專利名稱：一種平板分離式熱管太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型分離熱管太陽能熱水器，屬于太陽能熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能熱利用是新能源利用的重要手段之一，我國的太陽能熱水器產(chǎn)量及保有量已穩(wěn)居世界首位。太陽能熱水器主要包括真空管、平板以及熱管三種形式。熱管太陽能熱水器通過工質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝傳遞太陽能，具有傳熱速率高的優(yōu)點；被加熱水不流經(jīng)集熱器本身，避免了真空管或平板太陽能熱水器“冷炸”和“熱炸”隱患，因此較適合于寒冷地區(qū)的使用，近年來其市場份額逐漸開始擴大。目前市場上使用的熱管太陽能熱水器多采用的是銅管翅片形式，銅管置于鋁片之間，通過軋合及脹管形成管翅，整體置于玻璃真空管內(nèi)部。鋁片兩翼吸收太陽輻射并通過導熱傳遞給銅管之間的吸熱工質(zhì)。鋁板與銅管之間接觸熱阻的存在極大的影響了傳熱性能， 同時由于蒸發(fā)管采用銅管，增加了成本。針對傳統(tǒng)熱管集熱器管路與吸熱板之間存在接觸熱阻影響傳熱性能的缺陷，本發(fā)明提出了一種新型平板分離式熱管太陽能熱水器，其介質(zhì)流道通過鋁板直接吹脹形成，不存在接觸熱阻，因此傳熱性能得到了提高。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于消除現(xiàn)有熱管太陽能集熱器存在接觸熱阻的缺陷， 提供了一種新型平板分離式熱管太陽能熱水器。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種平板分離式熱管太陽能熱水器， 該太陽能熱水器包括熱管冷凝端紫銅盤管、冷凝液下降管、蒸汽上升管、熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道、蓄熱水箱、外邊框、上金屬板、下金屬板、玻璃蓋板、背部保溫；其中
熱管冷凝端紫銅盤管置于蓄熱水箱內(nèi)部，熱管冷凝端紫銅盤管的進口和蒸汽上升管的出口相連，熱管冷凝端紫銅盤管的出口和冷凝液下降管的進口相連，冷凝液下降管的出口連接熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道的進口，熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道的出口與蒸汽上升管的進口相連；
上金屬板貼合在下金屬板上方，下金屬板下部覆蓋有背部保溫，介質(zhì)流道位于上金屬板和下金屬板之間構(gòu)成集熱板，玻璃蓋板通過在外邊框上連接位于上金屬板的正上方。優(yōu)選的，熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道的進出口通過鉚接或焊接等方式與冷凝液下降管及蒸汽上升管相連。有益效果本發(fā)明提出的熱管熱水器，集熱板件由金屬板間軋合組成，通過高壓氣體吹脹法形成介質(zhì)的流道空間，與傳統(tǒng)的管板形式相比，這種直接形成的流道與吸熱板間不存在任何接觸熱阻，因此傳熱性能得到了明顯改善；采用分離熱管形式，熱管冷凝端盤管直接置于蓄熱水箱內(nèi)部，依靠重力實現(xiàn)工質(zhì)的吸熱放熱循環(huán)，蓄熱水箱與集熱組件獨立放置，更加靈活可靠，避免了一體形式對建筑外觀的破壞，同時減少了放置在室外對環(huán)境的熱量損失。


圖1是一種新型平板分離式熱管太陽能熱水器的系統(tǒng)圖；其中有熱管冷凝端紫銅盤管1、冷凝液下降管2、蒸汽上升管3、熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4、蓄熱水箱5、外邊框6 ；
圖2是一種新型平板分離式熱管太陽能熱水器A-A截面圖；其中有熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4、上金屬板7、下金屬板8、玻璃蓋板9、背部保溫10。
具體實施例方式下面將參照附圖對本發(fā)明進行說明。本發(fā)明的工作原理是本熱水器中，螺旋熱管冷凝端盤管、冷凝液下降管、熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道、蒸汽上升管構(gòu)成了熱管的吸熱放熱循環(huán)部分。鍍有選擇性吸收涂層的吸熱板件高效吸收太陽輻射，并將熱量傳遞給熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道中的熱管工質(zhì)，工質(zhì)吸收熱量后蒸發(fā)成氣體，通過蒸汽上升管進入安放在蓄熱水內(nèi)部的螺旋冷凝盤管放熱冷凝，以自然對流形式加熱生活用水；冷凝后的工質(zhì)液體通過重力作用沿冷凝液下降管回流至熱管蒸發(fā)端，再次吸收太陽輻射蒸發(fā)，如此不斷循環(huán)加熱水箱中的生活用水。下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提。進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。參見圖1和圖2，平板分離式熱管太陽能熱水器，該太陽能熱水器包括熱管冷凝端紫銅盤管1、冷凝液下降管2、蒸汽上升管3、熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4、蓄熱水箱5、外邊框6、 上金屬板7、下金屬板8、玻璃蓋板9、背部保溫層10 ；其中
