专利名称：新型微热管阵列平板太阳能集热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能利用技术，特别是一种新型微热管阵列平板太阳能集热器。
背景技术：
太阳能集热器作 为太阳能利用的一个重要领域，使用可靠性高，无需消耗任何外在动力，可以为人们的生活、生产活动提供大量热水，为人们带来极大方便，提高了人们的生活质量。针对现有的各种太阳能集热器在抗冻能力、热效率、工作可靠性上存在的各种缺陷从而使其在应用上受到较大限制的问题，本申请人提供一种利用热管技术的平板式太阳能集热器，将热管技术和平板式太阳能集热器相结合，综合了平板式和热管式集热器的优点，使其具有更为广泛的应用范围和集热效率，见专利号为:200810116295.3，名称为新型平板式太阳能集热方法及其集热器的发明专利。该专利公开的平板式太阳能集热器具有平板式集热框架以及框架内的翅片分隔的若干孔状通道，即通过焊接工艺制得平板热管并通过其蒸发段吸收太阳光线，平板热管的冷凝段所在的平板框架端部设置于储水箱中，所述冷凝段在水箱中冷凝放热以制备热水；在申请号为:200910079411.3，名称为一种改进的平板式太阳能集热方法及其集热器和热水系统的发明专利申请中，则公开了一种平板热管与水箱导热内胆外壁干式接触的换热方式；而在专利号为:200910260246.1，名称为太阳能光伏电池高效散热装置及热电联供系统的发明专利中，则公开了另一种平板热管与水管通过板管式换热器干式贴合进行导热换热的方法。当平板热管冷凝段与液体介质直接接触对流换热时，存在平板热管被腐蚀、表面结垢以及平板热管与储水箱之间的密闭性等问题；设置板管式换热器则增加了一定的成本。而当平板热管与水箱导热内胆外壁干式接触换热时，没有明确指定干式接触的角度，倘若设置平板热管在水箱底部弯曲以进行外贴式换热时，则需要一定的贴合面积与角度，否则冷凝换热不充分或者积液，都无法实现集热器的最佳集热性能。
实用新型内容本实用新型针对现有的太阳能集热器所存在的问题，提供一种新型微热管阵列平板太阳能集热器，通过特定的微热管阵列结构的热管实现与水管直接大面积接触换热并实现强化换热，结构简单并降低了成本。本实用新型的技术方案如下:一种新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，包括热管、循环水管和底板，所述热管为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，所述微热管的等效直径为0.3mnT2.5mm，所述热管的蒸发段为平板式，所述热管的冷凝段与所述循环水管的上表面相贴合，所述底板与循环水管上表面相对应的循环水管的下表面相贴合，所述热管的冷凝段与底板固定连接，所述热管的蒸发段吸收太阳能热后再由冷凝段在循环水管中冷凝放热以制备热水。[0006]所述热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，所述底板沿与循环水管上表面相对应的循环水管的下表面弯曲并与所述下表面相贴合。所述循环水管在与热管的冷凝段相贴合的部分为压制而成的扁平状水管，所述热管的冷凝段与循环水管的上表面之间以及底板与循环水管的下表面之间均为平面贴合。所述循环水管为单管或并排设置的多根管，当所述循环水管为多根管时，所述热管的冷凝段依次沿并排的多根管的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，所述底板沿与多根管的上表面相对应的多根管的下表面弯曲并与所述下表面相贴合，所述热管的冷凝段与底板在多根管两旁以及多根管之间处固定连接。所述热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的除末端以外的部位均与循环水管的上表面紧密贴合，所述热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的末端的曲率小于热管冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的其它部位的曲率。所述循环水管为铝管，所述循环水管的壁厚为1.2mnT4mm ;或所述循环水管为铜管，所述循环水管的壁厚为0.6mnT2mm ;或所述循环水管为钢管,所述循环水管的壁厚为
0.4mnTL 5mm。 所述热管的冷凝段与底板螺丝连接或铆接。所述底板为招板,所述招板的厚度为0.5mnT4mm。所述招板的厚度为2mm-3mm。所述热管的冷凝段与循环水管之间以及底板与循环水管之间涂有导热硅胶或耐温硅脂。本实用新型的技术效果如下:本实用新型公开的新型微热管阵列平板太阳能集热器，设置热管为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，热管的蒸发段为平板式热管，冷凝段与所述循环水管的上表面相贴合，通过与循环水管的下表面贴合的底板固定，这样，平板式的热管蒸发段能够大量吸收太阳能热，在微热管阵列的各微热管中发生热管效应，在热管的冷凝段冷凝放热，由于冷凝段与循环水管直接相贴合，且部分热量可以通过与热管连接的底板传导至循环水管的下半壁，使得热管的冷凝段与循环水管实现最大面积的接触及最佳换热，热管的冷凝段冷凝释放的热量大量进入循环水管中以制备热水，提高了太阳能集热器的集热效率。