本發(fā)明屬于太陽(yáng)能領(lǐng)域，尤其涉及一種長(zhǎng)方形環(huán)路熱管集熱器。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求量越來(lái)越大。然而煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源儲(chǔ)備量不斷減少、日益緊缺，造成價(jià)格的不斷上漲，同時(shí)常規(guī)化石燃料造成的環(huán)境污染問(wèn)題也愈加嚴(yán)重，這些都大大限制著社會(huì)的發(fā)展和人類生活質(zhì)量的提高。能源問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)代世界的最突出的問(wèn)題之一。因而尋求新的能源，特別是無(wú)污染的清潔能源已成為現(xiàn)在人們研究的熱點(diǎn)。

2、太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，而且資源量巨大，地球表面每年收的太陽(yáng)輻射能總量為1×10?18kw·h，為世界年耗總能量的一萬(wàn)多倍。世界各國(guó)都已經(jīng)把太陽(yáng)能的利用作為新能源開(kāi)發(fā)的重要一項(xiàng)，然而由于太陽(yáng)輻射到達(dá)地球上的能量密度小(每平方米約一千瓦)，而且又是不連續(xù)的，這給大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)一定困難。因此，為了廣泛利用太陽(yáng)能，不僅要解決技術(shù)上的問(wèn)題，而且在經(jīng)濟(jì)上必須能同常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。

3、據(jù)記載，人類利用太陽(yáng)能已有3000多年的歷史。將太陽(yáng)能作為一種能源和動(dòng)力加以利用，只有300多年的歷史。真正將太陽(yáng)能作為“近期急需的補(bǔ)充能源”，“未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”，則是近年的事。20世紀(jì)70年代以來(lái)，太陽(yáng)能科技突飛猛進(jìn)，太陽(yáng)能利用日新月異。近代太陽(yáng)能利用歷史可以從1615年法國(guó)工程師所羅門·德·考克斯在世界上發(fā)明第一臺(tái)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)算起。該發(fā)明是一臺(tái)利用太陽(yáng)能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機(jī)器。在1615年～1900年之間，世界上又研制成多臺(tái)太陽(yáng)能動(dòng)力裝置和一些其它太陽(yáng)能裝置。這些動(dòng)力裝置幾乎全部采用聚光方式采集陽(yáng)光，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不大，工質(zhì)主要是水蒸汽，價(jià)格昂貴，實(shí)用價(jià)值不大，大部分為太陽(yáng)能愛(ài)好者個(gè)人研究制造。

4、環(huán)路熱管是指一種回路閉合環(huán)型熱管。一般由蒸發(fā)器、冷凝器、儲(chǔ)液器以及蒸氣和液體管線構(gòu)成。其工作原理為：對(duì)蒸發(fā)器施加熱載荷，工質(zhì)在蒸發(fā)器毛細(xì)芯外表面蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸氣從蒸氣槽道流出進(jìn)入蒸氣管線，繼而進(jìn)入冷凝器冷凝成液體并過(guò)冷，回流液體經(jīng)液體管線進(jìn)入液體干道對(duì)蒸發(fā)器毛細(xì)芯進(jìn)行補(bǔ)給，如此循環(huán)，而工質(zhì)的循環(huán)由蒸發(fā)器毛細(xì)芯所產(chǎn)生的毛細(xì)壓力驅(qū)動(dòng)，無(wú)需外加動(dòng)力。由于冷凝段和蒸發(fā)段分開(kāi)，環(huán)路式熱管廣泛應(yīng)用于能量的綜合應(yīng)用以及余熱的回收。

