專利名稱：一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)，尤其是一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)技術(shù)。
背景技術(shù)：
太陽集能器為了取得較好的工作靈敏度與熱效率通常采用金屬流道直管結(jié)構(gòu)，如中國專利CN2473549Y“一種主動(dòng)循環(huán)分體式太陽能熱水器”采用了雙流道聯(lián)匯管與導(dǎo)熱管進(jìn)行焊接(見圖1A、圖1B)，其中，進(jìn)水管1和熱水管2分別并聯(lián)于進(jìn)水集管3和出水集管4上，這種真空管內(nèi)走水的雙流道聯(lián)匯管與導(dǎo)熱管的焊接連接容易，導(dǎo)熱管在真空管5內(nèi)的安裝也容易，但是，所組成的太陽集能系統(tǒng)不能抗凍，因此，就出現(xiàn)了改進(jìn)的以U型導(dǎo)熱管為排管的雙流道聯(lián)匯管結(jié)構(gòu)，其U型管上帶有金屬翅片，構(gòu)成金屬翅片式管板傳熱芯條，其翅片工作表面上經(jīng)涂鍍選擇性吸收鍍層等用于進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換(參見“太陽能”雜志2002年第6期A11頁)，U型管分別與雙流道聯(lián)匯管經(jīng)焊接等連接形成聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，這種聯(lián)匯結(jié)構(gòu)用于真空管式或平板式太陽集熱器時(shí)傳熱介質(zhì)可采用抗凍液，因而，具有一定工作溫度下的非結(jié)構(gòu)性抗凍能力。
如圖2A所示，由于采用了平板翅片1與U型導(dǎo)熱管2的組合，金屬翅片式管板傳熱芯條的翅片工作表面經(jīng)過選擇性吸收鍍層處理后，可以相互間排接成一個(gè)采光吸熱的非連續(xù)工作平面，因此，背向安裝的U型導(dǎo)熱管為了與雙流道聯(lián)匯管進(jìn)行焊接連接(圖2B)就必須進(jìn)行彎管處理，且雙流道聯(lián)匯管也必須呈左右分列布置，以便于同U型管的兩個(gè)包括彎管后的管口端進(jìn)行通常的相交焊接連接，由此產(chǎn)生的問題是(1)按U型管的一或兩個(gè)管口端先作彎管處理后作焊接連接，這樣，焊接時(shí)兩者相對(duì)位置的準(zhǔn)確性要求很高，尤其是一般標(biāo)準(zhǔn)真空集熱管的長度都在1.5米以上，金屬翅片式管板傳熱芯條預(yù)先已經(jīng)封入管內(nèi)安裝，焊接操作難度較大，稍有偏差易對(duì)焊接的密封質(zhì)量產(chǎn)生不良影響；(2)按U型管的一或兩個(gè)管口端采用先焊接后彎管處理，這樣，焊接中的難度降低了，但焊后彎管處理時(shí)難以夾持，且極易使薄壁管焊接處受力產(chǎn)生應(yīng)力損傷或焊縫開裂，因此，U型管的兩個(gè)管口端無論是彎后焊接或是焊后彎管均不利于導(dǎo)熱管與聯(lián)匯管間的焊接加工與焊接密封連接質(zhì)量；(3)采用U型管與吸熱翅片連接時(shí)通常都會(huì)產(chǎn)生額外的材料熱容，如翅片多余的材料厚度，且板管間用高頻等直接焊接(單線焊縫接觸)的傳熱條件也較差，會(huì)導(dǎo)致集熱效率下降；(4)通常按上述方法加工，雙流道集管或聯(lián)匯管間最適于并列設(shè)置(如圖1B和圖2B所示)，這樣集熱器的整體厚度就變得較大，影響產(chǎn)品的安裝適應(yīng)性與外觀；(5)U型管與聯(lián)匯管為金屬管，不具備結(jié)構(gòu)上的抗凍性，且抗凍液成本較高。
對(duì)于金屬翅片式管板傳熱芯條包括吸熱翅片是二維吸熱翅片板或三維吸熱翅片體，如類似于中國專利ZL02264999.9中公開的三維翅片結(jié)構(gòu)時(shí)，按現(xiàn)有技術(shù)采用金屬流道式U型導(dǎo)熱管就必須進(jìn)行彎管處理，因此，不利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，有必要進(jìn)行徹底的改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，使得金屬翅片式管板傳熱芯條的導(dǎo)熱管或金屬流道直管可以不經(jīng)彎管處理與雙流道管直接相連，避免產(chǎn)生加工不便與密封質(zhì)量問題；同時(shí)，便于采用超聲波等精細(xì)焊接方法將金屬流道直管與三維吸熱翅片連接構(gòu)成三維吸熱翅片體太陽集能器傳熱芯條；且在便于聯(lián)匯結(jié)構(gòu)制造加工的前提下，使太陽集能器不喪失結(jié)構(gòu)性抗凍能力。