专利名称：太阳能地埋跨季储热供暖系统专用集热器联箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能热能技术领域，属于太阳能集热器联箱结构的改进，特别是太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱。
背景技术：
联箱内热管冷凝段与联集管连接结构主要有两种一是内置式，另ー是外置式。所谓热管冷凝段内置式结构是指将热管的冷凝段插入到集热エ质流道(联集管)内的结构类型，内置式结构主要有两种方式，即直接插入式结构和间接插入式结构，通过焊接将 ニ者紧密连接在一起称之为直接插入式结构，这种方式的优点是加工简单，换热量好，其缺点为一是流动阻カ大，ニ是无法更换损坏的或效率下降的热管，而只能更换整个集热器；间接插入式结构是将紫铜管插入到用紫铜制作的集热エ质流道内，通过焊接方式将二者联结到一起，这种方式的优点是用于导热的紫铜管处于エ质流道内部，传热阻力小，与エ质换热充分，但其存在的缺点为ー是、热管冷凝段的温度比较高，内部压カ较大，长期运行后，会造成由紫铜制作的导热管产生膨胀变形，如果需要更换热管(即由于损害或老化等须将热管从导热管中拔出)，则较难从导热管中取出换热管，ニ是由于导热管插入到集热エ质流道内，其对集热エ质所造成的流动阻カ与直接插入式结构几乎一祥，导热管外径比热管冷凝段稍大ー些。热管冷凝段内置式结构是指将热管的冷凝段放置在集热エ质流道外的结构类型，从热管冷凝段与集热エ质流道之间导热连接使用的材料分类，外置式也主要有两种方式，即铜套管式结构和铝导热块式结构。铜套管式结构的导热体是用铜管制作的，嵌套在集热エ质流道外，在铜套管焊接与其呈十字交叉形的小直径铜管，用来插接热管冷凝段，这种外置式结构的优点是铜管嵌套在流道外的导热元件外，它具有较好的向流道传热性能，其缺点是若流道用不锈钢制作，铜套管与不锈钢管之间难于固定，此外，铜套管与小直径铜管之间的直接接触面很小，为了满足传热量要求，需要焊接肋片，以增加传热面积，但因铜管壁较薄，焊接容易变形，也会增加制造成本，不利用批量生产。铝导热块式结构的导热体是使用铝合金制作的，铝导热块用铝鋳造，通过套孔机加工套孔，铝导热块的套孔以热膨胀方式固定在不锈钢流道上，用卡件将用于插接热管冷凝段的小直径铜管固定在铝导热块上，这种外置方式结构的优点是铝制导热块容易制作和便于批量生产，可根据传热量需要，计算铝导热块与集热エ质流道及小直径铜管的接触面积，满足所传热量，其缺点是铝的热导率(约160W/m. k)比紫铜热导率(约386W/m. k)要小很多，其传热热阻较大。目前，一般使用的热管式真空管集热器联箱用于太阳能跨季储热供暖系统时，存在以下不足与弊端①无论采取何种联箱结构，热管式真空集热管均都通过热管冷凝段将所收集的热量传递给集热循环エ质，它主要传热特点为ー是热管エ质蒸汽或液体中的热量以自然对流方式传递给热管冷凝段内壁；ニ是热管冷凝段管壁将热量传导给露出真空玻璃管外的一小段热管蒸发段管壁；三是热管冷凝段外壁及露出真空玻璃管外的一小段热管蒸发段外壁的热传递其过程较为复杂，大部分热量传递给导热块，一部分热量传给了保温材料，还有一部分热量传递给渗漏的空气(在真空玻璃管插入联箱内的端ロ)；四是导热块将热量传递给集热器内的联集管外壁；五是联集管壁内存在热传导过程；六是流道内壁与集热循环エ质之间存在对流传热过程；七是集热器内的联集管与保温材料和联箱壳体也存在传热过程。②只要集热器内温度比周围环境温度高，集热器联箱自然向外界散失热量，联箱的热损失主要来自以下几个方面一是热管式真空集热管与联箱插ロ处，即联箱壳体下部散热；ニ是联箱壳体底部，即背阴面的散热；三是联箱壳体顶部，即朝上面的散热；四是联箱壳体正面，即朝阳面的散热；五是联集管从联箱穿出部位，即联箱端面的散热。