5、現(xiàn)有技術(shù)中給出了將環(huán)路熱管應(yīng)用太陽(yáng)能的技術(shù)方案，例如cn104296395a中提出了一種解決方案。一種太陽(yáng)能飲用熱水器，包括有安裝在室內(nèi)墻體上的保溫水箱，其特征在于：保溫水箱內(nèi)豎向設(shè)置有并列連通的下降管，保溫水箱內(nèi)被沿三層金屬分隔板分隔為上下共四個(gè)腔室，每個(gè)金屬分隔板中分別開(kāi)有連通相鄰腔室的過(guò)水孔，四個(gè)腔室從上至下分別作為自來(lái)水進(jìn)水腔、第一熱水腔、第二熱水腔、飲用開(kāi)水腔，所述下降管穿過(guò)三層金屬分隔板以貫穿至每個(gè)腔室中，且下降管與各層金屬分隔板焊接為一體，保溫水箱頂部安裝有與自來(lái)水進(jìn)水腔內(nèi)連通的自來(lái)水接口，保溫水箱底部安裝有與飲用開(kāi)水腔內(nèi)連通的開(kāi)水出口，其中對(duì)應(yīng)于飲用開(kāi)水腔的保溫水箱側(cè)部安裝有伸入飲用開(kāi)水腔中的電加熱器，保溫水箱側(cè)部還安裝有與第二熱水腔內(nèi)連通的熱水出口，所述下降管底端連通有輸送管，所述輸送管豎直向下從保溫水箱底部穿出，再延伸至室外墻面，且輸送管的下端下垂至室外墻面與連通管相連通，輸送管上端接下降管下端接口，輸送管下端接連通管上端接口，下降管下端接口高度大于連通管上端接口高度，所述連通管呈垂直于水平面安置于室外墻面，連通管沿軸線方向分別并排焊有管接口，管接口與金屬集熱管相連接，多個(gè)金屬集熱管分別平行于水平面且位于同一垂直于水平面的豎向平面內(nèi)，每個(gè)金屬集熱管外分別套有雙層真空透明玻璃絕熱管，其中所有雙層真空透明玻璃絕熱管管口分別裝透氣塞。上述技術(shù)方案采用分體式自然循環(huán)冷熱分流結(jié)構(gòu)，造成熱水器的分流結(jié)構(gòu)體積大，流動(dòng)路徑長(zhǎng)，熱量損失大，而且因?yàn)椴糠执蟛糠止茏勇懵对谕獠?，不能直接加熱冷源，造成加熱效果低?/p>

6、因此針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新式結(jié)構(gòu)的集熱器，大大的提高了太陽(yáng)能的吸熱效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種新的結(jié)構(gòu)集熱器，從而解決前面出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種長(zhǎng)方形環(huán)路熱管集熱器，包括集熱管，所述集熱管包括長(zhǎng)方形的管體，其特征在于，所述長(zhǎng)方形相對(duì)的四個(gè)直邊分別位于上部、下部、左部和右部，形成上邊、下邊、左邊和右邊；所述管體內(nèi)設(shè)置冷凝室、蒸發(fā)室以及連接冷凝室和蒸發(fā)室之間的上升管和下降管，所述冷凝室設(shè)置在管體的上部，蒸發(fā)室設(shè)置在管體的下部，上升管連接冷凝室和蒸發(fā)室的中間位置，下降管連接冷凝室和蒸發(fā)室的兩側(cè)邊部布置；所述冷凝室、蒸發(fā)室、上升管和下降管之間形成密閉設(shè)置的抽真空空間，所述蒸發(fā)室內(nèi)填充液體；所述聚光器設(shè)置在集熱管的下部，用于將太陽(yáng)光集中到蒸發(fā)室下部，用于加熱蒸發(fā)室內(nèi)的液體，液體吸熱后沿著上升管蒸發(fā)，進(jìn)入冷凝室內(nèi)，然后沿著下降管返回到蒸發(fā)室；上升管、下降管和冷凝室中的至少一部分與集熱管內(nèi)的冷源進(jìn)行換熱。

4、作為優(yōu)選，位于中心的上升管的中心線穿過(guò)管體上邊和下邊的中點(diǎn)的連線。

5、作為優(yōu)選，上升管和下降管的中心線與左邊和右邊平行。

6、作為優(yōu)選，所述冷凝室和蒸發(fā)室是長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。

7、作為優(yōu)選，冷凝室和蒸發(fā)室的長(zhǎng)方形的中心的連線經(jīng)過(guò)管體的中心。

8、作為優(yōu)選，上升管的管徑大于下降管。

9、作為優(yōu)選，上升管的管徑是下降管管徑的2-3倍。

10、作為優(yōu)選，上升管深入冷凝室一定高度。

11、作為優(yōu)選，上升管深入冷凝室的長(zhǎng)度是冷凝室高度的30-50％。

12、一種太陽(yáng)能系統(tǒng)，包括集熱器。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

