本发明涉及一种管式集热器，尤其涉及一种热管式平板集热器。
背景技术：
平板型集热器由于集热效率高，有效利用能量大而被广泛应用。然而，平板集热器采用铜管作为吸热材料，重量大，造价高，一直难以普遍应用。
平板集热器中的核心部件，由涂黑的吸热板，以铜管为流体通道，通过激光焊接、扩散焊接等方法组成。吸热板与流体通道管之间的激光焊接方法，会很大程度上与理论假设存在偏差，焊缝之间存在空气间隙，从而增加了结构中点接触形成的接触热阻，从而降低了集热器的效率因子。
铜管形式的流体通道形成的并联支管，将从吸热面获得的能量传递到支管冷流体介质中。由于流体通道存在汇流、汇入及多路支管，流体介质从主进口管进入流体通道，必然存在流量分配不均现象，而这种现象与流量在支管内平均分配的理论假设存在很大偏差，再次恶化了集热器的效率因子。
冷流体介质在多路支管中流动，存在沿程阻力，以及汇流、汇入形成的局部阻力，总的流动阻力较大，直接影响到泵系统的扬程和泵的轴功率。
现有平板集热器内的吸热管，铝基吸热板为单片式，采用激光焊接连接在铜制的传热管上，存在空气间隙，从而增加了结构中点接触形成的接触热阻，影响传热效果集热器效率因子低。
因此，亟需设计一种热管式平板集热器，解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述技术问题，本发明提供的热管式平板集热器，其结构合理，利用蒸发冷凝的相变传热原理，将热量以“近零热阻”的方式传递到冷却介质中，解决了平板集热系统流动阻力大，流量分布不均匀的问题，提高了集热器的效率因子，提升了能量的有效利用率。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种热管式平板集热器，具体包括外部框体、吸热板芯及透光玻璃，吸热板芯设置在外部框体的内部，透光玻璃设置在外部框体的上部；所述吸热板芯为整体热管型吸热板芯，其由冷流体通道管、传热管、吸热膜、汇流管及回流管组成；所述冷流体通道管包括内管、外管及堵板，堵板焊接在内管与外管之间；所述传热管、吸热膜、汇流管、回流管及外管为铝材，所述传热管及回流管平行焊接在外管与汇流管之间形成管道组件，所述吸热膜焊接在管道组件上；冷却介质通过内管的下端向上端传输，相变介质充装在管道组件。
在一些实施例中，所述吸热膜为整体式蓝钛膜铝板，其焊接在传热管及回流管的一侧。
在一些实施例中，所述内管为铜管，所述传热管、汇流管、回流管及外管为铝管。
在一些实施例中，所述冷流体通道管与汇流管相互平行设置，所述传热管及回流管与流体通道管垂直焊接。
本发明有益效果：
本发明提供的一种热管式平板集热器，其结构合理，利用蒸发冷凝的相变传热原理，将热量以“近零热阻”的方式传递到冷却介质中，解决了平板集热系统流动阻力大，流量分布不均匀的问题，提高了集热器的效率因子，提升了能量的有效利用率。具体优点如下：
(1)选择采用铝管作为传热管，重量轻，价格低；
(2)通过本申请独特的铝焊方式，将铝制传热管与蓝钛膜铝板吸热膜焊接在一起，加强了导热能力，克服了传统结构的点接触形成的接触热阻大，传热效果低的弊端，这样可以有效降低热阻，提高热转换效率；结合力牢靠；支管的长度得到有效利用，有效吸热面积大幅提高；
(3)吸热膜为整体式蓝钛膜铝板，整体焊接在传热管及回流管的上方，覆盖所有的传热管及回流管，有效避免了在单根传热管上单片拼接式吸热板结构中的光学损失及热量损失，提高了能力的利用率；
(4)传热管、汇流管、回流管及外管为铝管，所述传热管及回流管与流体通道管垂直焊接，本申请采用全铝焊接，有效保证系统的密封性，防止热量损失；
(5)冷流体通道管采用了铜铝复合管(内管材料为铜、外管材料为铝)作为冷却介质与相变介质的传热管，冷却介质通过内管1-1传输，相变介质充装在传热管2及回流管5平行焊接在外管1-2与汇流管4之间形成的管道组件内；这样设计方案能够保证冷却介质在铜结构的通道内流动，保证常规的冷却介质(如水)不与铝介质发生电化学反应而产生腐蚀；同时，与相变介质接触的壁面为铝材质，方便与其他铝材质管之间进行焊接成型，有效保证系统的密封性，防止热量损失。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1是本发明所述一种热管式平板集热器的结构示意图；