③常规太阳能工程所用联箱大都采用全金属外壳，如镀铝锌、不锈钢、镀锌板及拉丝板等，采用模块化制作，其不变形，可串联，可并联，安装简单、快捷，而在联箱热损失方面采取的措施仍然不够，主要有不足之处为ー是联箱壳体下部散热采取的措施不够，散热量较大；ニ是联集管从联箱穿出部位(即联箱端面)的散热方面采取的措施不够，热损失较大；三是联箱内大都采用聚氨酯发泡保温，而聚氨酯的安全使用温度<70°C，不适合具有较高温度的热管式集热器使用；四是联箱保温厚度较小，导致冬季热损失很大等。④常规热管式真空管集热器联箱内的空晒集热温度较高(如> 110°C)，对集热系统的可靠性、安全性造成不良影响
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，能降低联箱热损失量和联箱内温度，提高联箱保温层抗老化性能。本实用新型的目的是这样实现的一种太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，包括联集箱箱壳和联集管，联集管两端端头分别穿出联集箱箱壳两端箱板上分别设置的联集管插孔，联集管两端头穿出联集管插孔的端头管周壁上设置有连接管螺纹，在联集管外管壁上沿其管体长度方向固装着ー排金属导热块，金属导热块顶端设置有套孔，联集管穿过金属导热块的套孔且其管体与套孔静配合，联集箱箱壳由前部槽形不锈钢箱壳及呈矩形的后部不锈钢箱板、呈矩形的两端部硬质塑料箱板配合固装构成，前部槽形不锈钢箱壳由不锈钢板弯折而成，形成均呈矩形的顶面箱板、正面箱板与底面箱板，顶面箱板和底面箱板均向正面箱板同一侧折弯并相对以正面箱板为中心镜像对称，在前部槽形不锈钢箱壳后部设置着沿面箱板和底面箱板后侧边沿延伸的ー对后侧折边，在前部槽形不锈钢箱壳两端分别设置着沿顶面箱板、正面箱板和底面箱板各自两端边沿延伸的三条端头折边，在后侧折边与端头折边上均设置着第一固定穿孔，在底面箱板均布设置着沿前部槽形不锈钢箱壳折弯形成的棱边排列的真空玻璃管安装插孔，后部不锈钢箱板上分别设置着ー排第二固定穿孔，第二固定穿孔沿后部不锈钢箱板相对两边沿排列，第二固定穿孔其在后部不锈钢箱板上的位置与第一固定穿孔在后侧折边壁体上的位置相对应，在后部不锈钢箱板两端分别设置着N个条形对位孔，分别设置于前部槽形不锈钢箱壳两端的两端部硬质塑料箱板其各自边沿与前部槽形不锈钢箱壳两端分别设置的端头折边对应固接，两端部硬质塑料箱板分别开设有穿透其板体的联集管插孔，两端部硬质塑料箱板其中之一还设置有条形定位槽，在联集管一端端头设置的定位销配合设置于条形定位槽内，金属导热块为导热铝块且其底面设置有凹槽，在联集箱箱壳内设置着将位于其内部的联集管管体、导热铝块裹扎起来的包裹层，包裹层为矿棉层或岩棉层或或硅酸铝涂层硫酸铝涂层，在联集箱箱壳内箱壁与包裹层之间的空间内设置有将内包裹层包起的聚氨酯填料。[0007]本实用新型的主要技术特点为一是因热管式真空集热管与联箱插ロ处的散热主要是由导热和空气对流方式引起的，在联箱插ロ处应避免使用金属件，并采用硅胶圈密封，以减少插ロ缝隙，降低空气流量，从而减少对流热损失；ニ是联箱外壳两端端盖采用硬质塑料制作，以减少金属外壳与联集管之间的热传导损失，除了使用专用低温型热管外，还通过采用铝导热块的外置式热管插入方式来进ー步降低联箱内集热温度，采取适当加大铝制导热块(导热铝块)与联集管之间的连接结构性热阻来降低联集管内エ质的温度，联集箱箱壳顶面板体、底面板体、壳体正面及底部箱板的热损失主要以热传导方式向周围环境空气散失，其热量散失通过保温材料传递到环境中。