基于环路热管的太阳能集热装置及使用该装置的热水器的制作方法

本技术涉及太阳能热利用，特别涉及基于环路热管的太阳能集热装置。

背景技术：

1、太阳能集热器主要有槽式、蝶式、塔式和线性菲涅尔式。其中蝶式太阳能集热器具有双轴追踪装置，以点聚焦的形式基本消除了线聚焦所存在的余弦损失问题，因此蝶式太阳能集热器具有较高的聚光比，最高的聚光温度可达到500～3000摄氏度，蝶式太阳能集热器大多与斯特林发电机一起用于发电，目前很少有蝶式太阳能集热器在光热方向的运用。主要原因是蝶式太阳能集热器的高聚光比导致的接收器在高热流密度下很难将热量快速、有效地导出。

2、申请号为【cn201910195276.2】的专利文本公开了一种环路热管太阳能集热器系统，该系统采用平板式环路热管作为接收器，在集热区域内选择性的部分位置设置毛细部件，虽减少了结构布置毛细部件的面积，减少了毛细结构的成本，但是降低了毛细结构的性能，导致毛细力的不足，同时该环路热管是反重力布局安装的，即蒸发端在冷凝端的上方，冷凝过后的工质需要靠毛细力推动其克服重力的作用回液，然而由于毛细力的不足，使液体工质无法回液，集热区内的蒸发端形成干烧，环路热管失效。

3、申请号为【cn201820119989.1】的专利文本公开了一种简单高效的太阳能热水器，在该专利中，蝶式太阳能集热器的聚焦中心位置通过支架架设有集热腔，集热腔的外表面加设有筒形的全玻璃真空太阳能集热管，集热腔的内腔中部插设有转轴，转轴的外部安装有螺带搅动叶片，转轴的轴心与集热腔的顶端中间位置装设的转动马达的转子同轴连接，集热腔的顶端和底端均为封闭设计，并开设有液体的进口和出口。该装置通过真空太阳能集热管吸收太阳的热量为真空管内的水加热，集热效率低。

4、因此，亟需开发一款具有高热流密度传热能力、反重力能力强、传热效率高的可用于蝶式太阳能集热装置的接收器，使蝶式太阳能集热装置也可用于太阳能光热热利用领域。

技术实现思路

1、为解决现有技术中蝶式太阳能集热装置因接收器的高流量密度热量无法快速高效导出，而使其在太阳能光热热利用领域受到局限的技术问题。

2、本实用新型是这样实现的：

3、基于环路热管的太阳能集热装置，包括蝶式太阳能集热器和环路热管；所述蝶式太阳能集热器与所述环路热管连接，其中，所述环路热管作为所述蝶式太阳能集热器的接收器；

4、所述环路热管包括蒸发器、储液器、汽管路、冷凝盘管和液管路；

5、所述蒸发器一侧与所述汽管路连通，另一侧与所述储液器的一侧相连通；

6、所述储液器的另一侧与所述液管路连通；

7、所述冷凝盘管分别与所述汽管路和所述液管路相连通；

8、所述蝶式太阳能集热器包括聚光反射镜和支撑架；

9、所述支撑架一侧与所述聚光反射镜连接，另一侧与所述蒸发器连接；

10、所述聚光反射镜呈抛物面；

11、所述蒸发器通过所述支撑架安装并固定在所述聚光反射镜的焦点位置。

12、优选地，所述蒸发器内装配有毛细芯；

13、所述毛细芯表面设置有蒸汽槽道；

14、所述毛细芯的中心孔设置为液体干道。

15、优选地，所述毛细芯为多孔材料。

16、优选地，所述蒸发器为圆柱形蒸发器。

17、一种使用基于环路热管的太阳能集热装置的热水器，包括恒温水箱、第一截止阀和第二截止阀；

18、所述冷凝盘管安装在所述恒温水箱内；

19、所述恒温水箱包括出水管与进水管；

20、所述出水管与所述第一截止阀连接；

21、所述进水管与所述第二截止阀连接。

22、实施本实用新型可解决现有技术中蝶式太阳能集热装置因接收器的高热流密度热量无法快速高效导出，而使其在太阳能光热热利用领域受到局限的技术问题；本实用新型通过将环路热管作为蝶式太阳能集热器的接收器，通过环路热管所形成自循环两相流体回路的方式，无需泵驱动，可实现高热流密度热量的传输，且反重力能力强，传热效率高。

技术特征：

1.基于环路热管的太阳能集热装置，包括蝶式太阳能集热器和环路热管；其特征在于，所述蝶式太阳能集热器与所述环路热管连接；

2.根据权利要求1所述的基于环路热管的太阳能集热装置，其特征在于，所述蒸发器内装配有毛细芯；

3.根据权利要求2所述的基于环路热管的太阳能集热装置，其特征在于，所述毛细芯为多孔材料。

4.根据权利要求1所述的基于环路热管的太阳能集热装置，其特征在于，所述蒸发器为圆柱形蒸发器。

5.热水器，其特征在于，包括恒温水箱、第一截止阀、第二截止阀以及权利要求1-4任一所述的基于环路热管的太阳能集热装置；

技术总结
本技术提供了一种基于环路热管的太阳能集热装置，包括蝶式太阳能集热器和环路热管，环路热管包括蒸发器、储液器、汽管路、冷凝盘管和液管路，蝶式太阳能集热器包括聚光反射镜和支撑架，支撑架一侧与聚光反射镜连接，另一侧与蒸发器连接，聚光反射镜呈抛物面，蒸发器通过支撑架安装并固定在聚光反射镜的焦点位置。本技术还提供了一种热水器，包括恒温水箱、第一截止阀、第二截止阀和基于环路热管的太阳能集热装置，冷凝盘管安装在恒温水箱内。本技术采用环路热管的蒸发器作为蝶式太阳能集热装置的接收器，可实现高热流密度热量的传输，且反重力能力强，传热效率高。在运行时无需泵驱动，是一种自适应装置，无需复杂的控制逻辑。

技术研发人员：谢龙,李雷涛,李晓娟,李建敏,牛雷,赵京,赵洁莲
受保护的技术使用者：山东格熵热能科技有限公司
技术研发日：20230404
技术公布日：2024/1/14