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明采用一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)金屬流道排管、傳熱介質(zhì)、兩個(gè)相互平行的進(jìn)出水聯(lián)匯管，金屬流道直管與進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接，其特征在于還包括內(nèi)置流道管，內(nèi)置流道管上帶有彈性膠管，內(nèi)置流道管設(shè)置在金屬流道直管中，內(nèi)置流道管穿通下進(jìn)出水聯(lián)匯管管壁經(jīng)上、下聯(lián)匯管間的連接管與上進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接，上、下進(jìn)出水聯(lián)匯管間流道相阻隔。所述的內(nèi)置流道管的兩端均不封閉，所述的金屬流道直管與進(jìn)出水聯(lián)匯管連接相反的那一端可封閉或可不封閉。所述的金屬流道直管與進(jìn)出水聯(lián)匯管連接的另一端上可接有封閉的彈性塑膠管。所述的內(nèi)置流道管可采用金屬、或塑膠、或是其組合。所述的兩相互平行的進(jìn)出水聯(lián)匯管可分別采用金屬或塑膠材料。所述的金屬流道直管與下進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連時(shí)的連接是固定連接如熱熔鑲接、粘接或是可拆卸的機(jī)械連接如螺紋連接等。所述的進(jìn)出水聯(lián)匯管可是一體制成或是多個(gè)單元體經(jīng)相互連接而制成。所述的內(nèi)置流道管與上進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接可以是機(jī)械相連接、或是熱熔或粘接相連接。所述的內(nèi)置流道管在金屬流道直管中的設(shè)置可經(jīng)定位支架定位。所述的聯(lián)匯結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳熱介質(zhì)可是水、抗凍液、導(dǎo)熱油、高分子流體或是相變傳熱介質(zhì)等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)置流道管設(shè)置在金屬流道直管中，兩者分別與上、下疊加設(shè)置的進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接，避免了U型管與雙流道管連接中的碰撞而必須采用的導(dǎo)熱管彎管處理，解決了加工難度大、聯(lián)匯密封連接質(zhì)量差的問題，易于實(shí)現(xiàn)金屬翅片式管板傳熱芯條的金屬流道直管與雙流道管的焊接或機(jī)械連接，有利于降低綜合成本與提高生產(chǎn)工效；同時(shí)，采用單根金屬流道直管有利于與翅片直接進(jìn)行超聲波等精細(xì)焊接熱連接前道加工，構(gòu)成金屬翅片式管板傳熱芯條型的三維吸熱翅片體傳熱芯條結(jié)構(gòu)，并使太陽集能器的焊接傳熱連接條件得到明顯的提高；并且由于內(nèi)置流道管上帶有彈性膠管，使太陽集能器具備結(jié)構(gòu)性抗凍能力；此外，由于兩根進(jìn)出水聯(lián)匯管呈上下疊加設(shè)置，有利于太陽集能器的整體厚度減小、產(chǎn)品外觀與安裝適應(yīng)性程度得到提高。


圖1A、圖1B是采用了雙流道聯(lián)匯管與導(dǎo)熱管進(jìn)行焊接連接的雙金屬流道直管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)圖2A、圖2B是雙流道聯(lián)匯管與U型導(dǎo)熱管經(jīng)彎管進(jìn)行焊接連接的雙金屬流道直管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明實(shí)施例之一的金屬流道直管及內(nèi)置流道管與上下聯(lián)匯管間連接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的金屬流道直管與下進(jìn)出水聯(lián)匯管密封連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式按圖3所示，本發(fā)明的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)實(shí)施例之一是由太陽集能器的多個(gè)排管式金屬流道直管1；金屬吸熱翅片2；相互平行的上進(jìn)出水聯(lián)匯管3；下進(jìn)出水聯(lián)匯管4；內(nèi)置流道管5，彈性膠管6等組成。平板吸熱翅片與金屬流道直管經(jīng)焊接等相連組成金屬翅片式管板傳熱芯條；金屬流道直管1與下進(jìn)出水聯(lián)匯管4流道相連接；金屬流道直管中內(nèi)置流道管5，內(nèi)置流道管上帶有彈性膠管6，內(nèi)置流道管設(shè)置在金屬流道直管中，一端通過一定位支架7定位，另一端穿通下進(jìn)出水聯(lián)匯管管壁后經(jīng)上、下聯(lián)匯管間的連接管端與上進(jìn)出水聯(lián)匯管3流道相連接固定。內(nèi)置流道管可采用金屬、或塑膠、或是其組合，管的兩端均不封閉。內(nèi)置流道管與上進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接固定可經(jīng)機(jī)械相連接、或是經(jīng)熱熔或粘接相連接，連接后的效果是使上、下進(jìn)出水聯(lián)匯管間流道產(chǎn)生相阻隔。
