太阳能集热装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能集热技术领域，尤其涉及一种太阳能集热装置。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，对各行业用能的清洁程度、成本限制提出了新的指标要求，尤其在我国北方地区供暖季节，由于燃煤不充分等原因而产生雾霾，严重影响空气质量。为了削减取暖燃煤用量，改变用能习惯，提升宜居水平，国家正在逐步推进“清洁能源”工作，150°以下的中低温太阳能作为清洁能源在社会供能体系中承担越来越重要的角色。

太阳能集热装置通过集热管吸收热量，然后集热管的头部伸入集热箱内，与集热箱内的目标介质进行热交换，从而实现对集热箱内的目标介质进行加热。组装时，集热管的头部需要穿过加热箱上的连接件进入集热箱内部，由于要保证集热管与连接件之间的密封性，现有技术中的集热管伸入集热箱内的头部均为直管结构，且伸入集热箱内的长度较短，导致集热管与集热箱内的目标介质的换热面积较小，换热效率较低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种太阳能集热装置，能够提高集热管与集热箱内的目标介质的换热面积，提高换热效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种太阳能集热装置，包括：

集热箱，所述集热箱用于盛装目标介质；以及

超导热管，所述超导热管包括封闭的一体式的管体和灌注于所述管体内的超导液，所述管体包括相连通的集热部和换热部，所述集热部位于所述集热箱外，所述换热部位于所述集热箱内，所述管体与所述集热箱之间为密封连接。

进一步的，所述弯折段的数目为一个以上。

进一步的，所述集热箱包括箱体和密封板，所述箱体具有开口，所述密封板盖设于所述开口，所述管体通过模内注塑镶嵌于所述密封板中。

进一步的，所述管体的数目为多个，多个所述管体间隔设置。

进一步的，所述超导热管包括底板和吸热板，所述吸热板为波纹状结构，所述吸热板层叠设置于所述底板上，且所述底板与所述吸热板焊接，以使所述吸热板和所述底板共同形成一个以上的所述管体。

进一步的，所述吸热板包括金属基板以及设置于所述金属基板上的黑色高吸热涂层或阳极涂层。

进一步的，所述底板为平面状结构或者波纹状结构。

进一步的，所述密封板与所述箱体焊接或者通过密封圈密封连接。

进一步的，所述换热部的横截面为圆形、方形或者椭圆形。

进一步的，还包括旋转驱动组件，所述旋转驱动组件连接于所述集热箱，且用于驱动所述集热箱连同所述超导热管翻转。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

本实用新型的太阳能集热装置设置封闭的一体式的管体，能够在一体式的管体内灌注超导液，管体通过超导液进行外界与目标介质之间的热交换，热量传导较快，且超导热管内不会结垢，也不会发生结冰或泄漏，提高了太阳能集热装置的使用寿命；更重要的是，换热部具有弯折段，在集热箱内有限的空间里可增大换热面积，加倍提高了换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本实用新型实施例的太阳能集热装置的整体剖视图；

图2a为本实用新型实施例一的超导热管的横截面示意图；

图2b为本实用新型实施例二的超导热管的横截面示意图；

图2c为本实用新型实施例三的超导热管的横截面示意图；

图3为本实用新型实施例的旋转驱动组件；

标号说明：

1、集热箱；11、箱体；12、密封板；

2、超导热管；21、管体；211、底板；212、吸热板；213、集热部；214、换热部；2141、弯折段；22、超导液；23、隔筋；

3、目标介质；

4、旋转轴；41、进水管；411、进水口；42、出水管；421、出水口；

5、进水软管；

6、出水软管；

71、驱动轮；72、第一轴承组；73、第二轴承组。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1，本实施方式提供一种太阳能集热装置，作为清洁能源，能够用于家庭用水、供暖、农业保温、工矿企业低温能源的使用。

该太阳能集热装置包括集热箱1和超导热管2，集热箱1用于盛装目标介质3(例如水)，超导热管2部分插入集热箱1内部，并与目标介质3相接触。超导热管2可用于吸收外界热量，并将热量传递给目标介质3，从而实现对目标介质3的加热。当然，在一些情况下也可以实现热量的反向传递，例如当集热箱1内目标介质3的温度高于外界的温度时，超导热管2可将目标介质3的热量传递至外界。

集热箱1包括箱体11和密封板12，箱体11具有开口，密封板12盖设于箱体11的开口，并与箱体11共同围成一封闭的腔体，目标介质3可容纳在该腔体内。

超导热管2包括两端封闭的管体21和灌注于管体21内的超导液22，其中管体21为金属管体21，超导液22是在管体21内处于真空的状态下灌注于管体21内的。管体21部分穿过密封板12进入集热箱1中与目标介质3相接触。具体的，管体21内壁沿长度方向设有一定数量的微沟槽以增强传热性能，管体21在其长度方向上分为集热部213和换热部214，集热部213位于集热箱1外，用于与外界进行热量交换；换热部214位于集热箱1内，用于与集热箱1内的目标介质3进行热量交换。

本实用新型在封闭的管体21内灌注超导液22，管体21通过超导液22进行外界与目标介质3之间的热交换，利用超导液22的启动温度低、凝固点低和高效换热的特点，使得该太阳能集热装纸的热量传导较快，且超导热管2内不会结垢，也不会发生结冰或泄漏，提高了太阳能集热装置的使用寿命。

