热管式平板太阳能空气集热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能采暖技术领域，特别是一种新型的热管式平板太阳能空气集热器。
【背景技术】
[0002]为了实现太阳能的高效利用，与以水为工质的太阳能集热器相比较，空气有着其特有的优越条件，如投资相对低廉、冬季可防止冷冻、不必过分在意泄漏问题的发生、启动速度快等，使得太阳能空气集热器可简单有效的用于冬季的采暖、优化室内气流组织等，并成为了太阳能采暖的新方向。而在非供暖季为了避免能源的浪费，也可用于工业及农副产品进行干燥作业等。板式太阳能空气集热器是一种以直接利用空气进行集热的装置。其结构简单，非常适用于农村偏远地区、工业厂房、边远哨所的建筑采暖及工农业物料干燥等领域。与真空管型的太阳能空气集热器相比，具有不易破损，阻力小，有效吸收太阳辐照面积大，结构简单，易于维护等优点。
[0003]传统的板式太阳能空气集热器是通过涂有选择性吸收涂层的吸热膜将太阳辐射能转化为热能吸收，热量通过对流和导热的形式传递给空气，进而加热空气。即目前的平板太阳能空气集热器是空气与吸热膜直接换热，属于传统的板掠式对流换热，此种结构形式的太阳能集热面在集热的同时也充当空气通风换热面，因此存在集热面与换热面只能作为一体的弊端，使得其换热容易出现流动、换热及温度都不均匀的情况，使得空气与吸热板的有效换热量减少，降低了板式太阳能空气集热器的换热效率和可靠性。而且传统板式太阳能空气集热器之间的连接、密封都较复杂、不可靠、成本高，以及空气流动阻力较大消耗较大风机功耗等，采暖系统基本不太实用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有的板式太阳能空气集热器空气与吸热膜直接换热导致换热效率低以及可靠性差等问题，提供一种新型的热管式平板太阳能空气集热器，设置太阳能平板集热与热传输段以及空气通风换热段，通过具有微热管阵列的平板热管与吸热涂层紧密有机结合，平板热管内工质的不断冷凝、蒸发相变，最终与风道内空气换热，平板热管可实现大面积热吸收及冷凝段的高效热释放，集热器则实现了太阳能集热、热输运及空气换热之间的分离，区别于传统太阳能空气集热器都是将太阳能集热面与空气通风换热面只能做成一体的弊端，本实用新型可以大幅提尚太阳能的吸收效率并提尚热量的传递效率，增强集热效果的同时，集热器可大幅降低空气流动阻力。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]—种热管式平板太阳能空气集热器，其特征在于，包括太阳能平板集热与热传输段、空气通风换热段，所述太阳能平板集热与热传输段包括钢化玻璃、高效吸热涂层、保温隔热空气层及平板热管的蒸发段，所述平板热管为由金属材料经焊接或挤压或冲压成型的具有两个及以上并排排列的微热管阵列的平板结构，所述高效吸热涂层的背面与平板热管的蒸发段的正面有机结合，所述钢化玻璃覆盖在与高效吸热涂层有机结合的平板热管的蒸发段的正面，所述保温隔热空气层为高效吸热涂层与钢化玻璃之间留有的四周封闭的起保温隔热的空气且高效吸热涂层的正面与钢化玻璃内表面距离为20mm?50mm ;所述空气通风换热段包括风道、风机和平板热管的冷凝段，所述平板热管的冷凝段设置在与太阳能集热与热传输段完全隔离的风道内，所述风机设置在风道的一侧。
[0007]所述平板热管的冷凝段外部设置有若干金属制的散热翅片，所述散热翅片均设置在风道内且各散热翅片的设置方向与风道平行。
[0008]所述平板热管的微热管阵列中的各微热管等效直径为1_?5_。
[0009]所述平板热管的微热管阵列中的各微热管内设置有起强化传热作用的若干微翅片或者微槽。
[0010]所述高效吸热涂层的正面与钢化玻璃内表面距离为35mm。
[0011 ] 所述风道的外表面包覆有保温材料。
[0012]所述平板热管的蒸发段的背面包覆有保温材料。
[0013]本实用新型的技术效果如下:
[0014]本实用新型涉及的热管式平板太阳能空气集热器，包括太阳能平板集热与热传输段、空气通风换热段，具体包括钢化玻璃、高效吸热涂层、保温隔热空气层、平板热管、风道和风机，高效吸热涂层的背面与平板热管的蒸发段有机结合，钢化玻璃覆盖在与高效吸热涂层有机结合的平板热管的蒸发段的正面，保温隔热空气层设置于高效吸热涂层与钢化玻璃之间且高效吸热涂层的正面与钢化玻璃内表面距离为20mm?50mm，即形成具有特定厚度的保温隔热空气层，以减少因为密度差引起的空气自然对流向外散热；平板热管的冷凝段设置在风道内，风机设置在风道的一侧。