專利名稱:防凍型相變太陽能平板集熱器的制作方法
本實(shí)用新型屬于太陽能熱利用領(lǐng)域，並與工程熱物理技術(shù)有關(guān)。
迄今人們所采用的太陽能平板集熱器主要有兩種類型1常規(guī)平板集熱器，這種集熱器已商品化生產(chǎn)，主要用在太陽能熱水系統(tǒng)中作為集熱部件。如主要由吸熱板和上、下集管組成的管板式集熱器和由兩塊壓有凹槽的金屬板對(duì)焊形成的扁盒式集熱器，等等。盡管集熱器的吸熱板結(jié)構(gòu)多樣，但基本上都是采用被加熱的水直接在吸熱板內(nèi)流過這種方法。該種方法存在冬季結(jié)凍和水對(duì)吸熱板腐蝕等問題。因而，這種部件冬季不能使用，而且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差。2熱管式太陽能平板集熱器，該種集熱器利用重力熱管做成吸熱板，雖然具有防凍功能，但是成本太高，熱效率低而且制造工藝復(fù)雜，難以推廣利用。本實(shí)用新型針對(duì)上述方法存在的冬季不能使用，或是成本高不易推廣等問題進(jìn)行了重大技術(shù)改進(jìn)，提出了一種具有高效率，低成本，冬季仍可正常使用的太陽能平板集熱器。
本實(shí)用新型提供一種利用工質(zhì)相變高效換熱原理的平板集熱器。增加了現(xiàn)有太陽能平板集熱器的種類。
本實(shí)用新型的構(gòu)成是將常規(guī)平板集熱器的上集管上部佈有一個(gè)帶有配氣管的緊密型殼管式換熱器，換熱器與吸熱板通過上下循環(huán)管聯(lián)通，並結(jié)為一體，置于同一殼體內(nèi)，形成一個(gè)封閉的自然循環(huán)回路?；芈穬?nèi)充裝無腐蝕作用的低沸點(diǎn)相變工質(zhì)，如戌烷、氟利昂、丙酮等等，為了降低裝置成本和提高效率，最好采用戌烷作為相變工質(zhì)。換熱器的一側(cè)為被加熱的水，另一側(cè)為相變工質(zhì)。換熱器的換熱面積與吸熱板的吸熱面積應(yīng)有一定的比例范圍。根據(jù)最佳熱匹配設(shè)計(jì)，吸熱面積與換熱面積比可以在0.45～0.67范圍內(nèi)選用。一般說來，相變工質(zhì)的充液量范圍可以為吸熱板容積的70％～90％，當(dāng)然也可以超出此范圍，不過70％～90％的范圍為最佳。
本實(shí)用新型的工作原理是，在白天日照情況下，相變工質(zhì)在吸熱板內(nèi)受熱蒸發(fā)成為飽和蒸汽，經(jīng)由上循環(huán)管進(jìn)入換熱器，在換熱器內(nèi)把汽化潛熱釋放給被加熱水后凝結(jié)成液體，在重力作用下經(jīng)由下循環(huán)管返回到吸熱板內(nèi)。這種相變循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，將水加熱到所需溫度。如將換熱器的水側(cè)容積增大，則裝置可以變?yōu)閹涞恼w式防凍太陽能熱水器。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于推廣應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用于太陽能供熱系統(tǒng)中，尤其適用于我國北方地區(qū)冬季使用的熱水系統(tǒng)，上述的積極效果是現(xiàn)有技術(shù)不可比擬的。
附圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。1為換熱器，2為取水管口，3為上循環(huán)管，4為吸熱板，5為殼體，6為下循環(huán)管，7為上水管口，8為排氣管口。
附圖2為換熱器橫截面示意圖。9為排氣管，10為水，11為下循環(huán)管，12為氣態(tài)工質(zhì)，13為配氣管。
實(shí)施例本發(fā)明的實(shí)施例由管板式吸熱板，殼管式換熱器，上下循環(huán)管，和殼體組成，全部材料均為鋼材，吸熱板面積為1.8米2，換熱器換熱面積為1.1米2。吸熱板(4)上的上下循環(huán)管(3)、(6)與換熱器(1)焊成一體后，打壓檢漏，然后放入殼體(5)內(nèi)並封裝玻璃蓋板，裝配好后，戌烷工質(zhì)由排氣管口(8)注入到集熱器內(nèi)，注入量為吸熱板容積的90％。使用前利用戌烷蒸汽的壓力從頂部排氣口將回路內(nèi)的不凝氣體排出(一次或幾次排放)然后將排氣口封死即可使用。本實(shí)施例在我國北方地區(qū)可做為全年大面積供熱系統(tǒng)中的集熱部件，也可用于家用小型全年用熱水器。
權(quán)利要求
1.一種由吸熱板和換熱器組成的相變太陽能集熱器，其特征是吸熱板與一個(gè)帶有配氣管的緊密型殼管式換熱器通過上下集管聯(lián)通並結(jié)為一體，形成一個(gè)封閉的自然循環(huán)回路，回路內(nèi)充裝低沸點(diǎn)相變工質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的相變太陽能集熱器，其特征是殼管式換熱器換熱面積與吸熱面積之比在0.45～0.67范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的相變太陽能集熱器，其特征是相變工質(zhì)是戌烷，或者是氟利昂，或者是丙酮，或者是其它低沸點(diǎn)工質(zhì)，最佳是戌烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，3所述的相變太陽能集熱器，其特征是工質(zhì)充裝置是吸熱板容積的70％～90％。
專利摘要
一種防凍型相變太陽能集熱器，由吸熱板、換熱器、殼體等元件組成。吸熱板與一個(gè)帶有配氣管的殼管式換熱器通過上下集管聯(lián)通，并結(jié)為一體。吸熱板和換熱器形成一個(gè)封閉的工質(zhì)自然循環(huán)回路，回路內(nèi)充裝低沸點(diǎn)相變工質(zhì)。換熱器的一側(cè)為被加熱的水，另一側(cè)為相變工質(zhì)。在陽光照射下，相變工質(zhì)在吸熱板內(nèi)受熱蒸發(fā)成為飽和蒸汽，經(jīng)上循環(huán)管進(jìn)入換熱器，將汽化潛熱釋放給被加熱水后凝成液體，在重力作用下經(jīng)下循環(huán)管返回到吸熱板內(nèi)，這樣反復(fù)循環(huán)將水加熱。
文檔編號(hào)F24J2/30GK86202023SQ86202023
公開日1987年10月3日 申請(qǐng)日期1986年4月12日
發(fā)明者霍志臣, 張 林, 許新中, 羅凱兵 申請(qǐng)人:北京市太陽能研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan