一种吹胀式平板集热器及太阳能系统的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能利用领域，具体涉及一种吹胀式平板集热器及太阳能系统。


背景技术：

2.从全球范围来看，我国太阳能热利用从生产能力和应用规模上来讲位居世界第一，近些年，政府也在推进节能减排工作，太阳能热水产品继续稳步发展，从建筑用的热水逐步向采暖领域拓展，而且应用范围和形式逐步增加。
3.太阳能热利用的主要部件是太阳能集热器，其类型常见的有真空管集热器、热管集热器和平板集热器等，其中真空管型集热器在我国应用最多，保有量最大。但随着市场发展，平板集热器的占比越来越多，目前高层建筑太阳能热水系统主要应用平板集热器。
4.平板集热器的核心部件的吸热板芯，吸热板芯按照结构的不同主要有管板式、翼管式、扁盒式、蛇管式，吸热体材料主要有铜、铝、不锈钢等。目前应用最广泛的平板集热器板芯有铜管流道加铝吸热板芯、铝管流道加铝吸热板芯、不锈钢全流道板芯等，其中铜管流道加铝吸热板芯是主流产品，即以铜管为介质流道、铝吸热板为吸热材料，两者通过激光焊接形成板芯，它的优点主要是承压能力高、产品稳定性好，但缺点是铜管和铝板接触面积小，换热慢，影响热性能。为了增加换热性能，市场上推出了不锈钢全流道板芯，即将两块不锈钢板冲压成型合并后焊接形成流道，外表面镀吸热涂层，工质和不锈钢接触面积大，换热效果更好。但不锈钢全流道的板芯用于采用较薄的钢板制作，承压能力弱，一般不超过0.2mpa，而太阳能集热器工作压力一般要求在0.6mpa，极大的限制了其在太阳能领域的应用。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种吹胀式平板集热器及太阳能系统，增大工质的换热面积，提高换热效率，同事解决集热器承压问题。
6.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
7.一种吹胀式平板集热器，包括玻璃盖板、集热板芯和外壳，所述集热板芯采用吹胀法加工制作而成，在两块经印刷管路图案、热轧结合的铝板上，用高压流体吹胀形成使工质流动的流动腔体，所述流动腔体内设有若干个平行排布的单元流道，若干个单元流道的两端均设有与之连通的汇集流道，所述汇集流道上设有工质进口和工质出口。
8.进一步的，若干个单元流道横向分布，将若干个单元流道分为上下两个单元流道组，其中，位于上方的单元流道组为上升流道区，位于下方的单元流道组为回流流道区，上升流道区和回流流道区的单元流道的左端均连通在同一个汇集流道ⅰ上，上升流道区的所有单元流道的右端均连通在汇集流道ⅱ上，回流流道区的所有单元流道的右端均连通在汇集流道ⅲ上；
9.所述汇集流道ⅱ和汇集流道ⅲ互相隔离，所述汇集流道ⅱ上设有工质出口，所述
汇集流道ⅲ上设有工质进口。
10.进一步的，若干个单元流道竖向分布，若干个单元流道的上端均连通汇集流道a、下端均连通有汇集流道b，所述汇集流道a和汇集流道b左右两端分别设有工质进口和工质出口。
11.一种太阳能系统，包括储热水箱和自然循环式太阳能集热器，所述太阳能集热器采用上述的吹胀式平板集热器，所述吹胀式平板集热器的工质出口和工质进口通过工质循环管路连通所述储热水箱。
12.一种太阳能系统，包括储热水箱和强制式太阳能集热器，所述太阳能集热器由多个上述的吹胀式平板集热器串联而成，相邻的两个吹胀式平板集热器之间，位于上方的工质进口和工质出口相连通，位于下方的工质进口和工质出口相连通。
13.本实用新型与现有技术相比所取得的有益效果如下：
14.吹胀式平板集热器的换热面积增大，集热效率提升，耐压能力更强，解决了原有阳台壁挂太阳能平板集热器热效率低，承压能力低的问题，并能在生产工艺上提高生产效率，较现有的太阳能平板集热器更适合用户使用；
15.本实用新型所述太阳能系统采用自然循环式太阳能集热器和储热水箱连接形成阳台壁挂式自然循环太阳能热水系统，为单个用户提供热水；
16.本实用新型所述太阳能系统采用强制式太阳能集热器和储热水箱连接形成强制太阳能热水系统，能够为建筑集体提供热水和采暖的热量。
附图说明
17.图1为本实用新型所述自然循环式的吹胀式平板集热器结构示意图；