在一实施例中，换热部214具有弯折段2141，且弯折段2141的数目为一个以上。在集热箱1有限的空间内，弯折段2141的设置能够大大的增加换热面积，使得换热部214与目标介质3的换热速度加快。

在本实施例中，弯折段2141的数目为五个，每个弯折段2141的弧度相同，且相邻两个弯折段2141之间通过直线段连接。当然的，在其他实施例中，每个弯折段2141的弧度也可以不同，相邻两个弯折段2141可以直接相连。

进一步的，本实施方式中的管体21为一体式的管体21，也就是说，在管体21的长度方向上，管体21不是由几段拼接而成的，而是从集热部213到换热部214都是一个整体。因此，本实施方式的管体21能够保证较好的密封性，使超导液22的使用更加安全，减少结合热阻，同时也减少了组装拼接的麻烦。

本实施方式的管体21是通过模内注塑镶嵌于密封板12中。在制作密封板12之前，先将管体21放置在注塑模具内，然后再在注塑模具内注塑形成所需的密封板12，以使密封板12能够紧密包裹管体21。

超导热管2的管体21与密封板12通过模内注塑工艺进行结合，既实现了一体式超导热管2与密封板12之间的密封配合，又打破了现有技术中密封板12对一体式超导热管2的安装限制，使得任意长度和任意形状的换热部214都可以穿过密封板12安装到集热箱1内部。

在一实施例中，超导热管2包括多个管体21，多个管体21并列设置，且多个管体21在垂直于其长度方向上相连。

在一实施例中，如图2a所示，超导热管2包括底板211和吸热板212，吸热板212为波纹状结构，底板211可以为平面状结构，也可以为波纹状结构。吸热板212层叠设置于底板211上，且底板211与吸热板212焊接，以使吸热板212和底板211共同形成一个以上的管体21。具体的，底板211与吸热板212之间可以通过超声焊或摩擦焊或热压焊等方式进行焊接。超导热管2由整块的吸热板212和整块的底板211焊接制成，多个管体21形成一个整体，不仅能够增大吸热面积，而且在制作密封板12时，可将该整体一起放入注塑模具内，降低了模内注塑密封板12时的制作难度。

吸热板212包括金属基板以及涂覆于金属基板上的黑色高吸热涂层或阳极涂层。可以理解的，该金属基板的材质可以为铝、不锈钢或者铁等等。优选的，本实施例的金属基板的材质为铝。吸热板212能够在外界与超导液22之间实现高效的热传递。

在另一实施例中，如图2b所示，超导热管2可由多个并排的管体21通过隔筋23相连形成一个整体，该管体21可以是挤压扁的管型材，管体21内壁可增加一些微沟槽，在型材表面涂覆光选择性涂层或阳极涂层，使其具有更好的换热功能。在模内注塑形成密封板12之后，可将超导热管2和密封板12安装到箱体11上。

在又一实施例中，如图2c所示，管体21的数目为多个，且多个管体21间隔设置。间隔设置的管体21可由市面上普通的金属管(可圆可扁)制成，只需要对普通的金属管进行表面处理，使其具有更好的换热功能即可。

模内注塑形成密封板12之后，可将超导热管2和密封板12安装到箱体11上。在一实施例中，箱体11的材质为塑胶，密封板12和箱体11之间通过热熔焊的方式进行密封连接。具体的，箱体11的材质可以是耐热性良好的聚乙烯系列塑胶，耐压、耐候，且保温性能良好。

在另一实施例中，箱体11可以是金属材质，密封板12和箱体11之间安装有密封圈，以实现密封板12和箱体11的密封连接。

如图3所示，该太阳能集热装置还包括进水管41和出水管42，进水管41设有进水口411，进水管41和集热箱1之间连接有进水软管5，用于向集热箱1内输送目标介质3；出水管42上设置有出水口421，出水管42和集热箱1之间连接有出水软管6，便于集热箱1向外排出目标介质3。

进一步的，该太阳能集热装置还包括旋转驱动组件，如图3所示，旋转驱动组件包括驱动件(图中未示)和驱动轮71，驱动件用于带动驱动轮71转动，驱动轮71套接在旋转轴4上，该旋转轴4与集热箱1连接。驱动件带动驱动轮71旋转时，集热箱1连同超导热管2能够一起绕旋转轴4进行翻转。

在本实施例中，进水管41和出水管42组成上述旋转轴4，驱动轮71套设在该旋转轴4上，该旋转轴4与管体21平行设置，且该旋转轴4的轴心线位于超导热管2的宽度中心，因此，驱动件带动驱动轮71转动时，太阳能集热装置具有较小的旋转半径和旋转力臂。旋转轴4的两端还分别设置有第一轴承组72和第二轴承组73，用于减少旋转轴4在转动过程中的摩擦阻力。在白天时，旋转驱动组件带动集热箱1连同超导热管2一起翻转，使超导热管2的吸热面朝上，以使超导热管2能够吸取足够多的热量，并通过超导液22将热量传输至集热箱1内的目标介质3。在晚上时，外界的温度下降，低于集热箱1内目标介质3的温度，目标介质3与外界之间可通过超导热管2进行反向换热，即目标介质3内储存的热量可通过超导热管2辐射至外界。旋转驱动组件可驱动集热箱1连同超导热管2翻转，使超导热管2的吸热面正对目标物，使吸热面辐射出的热量能够正对目标物。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。