除了环境温度与联箱内部集热温度差外，影响联箱热损失大小的主要因素是保温材料的热导率、保温厚度和表面积，其中以保温材料的选择及保温厚度关系最大，因此，选择合适保温材料的注意事项为一是选择合适的保温材料，由于热管式真空管集热器联箱内ー些部位的温度较高(如热管冷凝段最高温度> 130°C，导热块最高温度也大于130°C且集热器空晒温度大于100°C )，需要选择合适的保温材料及采取适当的保温措施，如矿棉、岩棉的安全使用温度在250°C以上，硅酸铝则在1000°C以上。ニ是采取双层保温措施， 在热管插管和联集管外面先用矿棉、岩棉或硅酸铝保温作为第一层保温，第一层保温厚度在IOmm 20mm，然后，在第一层保温层外面采用聚氨酯发泡进行第二层保温。三是加厚保温层，联箱设计高度为260mm、厚度为200mm，所以，连接管和热管冷凝段插管的保温厚度在IOOmm左右。由此可见，本实用新型能降低联箱热损失量和联箱内温度，提高联箱保温层抗老化性能。
下面将结合附图对本实用新型作进ー步说明。图I为本实用新型联集箱箱壳的透视结构示意图；图2为本实用新型联集箱箱壳前部槽形不锈钢箱壳的结构示意图；图3为本实用新型联集箱箱壳底面箱板的投影结构示意图；图4为本实用新型联集管与端部硬质塑料箱板相配装的结构示意图；图5为本实用新型联集管与导热铝块(插接热管冷凝管紫铜管)相配装的结构示意图；图6为本实用新型导热铝块的第一视向结构示意图；图7为本实用新型导热铝块的第二视向结构示意图；图8为本实用新型总体内部保温结构的剖视示意图。
具体实施方式
一种太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，如图8所示，包括联集箱箱壳2才和联集管18，联集管18两端端头分别穿出联集箱箱壳2两端箱板上分别设置的联集管插孔，如图4、图8所示，联集管18两端头穿出联集管插孔的端头管周壁上设置有连接管螺纹16，如图5至图8所示，在联集管18外管壁上沿其管体长度方向固装着ー排金属导热块19，金属导热块19顶端设置有套孔21，联集管18穿过金属导热块19的套孔21且其管体与套孔21静配合，如图I至图3、图8所示，联集箱箱壳2由前部槽形不锈钢箱壳及呈矩形的后部不锈钢箱板8、呈矩形的两端部硬质塑料箱板1、4配合固装构成，前部槽形不锈钢箱壳由不锈钢板弯折而成，形成均呈矩形的顶面箱板3、正面箱板12与底面箱板11，顶面箱板3和底面箱板11均向正面箱板12同一侧折弯并相对以正面箱板12为中心镜像对称，在前部槽形不锈钢箱壳后部设置着沿面箱板和底面箱板11后侧边沿延伸的ー对后侧折边140，在前部槽形不锈钢箱壳两端分别设置着沿顶面箱板3、正面箱板12和底面箱板11各自两端边沿延伸的三条端头折边141，在后侧折边140与端头折边141上均设置着第一固定穿孔13，在底面箱板11均布设置着沿前部槽形不锈钢箱壳折弯形成的棱边排列的真空玻璃管安装插孔10，后部不锈钢箱板8上分别设置着ー排第二固定穿孔15，第二固定穿孔15沿后部不锈钢箱板8相对两边沿排列，第二固定穿孔15其在后部不锈钢箱板8上的位置与第一固定穿孔13在后侧折边140壁体上的位置相对应，在后部不锈钢箱板8两端分别设置着N个条形对位孔9，分别设置于前部槽形不锈钢箱壳两端的两端部硬质塑料箱板1、4其各自边沿与前部槽形不锈钢箱壳两端分别设置的端头折边141对应固接，如图I所示，两端部硬质塑料箱板1、4分别开设有穿透其板体的联集管插孔5、7，两端部硬质塑料箱板1、4其中之一还设置有条形定位槽6，在联集管18—端端头设置的定位销17配合设置于条形定位槽6内，如图5至图7所示，金属导热块19为导热铝块且其底面设置有凹槽22，如图5、图8所示，插接热管冷凝管其紫铜管20通过卡件固定在凹槽22中，再如图8所示，在联集箱箱壳·2内设置着将位于其内部的联集管18管体、导热铝块裹扎起来的包裹层23，包裹层23为矿棉层或岩棉层或硅酸铝涂层或硫酸铝涂层，在联集箱箱壳2内箱壁与包裹层23之间的空间内设置有将内包裹层23包起的聚氨酯填料24。