一种类毛皮热管式太阳能集热器的制作方法

本发明涉及一种太阳能集热器，尤其是一种类毛皮热管式太阳能集热器。

背景技术：

太阳能作为地球能源的主要来源，有着总量大，稳定以及无穷无尽的特点。而太阳能的热利用技术则是现在太阳能技术研究的重要方面，并被广泛运用于建筑集热、交通运输、航空航天等方面，它也是新能源技术的重要支撑。

在石油能源、煤炭能源、天然气能源等传统石化能源日趋紧张的今天，为应对环境变化，实现可持续发展，发展新能源以及可再生资源成为一种趋势。再这些可再生资源中，太阳能凭借其优点占据了鼎足之势。太阳能利用就是通过吸收装置吸收太阳发射处的辐射能量，转化为便于直接利用的其他类型的能源形式。

太阳能季节性存储蓄热供热采暖系统是一种新兴的、发展迅速的太阳能技术，是一种大型的区域性的太阳能系统。太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能的装置，通过吸收一定波长的太阳辐射，将太阳辐射能转化为其它形式的能量，集热器种类很多，对于不同类型的集热器，其转换太阳能的能力是不一样的。

技术实现要素：

本发明设计开发了一种类毛皮热管式太阳能集热器，通过毛皮层和集热板相互配合，减少对流散热，增大吸热量，并通过热管和流通管传递热量，减少热量损失。

本发明的另一发明目的：相邻集热管单元之间的间隙设置合理，保证集热效果。

本发明提供的技术方案为：

一种类毛皮热管式太阳能集热器，包括：

壳体，其具有向上的开口；

至少两个支撑板，其间隔设置在所述开口内；

多个流通管，其等间距设置在所述支撑板上；

多个热管，其一端设置在相邻所述流通管之间；

集热板，其设置在所述壳体的顶部，并覆盖所述开口，所述集热板的下部设置有多个热管槽，所述热管的另一端匹配设置在所述热管槽内；

毛皮层，其铺设在所述集热板顶部，并包括多个集热管单元。

优选的是，还包括：

保温层，其填充设置在所述壳体和所述集热板之间的空隙中。

优选的是，还包括：

至少两个固定套，其匹配设置在所述支撑板上，用于固定所述多个流通管。

优选的是，所述多个集热管单元等间距粘接在所述集热板顶部。

优选的是，每个所述集热管单元均包括依次相邻设置的第一集热管、第二集热管以及第三集热管。

优选的是，

所述第一集热管为直管，长度为6cm，外直径为120μm，内直径为20μm；

所述第二集热管为直管，长度为5cm，外直径为30μm，内直径为10μm；

所述第三集热管为弧形弯管，弯曲前的长度为3cm，外直径为20μm，内直径为10μm

优选的是，所述流通管的截面为正六边形，所述流通管的材质为金属铜。

优选的是，所述壳体为长方体结构，所述壳体的材质为钢材。

优选的是，所述集热板的外表面涂有黑色涂层，并铺设有增透膜，所述集热板的材质为紫铜。

优选的是，相邻所述集热单元之间的间距d满足条件如下：

其中，ε为校正系数，r1为第一集热管的外直径，r2为第二集热管的外直径，r3为第三集热管的外直径，l为第三集热管弯曲前的长度，n为第三集热管弯曲的圆心角角度，h为集热板的高度，α为黑色图层的厚度，h为热管的长度，s为壳体开口的容积。

本发明所述的有益效果：

本发明提供的类毛皮热管式太阳能集热器，利用与北极狐毛皮类似的集热管单元和集热板进行集热，实现了对太阳能高效的收集和利用，拥有适用于寒冷环境、受天气影响小的特点。

选用三种仿北极狐毛结构的透明中空的集热管，其中，第一集热管为仿直真毛结构，为直管结构，第二集热管为仿上绒毛结构，为直管结构，第三集热管为仿下绒毛结构，为弯管结构，三种仿北极狐毛透明中空集热管的导热性能差，对紫外线具有良好的吸收能力，并且集热管之间紧密的排列，从结构上实现了增大静止空气的量，减少了对流散热量，并合理的设置相邻集热单元之间的间距，保证了集热效果。

集热板由紫铜制成，并将集热板的表面涂敷成黑色后覆盖增透膜，提高吸热效率。将热管设置成扁管，并设置在流通管的间隙中，增强热量的流通能力，并通过设置保温层，在壳体与各部件之间的间隙中填充有保温材料，进一步的锁住热量，提高类毛皮热管式太阳能集热器的集热效率。

附图说明

图1为本发明所述的类毛皮热管式太阳能集热器的爆炸图。

图2为本发明所述的类毛皮热管式太阳能集热器的结构示意图。

图3为本发明所述的类毛皮热管式太阳能集热器的主视图。

图4为本发明所述的类毛皮热管式太阳能集热器的剖视图。

图5为本发明所述的流通管层和固定套的结构示意图。

图6为本发明所述的集热板的结构示意图。

图7为本发明所述的集热管单元的结构示意图。

图8为本发明所述的壳体的结构示意图。

图9为本发明所述的集热管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-9所示，本发明提供一种类毛皮热管式太阳能集热器，包括：壳体100、支撑板200、流通管层300、热管层400、集热板500、类毛皮层600以及保温层。

如图1-4、图9所示，类毛皮热管式太阳能集热器的壳体100具有向上的开口，至少两个支撑板200间隔设置在壳体100的开口内，流通管层300包括多个流通管310，流通管层300匹配设置在支撑板200上，通过支撑板200对多个流通管310进行支撑固定，多个流通管310之间通过固定套320进行定位，使相邻流通管310之间等间距设置；吸热板500设置在壳体100的顶部，并覆盖在壳体100的开口上，在吸热板500的下部，开设有多个热管槽510；在吸热板500和流通管层300之间，还设置有热管层400，热管层400包括多个热管410，热管410的一端设置在相邻流通管310的间隙中，另一端深入到吸热板500的热管槽510内。类毛皮层600铺设在集热板500的顶部，类毛皮层600包括多个集热管单元，每个集热管单元又包括三个不同尺寸的透明中空管，从结构上实现了增静止空气的量，减少了对流散热量。

如图8所示，壳体100为敞开式的长方体结构，并具有向上的开口，壳体100包括依次连续设置的第一面110、第二面120以及第三面130，其中第一面110和第三面130相对设置，第二面120为壳体100的底面，使壳体100整体呈长方体结构。

在本发明中，作为一种优选，壳体100的材质选用钢材。

支撑板200设置在壳体100的内部，位于第二面120上，流通管层300设置在支撑板200上，支撑板200的两端向上延伸，形成延伸部，用于对流通管层300的限位，防止流通管层300掉落，为保证对流通管层300的稳定支撑，支撑板200的数量至少为两个。

在本发明中，作为一种优选，支撑板200的数量为两个。

在本发明中，作为一种优选，支撑板200的材质为钢材。

如图5所示，流通管层300包括多个流通管310，多个流通管310之间相互平行并等间距设置，为了保证流通管层300的稳定性，多个流通管310之间通过固定套320来进行定位和加固，固定套320匹配设置在支撑板200上，通过支撑板200对流通管层300进行支撑定位，保证了流通管层300在太阳能集热器的壳体100内的稳定性。

在本发明中，作为一种优选，固定套320的数量与支撑板200的数量相同，均为两个。

在本发明中，作为一种优选，流通管310的截面为正六边形结构，并且相邻流通管310之间的间距为流通管310的管壁厚度。

在本发明中，作为一种优选，流通管310的材质为金属铜。

在流通管层300上，还设置有热管层400，热管层400包括多个热管410。集热板500设置在壳体100的顶部，并覆盖在开口上，在集热板500的下部，开设有多个热管槽510，热管槽510与热管410匹配设置，热管410的一端插入到集热板500的热管槽510内，另一端插入到相邻流通管310之间的间隙内，通过设置在集热板500内的热管槽510和相邻流通管310之间的间隙，对热管410进行了定位，保证了热管层400的稳定性。

在本发明中，作为一种优选，集热板500的材质为紫铜。

在本发明中，作为一种优选，集热板500的上表面涂敷有黑色涂层，并覆盖增透膜，用于增大吸热量。

在本发明中，作为一种优选，热管410为普通扁热管。

如图6所示，集热板500由紫铜制成，并将集热板500的表面涂敷成黑色后覆盖增透膜，提高吸热效率。将热管410设置成扁管，并设置在流通管310的间隙中，增强热量的流通能力。

类毛发层600设置在集热板500的顶部，通过胶粘剂粘接在集热板500的上表面。类毛发层600包括多个集热管单元，相邻集热管单元等间距粘接在集热板500的上表面。

如图7所示，每个集热管单元均包括依次相邻设置的第一集热管610、第二集热管620以及第三集热管630，第一集热管610为仿直真毛结构，为直管结构，第二集热管620为仿上绒毛结构，为直管结构，第三集热管630为仿下绒毛结构，为弯管结构，三种仿北极狐毛透明中空集热管的导热性能差，对紫外线具有良好的吸收能力，并且集热管之间紧密的排列，两个为直管结构，一个为弯管结构，从结构上实现了增大静止空气的量，减少了对流散热量。

在本发明中，作为一种优选，长度为6cm，外直径为120μm，内直径为20μm。

在本发明中，作为一种优选，长度为5cm，外直径为30μm，内直径为10μm。

在本发明中，作为一种优选，第三集热管为弧形弯管，具有一处弯曲结构，弯曲前的长度为3cm，外直径为20μm，内直径为10μm。

在本发明中，为更好的保证吸热效果，作为一种优选，相邻集热单元之间的间距d满足条件如下：

其中，ε为校正系数，r1为第一集热管的外直径，单位为μm，r2为第二集热管的外直径，单位为μm，r3为第三集热管的外直径，单位为μm，l为第三集热管弯曲前的长度，单位为cm，n为第三集热管弯曲的圆心角角度，h为集热板的高度，单位为mm，α为黑色图层的厚度，单位为mm，h为热管的长度，单位为mm，s为壳体开口的容积，单位为mm³。

利用与北极狐毛皮类似的集热管单元和集热板500进行集热，实现了对太阳能高效的收集和利用，拥有适用于寒冷环境、受天气影响小的特点。

保温层700填充在壳体100与各部件之间的间隙内，通过设置保温层700，在壳体100与各部件之间的间隙中填充有保温材料，进一步的锁住热量，提高类毛皮热管式太阳能集热器的集热效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。