這種雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)用于同玻璃(包括真空玻璃)集熱管相配套時(shí)，金屬流道直管與進(jìn)出水聯(lián)匯管連接的相反的那一端可封閉或可不封閉，玻璃(包括真空玻璃)集熱管可以是單玻管或是真空雙玻管，封閉則玻璃(包括真空玻璃)集熱管內(nèi)不走液體，不封閉則金屬流道直管上不帶金屬吸熱翅片，同普通的真空集熱管一樣管內(nèi)走液體。此外，所述的封閉也包括在金屬流道直管管口上接有一端封閉的彈性塑膠管。
金屬流道直管與下進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連時(shí)的連接可是固定連接如熱熔鑲接、粘接如圖3所示、或是可拆卸的機(jī)械連接如螺紋等連接。采用金屬流道直管與下進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連處可拆卸，其機(jī)械螺紋密封結(jié)構(gòu)是采用彈性膠圈壓封式的密封結(jié)構(gòu)如圖4所示，與進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相通的金屬流道直管連接口上可帶有管口翻邊8，管口翻邊下可置有如“O”型密封圈9，機(jī)械螺紋壓環(huán)10的密封處可經(jīng)聚四氟乙烯塑料軟膜鑲嵌與外涂油漆密封層11進(jìn)行二道密封保護(hù)。
兩相互平行的進(jìn)出水聯(lián)匯管可分別采用金屬或塑膠材料制成；聯(lián)匯管可是一體制成、或是由如圖3所示的多個(gè)單元體經(jīng)相互間再連接而制成。
所述的聯(lián)匯結(jié)構(gòu)內(nèi)使用的傳熱介質(zhì)可是水、抗凍液、導(dǎo)熱油、高分子流體或是相變傳熱介質(zhì)等。
循環(huán)順序冷水經(jīng)上進(jìn)水聯(lián)匯管向下流入，通過內(nèi)置流道管的底部后向上，經(jīng)金屬流道直管與內(nèi)置流道管的夾層加熱上升，再經(jīng)下出水聯(lián)匯管流出。
除了與實(shí)施例之一相同的組成與連接外，本發(fā)明一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)實(shí)施例之二的金屬翅片式管板傳熱芯條包括經(jīng)傳熱連接條帶及采用超聲波焊接等精細(xì)焊接方法相連接的吸熱翅片與金屬流道直管，其中，吸熱翅片是包括平面或曲面在內(nèi)的二維吸熱翅片板、或是三維吸熱翅片體，如類似于中國專利ZL02264999.9中公開的三維翅片結(jié)構(gòu)，翅片面上帶有太陽選擇性吸收涂層以便更好地吸收反射輻射。
除此之外，上述翅片面上還可安裝有太陽能電池如包括硅晶太陽能電池、非晶太陽能電池等各種不同類型的太陽能電池，其非太陽能電池安裝的翅片面上可帶有太陽選擇性吸收涂層用作吸收反射輻射。
雖然，在此沒有給出實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖，但是根據(jù)文字說明與現(xiàn)有的公開資料不難理解實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)設(shè)置。
上述實(shí)施例的聯(lián)匯結(jié)構(gòu)工作原理太陽照射或反射到吸熱面上加熱時(shí)，冷水經(jīng)上進(jìn)水聯(lián)匯管從中間的內(nèi)置流道管中下降，通過底部后沿金屬流道直管內(nèi)周邊加熱而上升，再經(jīng)下出水聯(lián)匯管流出，形成熱虹吸循環(huán)，也可采用循環(huán)泵加速集熱過程。
抗凍機(jī)理與金屬吸熱翅片連接的金屬流道直管內(nèi)圓周邊上的溫度低于內(nèi)置流道管中間的溫度，所以外層液體先凍結(jié)，將液體經(jīng)管底從內(nèi)置流道管中向上擠出，并且，由于內(nèi)外管夾層間的液體容積截面積較小，液體凍結(jié)時(shí)單位面積所受的膨脹拉應(yīng)力也較小，此外，內(nèi)置流道管可采用塑膠管，且管外套有彈性膠管，對(duì)內(nèi)、外管間的熱量傳遞起隔熱作用和對(duì)夾層液體體積膨脹起吸收作用，可防止液體靜止時(shí)金屬流道直管的脹裂；當(dāng)內(nèi)置流道管內(nèi)的液體結(jié)凍時(shí)，由于其管外的液體已凍結(jié)，形成對(duì)內(nèi)置流道管內(nèi)液體凍結(jié)時(shí)體積膨脹的剛性平衡力，可防止金屬流道直管與內(nèi)置流道管的脹裂，因而這種聯(lián)匯結(jié)構(gòu)的集熱器具備結(jié)構(gòu)性抗凍能力。