由于热管是挤压或冲压成型，故增强了热管的韧性，为热管的冷凝段与循环水管大面积贴合提供了保证。热管内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列，各微热管内能够独立发生热管效应，某一微热管的损坏不会影响其它微热管的工作，微热管阵列同时工作，能够提高换热效率。本实用新型所述新型微热管阵列平板太阳能集热器具有结构简单，易实现，低成本以及高效率的优点。在本实用新型公开的新型微热管阵列平板太阳能集热器中的循环水管为通常情况下其截面为圆形的水管时，热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，所述底板沿与循环水管上表面相对应的循环水管的下表面弯曲并与所述下表面相贴合。由于热管是挤压或冲压成型，故增强了热管的韧性，为热管的冷凝段的弯曲提供了保证。当循环水管在与热管的冷凝段相贴合的部分为压制而成的扁平状水管时，此时热管的冷凝段无需弯曲，能够直接与循环水管的上表面进行平面贴合，底板与循环水管的下表面也是平面贴合，热管的冷凝段能够直接与平面贴合的循环水管实现强化换热。[0018]本实用新型所述新型微热管阵列平板太阳能集热器中的循环水管可以是单管，此时适用于工程板单管的情况；循环水管也可以是并排设置的多根管，热管的冷凝段依次沿多根管的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，所述底板沿与多根管的下表面弯曲并与所述下表面相贴合，此时适用于壁挂板多根管的情况。设置热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的除末端以外的部位均与循环水管的上表面紧密贴合，热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的末端的曲率小于热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的其它部位的曲率，即设置热管的冷凝段在弯曲的末端的曲率小一些，曲率半径大一些，以保证热管的冷凝段在冷凝放热后工质液化顺利回流至热管的蒸发段，以防该末端积液而无法顺利回流。
图1是本实用新型所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器的第一种结构示意图。图2a、2b和2c均是本实用新型所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器中的热管作为工装条带时的三种结构示意图。图3a是本实用新型所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器的第二种结构示意图，图3b是其使用时的结构示意图。图4a是本实用新型中的热管的冷凝段以及底板分别与循环水管贴合处的结构示意图，图4b是其使用时的结构示意图。图5a和图5b分别是本实用新型所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器的第三种和第四种结构示意图。图6是本实用新型所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器的第五种结构示意图。图中各标号列示如下:I 一热管的蒸发段；2 —热管的冷凝段；3 —循环水管；4 一底板；5 —螺丝；6 —热管的冷凝段的末端；7 —蓄热水箱；8 —工装边；9 一工装孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。本实用新型涉及一种新型微热管阵列平板太阳能集热器，其第一种结构示意图如图1所示，包括热管、循环水管3和底板4，该实施中的循环水管3为通常情况下的水管，即其截面为圆形，热管为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，所述微热管的等效直径为0.3mnT2.5mm,热管与循环水管3相互垂直设置，热管包括热管的蒸发段I和热管的冷凝段2，热管的蒸发段I为平板式，热管的冷凝段2沿循环水管3的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，底板4沿与循环水管3上表面相对应的循环水管3的下表面弯曲并与所述下表面相贴合，热管的冷凝段2与底板4固定连接，具体可以是在热管的冷凝段2在循环水管3径向方向上沿循环水管3的上表面弯曲的起始端和末端(相对应底板4在循环水管3径向方向上沿循环水管3的下表面弯曲的起始端和末端)处通过螺丝5连接，也 可以是其它连接方式，如铆接等，使用螺丝连接或铆接的方式，不仅强度可靠，而且使得贴合紧密。热管的蒸发段I吸收太阳能热后，蒸发气化进而在微热管内发生热管效应，再由热管的冷凝段2在循环水管3中冷凝放热以制备热水。热管可以作为工装条带使用，也就是说，微热管阵列两边或者中心带或者根据需要指定任意位置可以作为工装条带，所述工装条带可以是微热管本身，也可以是各微热管之间的管壁。图2a、2b和2c均是热管作为工装条带时的三种结构示意图。