专利名称：在由吸热导板和载热流体构成的组件内部保证最佳热交换的方法
在由吸热导板和载热流体构成的组件内部保证最佳热交换的方法 技术领域01本发明的目的在于提出一方法，其能在由一导热吸收板与在至少一导热管状导道中流动的一栽热流体构成的一组件内部保证最佳热交换。 其尤其却并不排它地应用于太阳能电池板的集热管。
背景技术：
02
已知太阳能电池板的集热管包括
.在所述管道内流动的一载热流体。
以所述方式，击中所述板的上表面的太阳光被转换成热量，所述 热量^皮传导至焊接区，随后到达管道壁，用以传递流经所述管道内时^皮加 热的载热流体。
然而，所述装置具有以下缺点08
当所述管道壁和栽热流体之间的温度差很大时，从管道壁向载 热流体的热传递最优，然而，当靠近管道壁时，载热流体的温度接近所述 管道壁的温度；
载热流体比铜有更弱的导热性，热量从管道壁附近的液体向液 体中心的传递无法达到最优。10因此，栽热流体在管道内的流动是层流的且温度的分布不均匀， 为此，载热流体的温度从靠近管道壁位置的上层向管道中心降低，因此， 在载热流体内部以及在管道与载热流体之间的热交换无法达到最优
发明内容
[11] 因此本发明的目的特别在于消除所述缺点，提出一按如下方式优化热交换的方法[12'在一暴露于热辐射的导热吸,和一在与所述板热接触的至少 一个导热管状导道中流动的载热流体之间；以及13.在所述载热流体内部。14为此，其提出一优化热交换的方法，其允许， 一方面在暴露于热 辐射的一导热吸收板和在与所述板热接触的至少一导热管状导道中流动的 一载热流体之间，以及另一方面，在所述载热流体内部，优化热交换，其 特征在于，为了有利于热交换，其包括使用所述板的区域来构成所述导 道壁的一部分，以便令所述载热流体直接与所^接触，从而减少在所述 吸收板与所述导道内流动的载热流体之间的热阻(r6sistance thermique )。[15] 更有利地，所述导道被设置在所述板的两表面之间，且借助于实 施在所述板上的孔在所述表面之间相连通，从而赋予所述载热流体曲折的 行程，因此在栽热流体流经孔时强制其紧急变向，这就加强了潙流且保证 了载热流体的混合，所述方式有利于温度的均匀以及层流效应的减少。[16以更有利的方式， 一吸收热辐射的材料可以被涂抹在所述板的两 表面之一上，以及有可能地，被涂抹在位于所述表面上的所述导道的外壁 上。17导道尤其可以按"竖琴管(harpe)"或"蛇形管"erpentin)" 的方式被设置在所述板上。[18更有利地，各管状导道由一成型元件构成，所述成型元件具有一 纵向中心凹部，所述凹部由基本延伸在同一平面上的两个相对的侧翼形成 边缘，所述两侧翼^皮密封固定在所a的一表面上。而且，所述成型元件 的凹部在其端部由鼓起的横向壁闭合，所述横向壁配有一凸边，所迷凸边 延伸在所述侧翼的平面上，位于所述侧翼的延长部分。191 所述导道在板上所述侧翼高度上的固定，允许有利地在一导道与 所述板之间延伸所述直接接触区，因而优化热传导。201 构成导道的所述成型元件的端部将有利地面对所述孔被设置。
[21本发明的一实施方式将作为非限制性实例并参照所附图例在以 下被描述，其中[22图1是按照实施本发明方法而设置的一组件的剖面图，所述组件 包括一板，在所a上固定有管状导道。[23
图2是示出一组件内部流体流动的剖面图，所述类型的组件由一 板与管状导道构成。24图3是示出一组件内部流体流动的剖面图，所述类型的组件由一 板构成，在所述板上，管状导道按蛇形管状地设置。[25图4是一所述类型组件的示意图，其包括一板，在所述板上，导 道按蛇形管状地设置。[26] 图5是一所述类型组件的示意图，其包括一板，在所述板上，导 道按竖琴管状地设置。
具体实施方式
[27在所述实例中，按照本发明的方法包括在一导热吸收板l上设 置导热管状导道2，载热流体3在其中流动(用箭头在图2与图3上示意 性示出)，管状导道2在板1上的设置方式能够令所述板1的区域构成所 述导道2的壁的一部分，从而允许载热流体3直接与所述板1接触，因此 减少板l与在所述导道2内部流动的载热流体3之间的热阻。[28为此，各管状导道2可以由具有一纵向中心凹部11的一成型元 件IO构成，其边缘由基本在同一平面延伸的两相对的侧翼12形成边缘， 所述两侧翼12密封固定在板1的一表面上。[29所述导道2在板1上在所述侧翼12高度上的固定，能以更有利 的方式在每个导道2与所ii^L 1之间延伸所述直接接触区，因而优化热传导。[30所述导道2在板1上在所述侧翼12高度上实施的固定，可尤其 通过焊接、或钎焊(brasage)、或粘合实现。[31有利地，例如图2至图5所示的方式，导道2可以被设置在板1
