[发明专利]太阳能集热器

说明书

(一)技术领域

本发明涉及太阳能的利用，特别是一种太阳能集热器。

(二)背景技术

现有太阳能热水工程用集热器多为联集箱式全玻璃真空管太阳能集热器，联集箱为一空腔直通结构，单边或两侧插入全玻璃真空管，玻璃真空管与联集箱之间由硅胶圈密封，真空管中充满水，系统的换热过程由真空管内部水自身温差产生对流而完成；户用太阳能热水器，结构则是真空管与水箱直接联通，全玻璃真空管与水箱之间由硅胶圈密封，两者的缺点都是有一支真空管破裂水就会流出，导致整个集热系统无法正常工作；而且硅胶圈也不耐压，容易漏水；换热效率低。

此后出现了一种金属超导热管真空管集热器，在各个真空管内均设置热管，再分别将热管搭置在联集箱内母管或户用太阳能热水器储水箱内胆上设置的槽型凹部对母管或储水箱中的水进行传热，这种方式保证了即使有真空管破裂，也不影响系统的正常工作，但是一方面金属管与玻璃管密封工艺复杂，另外由于只是通过槽型凹部的小面积接触进行传热，传热效率低。

为解决上述问题，现有的U型管真空集热器采用金属翼片来增加换热面积，提高换热效率，金属翼片一般为半圆弧或圆弧形，U型管与翼片之间接触为外壁相切线接触，但是接触面积仍然有限，换热效率整体提高不多；其次U型管与翼片之间需要焊接联接，工艺复杂。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能集热器，换热效率高，结构简单，制造工艺简单。

本发明采用的技术方案如下：

太阳能集热器，包括联集箱、真空管、真空管内的吸热翼片、U型集热管，所述的吸热翼片横截面是由两条与真空管内壁贴合的对称弧线和与U型管内侧贴合的两条对称弧线组成的封闭曲线；所述的U型集热管卡装在吸热翼片与真空管间，U型集热管的内侧与吸热翼片贴合，外侧与真空管内管壁贴合。

吸热翼片采用此结构后，分别有两条弧与U型集热管的内侧和真空管内壁紧贴，且U型管也与真空管内管壁贴合，整体接触面积大，热阻小，传热效率高。另外吸热翼片与U型管间无需焊接，只需将U型管卡装在吸热翼片与真空管内即可，安装方便，也便于制造，吸热翼片只需模压成型即可。较好的，吸热翼片的横截面采用哑铃型，哑铃两端部的对称弧线与真空管内壁贴合；哑铃中间处的弧线与U型管内侧相贴合。

进一步，所述的联集箱内冷水进管和热水出管分别设置；所述的U型集热管进出口分别与冷水进管与热水出管相连。

冷水进管和热水出管一端是封闭的，水在集热管中和联集箱中的换热过程是单向流动，换热效率高。冷水进入联集箱内，以最短路径流入U型集热管，在吸热翼片的加热作用下，水变热后流入热水出管。系统启动快，耐冻损，换热效率高。另外真空管内不走水，解决了真空管的结垢、炸管问题，既提高了承压能力，又降低了散热损失，可全年连续使用。

其中，所述的吸热翼片和U型集热管都可采用铜质材料制成。

进一步，联集箱内部与冷、热水管间填充有保温材料，优选采用聚氨酯整体发泡保温材料进行全封闭强化保温，有效减少散热损失，进一步提高热性能。

本发明相对于现有技术，总体上有以下优点：

系统启动快，承压、耐冻损，换热效率高；结构简单，便于制造和安装。

(四)附图说明

图1为本发明太阳能集热器集热管结构截面图。

图2为本发明太阳能集热器结构示意图。

(五)具体实施方式：

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

太阳能集热器，包括联集箱6、真空管1、真空管内的吸热翼片2、U型集热管3，所述的吸热翼片横截面是由两条与真空管内壁贴合的对称弧线和与U型管内侧贴合的两条对称弧线组成的封闭曲线哑铃形，所述的U型集热管卡装在吸热翼片与真空管间，U型集热管的内侧与吸热翼片贴合，外侧与真空管内管壁贴合。

联集箱内冷水进管7和热水出管4分别设置，U型集热管进出口分别与冷水进管与热水出管相连。联集箱内部与冷、热水管间采用聚氨酯整体发泡保温材料5全封闭强化保温。

使用时，冷水进入联集箱内，以最短路径流入U型集热管，吸热翼片与真空管贴合得到的热量可迅速传递给同样与吸热翼片贴合的U型集热管内侧，同时U型管也得到真空管内壁传递的热量，冷水被加热后流入热水出管，并汇集至储热水箱，供用户使用。