在微热管阵列上或者说是在平板式的热管的蒸发段I上的指定位置作为工装边8，沿工装边8在平板式的热管的蒸发段I的径向打工装孔9，其中，图2b和2c打工装孔时分别是在微热管阵列的两侧和中间，均没有破坏微热管，而图2a在打工装孔时破坏了其中一个微热管。由于热管中的各微热管阵列中是在各微热管内能够独立发生热管效应，故某一微热管的损坏或者打工装孔都不会影响其它微热管的工作，微热管阵列同时工作，能够提高换热效率。图1所示新型微热管阵列平板太阳能集热器中的循环水管3为单管，此时适用于工程板单管的情况。工程板单管(或者说循环水管)材料可以为铝管，此时循环水管的壁厚为1.2mnT4_ ;也可以为铜管,此时循环水管的壁厚为0.6mnT2_ ;也可以为钢管,此时循环水管的壁厚为0.4mnTl.5mm。底板4可以是厚度为0.5mnT4mm的招板,所述招板的优选厚度为底板长度以能螺丝5连接(或铆接)为准，越短越好。本实用新型所涉及的新型微热管阵列平板太阳能集热器中的循环水管也可以是并排设置的多根管(即两根或两根以上)，此时适用于壁挂板多根管的情况。图3a所示的结构为循环水管是并排设置的两根管即双管的情况，此时循环水管3可以为由单管弯曲而成的并排的双管，热管的冷凝段2依次沿并排的双管的上表面弯曲并均与所述上表面相贴合，底板4沿与双管的上表面相对应的双管的下表面弯曲并均与所述下表面相贴合，热管的冷凝段2与底板4在双管两旁以及双管之间的位置通过螺丝5固定连接，也可以通过铆接等其它方式固定。壁挂 板多根管(或者说循环水管)可以为单管弯曲形成，材料可以为铝管，此时循环水管的壁厚为1.2mnT4_ ;也可以为铜管,此时循环水管的壁厚为0.6mnT2mm。新型微热管阵列平板太阳能集热器中的热管的冷凝段以及底板分别与循环水管贴合处的结构如图4a所示，标示6所示的热管的冷凝段的末端即为热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的末端，除了热管的冷凝段的末端6外，热管的冷凝段2的其它部位均与循环水管3的上表面紧密贴合，或者说是与循环水管3的上表面贴实；热管的冷凝段的末端6的曲率小于热管冷凝段的其它部位的曲率，也就是说设置热管的冷凝段在弯曲的末端的曲率小一些，曲率半径大一些，使得集热器在使用中对其进行倾斜放置时热管整体除弯曲的顶点以外不产生局部高点，以保证冷凝段的冷凝液不聚积在热管上部，如图4b所示的在使用时的结构示意图，上述设置方式能够保证热管冷凝段在冷凝放热后工质液化顺利回流至热管的蒸发段，以防该末端存在工质积液而无法顺利回流。底板4沿循环水管3的下表面弯曲并与所述下表面相贴合时，是底板4与循环水管3的下表面紧密贴合，或者说是与循环水管3的下表面贴实。需要说明的是，对于壁挂板多根管的情况，热管的冷凝段2沿循环水管3的上表面弯曲的末端有多处，优选设置这多处的热管的冷凝段弯曲的末端的曲率均小于针对同一水管时热管的冷凝段弯曲的其它部位的曲率；底板4也是与多根管中的每根水管的下表面均紧密贴实。图3b是图3a所示的循环水管是并排设置的两根管的情况时的新型微热管阵列平板太阳能集热器在使用时倾斜放置的结构示意图。本实用新型所涉及的新型微热管阵列平板太阳能集热器中的热管是金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构。由于热管是挤压或冲压一体成型，故增强了热管的韧性，为热管的冷凝段2的弯曲提供了保证。热管在制作完成后再将热管的冷凝段2沿循环水管3的上表面弯曲，热管在弯曲时可以采用胎具，使得弯曲后的热管的冷凝段2与循环水管3的上表面相贴合。同样，底板4在沿循环水管3的下表面弯曲时也可以采用胎具，使得弯曲后的底板4能够与循环水管3的下表面相贴合。图1、图3a、3b以及图4a、4b所示的新型微热管阵列平板太阳能集热器中的循环水管均为截面为圆形的水管，此时热管的冷凝段2与循环水管3之间以及底板4与循环水管3之间均为曲面贴合。除上述情况外，还可以将循环水管与热管的冷凝段接触部分压制成扁平状，循环水管其它部分不变即仍保留为圆形管。此时，循环水管在与热管的冷凝段相贴合的部分为压制而成的扁平状水管，循环水管在与热管的冷凝段相贴合以外的部分无需压制即仍然为截面是圆形的水管，此时热管的冷凝段无需弯曲，能够直接与循环水管的上表面直接平面贴合，底板与循环水管的下表面也是平面贴合，热管的冷凝段能够直接与平面贴合的循环水管实现强化换热。如图5a和图5b所示的本实用新型所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器的第三种和第四种结构示意图。此时循环水管3在与热管的冷凝段2相贴合的部分为压制而成的扁平状水管，热管的冷凝段2与循环水管3的上表面之间以及底板4与循环水管3的下表面之间均为平面贴合。热管的冷凝段2与底板4通过螺丝5固定连接，也可以通过铆接等其它连接方式。将循环水管3与热管的冷凝段2接触部分压制成扁平状，以便于热管更容易方便贴合，且减少由于热管的冷凝段沿循环水管弯曲不当或者集热器实际放置角度与设计角度不符时热管内的冷凝液积液的风险。图5a和图5b分别适用于循环水管3是工程板单管和壁挂板多根管的情况。集热器无论是单块使用还是多块使用时，为便于循环水管与其它水管或水箱连接，在循环水管的连接口处无需压制，一般都是圆管。