[实用新型]太阳能“翅片式U形”集热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能“U形”集热管，特别是一种能明显提高太阳辐射能量利用率的太阳能集热管，属于太阳能运用领域。 

背景技术

现有技术的太阳能“U形”集热管实际是一“U形管式的光热转化系统”。其结构主要包括“U”形导热铜管、金属导热圈、塑料盖和层间涂有金属吸热涂层的“真空玻璃”集热管，所述“U”形导热铜管由直径φ8～φ10mm、长度3000～4000mm的铜管弯曲成“U”形，所述金属导热圈分别与“U”形导热铜管的外圆面和玻壳内圆相配合，所述塑料盖将“U”形铜管的集热段盖装在“真空玻璃”集热管内(附图5)。所述“U”形导热铜管内灌装传热介质，所述传热介质通过循环流动用于对水箱内胆内的储水或集中供热系统的加热联箱中的储水加热。 

现有太阳能热水器的热效率并不高，太阳能“真空玻璃”集热管热水器的新标准为≥38.24％，因其可达到的有效集热面积利用率为64.5％；外层管玻壳的透射比τ为93％；内层管吸热涂层的吸收比α为91％，基本都达到极限值，则理论可达的最大集热能效为55.15％(64.459％×93％×92％)。因“U”导热型铜管是安装在“真空玻璃”集热管内，故其理论集热效率与“真空玻璃”集热管相同，又因无“真空玻璃”集热管所存在的管内热水留存，则扣除其它损耗，“U型”集热管的实际集热效率可达45％左右。 

由于，“真空玻璃”集热管内金属涂层吸收的能量需通过内层玻壳传递到管内，增加了玻壳热阻，再通过管内空间的空气以低效的自然对流方式对“U”形铜管的集热段加热，虽在玻璃管内与热管间增加一金属导热圈，因导热圈与玻壳和热管间的圆度、同心度、直线性及加之公差要求(附图5)，造成不能相互贴合紧密，特别是金属导热圈与“U”形铜管间的安装不便，与玻壳则需保有配合间隙，故仍需靠空气传热，使传热速率大大降低，与太阳能“真空玻璃”集热管直接对水的热交换方式比，传热速率相差巨大，从而大幅度的抬高了辐照面既金属吸热涂层的表面温度，降低了“真空玻璃”集热管的集热效率，则降低了“U”形管的效能，是导致其热效低于“真空玻璃管”的主要原因之一。 

现有“真空玻璃”集热管的辐射吸收比α最大可达92％，基本已达极限值。因其内层管外圆表面金属吸热涂层厚度受到金属喷涂工艺的限制，就如同电镀层厚存在的工艺问题一样，层厚一大就会起皮脱落，所以现金属吸热涂层目视都可看见明显透光现象却无法解决弥补，故要将α值进一步提升的可能性已不大。 

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述太阳能“U形”集热管的不足之处，设计一种能较大幅度增加有效集热面积和辐射吸收比α，大幅度提高“U形”集热管的热效，适合各地区使用，且结构合理，工艺简单，成本低、安装使用方便，易于大批量生产的太阳能“翅片式U形”集热管。 

本实用新型的太阳能“翅片式U形”集热管，其结构主要包括透明保温管、与透明保温管中心对称的弧形风帆构成的铝制的风帆型翅片、橡胶密封圈、单密封盖、抽排气管、“U”形铜管和反光膜片，所述单密封盖安装在“U”形铜管的近管口处，所述橡胶密封圈安装在单密封盖上，所述风帆形翅片安装在“U”形铜管的集热段上，所述安装了“U”形铜管和翅片的单密封盖盖装在透明保温管上。 

所述反光膜片粘贴在透明保温管的背光面的外表面上，所述反光膜片选用镜面铝膜片或镜面pet(涤纶)膜片。 

所述抽排气管镶嵌在单密封盖上，所述单密封盖选用酚醛胶木或增强尼龙或增强PP注塑加工。 

所述橡胶密封圈选用圆形或V形或设有多圈密封凸筋的管状结构。 

所述风帆形翅片的各处仰光面和风帆的外侧仰光面上均设有与翅片为一体的轴向锯齿形吸热槽道，所述风帆形翅片的仰光面上选用喷砂或选用化学腐蚀处理加工成亚光面，所述亚光面选用电化处理成深色表面，成为所谓黑体表面结构。 

所述风帆形翅片的翅片结构选用单面风帆形翅片或双面风帆形翅片。 

所述单面风帆形翅片的背光面上设有“U”形双卡槽，所述“U”形铜管的集热段直接压入风帆形翅片上的“U”形双卡槽中安装。 

所述透明保温管外形截面选用圆形或在圆形两边外侧设置平张角结构，所述透明保温管选用单层透明保温管，或选用双层透明真空玻璃保温管，所述选用单层透明保温管的集热管，用单密封盖上镶嵌的抽排气管抽真空保温，所述选用双层透明真空玻璃保温管的集热管，则通过真空玻璃管的自身保温性能保温，所述 单层透明保温管选用塑料Pc或PMMO合金，或选用玻璃加工，所述选用Pc或PMMO合金的保温管与密封盖的安装选用塑料热熔焊接工艺熔焊连接密封。