压力均衡的平板式太阳能集热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能领域，特别涉及一种压力均衡的平板式太阳能集热器。
【背景技术】
[0002]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。太阳能热转化是一种能量转换效率和利用率高而且成本低廉、可在全社会广泛推广的太阳能利用方式。在太阳能热利用装置中，关键是要将太阳辐射能转换成热能，实现这种转换的器件称为太阳能集热器。
[0003]在太阳能集热器中，平板式结构是非常常见的一种形式，此种结构中一般包括多根平行并排的集热管，但是在运行中会经常出现不同的集热管中流体分配不均匀，同时还存在因为加热不均匀导致不同集热管中流体温度不同，从而导致不同的集热管中的压力不同。在此种情况下长期运行，会导致压力大的集热管出现损坏。
【发明内容】
[0004]本发明是针对平板式结构太阳能集热器存在的问题，提出了一种压力均衡的平板式太阳能集热器，保证集热器内流体分配均匀，压力均衡，提高太阳能集热器的使用寿命。
[0005]本发明的技术方案为:一种压力均衡的平板式太阳能集热器，包括箱体、集热管，所述箱体顶部设置透明盖板，箱体底部设置保温层，所述集热管设置在箱体内，所述集热管为并排的多根，其特征在于，相邻的集热管之间通过连通管连通。
[0006]作为优选，所述连通管设置在集热管的中部和底部之间的位置。
[0007]作为优选，沿着集热管延伸的方向，相邻的两根集热管之间设置多根连通管。
[0008]作为优选，沿着集热管内流体的流动方向，相邻连通管之间的距离不断减小。
[0009]作为优选，沿着集热管内流体的流动方向，相邻连通管之间的距离不断减小的幅度越来越大。
[0010]作为优选，所述集热管为菱形。
[0011]作为优选，所述菱形的两个相对的角的连线垂直于透明盖板。
[0012]作为优选，菱形的四条边相等，菱形的四个角相等。
[0013]作为优选，所述集热管内部设置内翅片，所述内翅片连接菱形的对角，所述内翅片将集热管内部分为多个小通道，在内翅片上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通；
所述集热管内管的菱形的边长为L，连通孔为圆形，所述连通孔的半径r，所述同一翅片上相邻的连通孔圆心之间的距离为1，满足如下关系:l/L*10=a*ln(r/L*10)+b;
其中In是对数函数，a，b是参数，1.5〈a〈l.6,2.9〈b〈3.0；
0.34<1/L<0.38；0.14<r/L<0.17；
30mm<L<120mm；
5mm<r<17mm0
[0014]作为优选，15mm〈l〈45_。
[0015]本发明的有益效果在于:本发明压力均衡的平板式太阳能集热器，通过在集热管之间设置连通管，保证了各个集热管中压力的均匀，流体流量的分配均匀以及流体运动阻力的分配均匀;通过连通管之间的距离沿着集热管内流体流动方向的不断变小，进一步保证了集热管中压力的均匀，流体流量的分配均匀以及流体运动阻力的分配均匀;通过设置菱形集热管以及集热管在箱体内的布置方式，能够保证更多的热量吸收;通过在集热管内部开设连通孔，在保证了集热管内小流道内流体的分配均匀;本发明通过多次试验，在保证换热量最大以及流动阻力满足要求的情况下，得到一个最优的太阳能集热管优化结果，并且通过试验进行了验证，从而证明了结果的准确性。
【附图说明】
[0016]图1是本发明平板式太阳能集热器的结构示意图；
图2是本发明太阳能集热管的结构俯视示意图；
图3是本发明改进的太阳能集热器的结构示意图；
图4是图3的单根集热管集热结构示意图图5是本发明集热管横截面结构示意图；
图6是本发明内翅片连通孔分布示意图；
图7是本发明内翅片连通孔错列分布示意图；
图8是本发明集热管内菱形尺寸示意图；
图9是本发明设置压力测量装置的集热管截面示意图。
【具体实施方式】
[0017]附图标记如下:
