CN103940101A - 一种基于带v形槽cpc与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器 - Google Patents

一种基于带v形槽cpc与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器 Download PDF

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唐润生
王进福
刘年勇
杨育芹
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Abstract

本发明涉及一种基于带V形槽CPC与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器，属太阳能热利用技术领域。本发明的带V形槽CPC与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器由全玻璃真空管内管（6）作为吸收体，绕有弹簧螺旋（10）的金属管（5）作为热空气通道，CPC采光曲面（8）与底部V形槽（11）作为反射体，双通道集连管（1）（2）（3）构成，本发明具有低成本，结构简单，性能稳定，节约能源的优点，可产生可利用的中温气体，对工农业的发展有重要意义。

Description

一种基于带V形槽CPC与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器
技术领域
本发明涉及一种基于带V形槽CPC与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器，属太阳能热利用技术领域。
背景技术
在工业生产中，大量需要温度在100-200℃的热源，但太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源, 很难达到这个温度。复合抛物面聚光器( CPC) 是一种根据边缘光学原理设计的非成像理想聚光器, 聚光比在2左右，结构简单，不需要跟踪。近年来，真空管集热器在我国发展迅速，产量占全球的90%以上，但目前多用于低温热水供应，很少用于空气加热。真空管采用高温性能良好的金属-电介质复合选择性吸收材料，在100-200℃范围内具有很好的集热效率。可见，将真空管与CPC结合是实现中温太阳能利用的理想设备。CPC作为理想的聚光器，其反射面的形状取决于吸收体的形状，而真空管的吸收体位于其罩管内，因此CPC反射面必须依据这一特殊结构来设计，才能达到理想的聚光效果。本技术的推广，对扩展太阳能在中温领域的应用有着重要的意义。
本发明专利涉及全玻璃普通真空管（Φ47/58）、基于真空设计的带V形槽CPC模块、强化传热构件、双通道集连管相结合的太阳能空气集热器。
经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种低成本，结构简单，性能稳定的一种基于带V形槽CPC与全玻璃真空管、强化传热构件相结合的太阳能空气集热器。这是一种利用全玻璃真空管（Φ47/58），根据真空管而设计带V形槽的CPC模块与全玻璃真空管相结合的太阳能空气集热器，创新之处在于利用目前市场普及的真空管结构尺寸（内径47mm,外径58mm）来设计准理想聚光器模块，真空管内插入一金属管，空气流过金属外管从真空管内壁获得能量后经金属管流入双通道集连管，金属管上绕有螺旋弹簧，用于固定金属管和破坏空气流动层流底层，强化空气与真空管的对流换热。
本发明结构如下：全玻璃真空管内管（6）作为吸收体，CPC曲面（8）与底部V形槽（11）作为反射体，且V形槽的高度范围12.29mm≤h≤14.41mm，入射光在CPC（8）中通过反射透过全玻璃真空管外管（7）到达全玻璃真空管内管（6）表面，内管（6）吸收太阳光后加热其内的空气。冷空气经强制循环从双通道集连管入口（9）进入，经内管（6）与金属管形成的通道加热后经金属管(5) 流入双通道集连管然后从出口（4）流出，从而产生可利用的热空气。双通道集连管由不锈钢外胆（1），聚氨酯保温层（2），不锈钢内胆（3）构成，全玻璃真空管放在带V形槽的CPC上（如图2所示）。真空管直插入双通道集连管。
附图说明
图1-本发明结构示意图。
图2-图1A-A的剖面图。 
图3-图1B-B的剖面图。
图4-带V形槽的CPC模块。
图中标注的单位为mm。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明由全玻璃真空管内管（6）作为吸收体，绕有弹簧螺旋（10）的金属管（5）作为热空气流道，CPC曲面（8）与底部V形槽（11）作为反射体，双通道集连管（1）（2）（3）构成，本发明采用市售材料用常规方法制备。
工作时：全玻璃真空管内管（6）作为吸收体，CPC曲面（8）与底部V形槽（11）作为反射体，入射光在CPC（8）中通过反射透过全玻璃真空管外管（7）到达全玻璃真空管内管（6）表面，内管（6）吸收太阳光后加热其内的空气。冷空气经强制循环从双通道集连管入口（9）进入，经内管（6）与金属管形成的通道加热后经金属管(5) 流入双通道集连管然后从出口（4）流出，从而产生可利用的热空气。
实际应用表明：用本发明性能稳定，可产生可利用的中温气体，对工农业的发展有重要意义，完全满足设计要求。

Claims (1)

1.一种基于带V形槽CPC与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器，其特征在于利用目前市场普及的真空管结构尺寸（内径47mm,外径58mm）来设计准理想聚光器CPC模块，真空管内插入一金属管，空气流过金属外管从真空管内壁获得能量后经金属管流入双通道集连管，金属管上绕有螺旋弹簧，用于固定金属管和破坏空气流动层流底层，强化空气与真空管的对流换热，经强制循环取出真空管内的中温气体； CPC与全玻璃真空管相结合的中温太阳能空气集热器由全玻璃真空管内管（6）作为吸收体，绕有弹簧螺旋（10）的金属管（5）作为热空气通道，CPC采光曲面（8）与底部V形槽（11）作为反射体，双通道集连管（1）（2）（3）构成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106979624A (zh) * 2017-04-28 2017-07-25 浙江神太太阳能股份有限公司 独立封闭式cpc真空集热管太阳能集热器
CN116086024A (zh) * 2023-02-01 2023-05-09 昆明理工大学 一种直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统

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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140723