nèi)液體流動方式是從最后一排向面向太陽的第一 排管逐排流動。
權(quán)利要求
一種太陽能/空氣能雙源一體式集熱器，由多片金屬翅片、若干條銅管和若干個U型彎頭配合組成，其特征在于上述金屬翅片平面總體上與銅管軸線方向形成小于90°的傾角，若干條銅管穿過平行排列的金屬翅片，并用脹管的方式與金屬翅片緊密相連，兩條銅管之間使用U型彎頭相互連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的集熱器，其特征在于所述金屬翅片為整體式翅片，每一金屬翅片上中間位置有不少于一處管孔供銅管穿插。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集熱器，其特征在于所述金屬翅片與銅管相交處局部平面與銅管軸線垂直，金屬翅片的兩翼相互平行并與銅管軸線方向形成一致的小于90。的傾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集熱器，其特征在于所述兩塊金屬翅片之間距離不小于3mm，金屬翅片末端相對銅管表面高度為15 25mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于所述金屬翅片使用銅或鋁或鋁合金的板材，板材厚度為0. 1 0. 3mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于所述銅管是內(nèi)螺紋銅管或光管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于所述銅管內(nèi)流動的介質(zhì)為吸收太陽能與空氣能的液體，主要是制冷工質(zhì)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集熱器，其特征在于所述銅管設(shè)置不少于一排，若多排管，管內(nèi)液體流動方式是從最后一排向面向太陽的第一排管逐排流動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于所述金屬翅片表面涂鍍太陽能選擇性吸收涂層，涂層材料是黑鎳或黑鈷或黑鉻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能/空氣能雙源一體式集熱器，旨在提供一種白天可以直接高效吸收太陽能，晚上或陰雨天能從空氣中充分吸收熱量，并且無需風(fēng)機(jī)提供動力的集熱器；太陽能/空氣能雙源一體式集熱器由多片金屬翅片、若干條銅管、若干個U型彎頭配合組成；本集熱器正面結(jié)構(gòu)類似于平板式太陽集熱器，剖面類似于翅片式空氣換熱器，并通過金屬翅片折角形成煙囪作用，強(qiáng)化自然對流條件下的空氣對流換熱；本集熱器在加上合適的邊框后可傾斜放置于屋頂、空地，也可垂直懸掛于陽臺或墻面，為熱泵提供高效利用太陽能及空氣能的系統(tǒng)重要組成設(shè)備。
文檔編號F24J2/26GK101706159SQ20091019382
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者卜其輝, 柯秀芳, 梁振南, 秦紅 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)