如图7所示，凹槽22所形成的凹陷壁面为圆柱面。如图2所示，后侧折边140和端头折边141均向前部槽形不锈钢箱壳的凹侧翻折。如图2所示，真空玻璃管安装插孔10位于槽形不锈钢箱沿其壳棱边延伸方向投影的横截面所呈现的底面箱板11的中部。如图4所示，联集管18—端端头所设置的连接管螺纹16位于端头端面与定位销17之间。条形对位孔9的数量为4个，N = 2。本实用新型的生产方法为I、流道管(联集管)制作①对铝制导热块(导热铝块)采用铸铝方式(普通铸铝或精密铸铝)加工，在铝制导热块上铣套孔、铣安装槽(凹槽)及钻丝孔(固定热管插管使用)用不锈钢管加工流道管采，在流道管两端车螺纹(或套丝机套螺纹)，焊接定位销；③铝制导热块固定在流道管上划线(确定铝制导热块安装位置)，将铝制导热管安放在加热卡具上，通电热膨胀，将流道管按照划线位置套入铝制导热块，加热卡具，再停电，铝制导热块冷却即可被固定；④用螺钉将热管插管固定在铝制导热块上。2、加工联集箱箱板①用钢板加工前部槽形不锈钢箱壳(正面箱板)，给真空玻璃管安装插孔及固定穿孔位置划线(或使用数控冲压机冲孔)，再进行钻孔，用折板机对前部槽形不锈钢箱壳周边折板、翻边；②用钢板加工背面箱板(后部不锈钢箱板)，在钢板加工背面箱板上加工安装孔及固定穿孔、翻边用硬质塑料板加工端部箱板，同样在端部箱板上加工安装孔及固定穿孔。3、给联集管保温[0026]使用塑料绳或扎带将IOmm 15mm厚的矿棉、岩棉或娃酸招或硫酸招等保温材料将流道管、铝制导热块和热管插管包扎起来。4、装配联箱(联集箱)①固定一侧端板(端部硬质塑料箱板)，在加工好的前部槽形不锈钢箱壳相应一端，安装相应的另ー侧端板；②安装联集管，将加工好的联集管一端穿过相应端硬质塑料端板的联集管插孔，并通过螺母固定在该相应端的硬质塑料端板上，并使在联集管上固装的导热铝块其凹槽与真空玻璃管安装孔对齐(使用卡具安装)安装背面箱板，将背面箱板通过紧固件配装在前部槽形不锈钢箱売上。5、(在联箱内)用聚氨酯发泡①发泡料配置，将未完全安装好的联箱安放在发泡台上，按照比例将聚氨酷“黒白 料”混合充注发泡料，使用发泡机为安装好的联箱内发泡；③发泡料熟化，在发泡车间暖房内熟化联箱聚氨酯；④发泡保温修整，为熟化好的聚氨酯进行修正处理。6、固定另ー侧端板(端部硬质塑料箱板)-联集管有定位销的一端穿过另ー侧端板，定位销装在该另ー侧端板上设置的定位槽，使联集管有定位销的一端与该另ー侧端板固装。7、清理产品ー对完全加工好的联箱进行清理和做好产品保护措施。
权利要求1.一种太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，包括联集箱箱壳(2)和联集管(18)，联集管(18)两端端头分别穿出联集箱箱壳(2)两端箱板上分别设置的联集管插孔，联集管(18)两端头穿出联集管插孔的端头管周壁上设置有连接管螺纹(16)，在联集管(18)外管壁上沿其管体长度方向固装着ー排金属导热块(19)，金属导热块(19)顶端设置有套孔(21)，联集管(18)穿过金属导热块(19)的套孔(21)且其管体与套孔(21)静配合，其特征在于联集箱箱壳(2)由前部槽形不锈钢箱壳及呈矩形的后部不锈钢箱板(8)、呈矩形的两端部硬质塑料箱板(1、4)配合固装构成，前部槽形不锈钢箱壳由不锈钢板弯折而成，形成均呈矩形的顶面箱板(3)、正面箱板(12)与底面箱板(11)，顶面箱板(3)和底面箱板(11)均向正面箱板(12)同一侧折弯并相对以正面箱板(12)为中心镜像对称，在前部槽形不锈钢箱壳后部设置着沿面箱板和底面箱板(11)后侧边沿延伸的ー对后侧折边(140)，在前部槽形不锈钢箱壳两端分别设置着沿顶面箱板(3)、正面箱板(12)和底面箱板(11)各自两端边沿延伸的三条端头折边(141)，在后侧折边(140)与端头折边(141)上均设置着第一固定穿孔(13)，在底面箱板(11)均布设置着沿前部槽形不锈钢箱壳折弯形成的棱边排列的真空玻璃管安装插孔(10)，后部不锈钢箱板(8)上分别设置着ー排第二固定穿孔 (15)，第二固定穿孔(15)沿后部不锈钢箱板(8)相对两边沿排列，第二固定穿孔(15)其在后部不锈钢箱板(8)上的位置与第一固定穿孔(13)在后侧折边(140)壁体上的位置相对应，在后部不锈钢箱板(8)两端分别设置着N个条形对位孔(9)，分别设置于前部槽形不锈钢箱壳两端的两端部硬质塑料箱板(1、4)其各自边沿与前部槽形不锈钢箱壳两端分别设置的端头折边(141)对应固接，两端部硬质塑料箱板(1、4)分别开设有穿透其板体的联集管插孔(5、7)，两端部硬质塑料箱板(1、4)其中之一还设置有条形定位槽￠)，在联集管(18)—端端头设置的定位销(17)配合设置于条形定位槽￠)内，金属导热块(19)为导热铝块且其底面设置有凹槽(22)，在联集箱箱壳(2)内设置着将位于其内部的联集管(18)管体、导热铝块裹扎起来的包裹层(23)，包裹层(23)为矿棉层或岩棉层或硅酸铝涂层或硫酸铝涂层，在联集箱箱壳(2)内箱壁与包裹层(23)之间的空间内设置有将内包裹层(23)包起的聚氨酯填料(24)。
2.根据权利要求I所述的太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，其特征是凹槽(22)所形成的凹陷壁面为圆柱面。
3.根据权利要求I所述的太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，其特征是后侧折边(140)和端头折边(141)均向前部槽形不锈钢箱壳的凹侧翻折。
4.根据权利要求I所述的太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，其特征是真空玻璃管安装插孔(10)位于槽形不锈钢箱沿其壳棱边延伸方向投影的横截面所呈现的底面箱板(11)的中部。
5.根据权利要求I所述的太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，其特征是联集管(18) —端端头所设置的连接管螺纹(16)位于端头端面与定位销(17)之间。
6.根据权利要求I所述的太阳能地理跨季储热供暖系统专用集热器联箱，其特征是N=2。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能地埋跨季储热供暖系统专用集热器联箱，联集箱箱壳由前部槽形不锈钢箱壳及后部不锈钢箱板、两端部硬质塑料箱板配合固装构成，在前部槽形不锈钢箱壳周边设置的折边上设置着第一固定穿孔，在后部不锈钢箱板上设置着第二固定穿孔，在后部不锈钢箱板两端分别设置着条形对位孔，联集管两端分别穿过两端部硬质塑料箱板分别设置的联集管插孔，一端部硬质塑料箱板设置有条形定位槽，在联集管一端端头设置的定位销设置于条形定位槽内，固装在联集管上的导热铝块底面设置有凹槽，在联集箱箱壳内设置着将联集管、导热铝块裹起的包裹层，包裹层为矿棉层或岩棉层或硅酸铝涂层或硫酸铝涂层，在联集箱箱壳内箱壁与包裹层之间的空间内设置有将内包裹层包起的聚氨酯填料。本实用新型能降低联箱热损失量和联箱内温度，提高联箱保温层抗老化性能。
文档编号F24J2/46GK202630480SQ20122023497
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者高国利, 周东文, 李卫华, 林闽 申请人:新疆太阳能科技开发公司