[实用新型]太阳能集热器

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能热利用技术领域，具体涉及太阳能集热部件技术，特别涉及一种太阳能集热器。

背景技术

目前，真空集热管是太阳能热水器上普遍使用的集热元件。第一代全玻璃式真空集热管是由内管，外管构成，两管之间抽成真空，内管外壁上涂太阳能选择性涂层，内管中流过水，依靠内管外壁吸收太阳辐射能将水加热，真空层起到保温作用。这种真空集热管由于玻璃管内腔有水，因此存在严冬时管内结冰爆裂的情况，由于水质引起的内管结垢及水路压力过高造成爆管，一旦爆管破损则整个太阳能集热系统瘫痪，全玻璃式真空集热管还存在集热效率偏低等问题。第二代热管式真空集热管是由热管和外管构成，外管和热管通过封接连为一体，热管较外管长，其长出的部分插入水箱中。与上述真空集热管不同的是：除热管和外管之间抽成真空外，热管本身抽成真空，热管中充入工质，其特点是热管中的工质受热汽化，蒸汽上升，在冷凝段释放汽化潜热后凝结回流，由热管冷凝段将热量传递给水箱中的水。由于此种真空集热管集热介质水与水路完全分离，其具有防冻，承受高水压的优点。第二代热管式真空集热管克服了第一代全玻璃式真空集热管的易于冻损、内管结垢等缺点，将太阳能集热技术提高到一个新台阶，是目前应用较为普遍的集热元件。但是其应用热管式真空集热管制作的太阳能热水器，他们必须是采用单只热管式真空集热管并列组合而成，这种多管并列组合型太阳能热水器，热管制造工艺如毛细芯材料的制备、工质的封装及维护非常复杂、难度大，使得热管式真空集热管热水器制作成本高。并且由于热管与被冷却面接触面积小，等效热阻大的原因，换热效率偏低。同时真空集热管是圆形，由于真空集热管本身形状原因，不能与建筑物良好结合而影响建筑物的美观。

现有公开技术中提到一种平板式太阳能集热器，如中国专利公开号：CN101319823，申请号200810116295.3申请人赵耀华所提出的“新型平板式太阳能集热方法及其集热器”，其热管实质上是内部设置具有若干同向排列孔道的平板框架，平板框架内经真空处理后灌装液态制冷工质，制冷工质在翅片形成的孔道中，形成热管效应。将热管的冷凝端所在的平板框架设置于储水箱中，框架吸收太阳能辐射并促使工质在热管内蒸发，工质蒸发后在冷凝端与水箱中的储水进行冷凝换热以制得热水。此平板式太阳能集热器内部设置具有若干同向排列孔道的平板框架结构强度高，更能承受高压，并且兼顾传统的热管式真空集热管抗冻特性。此专利披露出内部设置具有若干同向排列孔道的平板框架材质为铝质材料或其它金属，由于平板框架的冷凝端设置于储水箱中，铝质材料直接与储水箱中水相接触，随着使用时间加长，平板框架的冷凝端将结出一定厚度的与冷凝端紧密贴合的水垢，这将严重影响平板框架的冷凝端热交换效率。另外此专利所披露的新型平板式太阳能集热器外侧设置有透光板，透光板与平板框架设置有空气层用来隔热，这样确实结构简单且成本低廉。但空气层隔热效果比较真空隔热效果明显要差，比如白天时，平板框架表面温度与透光板与平板框架设置有空气层的温度形成一定的温差，将经过空气层传导散热，这将影响新型平板式太阳能集热器的集热效率。同理黑夜时，储水箱中水经由白天集热器吸热后，温度提升到80度以上或更高，储水箱水的水温将高过透光板与平板框架设置有空气层的温度，储水箱的热水的热能将通过铝质材料的平板框架传导到空气层并逐渐散发到大气层中，尤其集热器应用于北方的严冬天气时，储水箱的热水与空气层的温差将相差更大，这将严重损害储水箱的保温效果及其工作可靠性，同时进一步降低集热器的集热效率。同时所述的平板式太阳能集热器，另外，由于此集热器本身面积较大，其安装及搬运、维修等均不方便，虽然其平板形状能与建筑物良好结合，但由于其面积较大不能充分利用建筑物日照区域，从而影响建筑物的美观。

综上所述，目前热管式集热管由于冷凝端直接与储水箱中水接触，其表面易结出水垢，并且上述的太阳能集热器尤其在集热效率，及其工作可靠性，安装、维修，特别是太阳能集热器形状与建筑物结合等方面还存在各种缺陷，从而使得应用上受到较大的限制，降低了太阳能利用的推广和发展。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能集热器，其兼具热管式太阳能集热器与平板式太阳能集热器的优点。具有高集热效率并抗水垢的优点。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：