专利名称：一种微通道平行流平板式太阳能集热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微通道平行流平板式太阳能集热装置，属于太阳能热利用 和供热空调技术领域。
背景技术：
太阳能作为主要的可再生能源之一因其无限性、清洁性等而具有日益巨大的应 用价值。其中太阳能热利用技术已经广泛应用于制生活热水，目前也已经推广到采暖乃 至空调领域，其集热形式主要有平板式集热器、真空管集热器、闷晒式热水器等，其中 真空管集热器还可复合为热管真空管、U型管等形式。目前各种太阳能热水器的市场份 额为其中国内市场真空管热水器约占2/3以上的市场份额，平板式热水器只占20%左 右；国际市场则后者占85%，前者只占不到10%。其中既有国内拥有突破性的真空管技 术专利有关，也与各种热水器技术的不同特点及工艺制造等有关。就热工性能而言，国际标准规定太阳能热水器热工性能为日平均效率不低于 45%,平均热损系数不低于5W/m2，事实上各种太阳能热水器均可易于达到上述标准。 但是真空管集热器比平板式冬季效率更高，且可更方便的采取各种防冻措施，但是真空 管内部水容积属无效容积，即实际上这部分水无法取出利用，且吸热管之间存在的间隙 使其实际太阳能有效利用面积减少约25 30%，管内易结垢、系统漏水点多且影响范围 大；而平板集热器全部太阳能辐照面积可利用，且管内水容积小得多，因而夏季日平均 效率更高，且更易于实现建筑一体化，但是其冬季由于对流换热作用加剧而大幅降低日 平均效率，而且防冻较困难，因而传统上被认为冬季热工性能不如真空管集热器。从实用需求和技术发展方面均要求进一步提高冬季热工性能，以实现冬季有效 太阳能制热水(而非仅仅是依靠辅助电加热)，并满足太阳能采暖的需要。而目前太阳能 集热器均由于冬季热效率低而需要设计更大面积的集热器，这将直接导致太阳能集热系 统的成本增加，以至于太阳能采暖实际上存在不经济、不实用，制热水也往往耗费大量 电能。为此，有必要寻求创新性的技术手段有效提高冬季太阳能集热效率。目前微通 道平行流换热技术已经获得重大发展并逐步走向实用化，利用该技术及其微通道扁管结 构的具体热工和工艺特点，制作全新的太阳能集热元件，将有可能实现冬季高效太阳能 热利用和低成本、低运行费，将是一种全新的太阳能集热形式。
发明内容本实用新型的目的和任务是，针对目前真空管或平板式太阳能集热器的缺点，采 用全新的微通道平行流太阳能集热元件结构代替传统的管板式等平板式集热元件，开发一 种新型微通道平行流平板式太阳能集热装置，可大幅提高太阳能热效率，特别是结合真空 盖板结构可有效提高冬季日平均效率，以满足冬季太阳能高效采暖和制热水的需要。微通道平行流平板式太阳能集热装置由微通道平行流太阳能集热元件、透光盖板、保温箱体及管路组成，其中箱体(1)包括保温底座(2)和侧板(7)，其上部为透光 盖板(5)，其特征在于保温底座(2)的保温层之上设置有微通道平行流太阳能集热元件
(3)，该微通道平行流太阳能集热元件(3)的表面复合有一层选择性太阳能吸收膜(9)。微通道平行流太阳能集热元件(3)包含一个或若干个挤压成型的铝制微通道扁 管结构，所有微通道扁管的两端分别与分集流器(4)采用焊接方式相连。集热元件(3) 采用太阳能吸热专用扁管结构，扁管内部分为若干微细孔道(8)，微孔结构包括矩形、圆 形或椭圆形，扁管外壁上部和/或侧部复合有一层选择性太阳能吸收膜(9)。分集流器
(4)采用铝制圆管或D型管，外壁面复合有一层选择性太阳能吸收膜(9)，内部设置或不 设置将扁管内工质分为多流程结构的盲板，其中下部的分流器与工质进口(B)相连，上 部的集流器与工质出口(A)相连。透光盖板(5)可采用包含一层选择性高透过率玻璃结构，也可采用双层玻璃结 构，其中双层中间即可采用空气间层或惰性气体间层，也可采用真空间层。集热器管内工质即可采用水形成直接或间接连接加热水，也可采用乙二醇防冻 液等防冻工质，或采用水、酒精、甲醇或无氯氟利昂等热管介质形成热管系统，并与热 水系统采用间接连接。实际安装时，可将扁管竖向、横向或呈一定水平坡度设置，通常横向设置时需 有水泵提供循环动力。本实用新型利用微通道平行流技术提高换热效率，可实现对透过盖板的太阳能 实现最大程度的高效吸收，大幅降低吸热膜表面温度及其与管内工质的温差，降低热工 过程不可逆损失，大幅提高太阳能热效率。特别是如果进一步结合真空盖板结构可有效 提高冬季日平均效率。夏季日平均效率最高可超过原有真空管或平板集热器的15 25% 以上，冬季带双层真空玻璃盖板的机型的日平均效率可比原有平板集热器高20%以上， 比真空管集热器高5 15%以上。该实用新型有效产水率高，可承压、抗冻结、卫生条件好、结构紧凑、成本 低、耐候性好，生产工艺简单无污染，便于建筑一体化安装，维护方便，在太阳能集热 技术方面实现了创新性发展。本实用新型特别是为太阳能采暖的应用提供了更为强大而 经济实用的技术基础。
图1是本实用新型立面结构示意图，
图2是图1中的C-C剖面结构示意图， 图3为太阳能集热专用微通道扁管结构示意图。图1、2、3中各部件编号与名称如下保温箱体1、保温底座2、微通道平行流 太阳能集热元件3、分集流器4、透光盖板5、选择性高透过率玻璃5-1、空气间层或惰性 气体间层或真空间层5-2、选择性高透过率玻璃5-3、集热空腔6、侧板7、微细孔道8、 选择性太阳能吸收膜9、工质出口 A、工质进口 B。