本实用新型分别设置了物理隔离的太阳能平板集热与热传输段以及空气通风换热段，在太阳能平板集热与热传输段采用了具有微热管阵列的平板热管与高效吸热涂层紧密的有机结合的全新结构形式，使接触形式更加紧密，接触热阻减小，结构更加简单，提高了太阳能吸热效率和热量的传递效率，太阳能热透过钢化玻璃被紧密贴合有或涂有高效吸热涂层的平板热管的蒸发段大量吸收，平板热管的平板面积大能增加与太阳能换热面积并利用平板热管自身的高效的换热及热输运的特点，以及利用高效吸热涂层的高吸收、低发射率及高隔热保温特性，使得在平板热管的蒸发段间接吸收太阳能辐射热量后，其蒸发段的液体迅速蒸发，并在平板热管的另一端，即在位于风道的平板热管冷凝段冷却凝结放热，即由冷凝段与风道内空气换热，平板热管的微热管阵列中的工质不断的蒸发、冷凝相变，将热传到散热段(即平板热管的冷凝段)，风机使得空气热沿一定风向从风道流出，可以大幅提尚太阳能的吸收效率并提尚热量的传递效率，避免了现有的板式太阳能空气集热器空气与吸热涂层直接换热导致流动、换热及温度都不均匀的情况，从而导致换热效率低以及可靠性差等问题。本实用新型的热管式平板太阳能集热器区别于传统太阳能空气集热器都是将太阳能集热面与空气通风换热面只能做成一体的弊端，将集热与通风的风道进行了物理隔离，克服了直接通风造成的大量热损失，具有换热效率高、可靠强，结构简单、安装方便、免维护、寿命长的优点，而且无需集热与蓄热用液体介质，具有全干式，简单、高效、防冻，安全可靠，成本低廉的优点。
[0015]平板热管为由金属材料经焊接或挤压或冲压成型的具有两个及以上并排排列的微热管阵列的平板结构，各微热管内灌装液体工质且两端密封组成阵列，各微热管内自然形成热管效应，整体构成平板热管，该结构的平板热管制作工艺简单，具有热管传热效率高的优点，同时，平板热管可实现大面积热吸收及冷凝段的高效热释放，能够进一步提高吸收太阳能的效率和传热效率。优选设置单根微热管的等效直径为lmm-5mm，单根微热管的等效直径不得低于1_，使得单根微热管的热传输能力不得低于1W，从而使微热管阵列的总体热输运极限要高于吸收太阳能的能力。同时，单根微热管的等效直径不得高于5_，使得单根微热管的内部承压能力要高于20大气压。
[0016]优选在平板热管的冷凝段外部设置有若干金属制的散热翅片，散热翅片均设置在风道内且各散热翅片的设置方向与风道平行，使得平板热管的蒸发段间接吸收太阳能辐射热量后，再由冷凝段通过各金属制的散热翅片与风道内空气换热，金属制的散热翅片增大了换热表面积，增强了与空气的换热，进一步提高换热效率。
[0017]优选在风道的外表面或者是平板热管的蒸发段的背面包覆有保温材料，对集热器风道和平板热管的背面进行保温，可以防止空气对流和传导而损失热量。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型热管式平板太阳能空气集热器的优选结构示意图。
[0019]图2为图1的侧面结构示意图。
[0020]图3为本实用新型热管式平板太阳能空气集热器的局部结构示意图。
[0021]图4a、图4b和图4c分别为本实用新型热管式平板太阳能空气集热器的平板热管的整体结构示意图以及两种A-A剖视图。
[0022]图中各标号列示如下:
[0023]1 一钢化玻璃；2 —空气层；3 —高效吸热涂层；4 一平板热管；41 一平板热管的蒸发段；42 —平板热管的冷凝段；43 —微热管阵列；5 —散热翅片；6 —风道；7 —风机；8 —保温材料；9 一微翅片。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型进行说明。
[0025]本实用新型涉及一种热管式平板太阳能空气集热器，其结构如图1和图2所示，可理解为图1是正面结构示意图，图2为其侧面结构示意图，包括太阳能平板集热与热传输段、空气通风换热段，其中，太阳能平板集热与热传输段包括钢化玻璃1、保温隔热空气层
2(简称空气层2)、高效吸热涂层3、平板热管4的蒸发段41，平板热管4为由金属材料经焊接或挤压或冲压成型的具有两个及以上并排排列的微热管阵列的平板结构，平板热管4包括平板热管的蒸发段41和平板热管的冷凝段42，高效吸热涂层3紧密贴合在或溅射或涂在平板热管的蒸发段41的正面(即平板热管4的蒸发段41面向太阳或者说是面向钢化玻璃的一面用以转化吸收太阳能)且高效吸热涂层3的背面与平板热管的蒸发段41有机结合，钢化玻璃1覆盖在与高效吸热涂层3有机结合的平板热管的蒸发段41的正面，高效吸热涂层3与钢化玻璃1之间留有四周封闭的起保温隔热的空气，即形成空气层2，高效吸热涂层3的正面与钢化玻璃1内表面距离为20mm?50mm，即空气层2的厚度为20mm?50mm。空气通风换热段包括风道6、风机7和平板热管的冷凝段42，平板热管的冷凝段42设置在与太阳能集热与热传输段完全隔离的风道6内，风机7设置在风道6的一侧。图1和图2所示实施例中优选在平板热管的冷凝段42外部设置有若干金属制的散热翅片5，如可以是若干铝制的散热翅片5，散热翅片5均设置在风道6内且各散热翅片5的设置方向与风道6平行。金属制的散热翅片5与平板热管的冷凝段42的结合的最佳方式为焊接方式。
[0026]本实用新型的热管式平板太阳能集热器将集热与通风的风道进行了物理隔离，克服了直接通风造成的大量热损失，如图3所示的局部结构包括高效吸热涂层3、平板热管4和散热翅片5，平板热管4带有