[发明专利]一种片式集热器及太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能集热器领域，以及太阳能热水器领域。

背景技术

太阳能集热器主要有真空管集热器和板式集热器。热管式真空管集热器利用真空管内部的工质的流动和相变来实现热量传递，或直接加热流经其中的被加热介质；而板式集热器则是利用常规金属管中的水流直接吸收热量，所以热效率较低，同时热量损失也较大，由于其结构复杂也容易出故障。真空管集热器的单个器件热效率相对较高，但是占用面积大，安装不方便，重量大；板式偏执器安装较方便，但仍然重量大、体积大，限制了它们的进一步推广应用，尤其是限制它们在壁挂式场合条件下的应用。所以一种更轻便、更高效、更宜安装、且与环境兼容性更强的集热器仍具有广泛的需求。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种片式集热器，包括真空管、太阳能选择性吸收涂层、板状导热管、密封塞，真空管包括内管和外管，内管和外管是高透光、强度好的有机透明材料，在内管和外管之间的区域形成真空隔离层；太阳能选择性吸收涂层设置在内管的外表面，外管和内管均为椭圆形扁状管，板状导热管设置在内管中，板状导热管至少一端外漏于内管和外管，真空管由密封塞密封，所述板状导热管是一种高导热系数热管，所述板状导热管包括底板和两个以上的微型热管，微型热管排列固定在底板上。

作为本发明的进一步改进，所述微型热管是一种直径在1mm-10mm的微型热管。

作为本发明的进一步改进，所述真空管为真空玻璃管，所述内管和外管为玻璃内管和玻璃外管。

作为本发明的进一步改进，所述微型热管等间距排列固定在底板上。

作为本发明的进一步改进，还包括支撑架，支撑架支撑真空管。

作为本发明的进一步改进，所述内管和外管的管壁厚度为3mm-7mm，所述外管宽度为30mm-200mm，外管高度为20mm-50mm，长度为500mm-2000mm。

作为本发明的进一步改进，所述太阳能选择性吸收层主要从内到外由减反层、吸收层、反射层、结合层构成。

一种太阳能热水器，其包括上述任意一项所述的片式集热器，还包括热交换箱和安装框架，板状导热管的端部设有热管冷凝器，热交换箱的两端分别设置有进水口和出水口，板状导热管在热交换箱内部通过插口与热管冷凝器连接，使热管冷凝器与水不直接接触，插口内部与热管冷凝端通过高效导热胶粘接，片式集热器与热交换箱经过插口部位组装之后，再由安装框架对整体进行加固封装，使之成为牢固的一体。

作为本发明的进一步改进，所述热交换箱是一种具有密闭承插口的热交换箱，所述片式集热器的冷凝端直接插接入插口内，并通过导热胶粘接，以完成不同热交换界面的封装。

作为本发明的进一步改进，所述热交换箱表面涂覆有厚度为0.5mm-10mm的隔热保温材料，该材料主要是一种由空心玻璃或空心陶瓷微球制成的保温材料，该空心微球直径在50nm-100000nm。

本发明的有益效果是：（1）采用扁带状真空管提高了集热效率20%以上，（2）采用传导式加热方式，避免了水直接和玻璃管的接触，杜绝了冰冻或蒸气导致爆管的机率，冬天也可以使用，（3）采用了新型超导热管，更加高效地传导真空管的热能，间接提高了热效率，（4）整体扁平化、轻量化设计，大幅减小了器件重量可达30%-50%以上，大大地扩大了本器件的应用范围，突破了更多地限制使用条件。

一种片式集热器，由椭圆状的真空玻璃保温管、扁带状热管等组合封装而成，椭圆管本身对集热面的利用率高、集热效率也可高于圆形管，可达10%-15%以上；该片式集热器集热效率高、重量轻、易于组装使用。一种由上述片式集热器、热交换箱等组合而成的新型太阳能热水器，其中片式集热器与热交换箱通过内插接口直接进行热交换，集热器不直接与被加热介质接触，本热水器具有加热效率高、质量轻、美观、易于安装、便于与建筑集成等优点。

本片式集热器采用的板式导热管热导效率可以达普通导热材料的500-1000倍以上，可以快速将管内收集热量导出，所以管内部可以不直接与水接触，而是通过板状热管的另一端非接触式地承插入热交换箱与其中水换热、加热水，杜绝了由于管内蒸气压过高或严寒冰冻情况下引起的爆管现象，从而更加安全可靠；

由于轻质材料的板状导热管，同时水不直接在管内加热，使得热管重量可以减少达30%-50%，利于本产品在高层住宅的使用，同时也方便生产、安装。

附图说明

图1是本发明片式集热器结构示意图；

图2是本发明片式集热器截面示意图；

图3和图4是图2的两端的放大图；