图2是本发明之冷流体通道管的局部示意图。
1.冷流体通道管，1-1.内管，1-2.外管，1-3.堵板；2.传热管；3.吸热膜，4.汇流管；5.回流管。
具体实施方式
图1至图2是本发明所述一种热管式平板集热器，下面结合具体实施例和附图，对本申请进行详细说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。
本申请所述一种热管式平板集热器具体包括外部框体、吸热板芯及透光玻璃，吸热板芯设置在外部框体的内部，透光玻璃设置在外部框体的上部。所述吸热板芯为整体热管型吸热板芯，其由冷流体通道管1、传热管2、吸热膜3、汇流管4及回流管5组成，如图1所示；所述冷流体通道管1包括内管1-1、外管1-2及堵板1-3，堵板1-3焊接在内管1-1与外管1-2之间，如图2所示；所述传热管2、吸热膜3、汇流管4、回流管5及外管1-2为铝材，所述传热管2及回流管5平行焊接在外管1-2与汇流管4之间形成管道组件，所述吸热膜3焊接在管道组件上；冷却介质通过内管1-1的下端向上端传输，相变介质充装在管道组件。
本发明人发现，传统的平板集热器一般采用激化焊机将铝薄板采用点焊接的方法成型到多个支管上，存在着：a)结合力不牢靠；b)存在接触热阻，影响吸热效果；c)支管的有效长度受到影响，不能全部利用，例如对于2m×1m的平板集热器，采用激光焊接，需要两端各留出0.15米的工装，这样，原本2米的长度，有效长度就变成了1.7米，几何有效吸热面积就从原来的100％，减少到85％。
本申请中，所述传热管2、吸热膜3、汇流管4、回流管5及外管1-2为铝材，吸热膜3采用蓝钛膜铝板，采用铝焊接方法，保证传热管2与吸热膜3之间的导热，铝焊接方法具体为：在真空钎焊炉中操作，以保证真空度在10pa量级，预先涂抹焊料在支管与吸热膜3之间，升温300℃左右，焊料融化，填充传热管2、汇流管4、回流管5及外管1-2和吸热膜3之间的缝隙，最后在有保护气的状态下冷却，完成铝管与蓝钛膜铝板之间的焊接；将铝管、蓝钛膜铝板焊接在一起，结合力牢靠，加强了导热能力，克服了传统结构的点接触形成的接触热阻大，传热效果低的弊端，这样可以有效降低热阻，提高热转换效率。同时，所述传热管2、汇流管4、回流管5及外管1-2为铝管，所述传热管2及回流管5与流体通道管1垂直焊接，本申请采用全铝焊接，有效保证系统的密封性，防止热量损失。而且支管的长度得到有效利用，有效吸热面积至少提高15％。
在图1所示的实施例中，所述吸热膜3为整体式蓝钛膜铝板，整体焊接在传热管2及回流管5的上方，覆盖所有的传热管2及回流管5。本申请中，吸热膜3为整体结构，有效避免了单片拼接式吸热板结构中的光学损失及热量损失，提高了能量的利用率。
所述内管1-1为铜管，所述传热管2、汇流管4、回流管5及外管1-2为铝管。本申请中，冷流体通道管采用了铜铝复合管作为冷却介质与相变介质的传热管，冷却介质通过内管1-1传输，相变介质充装在传热管2及回流管5平行焊接在外管1-2与汇流管4之间形成的管道组件内；这样设计方案能够保证冷却介质在铜结构的通道内流动，保证常规的冷却介质(如水)不与铝介质发生电化学反应而产生腐蚀；同时，与相变介质接触的壁面为铝材质，方便与其他铝材质管之间进行焊接成型，有效保证系统的密封性，防止热量损失。
在一些实施例中，所述冷流体通道管1与汇流管4相互平行设置，所述传热管2及回流管5与流体通道管1垂直焊接。相变介质充装在管道组件内，并在管道组件内循环往复，利用蒸发冷凝的相变传热原理，将热量以“近零热阻”的方式传递到冷却介质中，解决了平板集热系统流动阻力大，流量分布不均匀的问题，提高了集热器的效率因子，提升了能量的有效利用率。
与现有技术相比，本发明提供的一种热管式平板集热器，其结构合理，利用蒸发冷凝的相变传热原理，将热量以“近零热阻”的方式传递到冷却介质中，解决了平板集热系统流动阻力大，流量分布不均匀的问题，提高了集热器的效率因子，提升了能量的有效利用率。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。