凝段外部設(shè)置有若干金屬制的散熱翅片，散熱翅片均設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)且各散熱翅片的設(shè)置方向與風(fēng)道平行，使得平板熱管的蒸發(fā)段間接吸收太陽能輻射熱量后，再由冷凝段通過各金屬制的散熱翅片與風(fēng)道內(nèi)空氣換熱，金屬制的散熱翅片增大了換熱表面積，增強(qiáng)了與空氣的換熱，進(jìn)一步提高換熱效率。
[0020]優(yōu)選在風(fēng)道的外表面或者是平板熱管的蒸發(fā)段的背面包覆有保溫材料，對集熱器風(fēng)道和平板熱管的背面進(jìn)行保溫，可以防止空氣對流和傳導(dǎo)而損失熱量。
[0021]本發(fā)明還涉及一種太陽能空氣集熱的采暖方法，采用本發(fā)明所述的熱管式平板太陽能空氣集熱器，將所述熱管式平板太陽能空氣集熱器設(shè)置于室外，風(fēng)道的出風(fēng)口連通室內(nèi)，太陽能熱透過鋼化玻璃被與高效吸熱涂層有機(jī)結(jié)合的平板熱管的蒸發(fā)段吸收后，在平板熱管的微熱管陣列內(nèi)形成熱管效應(yīng)，由平板熱管的冷凝段與風(fēng)道內(nèi)空氣換熱，最終放熱到室內(nèi)。該采暖方法利用了高效吸熱涂層的高吸收、低發(fā)射率及高隔熱保溫特性，以及平板熱管自身的高效的換熱及熱輸運(yùn)的特點(diǎn)，通過室外的平板熱管蒸發(fā)段間接吸熱后蒸發(fā)至位于風(fēng)道的冷凝段冷卻凝結(jié)放熱，在風(fēng)機(jī)的作用下將吸收的太陽能通過出風(fēng)口釋放到室內(nèi)，這個過程自動反復(fù)循環(huán)，將集熱與通風(fēng)的風(fēng)道進(jìn)行了物理隔離，利用太陽能高效低成本地實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)供暖，大大提高采暖效果。
[0022]將所述熱管式平板太陽能空氣集熱器沿一定傾角設(shè)置在屋頂上，優(yōu)選沿當(dāng)?shù)噩|度方向加減10度之間設(shè)置，該設(shè)置可以使太陽光透過鋼化玻璃直射入緊密貼合有或?yàn)R射或涂有高效吸熱涂層的平板熱管，平板熱管的吸熱也達(dá)到最佳狀態(tài)，此外，平板熱管中的液體工質(zhì)也能夠在重力的作用下從冷凝段回流到蒸發(fā)段，促進(jìn)了液體工質(zhì)的流動，也有助于增強(qiáng)傳熱能力，進(jìn)一步提尚室內(nèi)米暖的效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明熱管式平板太陽能空氣集熱器的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為圖1的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明熱管式平板太陽能空氣集熱器的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4a、圖4b和圖4c分別為本發(fā)明熱管式平板太陽能空氣集熱器的平板熱管的整體結(jié)構(gòu)示意圖以及兩種A-A剖視圖。
[0027]圖中各標(biāo)號列示如下:
[0028]I 一鋼化玻璃；2 —空氣層；3 —高效吸熱涂層；4 一平板熱管；41 一平板熱管的蒸發(fā)段；42 —平板熱管的冷凝段；43 —微熱管陣列；5 —散熱翅片；6 —風(fēng)道；7 —風(fēng)機(jī)；8 —保溫材料；9 一微翅片。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0030]本發(fā)明涉及一種熱管式平板太陽能空氣集熱器，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，可理解為圖1是正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為其側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，包括太陽能平板集熱與熱傳輸段、空氣通風(fēng)換熱段，其中，太陽能平板集熱與熱傳輸段包括鋼化玻璃1、保溫隔熱空氣層2(簡稱空氣層2)、高效吸熱涂層3、平板熱管4的蒸發(fā)段41，平板熱管4為由金屬材料經(jīng)焊接或擠壓或沖壓成型的具有兩個及以上并排排列的微熱管陣列的平板結(jié)構(gòu)，平板熱管4包括平板熱管的蒸發(fā)段41和平板熱管的冷凝段42，高效吸熱涂層3緊密貼合在或?yàn)R射或涂在平板熱管的蒸發(fā)段41的正面(即平板熱管4的蒸發(fā)段41面向太陽或者說是面向鋼化玻璃的一面用以轉(zhuǎn)化吸收太陽能)且高效吸熱涂層3的背面與平板熱管的蒸發(fā)段41有機(jī)結(jié)合，鋼化玻璃I覆蓋在與高效吸熱涂層3有機(jī)結(jié)合的平板熱管的蒸發(fā)段41的正面，高效吸熱涂層3與鋼化玻璃I之間留有四周封閉的起保溫隔熱的空氣，即形成空氣層2，高效吸熱涂層3的正面與鋼化玻璃I內(nèi)表面距離為20mm?50mm，即空氣層2的厚度為20mm?50mm?？諝馔L(fēng)換熱段包括風(fēng)道6、風(fēng)機(jī)7和平板熱管的冷凝段42，平板熱管的冷凝段42設(shè)置在與太陽能集熱與熱傳輸段完全隔離的風(fēng)道6內(nèi)，風(fēng)機(jī)7設(shè)置在風(fēng)道6的一側(cè)。圖1和圖2所示實(shí)施例中優(yōu)選在平板熱管的冷凝段42外部設(shè)置有若干金屬制的散熱翅片5，如可以是若干鋁制的散熱翅片5，散熱翅片5均設(shè)置在風(fēng)道6內(nèi)且各散熱翅片5的設(shè)置方向與風(fēng)道6平行。金屬制的散熱翅片5與平板熱管的冷凝段42的結(jié)合的最佳方式為焊接方式。
