一种超薄热管太阳能集热器制造技术

一种用于太阳能光热产品的太阳能热管集热器，其特征是厚度超薄、可以被弯曲和折叠、可以与受热器（如，贮水箱）分体安放、可以实现与建筑物的完全一体化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于太阳能光热产品的太阳能热管集热器，其特征是厚度超薄、可以被弯曲和折叠、可以与受热器(如，贮水箱)分体安放、可以实现与建筑物的完全一体 化。
技术介绍
太阳能集热器是太阳能光热产品(如，太阳能热水器)的最重要部件之一，负责把 太阳光能转化为热能。目前市场上的太阳能集热器主要有平板型、真空管型和热管真空管 型，但均具有一系列结构性缺陷。比如，平板集热器的光热转换效率偏低、热泄漏偏高。真 空管集热器存在易泄漏、易破碎、热泄漏偏高和采光面积利用度低的缺点。真空管热管集热 器则存在易泄漏、易破碎和采光面积利用率低的缺点。上述三种太阳能集热器还都具有厚 度过大(> 100mm)、无法与受热器(如，贮水箱)分体安放、不易与建筑物实现一体化、影响 市容观瞻等共性的缺点。这些缺点已经成为进一步推广使用太阳能光热产品，特别是太阳 能热水器产品，的主要障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于太阳能光热产品的、能够与建筑物实现完全一体 化的太阳能集热器。 该集热器基于热管工作原理，通过其液态工质的物态变化吸收并传输热量。该液 态工质被吸附在一安装在一扁平透明封装袋内的输液板中。借助该输液板所提供的毛细驱 动力，该液态工质可以被均匀地输送到该集热器的各个角落。输液板吸收投射其上的光线 并将其转化为热能。该热能将吸附在输液板孔隙中的液态工质蒸发并转化为液-气相变潜 热。生成的气相工质在压力梯度的驱动下流向一置于受热器(如，贮水箱)内的换热器，并 在那里冷凝并释放出相变潜热。相变潜热被受热器吸收。生成的液态工质在重力的作用下 或在压力泵的驱动下流回输液板。 由于该集热器可以采用柔性材料制造并利用毛细现象输送和分配液态工质，它不 仅具有超薄的特点，而且可以在弯曲和折叠状态下正常工作。另一方面，由于该集热器采用 热管工作原理，它可以与受热器分体安放，并能起到热二极管的作用，从而能有效地阻止受 热器内热量的泄漏。因此，传统太阳能集热器体积庞大、采光面积利用率低、热泄漏偏高、易 破碎、不易与建筑物实现一体化，影响市容观瞻等一系列缺点都可以被本专利技术一一克服。利 用本专利技术的技术特征可以开发出一系列新型太阳能光热产品，如太阳能光热幕墙、太阳能 光热屋面和超轻薄板太阳能热水器。附图说明 下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。 图1是超薄热管太阳能集热器的示意剖面图。 图2是本专利技术的实施例之一 太阳能光热幕墙，a)背贴式、b)夹层式。 图3是本专利技术的实施例之二 太阳能光热屋面。 图4是本专利技术的实施例之三超轻薄板太阳能热水器。具体实施例方式图1给出超薄热管太阳能集热器100的示意剖面图。它由透明封装袋ioi，被封装其内的输液板102、液态工质103和气态工质104，以及连接管105和换热器106构成。通过排除其内部的非挥发性气体，透明封装袋101为输液板102和液态工质103提供了必需的真空或低压强工作环境。输液板102由多孔隙材料制成，其中包含的毛细管可以吸附液态工质103并将其在输液板上均匀地分布开来。在给定材料的条件下，输液板102的厚度决定了其输送液态工质103的速率，其厚度一般在一到数毫米之间。输液板102的颜色可以被涂成黑色以利于吸收太阳光。输液板102上开有若干通向连接管105的沟槽(未示出)以利于气态工质104的传输。液态工质103是一种在真空或低压强条件下具有较低汽化温度的液态物质。 超薄热管太阳能集热器100的工作原理如下太阳光透过封装袋101被输液板102吸收转化为热能并传递给被吸附在其孔隙内的液态工质103。在低压强状态下，受热液态工质103蒸发转变为气态工质104，同时此热能转化为液-气相变潜热。