14、現(xiàn)有技術(shù)中基本都是直接集熱集熱管中的流體，而且加熱位置都是單一的光線聚焦的位置。本發(fā)明對(duì)集熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)在設(shè)置蒸發(fā)室、冷凝室以及上升管和下降管，能夠使的腔室內(nèi)的液體快速蒸發(fā)從而使得蒸汽以及熱源流體充滿整個(gè)上升管和下降管，充滿整個(gè)集熱管內(nèi)，整個(gè)集熱管內(nèi)都分布了熱源，是的熱源分布范圍廣泛，與冷源的換熱面積大，快速加熱管體內(nèi)的冷源，極大地提高了太陽(yáng)能的吸收速度。

15、本發(fā)明首次將環(huán)路熱管整體加入到加熱管內(nèi)部，這屬于本申請(qǐng)的一個(gè)非常重要的發(fā)明點(diǎn)，極大地提高了太陽(yáng)能的吸收。

技術(shù)特征：

1.一種太陽(yáng)能集熱器，包括集熱管，所述集熱管包括長(zhǎng)方形的管體，其特征在于，所述長(zhǎng)方形相對(duì)的四個(gè)直邊分別位于上部、下部、左部和右部，形成上邊、下邊、左邊和右邊；所述管體內(nèi)設(shè)置冷凝室、蒸發(fā)室以及連接冷凝室和蒸發(fā)室之間的上升管和下降管，所述冷凝室設(shè)置在管體的上部，蒸發(fā)室設(shè)置在管體的下部，上升管連接冷凝室和蒸發(fā)室的中間位置，下降管連接冷凝室和蒸發(fā)室的兩側(cè)邊部布置；所述冷凝室、蒸發(fā)室、上升管和下降管之間形成密閉設(shè)置的抽真空空間，所述蒸發(fā)室內(nèi)填充液體；所述聚光器設(shè)置在集熱管的下部，用于將太陽(yáng)光集中到蒸發(fā)室下部，用于加熱蒸發(fā)室內(nèi)的液體，液體吸熱后沿著上升管蒸發(fā)，進(jìn)入冷凝室內(nèi)，然后沿著下降管返回到蒸發(fā)室；上升管、下降管和冷凝室中的至少一部分與集熱管內(nèi)的冷源進(jìn)行換熱。

2.如權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，位于中心的上升管的中心線穿過(guò)管體上邊和下邊的中點(diǎn)的連線。

3.如權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，上升管和下降管的中心線與左邊和右邊平行。

4.如權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述冷凝室和蒸發(fā)室是長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求4所述的集熱器，其特征在于，冷凝室和蒸發(fā)室的長(zhǎng)方形的中心的連線經(jīng)過(guò)管體的中心。

6.如權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，上升管的管徑大于下降管。

7.如權(quán)利要求6所述的集熱器，其特征在于，上升管的管徑是下降管管徑的2-3倍。

8.如權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，上升管深入冷凝室一定高度。

9.如權(quán)利要求8所述的集熱器，其特征在于，上升管深入冷凝室的長(zhǎng)度是冷凝室高度的30-50％。

10.一種太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，包括集熱器，所述集熱器就是權(quán)利要求1-9之一的集熱器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能集熱器，所述聚光器設(shè)置在集熱管的下部，用于將太陽(yáng)光集中到蒸發(fā)室下部，用于加熱蒸發(fā)室內(nèi)的液體，液體吸熱后沿著上升管蒸發(fā)，進(jìn)入冷凝室內(nèi)，然后沿著下降管返回到蒸發(fā)室；上升管、下降管和冷凝室中的至少一部分與集熱管內(nèi)的冷源進(jìn)行換熱。本發(fā)明對(duì)集熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，能夠使的腔室內(nèi)的液體快速蒸發(fā)從而使得蒸汽充滿整個(gè)上升管和下降管，充滿整個(gè)集熱管內(nèi)，快速加熱管體內(nèi)的冷源，極大地提高了太陽(yáng)能的吸收速度。

技術(shù)研發(fā)人員：李佳怡,鐘兵,李翠萍,張麗娜,毛理想,陳璐瑤,宋柏霖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東交通學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14