[0031]本發(fā)明的熱管式平板太陽能集熱器將集熱與通風(fēng)的風(fēng)道進(jìn)行了物理隔離，克服了直接通風(fēng)造成的大量熱損失，如圖3所示的局部結(jié)構(gòu)包括高效吸熱涂層3、平板熱管4和散熱翅片5，平板熱管4帶有鋁制的散熱翅片5的一端插置于通風(fēng)管道一一風(fēng)道6中，平板熱管4的另一端與高效吸熱涂層3有機(jī)結(jié)合。平板熱管4的蒸發(fā)段41向陽的一側(cè)為吸收太陽輻射面(即為平板熱管4的蒸發(fā)段41的正面)，其上設(shè)置有能高效吸收太陽能的高效吸熱涂層3，平板熱管4的蒸發(fā)段41的正面以及與其有機(jī)結(jié)合的高效吸熱涂層3整體形成吸熱段，以盡可能提高吸熱效率。本發(fā)明采用了具有微熱管陣列的平板熱管4與高效吸熱涂層3緊密的有機(jī)結(jié)合的全新結(jié)構(gòu)形式，使接觸形式更加緊密，接觸熱阻減小，結(jié)構(gòu)更加簡單，平板熱管4可實(shí)現(xiàn)大面積熱吸收及冷凝段的高效熱釋放，集熱器則實(shí)現(xiàn)了太陽能集熱、熱輸運(yùn)及空氣換熱之間的分離，可以大幅提高太陽能的吸收效率并提高熱量的傳遞效率，增強(qiáng)集熱效果的同時，集熱器可大幅降低空氣流動阻力。鋼化玻璃I為透光部件，將鋼化玻璃I覆蓋在緊密貼合有或?yàn)R射有或涂有高效吸熱涂層3的平板熱管的蒸發(fā)段41的正面，高效吸熱涂層3與鋼化玻璃I之間留有空氣層2，空氣層2的厚度為20mm?50mm，優(yōu)選設(shè)置空氣層2的厚度為35_，目的是減少因?yàn)槊芏炔钜鸬目諝庾匀粚α飨蛲馍?。鋼化玻璃I在安裝時可通過邊框、支架或支座等部件支撐實(shí)現(xiàn)空氣層。平板熱管4的冷凝段42與在其上設(shè)置的散熱翅片5整體形成放熱段并插入到風(fēng)道6中。風(fēng)道6為兩端開口的直筒形結(jié)構(gòu)。如圖2所示，優(yōu)選在風(fēng)道6的外表面以及平板熱管的蒸發(fā)段41的背面包覆有保溫材料8，對集熱器的風(fēng)道6和平板熱管4的背面進(jìn)行保溫，可以防止空氣對流和傳導(dǎo)而損失太陽能熱量。
[0032]平板熱管4為由金屬材料經(jīng)焊接或擠壓或沖壓成型的具有兩個及以上并排排列的微熱管陣列的平板結(jié)構(gòu)，平板熱管4的整體結(jié)構(gòu)如圖4a所示，圖4b為圖4a的A-A剖視圖，優(yōu)選設(shè)置微熱管陣列43中的各微熱管等效直徑為Imm?5mm，各微孔管的通孔內(nèi)灌裝有液體工質(zhì)(可以是制冷劑，如丙酮或其它液體工質(zhì))并且各通孔兩端密封封裝以形成為多跟獨(dú)立的微熱管，各微熱管內(nèi)自然形成熱管效應(yīng)，并排排列的微熱管形成微熱管陣列43，單根微熱管的等效直徑不得低于1_，使得微熱管陣列的總體熱輸運(yùn)極限要高于吸收太陽能的能力。同時，單根微熱管的等效直徑不得高于5_，使得單根微熱管的內(nèi)部承壓能力要高于20大氣壓。最佳優(yōu)選的單根微熱管等效直徑為1.5-3mm，即通孔的等效直徑優(yōu)選為1.5-3mm。微孔管陣列的各微孔管相互獨(dú)立并通過管壁相互連接，彼此互為支持，起到加強(qiáng)筋的作用，可以顯著提高平板熱管4的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高平板熱管4的可靠性。平板熱管4的微熱管陣列43中的各微熱管內(nèi)還可以設(shè)置有起強(qiáng)化傳熱作用的若干微翅片或者微槽，如圖4c所示的另一種平板熱管4的A-A剖視圖，各微熱管內(nèi)設(shè)置起強(qiáng)化傳熱作用的若干微翅片9，充分利用了熱管高效換熱的特性，設(shè)置微翅片能夠進(jìn)一步增強(qiáng)微熱管內(nèi)液體工質(zhì)的換熱能力，并且微翅片9與孔內(nèi)壁之間具有毛細(xì)力，微翅片9與微翅片9之間如果距離合適也會產(chǎn)生毛細(xì)力，毛細(xì)力的形成促進(jìn)了工質(zhì)的流動，也有助于增強(qiáng)傳熱能力。
[0033]本發(fā)明的熱管式平板太陽能集熱器的工作原理是:在太陽能平板集熱與熱傳輸段，其中的吸熱段吸收太陽輻射，即太陽能熱透過鋼化玻璃I被與高效吸熱涂層3有機(jī)結(jié)合的平板熱管4的蒸發(fā)段41大量吸收(或者說是被緊密貼合有或?yàn)R射有或涂有高效吸熱涂層