在输液板102的毛细现象驱动下，上述局部蒸发的液态工质被迅速补充。生成的气相工质104在压力梯度的驱动下沿输液板上的沟槽通过连接管105流向插入一受热器(未示出)的换热器106并在那里冷凝为液态工质103，同时释放出相变潜热。释放出的相变潜热被受热器吸收。生成的液态工质103在重力的作用下或在压力泵的驱动下通过连接管105流回到输液板102。 换热器106与输液板102的相对位置决定了冷凝液态工质103的回流方式。如果换热器106的位置高于输液板102，液态工质103可在重力的作用下自然回流。反之，必须使用压力泵(未示出)将冷凝液态工质103强制输送回输液板103。选用适当长度和柔度的连接管105，受热器(如，贮水箱)可以被安装在距离超薄热管太阳能集热器100的任意位置。 透明封装袋101和输液板102均可以采用柔性材料制作。在这种条件下，超薄热管太阳能集热器100可以被弯曲和折叠而不失去其功效。 需要指出的是，超薄热管太阳能集热器100与受热器之间的热传递是单向的，即热量只能从集热器流向受热器。当受热器的温度高于集热器的温度时(如在夜间)，它们之间的热传递就会被自动中止。这是因为热量从受热器向集热器的传递需要有液态工质103在换热器106内的蒸发。但是换热器106内不存在液态工质103。这一热二极管特征可以有效地降低被受热器(如，贮水箱)在夜间的热泄漏。 下面给出超薄热管太阳能集热器100的几个具体实施例。 实施例1 :太阳能光热幕墙 使用强力胶将超薄热管太阳能集热器100固定在普通的幕墙玻璃201背面(图2a)或夹持在中空幕墙玻璃202中间(图2b)即可构成光热幕墙200。需要注意的是要将连接管105牢固地固定在幕墙玻璃上。每块光热幕墙采集的热量可以单独输出，也可以通过一根总汇热管203汇集起来后再输送到需要热量的地方。 实施例2 :太阳能光热屋面 如图3所示，将超薄热管太阳能集热器100铺装在裸屋面301上，上面铺盖中空或蜂窝透明瓦片302，即构成光热屋面300。透明瓦片302可以与临近正常瓦片具有同样的风格以增强美感。贮水器303(或其它受热器)可以被安装在光热屋面300上方的屋面下。 实施例3 :超轻薄板太阳能热水器 如图4所示，将超薄热管太阳能集热器100安装在隔热层401和防护玻璃402中间，四周用金属框架403固定，即构成超轻薄板太阳能热水器400。它的特点是重量轻、厚度薄、可以与贮水箱分体安放。因此可以替代传统太阳能热水器被悬挂在阳台的护栏上、向阳的墙面上、或安放在屋顶上。防护玻璃402也可以采用双层结构，其夹层内部也可以充添氦气或抽成真空，以增强隔热效果。 需要强调指出的是，上面给出的具体实施例仅为方便阐述本专利技术之工作原理。实施者可以应用本专利技术之工作原理对上述具体实施例进行多种多样的修改和细节完善。但所有如此产生的实施例变种都属于本专利技术之工作原理的具体体现，因此亦被包含在本专利技术之权利要求书中所要求的权利范围内。权利要求一种太阳能热管集热器，由透明封装袋101，被封装其内的输液板102、液态工质103和气态工质104，以及连接管105和换热器106构成，其特征是厚度超薄，具备热二极管特性，可以与受热器分体安放。2. —种根据权利要求1所述的太阳能热管集热器，其特征是所述透明封装袋101内部 的非挥发性气体均被排除。3. —种根据权利要求1所述的太阳能热管集热器，其特征是所述输液板102由多孔隙 材料制成，其上开有利于气态工质传输的沟槽。4. 一种根据权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热管集热器，由透明封装袋１０１，被封装其内的输液板１０２、液态工质１０３和气态工质１０４，以及连接管１０５和换热器１０６构成，其特征是厚度超薄，具备热二极管特性，可以与受热器分体安放。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟杰，
申请(专利权)人：刘伟杰，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]