[实用新型]太阳能地埋跨季储热供暖系统专用集热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能热能技术领域，属于太阳能集热器结构的改进，特别是太阳能地埋跨季储热供暖系统专用集热器。

背景技术

在太阳能的热利用技术领域当中，关键是将太阳的辐射能转换为热能，由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，因此，集热器是太阳能跨季储热供暖系统的关键组件，太阳能集热器可分为平板型集热器、真空管集热器、热管式真空管集热器、聚光型集热器以及跟踪集热器等，为了能够达到所需的集热温度(如≥90℃),太阳能跨季储热供暖系统一般使用热管式真空管集热器。

热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它借助在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有良好的等温性，其冷热两侧的传热面积可任意改变，也可远距离传热，温度可控，由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。热管式真空管集热器是热管家族中的一种，属于重力型热管。重力型热管工作原理为：热管受热管段吸收废气热量，并将热量传给管内工质(液态)，工质吸热后以蒸发与沸腾的形式转变为蒸汽，蒸汽在压差作用下上升至放热管段，同时凝结成液体放出汽化潜热，热量再传给放热端的冷流体，冷凝液体依靠重力回流到受热端。由于热管内部被抽成真空，热管起动迅速，工质极易蒸发与沸腾。在热管受热管段和放热管段均可装设翅片，以强化传热。

目前，国内外研制生产的热管式真空管集热器大都具有较高的空晒性能(如空晒性能参数Y≥0.175)，空晒温度较高(如可达到135℃～170℃左右)且热管有高效率的传热效率等，但太阳能跨季储热供暖系统要求集热器的空晒温度应在100℃左右，这既可满足系统所需的集热温度(如≥90℃)，又可在空晒时，保证集热系统的运行安全。由于一般的热管式真空管集热器的热管集热温度较高，而集热器保温措施存在不足而导致热损失量较大。

在夏季，因太阳能辐射强度较高(如照度在600～800W/m²)且环境温度也较高，在集热温度与环境温差较小(如50℃～70℃)的情况下，集热器的热损失量较小(如在50%～55%左右)，然而在冬季，虽然太阳能辐射强度较小(如照度在400W/m²)，但因热管式真空管集热器的特性，其热管集热温度仍然较高(如50℃～60℃)，集热温度与环境温差较大(如损失率为60℃～70℃)，集热器的热损失就偏大(如损失率为85%～90%左右)。

为了加强工质的热传递性能，对一般热管式真空管集热器来说，热管一端插入流道中，插入流道的热管对于流动的工质都是障碍，虽然增加了紊流程度提高了换热量，但其造成的流动阻力仍然相当大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能地埋跨季储热供暖系统专用集热器，可减少工质流动阻力，降低空晒温度和热损失量。

本实用新型的目的是这样实现的：一种太阳能地埋跨季储热供暖系统专用集热器，包括联集箱箱壳、端部箱板、联集管、真空玻璃管、重力热管、金属导热块和插装式套管，在联集管外管壁上沿其管体长度方向固装着一排金属导热块，金属导热块顶端设置有套孔，联集管穿过金属导热块的套孔且其管体与套孔静配合，重力热管其蒸发段管体配合置于真空玻璃管的真空管腔内而其冷凝段管体经真空玻璃管顶端伸出至真空玻璃管之外，联集管两端端头分别穿出联集箱箱壳两端端部箱板上分别设置着联集管插孔，联集管两端头穿出联集管插孔的端头管周壁上设置有连接管螺纹，联集箱箱壳的底面箱板设置着一排真空玻璃管安装插孔，位于联集箱箱壳内的插装式套管固装在真空玻璃管安装插孔上，真空玻璃管顶端通过在真空玻璃管安装插孔上配合固装的硅胶圈与真空玻璃管安装插孔静密封配合接触，重力热管冷凝段管体与真空玻璃管顶端一同经插装式套管伸入联集箱箱壳内部，重力热管冷凝段管体顶部管段与金属导热块固接，重力热管其管壁为不锈钢管壁，联集箱箱壳由金属箱壁构成，联集箱箱壳两端分别设置的端部箱板为硬质塑料板，金属导热块为导热铝块且其底面设置有凹槽，重力热管冷凝段管体顶部管段通过卡件配合固装在凹槽内并与凹槽所形成的凹陷壁面面接触，联集箱箱壳内部设置着将位于其内部的联集管管体、导热铝块裹扎起来的包裹层，包裹层为矿棉层或岩棉层或硅酸铝涂层或硫酸铝涂层，在联集箱箱壳内箱壁与包裹层之间的空间内还设置有将包裹层包起的聚氨酯填料。

本实用新型采用的热管启动温度约为30℃，当热源温度为30℃时，热管的冷凝段温度大于23℃，将热管占真空管的标准空晒参数(即Y值)0.175降低到0.130，当环境温度为8℃～30℃时，集热器的空晒温度≤100℃。