[实用新型]平板型真空管太阳能集热器

说明书

本实用新型实施例公开了一种平板型真空管太阳能集热器，包括：太阳能真空集热管、换热水管、平板框架和反射聚光层；太阳能真空集热管与换热水管连接；太阳能真空集热管、换热水管和反射聚光层均设置于平板框架；太阳能真空集热管包括玻璃管和中间导热金属板；反射聚光层设置于玻璃管的外表面；中间导热金属板设置于玻璃管内部；中间导热金属板与换热水管中的循环介质接触连接。通过本实用新型实施例的方案，至少部分的解决现有平板型与真空管型太阳能集热器在技术上相结合的产品存在集热、导热、换热效率不高的问题，达到有效提高热转化率的目的。

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用领域，尤其涉及一种平板型真空管太阳能集热器。

背景技术

集热器，又叫集热板，是太阳能行业对太阳能热水器室外集热部件的称谓。它的主要作用，就是把太阳光中的热能，收集起来，通过连通管路，传递给水箱，加热水箱中的冷水。

集热器分为真空管集热器和平板集热器。其中，真空玻璃集热器又可分成全玻璃真空管和金属吸热体真空管两种类型。全玻璃真空管的结构如图1所示(图1为全玻璃真空太阳能集热管的结构图)，由内外玻璃管1’、选择性吸收涂层6’、真空夹层5’、保护帽4’、消气剂3’、弹簧支架2’等部件组成。全玻璃真空管的优点是不需要在集热部分再增加保温层，且在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流，成本较低，被大部分生产厂家采用。缺点是体积比较庞大，管中容易集结水垢，承压性能差，易碰坏易炸管。

金属吸热体真空管是国际上随后发展起来的新一代真空管,它又可划分为多种形式。热管式真空管就是其中一种，主要由热管、吸热板、玻璃管等几部分组成。太阳光穿过玻璃管投射在吸热板上,吸热板吸收太阳辐射能并将其转换为热能,加热热管内的工质,使其汽化并将热量传送到热管的顶端,加热传热介质(通常是水),同时使工质凝结,流回热管的下端(加热端),如此不断循环。

尽管金属吸热体真空管有各种不同的形式,但无论哪种形式,由于吸热体采用金属材料,而且真空管之间也都用金属件连接,所以用这些真空管组成的集热器具有以下共同的优点:(1)工作温度高。最高运行温度超过100℃,有的型式甚至可高达300—400℃,使之成为太阳能中、高温利用必不可少的集热部件。(2)承压能力大。真空管及其系统都能承受自来水或循环泵的压力,多数集热器还可用于产生106Pa以上的热水甚至高压蒸汽。(3)耐热冲击性能好。即使用户偶然误操作,对空晒的集热器系统立即注入冷水,真空管也不会炸裂。

而金属吸热体真空管的缺点是制造工艺难，成本高。为了提高吸热体吸收太阳辐射热的转换效率，需要为金属管与外层玻璃管之间的夹层空间创造真空环境，这样就需要金属管口与玻璃管口之间严格密封，然而由于金属与玻璃的热膨胀系数不同，使得两者之间的密封难度加大，而且很容易出现密封不严的问题或者由于使用过程中产生的惰性气体无法维持真空度，从而造成真空度的降低，进而使热损系数增大。另外，金属吸热体的加工成本相对较高，其工作温度又处于中、高温范围，从能源有效利用的角度来说，不适宜用来产生家庭生活热水。

平板集热器其吸热元件为金属吸热板(一般铜或铝)，吸热板表面为太阳选择性吸收涂层；吸热板中间为介质流道，一块集热器由几块吸热板和上、下集热管焊接组成，金属外框和背部保温材料，上面为高透光率的玻璃。平板集热器的优点是外观美观，安装方便，承压性能好、不宜结垢、强度高耐用、适合建筑一体化；缺点是保温性能不好，不抗冻，冬季集热效果差，保温要花很大的代价，成本高，间接的就是增加消费者负担。