權(quán)利要求
1.一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)金屬流道排管、傳熱介質(zhì)、兩個(gè)相互平行的進(jìn)出水聯(lián)匯管，金屬流道直管與進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接，其特征在于還包括內(nèi)置流道管，內(nèi)置流道管上帶有彈性塑膠管，內(nèi)置流道管設(shè)置在金屬流道直管中，內(nèi)置流道管穿通下進(jìn)出水聯(lián)匯管管壁經(jīng)上、下聯(lián)匯管間的連接管與上進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接，上、下進(jìn)出水聯(lián)匯管間流道相阻隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)置流道管的兩端均不封閉，所述的金屬流道直管與進(jìn)出水聯(lián)匯管連接相反的那一端可封閉或可不封閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬流道直管與進(jìn)出水聯(lián)匯管連接相反的那一端上可接有封閉的彈性塑膠管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)置流道管可采用金屬、或塑膠、或是其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的兩相互平行的進(jìn)出水聯(lián)匯管可分別采用金屬或塑膠材料。
6根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬流道直管與下進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連時(shí)的連接是固定連接如熱熔鑲接、粘接或是可拆卸的機(jī)械連接如螺紋連接等。
7根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的進(jìn)出水聯(lián)匯管可是一體制成或是多個(gè)單元體經(jīng)相互連接而制成。
8根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)置流道管與上進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連接可以是機(jī)械相連接、或是熱熔或粘接相連接。
9根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)置流道管在金屬流道直管中的設(shè)置可經(jīng)定位支架定位。
10根據(jù)權(quán)利要求1至9所述的一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的聯(lián)匯結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳熱介質(zhì)可是水、抗凍液、導(dǎo)熱油、高分子流體或是相變傳熱介質(zhì)等。
全文摘要
本發(fā)明采用一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，包括金屬流道直管、傳熱介質(zhì)、兩相互平行的進(jìn)出水聯(lián)匯管，金屬流道直管與一進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連，其特征在于還包括一內(nèi)置流道管，內(nèi)置流道管設(shè)置在金屬流道直管中穿過下進(jìn)出水聯(lián)匯管管壁與上進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連，金屬流道直管與下進(jìn)出水聯(lián)匯管流道經(jīng)上下聯(lián)匯管間的流道隔絕的連接管相連。本發(fā)明采用一種太陽集能器的雙流道管聯(lián)匯結(jié)構(gòu)，包括金屬流道直管、傳熱介質(zhì)、兩相互平行的進(jìn)出水聯(lián)匯管，金屬流道直管與一進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連，其特征在于還包括一內(nèi)置流道管，內(nèi)置流道管設(shè)置在金屬流道直管中穿過下進(jìn)出水聯(lián)匯管管壁與上進(jìn)出水聯(lián)匯管流道相連，金屬流道直管與下進(jìn)出水聯(lián)匯管流道經(jīng)上下聯(lián)匯管間的流道隔絕的連接管相連。
文檔編號(hào)F24J2/04GK1757987SQ20041006690
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者潘戈 申請(qǐng)人:潘戈