[发明专利]建筑平板形分体壁挂真空太阳能超导集热装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光热应用技术领域，涉及一种太阳能集热传热装置，特别是用于建筑镶嵌或挂装的分体组合结构的超导传热太阳能集热设备。

背景技术

国内当前广泛使用的直插式玻璃真空集热管组成的太阳能设备以热水器为代表，因其影响建筑美观、容易结垢、管道存水、系统冻堵等固有弊病，应用存在很大局限；现在出现的分体壁挂型建筑一体化太阳热水器，其集热器形态扁平方正、可以与建筑美观结合，蓄热器水箱可以与集热器分离置于室内易于保温、可以延长寿命，克服了直插式真空管热水器的主要缺陷，这种分体型太阳热水器的代表结构之一：是在多组真空集热管内套装翅片U型管，其内循环液态导热介质再与水箱内的水换热；另一种代表构：是在多组真空集热管内套装带翅片的单支热管元件，热管的冷凝段插入水循环联集管内，利用循环的水将热管传递的热量带入水箱。但上述技术还是存在以下明显不足：1、循环介质或循环水均需要专用循环泵和控制器并且消耗不少的电力，否则传输距离短、集热器与水箱难于分离到理想的距离位置；2、系统经过多级显热传递，温差大热效率差，得热温度偏低，传热效果和集热效果欠佳，而且能量密度小，难于适应高温应用领域如吸收式制冷；3、系统复杂、传热系数低，部件、管道尺寸大耗材多，制造成本高；4、循环泵、热管寿命难于超过15年，可维护性、经济性欠佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种不仅可以与建筑美观结合易于安装，而且可以无电耗或微电耗长距离输送、高效率传热、高能量输出、成本适中的太阳能集热设备。

为实现上述目的，本发明的建筑平板形分体壁挂真空太阳能超导集热装置，由带自动分液器的平板集热器、循环汽管、循环液管、冷凝器、蓄热器构成，所述平板形集热器包括方形框架、背面的反射板、玻璃真空集热管、翅片排管、蒸汽联集管以及由储液器、精密量孔和毛细管组成的自动分液器，方形框架上的管托固定多支均布的玻璃真空集热管，其内套装一端封闭的带导热翅片的金属排管，各支排管的另一端分别与蒸汽联集管垂直连通，蒸汽联集管的出口端与一循环汽管连通；多组相同的精密量孔在储液器内水平排列，并分别与相同规格的毛细管的一端连通，毛细管的另一端也水平排列并分别与各排管的开口端内壁联通，储液器的进口串连三通充液阀门并与循环液管连通；所述排管中至少有一支作为补偿排管与蒸汽联集管的凝液顺利优先导通且不与毛细管连接；冷凝器置于蓄热器内部，冷凝器的进汽口与循环汽管的另一端连通，出液口与循环液管的另一端连通/或串联一微型液泵后与循环液管的另一端连通；蓄热器包容冷凝器，是受热液体容器或另一装置的加热部件；组成的装置内形成真空并充入适量适当沸点的液态介质，系统的最高位引出一不凝气体排气管阀，装置的裸露部件保温绝热。

为了提高平板集热器的视觉效果并防止灰尘污染，可以在玻璃真空管的前面设一透光板；为强化效果，排管内可加工成纵向或环向或螺旋型沟槽或内附毛细管；为提高工作温度，可选用曲面聚焦反射板；为提高系统效果，冷凝器采用内外强化翅片或强化管壁；集热器的挂架是可调倾角的铰链挂架；为了制造和安装的方便，循环管道的连接采用螺纹或法兰活动连接；为了精确检测、控制系统充液量，在系统低位设置液位传感器并控制串联在储液器进口的机械或电磁阀门；对于设置液位控制阀的热水系统，可以用自来水为介质，冷凝器可以采用多孔小容器构成开放式蒸汽直热双温热水装置。