熱管冷凝端紫銅盤管1置于蓄熱水箱5內(nèi)部，熱管冷凝端紫銅盤管1的進口和蒸汽上升管3的出口相連，熱管冷凝端紫銅盤管1的出口和冷凝液下降管2的進口相連，冷凝液下降管2的出口連接熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4的進口，熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4的出口與蒸汽上升管3的進口相連；
上金屬板7貼合在下金屬板8上方，下金屬板8下部覆蓋有背部保溫層10，介質(zhì)流道4 位于上金屬板7和下金屬板8之間構(gòu)成集熱板，玻璃蓋板9通過在外邊框6連接，并位于上金屬板7的正上方。熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4的進出口通過鉚接或焊接的方式與冷凝液下降管2及蒸汽上升管3相連。集熱板由兩塊金屬板軋合形成，其蒸發(fā)端工質(zhì)管路空間通過高壓吹脹形成。熱管的冷凝端采用紫銅螺旋盤管，置于蓄熱水箱5內(nèi)部。如圖1所示，本實施例主要包括熱管冷凝端紫銅盤管1、冷凝液下降管2、蒸汽上升管3、熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4、蓄熱水箱5、外邊框6、上金屬板7，下金屬板8、玻璃蓋板9、背部保溫10。其中熱管冷凝端紫銅盤管1置于蓄熱水箱5內(nèi)部，其進口和蒸汽上升管3的出
4口相連，熱管冷凝端紫銅盤管1的出口和冷凝液下降管2的進口相連，冷凝液下降管2的出口連接熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4的進口，介質(zhì)流道4的出口與蒸汽上升管3的進口相連。蓄熱水箱5中的生活用水通過自然對流形式吸收冷凝盤管1中工質(zhì)釋放的熱量，溫度不斷升高；放熱冷凝后的工質(zhì)液體在重力作用下沿冷凝液下降管2回流至蒸發(fā)端再次吸收太陽輻射蒸發(fā)。如圖2所示，所述熱管熱水器的集熱板包括熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4、上金屬板7、下金屬板8、玻璃蓋板9以及背部保溫10。集熱板在加工過程中，在下金屬板8表面印刷出介質(zhì)流道的管路圖案，再將上金屬板7放在其上面，經(jīng)過加壓熱軋及冷軋，沒有印刷管路的板面已依靠分子間引力緊密粘結(jié)在一起；其后將退火后的雙層復合金屬板通入高壓氮氣吹脹，形成熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道4。流道的進出口通過鉚接或焊接等方式與冷凝液下降管2及蒸汽上升管3相連，吸熱板表面鍍有選擇性吸收涂層，提高對太陽輻射的吸收效果。熱管采用分離形式，蓄熱水箱5置于室內(nèi)高于集熱組件的地方，熱管工質(zhì)通過重力沿上升管及下降管在蒸發(fā)端及冷凝端間循環(huán)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平板分離式熱管太陽能熱水器，其特征在于該太陽能熱水器包括熱管冷凝端紫銅盤管(1)、冷凝液下降管(2)、蒸汽上升管(3)、熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道(4)、蓄熱水箱(5)、 外邊框(6)、上金屬板(7)、下金屬板(8)、玻璃蓋板(9)、背部保溫層(10)；其中熱管冷凝端紫銅盤管(1)置于蓄熱水箱(5)內(nèi)部，熱管冷凝端紫銅盤管(1)的進口和蒸汽上升管(3)的出口相連，熱管冷凝端紫銅盤管(1)的出口和冷凝液下降管(2)的進口相連，冷凝液下降管(2)的出口連接熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道(4)的進口，熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道 (4)的出口與蒸汽上升管(3)的進口相連；上金屬板(7)貼合在下金屬板(8)上方，下金屬板(8)下部覆蓋有背部保溫層(10)，介質(zhì)流道(4)位于上金屬板(7)和下金屬板(8)之間構(gòu)成集熱板，玻璃蓋板(9)通過在外邊框 (6)連接，并位于上金屬板(7)的正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板分離式熱管太陽能熱水器，其特征在于熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道(4)的進出口通過鉚接或焊接的方式與冷凝液下降管(2)及蒸汽上升管(3)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板分離式熱管太陽能熱水器，其特征在于該太陽能熱水器包括熱管冷凝端紫銅盤管(1)、冷凝液下降管(2)、蒸汽上升管(3)、熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道(4)、蓄熱水箱(5)、外邊框(6)、上金屬板(7)、下金屬板(8)、玻璃蓋板(9)、背部保溫(10)；其中熱管冷凝端紫銅盤管(1)置于蓄熱水箱(5)內(nèi)部，熱管冷凝端紫銅盤管(1)的進口和蒸汽上升管(3)的出口相連，熱管冷凝端紫銅盤管(1)的出口和冷凝液下降管(2)的進口相連，冷凝液下降管(2)的出口連接熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道(4)的進口，熱管蒸發(fā)端介質(zhì)流道(4)的出口與蒸汽上升管(3)的進口相連。本發(fā)明的傳熱性能得到了明顯改善。
文檔編號F24J2/32GK102235760SQ20111017207
公開日2011年11月9日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者張小松, 楊磊 申請人:東南大學