[发明专利]一种太阳能集热器一体化板芯

说明书

技术领域

本发明属于太阳能热利用领域，特别是涉及太阳热能的收集和传输，以及太阳能集热器板芯的结构设计和制造，通过科学的结构设计、介质导向实现太阳热能收集和传输的一体化。

背景技术

太阳能集热器分为两种，一种是真空玻璃管集热器，另一种是平板太阳能集热器。

真空玻璃管集热器是利用真空玻璃管对太阳光源自然跟踪的特点，再加上反光板的反射原理，是玻璃管四面受光面面俱到，将吸收的太阳辐射转换成热能，利用冷水比重大、热水比重小的特点，在真空管内形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环，使整个水的温度逐步升高，达到一定温度。但是，由于玻璃管自身的特点，管子易炸裂，且由于真空管南北倾斜摆放，易结垢污染水源、管中热水无法全部取出，致使热水利用率降低，同时，真空玻璃管集热器管口多，不能承压，且密封容易不严密，经常出现漏水故障，抗冻能力差。真空玻璃管集热器的缺点及其原因：1、由于玻璃管自身抗压能力低的原因导致易爆管，且一处炸裂将导致整个系统的瘫痪；2、基于玻璃管太阳能自然对流的特性导致管底易结垢污染水源，同时管中的热水无法全部取出，导致热水利用率降低；3、管口多，系统承压能力非常低，同时密封性能差，发生漏水的频率高；4、由于真空管的抗压能力差，以及其结构特性使其很难实现建筑一体化。

平板太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置，阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上端出口，蓄入储水箱中。

传统平板太阳能集热器的缺点总结：

1、传热部与集热部为线型接触，造成其热损大，得热率极低，由于吸热体温度不断升高，其板芯收集、传导热能效率低，造成吸热体得热后不能及时吸收，通过透明盖板和外壳向环境散失热量，构成传统平板太阳集热器的各种热损失；

2、因其结构特性，其板芯材料只能选择导热率较高的金属，造成制造成本高、制造工艺复杂、得热率底，优化升级的可能性小等缺陷；

3、传热工质在板芯内部运行，因其管径过小、拐点多，造成传热工质运行轨迹不规则，致使板芯内部非常容易结垢和形成通道堵塞，影响集热性能。

4、此种结构和运行方式导致其介质无法实现内部保温，特别是在冬季热损过大，会直接导致产品效率降低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种解决真空管集热中的易爆管、积垢、承压能力差、抗冻能力差、维护成本高、不易建筑一体化等缺点以及克服了平板式集热器的集热效率低、积垢、介质易泄漏的太阳能集热器一体化板芯。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明专利公开的一种太阳能集热器一体化板芯，：包括一导热管、与导热管内部空间贯通一体相连的一组集热板，所述导热管内部设有两个独立腔体，两个独立腔体分别包括导热腔和流通腔，所述导热腔与集热板内部腔体相通，所述流通腔两端通过水管接头焊接；所述导热腔和集热板内装有一定量的导热介质，通过导热介质的注入量在导热腔内形成一真空膨胀腔。

进一步地，所述集热板和导热腔贯穿一体的腔体内的导热介质为防冻液、水、乙烷、丙酮、甲烷、甲苯中的一种或多种。

进一步地，所述流通腔与水管接头氩弧焊连接，形成过水通道（传热部），所述一组集热板与导热腔氩弧焊或激光焊连接形成集热板芯，其连接贯穿组成集热部。

进一步地，所述真空膨胀腔的体积与导热腔的膨胀前后的体积差相等，导热腔的膨胀系数由其所用材料决定，根据其膨胀系数制定注入介质量多少。

进一步地，所述导热管上设有一泄压口，所述泄压口为一介质灌装口、抽真空口。

进一步地，所述导热腔与水管的封口接头处通过脉冲氩弧焊焊接。

进一步地，所述导热管与集热管通过钎焊、气体保护焊、激光焊连接。

进一步地，所述集热板尾部通过钎焊、超声波焊封口。

进一步地，所述集热板芯材质为铜、铝、铁、不锈钢中的一种。

进一步地，所述集热板上设有吸热膜，所述集热板芯得热方法可选——表面阳极氧化、镀铬、镀钛、化学发黑、超声波焊连接吸热模。

进一步地，所述导热管形态为半圆形、矩形、梯形、圆形、三角形中的一种。

有益效果：本专利发明具备以下优点：