18.图2为本实用新型所述自然循环式的吹胀式平板集热器适用的太阳能系统结构示意图；
19.图3为本实用新型所述强制式的吹胀式平板集热器结构示意图；
20.图4为本实用新型所述强制式的吹胀式平板集热器排列结构示意图；
21.图中：1、集热板芯，2、单元流道，3、汇集流道ⅰ，4、汇集流道ⅱ，5、汇集流道ⅲ，6、工质进口，7、工质出口，8、汇集流道a，9、汇集流道b。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.如图1所示，本实用新型公开一种吹胀式平板集热器，包括玻璃盖板、集热板芯1和外壳，集热板芯1装配在外壳内，玻璃盖板装配在集热板芯1表面。集热板芯1由铝板采用吹
胀板工艺压合而成，在铝板表面通过物理或化学工艺形成吸收涂层，吸收太阳能辐照能量进行热量交换和传递。在本实施例中，集热板芯1由两块铝板压合而成，先将铝板进行裁切，打毛，按照加密型太阳能集热器循环管路流道形式印刷石墨线，热轧冲压，冲入高压流体，形成流动腔体，最后在吹胀板表面通过物理或化学工艺形成吸收涂层。在流动腔体内形成若干个平行排布的单元流道2，若干个单元流道2的两端均有与之连通的汇集流道，在汇集流道上设有工质进口6和工质出口7。
25.本实用新型所述吹胀式平板集热器与常见的铜管铝板复合平板集热器和不锈钢全流道平板集热器相比，有以下不同点：
26.1）吹胀式平板集热器内工质与吸热板的换热面积增加，集热效率更高。传统管板式平板集热器换热主要依靠激光焊的焊点进行传热，吹胀式平板集热器换热面积以吹胀板腔体表面进行换热，换热面积增加，从而提高了换热量，降低热量损失。
27.2）与不锈钢全流道平板集热器相比，吹胀式平板集热器承压能力更大；
28.3）材质为铝，产品成本优势更明显；
29.4）冲压成型镀膜，减少焊接流程，节省时间，提高产品生产效率。
30.如图1所示，吹胀式平板集热器可根据实际应用设计成自然循环式和强制式平板集热器，当吹胀式平板集热器设计成自然循环式平板集热器时，在集热板芯1中，若干个单元流道2横向分布，将若干个单元流道2分为上下两个单元流道组。其中，位于上方的单元流道组为上升流道区，位于下方的单元流道组为回流流道区，上升流道区和回流流道区的单元流道的左端均连通在同一个汇集流道ⅰ3上，上升流道区的所有单元流道的右端均连通在汇集流道ⅱ4上，回流流道区的所有单元流道的右端均连通在汇集流道ⅲ5上，汇集流道ⅱ4和汇集流道ⅲ5互相隔离，汇集流道ⅱ4上设有工质出口7，汇集流道ⅲ5上设有工质进口6，工质进口6和工质出口7位于右侧。
31.如图2所示，为了适用于上述吹胀式平板集热器，本实施还公开一种太阳能系统，其包括储热水箱和自然循环式太阳能集热器，太阳能集热器采用上述吹胀式平板集热器，吹胀式平板集热器的工质出口7和工质进口6通过工质循环管路连通储热水箱，从而形成阳台壁挂式自然循环太阳能热水系统，能为单个用户提供热水，主要适用于家庭热水使用。其具体工作原理如下：
32.携带热量的工质进入储热水箱进行换热，变成冷介质，冷介质通过工质进口6和汇集流道ⅲ5进入回流流道区的各个单元流道内，当冷介质吸热变成热介质后，由于自身密度减小会上升，通过汇集流道ⅰ3进入上升流道区的各个单元流道内，然后从工质出口7进入储热水箱进行换热。
33.如图3-4所示，当吹胀式平板集热器设计成强制式平板集热器时，若干个单元流道竖向分布，若干个单元流道的上端均连通汇集流道a8、下端均连通有汇集流道b9，汇集流道a8和汇集流道b9左右两端分别设有工质进口6和工质出口7。为了适应该吹胀式平板集热器，本实施还公开一种太阳能系统，其包括储热水箱和强制式太阳能集热器，在本实施例中，强制式太阳能集热器由6个吹胀式平板集热器串联而成，相邻的两个吹胀式平板集热器之间，位于上方的工质进口6和工质出口7相连通，位于下方的工质进口6和工质出口7相连通。按照介质的流向，将第一个吹胀式平板集热器上方的工质进口6封堵、下方的工质进口6通过管道连通储热水箱，将最后一个吹胀式平板集热器下方的工质出口7封堵、上方的工质
进口6通过管道连通储热水箱。本实用新型所述太阳能系统主要是为建筑集体提供热水和采暖的热量。其具体工作原理如下：
34.在介质循环泵作用下，将介质依次循环经过各个吹胀式平板集热器，从而使介质携带足够的热量进入储热水箱内。