一种太阳能集热器的制造方法
【专利说明】一种太阳能集热器
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于太阳能领域，尤其涉及一种太阳能集热器。
【背景技术】
[0003]随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。
[0004]太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1X10 18 kW*h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项，我国政府在《政府工作报告》也早已明确提出要积极发展新能源，其中太阳能的利用尤其占据着突出地位。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦)，而且又是不连续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相克争。
[0005]—般情况下，集热器加热的水需要通过热交换的方式传递给其他流体，或者进行存储。但是太阳能集热系统的水循环系统是一个封闭的系统，循环水循环加热，但是在循环水循环过程中会产生一些不凝气体，此外，有时候太阳光线强烈的情况下，集热器中的水会形成汽水混合物，因此在加热的水进行换热的情况下，因为存在不凝气体或者因为形成汽水热水，从而导致换热系数的降低，使得太阳能无法充分利用。
[0006]针对上述问题，本发明提供了一种新的太阳能热水器，从而解决太阳能热水与其流体进行换热的情况下的换热系数低的问题。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种新的太阳能系统，从而解决前面出现的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种太阳能集热器，太阳能集热器还包括集热管、透明玻璃板、隔热层、吸热膜，集热管包括吸热部分和放热部分，所述吸热部分吸收太阳能辐射；吸热膜设置在集热管吸热部分的正面，透明玻璃板覆盖在热管的吸热部分的正面，吸热部分与透明玻璃板之间留有隔热层。
[0009]作为优选，隔热层的厚度为15mm?35mm。
[0010]作为优选，透明玻璃板采用钢化玻璃，隔热层为真空层。
[0011]作为优选，所述集热管为扁平管，扁平管包括互相平行的管壁，所述相邻的管壁之间形成流体通道；在扁平管的放热部分中设置翅片；所述翅片包括与管壁垂直的垂直部分，所述垂直部分互相平行。
[0012]作为优选，所述垂直部分连接上下管壁3，从而将集热管内部分为多个微通道。
[0013]作为优选，各微通道公称直径为2mm?8mm。
[0014]作为优选，在垂直部分上通过冲压方式加工突尖，从而使垂直部分两侧的流体通过垂直部分上冲压方式形成的孔连通；所述突尖从垂直部分沿着混合物流动方向向外延伸，所述突尖为等腰三角形，所述等腰三角形的底边设置在垂直部分上，并且垂直于管壁，相邻的管壁的距离为H，等腰三角形底边的长度为h，相邻的垂直部分的距离为w，等腰三角形的顶角为b，所述突尖的延伸方向与混合物的流动方向的夹角为a，满足如下公式:
c6*h/H=cl*Ln(L*sin(a)/w)+c2,
sin (b/2)=c3+c4*sin(a)_c5*(sin(a)) 2,
其中Ln是对数函数，cl、c2、c3、c4、c5、c6是系数，
0.237<cl<0.255,0.675〈c2〈0.703，0.867〈c3〈0.885，0.673〈 c4〈0.711，
1.135 <c5<l.152，
6.8〈c6〈7.6 ；
19。 <a〈71。 ，55。 <b〈165。；
10mm<w<15mm, 6mm<H<14mm ；
0.19〈L*sin(a)/w〈0.41，0.29〈 c6*h/H〈0.47 ；
H是以相邻管壁相对的面之间的距离，W是以相邻的垂直部分相对的面的距离，L为等腰三角形的顶点到底边中点的距离。
[0015]作为优选，所述放热部分外部设置横向翅片；沿着流体的流动方向，横向翅片高度不断的增加。
[0016]作为优选，沿着流体的流动方向，高度增加的幅度越来越大。
[0017]作为优选，所述放热部分外部设置横向翅片；沿着集热管横截面的中间向两侧，所述横向翅片的高度不断减少，优选所述横向翅片的高度减少的幅度不断的增加。
[0018]作为优选，所述突尖的延伸方向与流体的流动方向的夹角为a，同一个倾斜部分设置多个突尖，沿着热水的流动方向，所述的夹角a越来越小。
[0019]作为优选，同一个倾斜部分设置多个突尖，多个突尖交错从倾斜部分两侧向外延伸。
[0020]作为优选，所述突尖延伸的长度为L，同一个倾斜部分设置多个突尖，沿着热水的流动方向，所述的长度L越来越小。
[0021]作为优选，所述突尖为等腰三角形，所述等腰三角形的底边设置在倾斜部分上，作为优选，底边与倾斜部分的倾斜角度相同，所述等腰三角形的顶角为b，同一个倾斜部分设置多个突尖，沿着热水的流动方向，所述的顶角b越来越大。
[0022]作为优选，所述突尖为等腰三角形，所述等腰三角形的底边设置在倾斜部分上，作为优选，底边与倾斜部分的倾斜角度相同，所述等腰三角形的底边为S1，同一个倾斜部分设置多个突尖，沿着热水的流动方向，所述的S1越来越小。
[0023]与现有技术相比较，本发明的太阳能热水器具有如下的优点:
1)本发明太阳能集热器设置吸热膜和隔热层，强化了太阳能的吸收，保证吸热效果，节约了能源。
[0024]2)本发明将冲压的突尖的板翅散热片应用到太阳能蓄热系统，解决了含有不凝气体的换热效率低的问题，大大的节约了能源，克服了太阳能换热系统效率低的问题，明显的提尚了换热效率。
[0025]3)—方面可以破坏层流底层，另一方面与“打孔”翅片相比，未因打孔损失换热面积，而且“尖”和“孔”可以分别在不同高度上扰动流体，强化不同的热阻环节；
4)冲压“突尖”形成的小孔，借助“突尖”下游压力场的影响，可实现翅片两侧介质的压力及质量交换，对粘性底层和液膜的稳定性造成破坏，强化换热；
5)针对含有不凝气体的热水，能够借助“突尖”实现扩大气液界面以及气相边界层与冷却壁面的接触面积并增强扰动；
6)通过在放热部分外部设置横向翅片，一方面减少了水在水箱流动过程中的阻力，同时也进一步强化了传热。
[0026]7)通过设置横向翅片的高度在扁平热管宽度方向上的变化，使得散热效果进一步提尚。
[0027]8)通过大量的实验，确定了最佳的板翅式散热管的结构尺寸；
9)通过设计相邻的管壁的距离为H，等腰三角形底边的长度为h，相邻的倾斜部分的距离为w，等腰三角形的顶角为b，所述突尖的延伸方向与热水的流动方向的夹角为a等参数沿着流体流动方向的变化，提高了换热效率或者降低流体压力。
【附图说明】
[0028]图1是本发明太阳能热水器整体结构示意图；
图2是本发明集热管的结构示意图；
图3是本发明太阳能热水器截面结构示意图；
图4是本发明集热管放热部分横截面结构示意图；
图5是本发明外部设置外部翅片集热管横截面的结构示意图；
图6是本发明一个集热管内翅片横切面的结构示意图；
图7是本发明集热管内翅片设置突尖结构垂直部分平面的示意图；
图8是本发明集热管内翅片设置突尖结构垂直部分平面的另一个示意图；
图9是本发明内翅片的三角形突尖结构示意图；
图10是本发明内翅片三角形突尖流道中的切面结构示意图；
图11本发明突尖向垂直部分两侧延伸的结构示意图；
图12是图2中A — A截面改进结构的示意图；
图13是图2中B — B截面改进结构的示意图。
[0029]附图标记如下:
1热管，2流体通道，3管壁，4垂直部分，5水平部分，6突尖，7翅片，8吸热部分，9水箱，10放热部分，11