[实用新型]太阳能地埋跨季储热供暖系统专用集热器联箱

说明书

技术领域

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

背景技术

联箱内热管冷凝段与联集管连接结构主要有两种：一是内置式，另一是外置式。所谓热管冷凝段内置式结构是指将热管的冷凝段插入到集热工质流道(联集管)内的结构类型，内置式结构主要有两种方式，即直接插入式结构和间接插入式结构，通过焊接将二者紧密连接在一起称之为直接插入式结构，这种方式的优点是加工简单，换热量好，其缺点为：一是流动阻力大，二是无法更换损坏的或效率下降的热管，而只能更换整个集热器；间接插入式结构是将紫铜管插入到用紫铜制作的集热工质流道内，通过焊接方式将二者联结到一起，这种方式的优点是用于导热的紫铜管处于工质流道内部，传热阻力小，与工质换热充分，但其存在的缺点为：一是、热管冷凝段的温度比较高，内部压力较大，长期运行后，会造成由紫铜制作的导热管产生膨胀变形，如果需要更换热管(即由于损害或老化等须将热管从导热管中拔出)，则较难从导热管中取出换热管，二是由于导热管插入到集热工质流道内，其对集热工质所造成的流动阻力与直接插入式结构几乎一样，导热管外径比热管冷凝段稍大一些。

热管冷凝段内置式结构是指将热管的冷凝段放置在集热工质流道外的结构类型，从热管冷凝段与集热工质流道之间导热连接使用的材料分类，外置式也主要有两种方式，即铜套管式结构和铝导热块式结构。铜套管式结构的导热体是用铜管制作的，嵌套在集热工质流道外，在铜套管焊接与其呈十字交叉形的小直径铜管，用来插接热管冷凝段，这种外置式结构的优点是铜管嵌套在流道外的导热元件外，它具有较好的向流道传热性能，其缺点是若流道用不锈钢制作，铜套管与不锈钢管之间难于固定，此外，铜套管与小直径铜管之间的直接接触面很小，为了满足传热量要求，需要焊接肋片，以增加传热面积，但因铜管壁较薄，焊接容易变形，也会增加制造成本，不利用批量生产。铝导热块式结构的导热体是使用铝合金制作的，铝导热块用铝铸造，通过套孔机加工套孔，铝导热块的套孔以热膨胀方式固定在不锈钢流道上，用卡件将用于插接热管冷凝段的小直径铜管固定在铝导热块上，这种外置方式结构的优点是铝制导热块容易制作和便于批量生产，可根据传热量需要，计算铝导热块与集热工质流道及小直径铜管的接触面积，满足所传热量，其缺点是铝的热导率(约160W/m.k)比紫铜热导率(约386W/m.k)要小很多，其传热热阻较大。

目前，一般使用的热管式真空管集热器联箱用于太阳能跨季储热供暖系统时，存在以下不足与弊端：①无论采取何种联箱结构，热管式真空集热管均都通过热管冷凝段将所收集的热量传递给集热循环工质，它主要传热特点为：一是热管工质蒸汽或液体中的热量以自然对流方式传递给热管冷凝段内壁；二是热管冷凝段管壁将热量传导给露出真空玻璃管外的一小段热管蒸发段管壁；三是热管冷凝段外壁及露出真空玻璃管外的一小段热管蒸发段外壁的热传递其过程较为复杂，大部分热量传递给导热块，一部分热量传给了保温材料，还有一部分热量传递给渗漏的空气(在真空玻璃管插入联箱内的端口)；四是导热块将热量传递给集热器内的联集管外壁；五是联集管壁内存在热传导过程；六是流道内壁与集热循环工质之间存在对流传热过程；七是集热器内的联集管与保温材料和联箱壳体也存在传热过程。②只要集热器内温度比周围环境温度高，集热器联箱自然向外界散失热量，联箱的热损失主要来自以下几个方面：一是热管式真空集热管与联箱插口处，即联箱壳体下部散热；二是联箱壳体底部，即背阴面的散热；三是联箱壳体顶部，即朝上面的散热；四是联箱壳体正面，即朝阳面的散热；五是联集管从联箱穿出部位，即联箱端面的散热。③常规太阳能工程所用联箱大都采用全金属外壳，如镀铝锌、不锈钢、镀锌板及拉丝板等，采用模块化制作，其不变形，可串联，可并联，安装简单、快捷，而在联箱热损失方面采取的措施仍然不够，主要有不足之处为：一是联箱壳体下部散热采取的措施不够，散热量较大；二是联集管从联箱穿出部位(即联箱端面)的散热方面采取的措施不够，热损失较大；三是联箱内大都采用聚氨酯发泡保温，而聚氨酯的安全使用温度≤70℃，不适合具有较高温度的热管式集热器使用；四是联箱保温厚度较小，导致冬季热损失很大等。④常规热管式真空管集热器联箱内的空晒集热温度较高(如≥110℃)，对集热系统的可靠性、安全性造成不良影响。

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联箱，能降低联箱热损失量和联箱内温度，提高联箱保温层抗老化性能。