具体实施方式
图1是本实用新型立面结构示意图，图2是图1中的C-C剖面结构示意图，图3为太阳能集热专用微通道扁管结构示意图。本实用新型的微通道平行流平板式太阳能集热装置的一种具体实施方式
是，装 置由微通道平行流太阳能集热元件、透光盖板、保温箱体及管路组成，其中箱体(1)包 括保温底座(2)和侧板(7)，其上部为透光盖板(5)，其特征在于保温底座(2)的保温层 之上设置有微通道平行流太阳能集热元件(3)，该微通道平行流太阳能集热元件(3)的表 面复合有一层选择性太阳能吸收膜(9)。微通道平行流太阳能集热元件(3)包含一组挤压成型的铝制微通道扁管结构， 所有微通道扁管的两端分别与分集流器(4)采用焊接方式相连，单流程结构，各微通道 扁管间形成并联关系。集热元件(3)采用太阳能吸热专用扁管结构，扁管内部分为若干 微细孔道(8)，微孔结构为矩形，扁管外壁上部和侧部复合有一层选择性太阳能吸收膜 (9)。分集流器(4)采用铝制D型管并冲孔以便于与相应的扁管进行焊接，外壁面复合有 一层选择性太阳能吸收膜(9)，内部无盲板，其中下部的分流器与工质进口(B)相连，上 部的集流器与工质出口(A)相连，工质采用乙二醇防冻液，并通过A、B 口送往蓄热水箱 的换热器。透光盖板(5)采用双层真空玻璃结构。需要说明的是，这里所描述的具体实施方式
仅仅是本实用新型可采取的众多实 施方式中的一种，本实用新型由于具有很强的技术基础性，可根据太阳能集热系统的具 体需要而方便地进行有关结构工艺等的改型及功能利用，这都将落入本实用新型的保护 范围。
权利要求1.一种微通道平行流平板式太阳能集热装置，由微通道平行流太阳能集热元件、透 光盖板、保温箱体及管路组成，其中箱体(1)包括保温底座(2)和侧板(7)，其上部为透 光盖板(5)，其特征在于保温底座(2)的保温层之上设置有微通道平行流太阳能集热元件 (3)，该微通道平行流太阳能集热元件(3)的表面复合有一层选择性太阳能吸收膜(9)。
2.如权利要求1所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的微通 道平行流太阳能集热元件(3)包含一个或若干个挤压成型的铝制微通道扁管结构，所有 微通道扁管的两端分别与分集流器(4)相连。
3.如权利要求1所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的微通 道平行流太阳能集热元件(3)与分集流器(4)采用焊接连接。
4.如权利要求1所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的微通 道平行流太阳能集热元件(3)采用太阳能吸热专用扁管结构，扁管内部分为若干微细孔 道(8)，微孔结构包括矩形、圆形或椭圆形，扁管外壁上部和/或侧部复合有一层选择性 太阳能吸收膜(9)。
5.如权利要求2所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的分 集流器(4)采用铝制圆管或D型管，外壁面复合有一层选择性太阳能吸收膜(9)，内部设 置或不设置将扁管内工质分为多流程结构的盲板，其中下部的分流器与工质进口(B)相 连，上部的集流器与工质出口(A)相连。
6.如权利要求1所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的透光 盖板(5)包含一层选择性高透过率玻璃(5-1)。
7.如权利要求1所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的透光 盖板(5)包含双层选择性高透过率玻璃(5-1、5-3)，双层中间为空气间层或惰性气体间 层(5-2)。
8.如权利要求1所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的透光 盖板(5)包含双层选择性高透过率玻璃(5-1、5-3)，双层中间为真空间层(5-2)。
9.如权利要求1所述的微通道平行流平板式太阳能集热装置，其特征在于所述的微通 道平行流太阳能集热元件(3)的管道内部工质采用水、乙二醇防冻液、酒精、甲醇或无氯氟利昂。 专利摘要一种微通道平行流平板式太阳能集热装置，由微通道平行流太阳能集热元件、透光盖板、箱体及管路组成，属于平板式太阳能集热器领域，采用全新的微通道平行流太阳能集热元件结构代替传统的管板式等平板式集热元件，利用微通道平行流技术提高换热效率，可实现对透过盖板的太阳能实现最大程度的高效吸收，大幅降低吸热膜表面温度及其与管内工质的温差，降低热工过程不可逆损失，大幅提高太阳能热效率，特别是结合真空盖板结构可有效提高冬季日平均效率。该实用新型有效产水率高，可承压、抗冻结、卫生条件好、结构紧凑、成本低、耐候性好，生产工艺简单无污染，便于建筑一体化安装，维护方便，在太阳能集热技术方面实现了创新性发展。
文档编号F24J2/50GK201803479SQ20102022657
公开日2011年4月20日 申请日期2010年6月16日 优先权日2010年6月16日
发明者张茂勇 申请人:张茂勇