1、集热管2、连通管3、透镜4、透明盖板5、箱体6、保温层，7内翅片，8连通孔，9小通道，10压力测量装置，31第一透镜，32第二透镜。
[0018]请参照图1所示，一种太阳能平板式集热器，包括箱体5、集热管I，所述箱体5顶部设置透明盖板4，箱体5底部设置保温层6，所述集热管I设置在箱体5内，所述集热管I为并排的多根，相邻的集热管I之间通过连通管2连通。
[0019]集热器在运行过程中，存在流体分配不均匀，而且因为在集热过程中，不同的集热管吸收的热量不同，导致不同的集热管内流体温度不同，有的集热管内甚至流体，例如水成为气液两相的状态，有的集热管内流体依然是液体，这样因为流体变成蒸汽而导致集热管内压力变大，因此通过在集热管之间设置连通管，可以使得流体在集热管内互相流动，这样使得所有集热管内的压力分配达到平衡，也能促进流体分配达到平衡。
[0020]作为优选，如图1所示，所述连通管2设置在集热管I的中部和底部之间的位置。
[0021]通过实验发现，将连通管2设置在此位置，保证集热管内流体通过连通管2内更充分流动，能够进一步达到压力均衡的目的。
[0022]作为优选，如图2所示，沿着集热管I延伸的方向，相邻的两根集热管I之间设置多根连通管2。
[0023]通过如此设置，能够使得整个流体在流动过程中不断的均衡压力，保证整个流动过程压力均衡。
[0024]作为优选，沿着集热管I内流体的流动方向，相邻连通管2之间的距离不断减小。
[0025]此目的是为了设置更多的连通管，因为随着流体的流动，流体不断的受热，随着了流体不断的受热，不同集热管内的受热越来越不均匀，因此通过上述设置，能够保证在流体流动过程中尽快的达到压力均衡。
[0026]作为优选，沿着集热管内流体的流动方向，相邻连通管之间的距离不断减小的幅度越来越大。
[0027]通过实验发现，上述设置，能够保证在流体流动过程中更优更快的达到压力均衡。
[0028]作为优选，如图1所示，集热管I上部设置透镜3;所述集热管I内装有工质，所述集热管与进口集箱和出口集箱(图未示)连接。太阳光穿过箱体5的顶部的透明盖板4到达透镜3，然后通过透镜3聚焦照射在集热管I上，将集热管I的工质加热。
[0029]作为优选，所述透镜3的焦点位于集热管I的中心，例如圆管位于圆心，菱形管位于两个对角连线的交点。
[0030]作为优选，所述透镜3是菲涅尔透镜。
[0031]作为优选，该箱体5呈平板状设置。所述工质为导热油、水或者其它有机工质。
[0032]作为优选，所述透明盖板4为透明玻璃。
[0033]所述透镜3为多个，每个透镜3对应一根集热管I，所述相邻的透镜3相连接，所述每一个透镜3包括多段，例如在图1的实施例中，每一透镜3呈三段设置，包括顶部的中间段及分别连接中间段两侧的倾斜段。
[0034]作为优选，如图3所示，所述集热管I的横截面为菱形。
[0035]图3虽然没有展示连通管2，但是作为优选的结构，图3的菱形结构集热管的实施例中也包括了连通管2。
[0036]作为优选，所述菱形中的两个相对的角的连线垂直于透明盖板4。
[0037]通过设置菱形结构集热管I以及将集热管I设置为两个相对的角的连线垂直于透明盖板4，可以保证更多的集热管表面能够吸收到太阳能，从而能够充分利用太阳能。
[0038]作为优选，每一透镜3呈两段设置，包括倾斜段31和31。所述倾斜段31和32沿着菱形的上部的两条边延伸，如图4所示。
[0039]通过如此设置，可以保证能够集热多个方向的太阳能，如图4所示，从而达到充分利用太阳能。
[0040]作为优选，所述倾斜段31和32的焦点位于菱形的两个对角连线的交点。
[0041]作为优选，菱形的四条边相等，菱形的四个角相等。
[0042]作为优选，所述集热管内部设置内翅片7，所述内翅片7连接菱形的对角，如图5所示。所述内翅片7将集热管I内部分为多个小通道9，在内翅片上设置连通孔8，从而使相邻的小通道9彼此连通。
[0043]通过设置内翅片7，将集热管I内部分为多个小通道9，进一步强化传热，但是相应的流体流动的压力增加。通过设置连通孔8，保证相邻的小通道9之间的连通，从而使得压力