[发明专利]一种同轴套管换热同侧出水闭式射流集热板芯

说明书

 

技术领域

本发明涉及太阳能热利用技术领域，具体涉及一种同轴套管换热同侧出水闭式射流集热板芯。

背景技术

据统计，太阳能热水系统可以实现建筑节能10%至15%，而住宅采用太阳能供暖系统，将为建筑能耗节省45%左右。在太阳能热利用技术领域，平板太阳能具备使用寿命长、能够承压运行、不会导致系统瘫痪、便于建筑一体化等优点，所以它受到建筑工程人员越来越多的青睐。关于平板太阳能的研究人们关注于：选择性涂层工艺、集热板芯的强化换热、透光材质性能改善与保温四个方面。

套管式换热器由同心的内管和外套管组成，冷热流体分别在内管和套管间隙中流动的同时进行换热。套管式换热器结构简单，传热面积快，易于清洗、拆装方便，流速适宜可呈纯逆流，换热效果好。

传统的平板太阳能集热板芯的流体直接与太阳能转化的热能进行对流换热，如中国发明专利申请《一种整面对流的平板太阳能集热板芯》（公开号CN 102721200 A）公开了一种太阳能集热板芯中设有两个相互平行的流体进干管和流体出干管，流体进干管的一端设有流体入口，流体出干管上与流体入口一端相反的一端设有流体出口，水等流体从流体入口到流体出口的过程中直接与太阳能产生的热能进行换热，由于水等流体在换热过程中未使用其它介质，集热板芯的换热性能大大降低，集热板芯的辐射损失也较大；同时，水等流体在集热板芯内部流动，会导致集热板芯管道在冬天冻裂，长时间使用也会结垢，从而降低了热效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种换热效率高、实现同侧换热、产品综合应用成本低廉的同轴套管换热同侧出水闭式射流集热板芯。

为解决上述技术问题，本发明釆取的技术方案如下：

一种同轴套管换热同侧出水闭式射流集热板芯，包括集热管、上联通集管和换热管，所述集热管包括带有涂层的集热流道以及设置在该集热流道两侧的集热翅片，所述上联通集管位于集热流道的上方且与该集热流道联通，所述换热管设置在上联通集管的内部，所述换热管的尾端密封，换热管的首端伸出所述上联通集管之外，所述换热管的首端与三通的尾端进行密封；内部衬管内置于所述换热管的内部，所述内部衬管的首端与三通的首端密封，与换热管尾端同侧的上联通集管的尾端密封，所述三通的首端为换热工质入口，三通的另一端为换热工质出口；所述集热流道的底端密封，集热流道的密封端通过固定型材进行固定；充注针阀一端与所述上联通集管联通；所述集热流道、换热管、上联通集管和充注针阀组成密闭式结构，所述密闭式结构中灌装填充介质。

优选地，上述集热流道可为圆柱形中空结构或扁形结构，为提高热能量的利用率，集热流道内也可设置多孔结构。

为进一步提高牢固度，降低热阻，上述集热流道与集热翅片为一体成型的结构。

优选地，上述集热流道的上管口低于上联通集管的底部。

为进一步提高集热板芯的热能转化效率，上述集热流道上的涂层为选择性吸热涂层，如带有高选择性吸热黑钛膜涂层。

为进一步提高填充介质与换热工质的热交换效率，上述密闭式结构中灌装的填充介质为低沸点高潜热工质。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明在集热流道、换热管、上联通集管和充注针阀组成密闭式结构中灌装填充介质，填充介质将热能转移给套管后再与换热工质进行热交换，不仅提高了热交换效率，而且由于集热部件采用密闭式换热，其内部采用低沸点高潜热工质，集热板芯内部不走水，解决了冬天集热板芯冻裂和管道结垢的弊病，同时也进一步提高了热效率。

2、本发明进水和出水采用三通并结合套管结构，实现了换热工质U型流动回路，换热效果好，降低了成本；同时，进水和出水设在三通的两端，实现了同侧换热，降低了产品成本。

3、本发明装有充注针阀，做成可维护的换热系统，产品全寿命周期大大延长，消除市面常见的一些热管系统失效问题。

4、本发明的集热管为一次挤压成型，避免了因激光焊接或超声波焊接所致的牢固和热阻问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A的剖视图；

图3为本发明的上联通集管的结构示意图；

图4为图1的A-A剖视结构示意图；

图5至图12为集热管的8种结构图。

附图标记如下：