的两表面上，在所述情况下，板1将包括孔4，相对于孔4设置有导道2 的端部，以这样的方式，在导道2内流动的载热流体3流经孔4时，将被 强制紧急变向，这将能够加强湍流(turbulence)且保证所述流体3的混 合(brassage)，从而有利于温度的均匀以及层流效应的减少。[32为了优化所述载热流体3在其流经孔4时的混合，所述成型元件 10的凹部11可以在其端部被鼓起的横向壁13闭合，所述横向壁配有一凸 边14，所述凸边14延伸在所述侧翼12的平面中，位于其延长部分。[33导道2可以尤其被设置在所述板1上[34.以竖琴管的方式如图5所示，各导道2平行且间距相等地被 安设在所述板1的一表面上。各导道2的端部之一通过上述类型的孔4与 一唯一输入导道6相连，所述输入导道由成直角延伸在板l的另一表面上 的一型体构成，各导道2的另一端部通过上述类型的孔4与一输出导道6， 相连，所述输出导道由成直角延伸在板l的另一表面上的一型体构成。所 述装置的功能因此如下输入导道6在热交换导道2中分配载热流体3， 在流经导道2的过程中，载热流体3在太阳光辐射作用下吸收由板1蓄积 的热量， 一旦被加热，所述载热流体3被回收，用以由集热的输出导道6， 使用。[35.以蛇形管式导道2几乎平行地两两安设在板1的一表面上， 所述导道2通过接合导道2，相连，所述接合导道被横向设置在板1的另一 表面上，且通过所述接合导道，导道因此借助上述类型的孔4相互连接， 在导道2内流动的载热流体在其流经接合导道2，时#1强制紧急变向，这因 此能在所述流体3内部加强湍流。[36] 更有利地，为了增加由一板1与管状导道2构成的组件的热辐射 的吸收能力，一吸收热辐射的材料可以被涂抹在所ii^ 1的两表面之一上， 以及有可能地，涂抹在位于所述表面上的所述导道2的外壁上。[37吸收板1优选地为铜制或铝制。38优选地，导道2的厚度介于0.2毫米与0.3毫米之间，且为铜制。
权利要求
1.优化热交换的方法，其允许，一方面在暴露于热辐射的一导热吸收板(1)和在与所述板(1)热接触的至少一导热管状导道(2)中流动的一载热流体(3)之间，以及另一方面，在所述载热流体(3)内部，优化热交换，其特征在于，为了有利于热交换，其包括使用所述板(1)的区域来构成所述导道(2)壁的一部分，以便令所述载热流体(3)直接与所述板(1)接触，从而减少在所述吸收板(1)与所述导道(2)内流动的载热流体(3)之间的热阻；所述导道(2)被设置在所述板(1)的两表面上，且借助于实施在所述板(1)上的孔(4)在它们之间相连通，从而赋予所述载热流体(3)曲折行程，因此保证所述载热流体(3)的温度的均匀性以及层流效应的减少。
2. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，其包括将一吸收热辐 射的材料涂抹在所述板(1)的两表面之一上，以及有可能地涂抹在位于该 表面上的所述导道(2)的外壁上。
3. 按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述导道(2) 按蛇形管的方式或按竖琴管的方式被设置。
4. 按照权利要求3所述的方法，其特征在于， 所述的以竖琴管方式设置的导道(2 )平行且间距相等地被安设在所 述板(1)的一表面上，各导道(2)的端部之一通过上述类型的孔(4)与 一唯一输入导道(6)相连通，所述输入导道由成直角延伸在所述板(1) 的另 一表面上的一型体构成，各导道(2 )的另 一端部通过上述类型的孔(4 ) 与一输出导道(6，)相连通，所述输出导道由成直角延伸在所* (1)的 另一表面上的一型体构成。.所述的以蛇形管方式i殳置的导道(2 )几乎平行地两两安设_在所述板-(1)的一表面上，这些导道(2)通过接合导道(2，)相连，所述接合导 道被横向设置在所述板(l)的另一表面上，且通过所迷接合导道，所述导 道借助上述类型的孔(4)相互连接。
5. 用于实施按照权利要求中1至4中任一项所述的方法的装置，其特 征在于，各管状导道(2)由一成型元件(10)构成，所述成型元件(10) 具有一纵向中心凹部(11)，所述凹部由基本延伸在同一平面中的两个相 对的侧翼(12)形成边缘(bord6e)，所述两侧翼(12)被密封固定在所 述板(1)的一表面上。
6. 按照权利要求5所述的装置，其特征在于，将所述导道(2)固定 在所述板(1)上是在所述侧翼(12)的高度处实施的，所述导道(2)的 固定通过焊接、或钎焊、或粘合实现的。
7. 按照权利要求6所述的装置，其特征在于，所述成型元件(10)的 凹部(11)在其端部由鼓起的横向壁(13)闭合，所述横向壁配有一凸边(14)，所述凸边延伸在所述侧翼(12)的平面上，位于其延长部分。
8. 按照权利要求中5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述吸 收板(1)优选地为铜制或铝制。
9. 按照权利要求中5至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述导 道(2 )的厚度介于0.2毫米与0.3毫米之间，且由铜制成。
全文摘要
本发明的目的在于提出一优化热交换的方法，其允许，一方面在暴露于热辐射的一导热吸收板(1)和在与所述板(1)热接触的至少一导热管状导道(2)中流动的一载热流体(3)之间，以及另一方面，在所述载热流体(3)内部，优化热交换，其特征在于，为了有利于热交换，其包括使用所述板(1)的区域来构成所述导道(2)壁的一部分，以便令所述载热流体(3)直接与所述板(1)接触，从而减少在所述吸收板(1)与所述导道(2)内流动的载热流体(3)之间的热阻，所述导道(2)被设置在所述板(1)的两表面上，且借助于实施在所述板(1)上的孔(4)在它们之间相连通。
文档编号F24J2/26GK101166940SQ200680013963
公开日2008年4月23日 申请日期2006年3月20日 优先权日2005年3月21日
发明者樊尚·维尔马特, 罗兰·维尔马特 申请人:罗兰·维尔马特