多功能的热管式太阳能集热器的制作方法

本发明涉及太阳能利用技术领域，具体是一种多功能的热管式太阳能集热器。

背景技术：

太阳能作为一种永不枯竭的清洁能源，得到许多国家政府的大力支持，我国目前也是世界上最大的太阳能热水器生产和销售国。传统的太阳能集热器利用效率低，并且在冬季经常出现水管冻结损坏现象，严重影响着人们的日常正常使用，传统的太阳能光伏/热水(pv/t)系统的集热器虽然很好的克服了冬季水管冻结损坏等缺点，有效的提高的太阳能的利用效率，但其功能欠缺，如相关专利cn102052782a该系统只具有发电、提供热水的功能，无法供热，如何提高太阳能利用效率并使之在制取热水、发电的同时又能有效给建筑物供暖已经成为一项重大的科研课题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多功能的热管式太阳能集热器，实现将太阳能转化为高品位的电能的同时制取热水、对房间供暖的多种功能，来有效弥补传统热管式集热器只具有发电、提供热水的功能，无法供热的缺点，以提高能源的利用效率，节约能源。

本发明的技术方案如下：

一种多功能的热管式太阳能集热器，包括有安装于房屋外墙壁的边框，其特征在于：所述边框的前、后侧分别安装有玻璃盖板和后盖板，边框内在所述玻璃盖板的后方分别安装有相互串联且呈竖向设置的多块光伏电池板，边框内安装有横向设置的集热管，所述的集热管内分别固定有多块导热板，相邻二块导热板之间分别连接有铜套管，所述的多块导热板和铜套管将所述集热管的内部分隔成水流道和空气流道，所述水流道和空气流道的两端分别设有进水口、进气口和出水口、出气口；所述的边框内分别设有呈竖向设置的多根热管，所述多根热管的蒸发段分别对应延伸到相邻二块光伏电池板之间间隙中，多根热管的冷凝段分别对应插入到所述的铜套管中。

所述的多功能的热管式太阳能集热器，其特征在于：所述水流道的体积与所述空气流道的体积相等，各占所述集热管内部空间体积的一半。

所述的多功能的热管式太阳能集热器，其特征在于：所述的多根热管均匀分布于所述多块光伏电池板的后侧。

所述的多功能的热管式太阳能集热器，其特征在于：所述的边框内在所述多根热管的后侧设有隔热层，所述的隔热层包裹住所述多根热管。

传统的太阳能光伏/热水(pv/t)系统的集热板热管冷凝段只插入通有水的集水管道，而本发明在此基础上，铜套管由导热板连接，导热板将集热管分为两部分，一部分用来加热水，另一部分用来加热空气，从而实现具有制取热水、向建筑物供热、发电的三种功能的太阳能集热器。

本发明的有益效果：

1、本发明设有专门的水流道、空气流道和光伏电池板，各自相互独立，互不影响，水流道、空气流道可以分别与热管的冷凝段进行有效换热；

2、本发明由导热板连接铜套管，增大了热管冷凝段与流体的换热面积，大大的提高了换热效率；

3、本发明可以同时制取热水和热空气，光伏电池板还可将太阳能转化为高品位的电能，从而达到了制取热水、对建筑物供暖和发电的三种功能。

附图说明

图1为本发明结构主视图。

图2为本发明结构侧视图。

图3为本发明集热管的结构示意图。

图4为本发明横向剖视图。

具体实施方式

参见附图，一种多功能的热管式太阳能集热器，包括有安装于房屋外墙壁的边框2，边框2的前、后侧分别安装有玻璃盖板1和后盖板11，边框2内在玻璃盖板1的后方分别安装有相互串联且呈竖向设置的多块光伏电池板7，边框2内安装有横向设置的集热管14，集热管14内分别固定有多块导热板12，相邻二块导热板之间分别连接有铜套管13，多块导热板12和铜套管13将集热管14的内部分隔成水流道和空气流道，水流道和空气流道的两端分别设有进水口3、进气口4和出水口5、出气口6；边框2内分别设有呈竖向设置的多根热管，多根热管的蒸发段8分别对应延伸到相邻二块光伏电池板之间间隙中，多根热管的冷凝段9分别对应插入到铜套管13中。

本发明中，水流道的体积与空气流道的体积相等，各占集热管14内部空间体积的一半。

多根热管均匀分布于多块光伏电池板7的后侧。

边框2内在多根热管的后侧设有隔热层10，隔热层10包裹住多根热管。

本发明的工作原理为：将整体安装于房屋的外墙壁上，多块光伏电池板7吸取热量进行发电；太阳光照射透过玻璃盖板1将多根热管的蒸发段8中的易挥发工质蒸发，从而将热量转移到多根热管的冷凝段9中，多根热管的冷凝段9将热量传递给铜套管13，铜套管13同时将热量传递给多块导热板12。

在需要采暖时（仅加热空气），打开进气口4和出气口6，并且同时关闭进水口3和出水口5，使集热管14与室内房间构成一个通路，采用直流风机从外部环境中向进气口4送入新气，在空气流道中与多块导热板12、铜套管13进行换热，从而使空气温度升高，然后通过出气口6送入室内；

在需要使用热水时（仅加热水），关闭进气口4和出气口6，同时打开进水口3和出水口5，使集热管14与储热水箱构成一个通路，水路循环中，水从冷水箱流入水流道中与多块导热板12、铜套管13进行换热，从而使水升温，再通过出水口5流入储热水箱；

在既需要加热空气又需要加热水时，同时打开进气口4、出气口6和进水口3和出水口5，使集热管14分别与室内房间和储热水箱形成通路，直流风机送入新风，再将因吸收了热量而升温的空气送入室内，水路循环中，冷水吸收热量温度升高，流入储热水箱；本发明的多块光伏电池板7可以一直利用太阳能发电，与集热管14互不影响。

以上实施例，只是本发明的较佳实例，并非限制本发明实施范围，故凡依本发明保护范围内的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种多功能的热管式太阳能集热器，包括有边框，边框的前、后侧分别安装有玻璃盖板和后盖板，边框内分别安装有多块光伏电池板和集热管，集热管内分别固定有多块导热板，相邻二块导热板之间分别连接有铜套管，多块导热板和铜套管将集热管的内部分隔成水流道和空气流道，水流道和空气流道的两端分别设有进水口、进气口和出水口、出气口；边框内分别设有多根热管，多根热管的蒸发段分别对应延伸到相邻二块光伏电池板之间间隙中，多根热管的冷凝段分别对应插入到铜套管中。本发明实现了将太阳能转化为高品位的电能的同时制取热水、对房间供暖的多种功能，提高了能源的利用效率，节约了能源。

技术研发人员：马进伟;王绪哲;方廷勇;王海涛;荣鼐;苏小明;方浩
受保护的技术使用者：安徽建筑大学
技术研发日：2017.05.10
技术公布日：2017.08.22