本实用新型所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器中的循环水管3可以连接蓄热水箱7，如图6所示的结构，蓄热水箱7分别连接循环水管3的进水口和出水口，并采用了多跟热管并排排列，该实施例中的热管的冷凝段2可以与循环水管3的上表面曲面贴合，也可以将循环水管3与热管的冷凝段 2接触部分压制成扁平状，使得热管的冷凝段2与循环水管3的上表面之间平面贴合。当热管的冷凝段2与循环水管3的上表面曲面贴合时，每根热管的冷凝段2均弯曲并与循环水管3的上表面贴合，底板可采用多个弯曲底板或一整块比较宽的底板弯曲以与各热管的冷凝段2固定连接。热管的蒸发段I吸收太阳能热后再由热管的冷凝段2在循环水管3中冷凝放热并最终加热蓄热水箱7以制备热水。此外，为进一步提高集热效率，更高效地制备热水，可以在本实用新型的热管的冷凝段2与循环水管3之间以及底板4与循环水管3之间涂上薄的性能好的导热硅胶或耐温娃脂。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
权利要求1.一种新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，包括热管、循环水管和底板，所述热管为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，所述微热管的等效直径为0.3mnT2.5mm，所述热管的蒸发段为平板式，所述热管的冷凝段与所述循环水管的上表面相贴合，所述底板与循环水管上表面相对应的循环水管的下表面相贴合，所述热管的冷凝段与底板固定连接，所述热管的蒸发段吸收太阳能热后再由冷凝段在循环水管中冷凝放热以制备热水。
2.根据权利要求1所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，所述底板沿与循环水管上表面相对应的循环水管的下表面弯曲并与所述下表面相贴合。
3.根据权利要求1所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述循环水管在与热管的冷凝段相贴合的部分为压制而成的扁平状水管，所述热管的冷凝段与循环水管的上表面之间以及底板与循环水管的下表面之间均为平面贴合。
4.根据权利要求2所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述循环水管为单管或并排设置的多根管，当所述循环水管为多根管时，所述热管的冷凝段依次沿并排的多根管的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，所述底板沿与多根管的上表面相对应的多根管的下表面弯曲并与所述下表面相贴合，所述热管的冷凝段与底板在多根管两旁以及多根管之间处固定连接。
5.根据权利要求2或4所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的除末端以外的部位均与循环水管的上表面紧密贴合，所述热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的末端的曲率小于热管冷凝段沿循环水管的上表面弯曲的其它部位的曲率。
6.根据权利要求5所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述循环水管为招管，所述循环水管的壁厚为1.2mnT4mm ;或所述循环水管为铜管,所述循环水管的壁厚为0.6mnT2_ ;或所述循环水管为钢管,所述循环水管的壁厚为0.4mnTl.5mm。
7.根据权利要求6所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述热管的冷凝段与底板螺丝连接或铆接。
8.根据权利要求7所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述底板为招板，所述招板的厚度为0.5mnT4mm。
9.根据权利要求8所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述铝板的厚度为2mm-3mm。
10.根据权利要求5所述的新型微热管阵列平板太阳能集热器，其特征在于，所述热管的冷凝段与循环水 管之间以及底板与循环水管之间涂有导热硅胶或耐温硅脂。
专利摘要本实用新型涉及一种新型微热管阵列平板太阳能集热器，包括热管、循环水管和底板，热管为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，微热管的等效直径为0.3mm~2.5mm，热管的蒸发段为平板式，热管的冷凝段沿循环水管的上表面弯曲并与所述上表面相贴合，底板沿与循环水管上表面相对应的循环水管的下表面弯曲并与所述下表面相贴合，热管的冷凝段与底板固定连接，热管的蒸发段吸收太阳能热后再由冷凝段在循环水管中冷凝放热以制备热水。本实用新型通过特定的微热管阵列结构的热管实现与水管直接大面积接触换热并实现强化换热，结构简单并降低了成本。
文档编号F24J2/24GK203148067SQ201320013598
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者赵耀华, 张楷荣 申请人:南京光威能源科技有限公司