CN108151331A - 一种带加速装置的太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带加速装置的太阳能集热器，其包括多个太阳能集热管束，以及连接多个太阳能集热管束的进口集流管和出口集流管，多个太阳能集热管束紧密并排设置在进口集流管和出口集流管之间，其特征在于，每个太阳能集热管束包括至少三根太阳能集热管，所述三根太阳能集热管经过汇流装置分别连接进口集流管和出口集流管，所述三根太阳能集热管呈三角形排列，每根所述太阳能集热管横截面为月牙形，包括前凹面以及后凹面组合而成。

Description

一种带加速装置的太阳能集热器

技术领域

本发明涉及一种集热器，特别是一种带加速装置的太阳能集热器。

背景技术

随着文明的发展，化石燃料的使用急剧增加，这导致了严重的环境污染问题和全球变暖，该问题已成为国际社会的热门话题，但是由于发达国家、发展中国家和欠发达国家之间的与本国利益相关的不同意见而正走向一个不期望的方向。与其相应地，做出了对开发新的可再生能源的各种尝试，以积极地应对全球变暖和环境问题。新的可再生能源是指通过转换传统的化石燃料进行利用或对包括阳光、水、地热、生物有机体等可再生能源而进行利用的能量。其特性是面向可持续能源供给系统的未来能源。由于油价不稳定和气候变化协议的限制等，新的可再生能源的重要性变大。可再生能源包括太阳热、太阳光、生物质能、风力、小水电、地热、海洋能和废弃物能源等，而新能源包括燃料电池、液化煤炭、气化煤炭和氢能。问题是，从新的可再生能源、特别是太阳光发电的成本未达到等于利用化石燃料的传统火力发电的成本的电网平价。但是，随着技术的发展进步，从新的可再生能源中的太阳热发电的太阳热发电在发电成本上持续降低，而在发电效率正在逐渐提高。

把太阳能转换成热能主要依靠集热器。目前太阳能集热器主要有真空管集热器、热管集热器和真空平板集热器三种。

中国专利CN101737960A公开了一件名称为《真空平板式太阳能集热器》的发明专利申请。其结构是具有一面由高透光玻璃构成的封闭式扁平盒体，盒体内为真空腔室，真空腔室中设有光吸收换热板，盒体上下两面板之间设有若干加强支撑，该支撑须穿过光吸收换热板上的通孔置于盒体上下两面板之间。光吸收换热板为涂镀有光吸收膜层，并设有工质传热循环管道的管板结合体。该真空平板式太阳能集热器虽然能够将太阳能转化成热能，但由于其光吸收换热板是由工质传热循环管和换热板结合而成，因此工质的直接受热面积有限，而换热板上远端的热量需要经过一段路径传热才能至工质传热循环管上，影响集热器整体吸热效率。

此外，传统的太阳能集热管或是真空平板太阳能集热器考虑到美观、工艺或是其他的因素，其集热效率都有一定的缺失，导致了集热效率不能达到最高值，因此，亟需要探索一种合理布置太阳能集热管、且满足美观以及工艺需求的太阳能集热管，使其达到极致的集热效率，极大的提高吸收太阳能的效率，从而为人类生活提供更清洁以及绿色的能源，以尽可能的解决在太阳能利用方面的人们日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷提出一种集热效率极大提高、且布置美观、工艺要求低的能够提供清洁高效能源的带加速装置的太阳能集热器。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带加速装置的太阳能集热器，其包括多个太阳能集热管束，以及连接多个太阳能集热管束的进口集流管和出口集流管，多个太阳能集热管束紧密并排设置在进口集流管和出口集流管之间，其特征在于，每个太阳能集热管束包括至少三根太阳能集热管，所述三根太阳能集热管经过汇流装置分别连接进口集流管和出口集流管；

所述三根太阳能集热管呈三角形排列，其中构成三角形底边的两根太阳能集热管位于前方，构成三角形顶点的一根太阳能集热管位于后方，每根所述太阳能集热管横截面为月牙形，包括前凹面以及后凹面组合而成，且其月牙形截面凹的部分面向太阳，每个所述太阳能集热管束中至少有一根太阳能集热管内的在其高度的上半部分设置有加速喷射装置；

构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度高于东边的一根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度，且构成三角形底边的两根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度均低于构成三角形顶点的一根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度；

每个所述太阳能集热管为多通道集热管，其内并排设置有至少3个微通道，其中，位于两侧的微通道的截面尺寸小于位于中间的微通道的截面尺寸。

具体的，所述加速喷射装置为喷嘴或喷头，其设置在所述微通道内。

具体的，所述其高度的上半部分具体为其高度的2/3到4/5。

具体的，构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根高于位于东边的那一根。

具体的，构成三角形顶点的一根太阳能集热管位于前方两根太阳能集热管的夹缝中。

具体的，该带加速装置的太阳能集热器用于太阳能热水器中。

综上所述，本发明的技术方案具有以下的有益效果：

1、将三个太阳能集热管设置为三角形，且其中两根位于前方，一根位于后方，能够吸收从前两根太阳能集热管漏过来的阳光，进而提高整体吸热效率。

2、每根太阳能集热管的横截面呈现月牙形，其能够时刻保持有一个面能够正对太阳能的照射，保持最高的太阳能集热效率。

3、在太阳能集热管内的上部设置加速喷射装置，则当水流到该加速喷射装置时，压力先增大后减小，速度先减小后增大，则速度增大后的水流能够迅速向上流动，带动后续流体的流动，提高集热管内的水的运行效率，从而提高系统整体的集热效率。

4、经过多次试验论证得出，其高度的上半部分具体为其高度的2/3到4/5能够最大限度的提高其内流体的流动速率，速率提高大约15％，进而带动整体集热效率能够提高大约12％，具有突出的技术效果和显著的进步。

5、构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根高于位于东边的那一根，这样可以在早晨太阳升起的时候，位于东边的那根太阳能集热管不至于挡住西边的那一根，从而充分利用太阳能，提高集热效率。

6、构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根太阳能集热管中的加速喷射装置的安装高度高于东边的一根太阳能集热管中的加速喷射装置的安装高度，因为太阳首先从东边升起，则必然使得东边这一根太阳能集热管内的流体水首先变热向上流动，故而首先需要更好地流动速率，因此，其内的加速喷射装置适宜设置的比西边的一根太阳能集热管内的高度低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的带加速装置的太阳能集热器的结构示意图；

图2是本发明的带加速装置的太阳能集热器集热管的截面示意图；

图3是本发明的带加速装置的太阳能集热器集热管的加速喷射装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1-3所示，一种带加速装置的太阳能集热器，其包括多个太阳能集热管束1，以及连接多个太阳能集热管束的进口集流管2和出口集流管3，多个太阳能集热管束1紧密并排设置在进口集流管2和出口集流管3之间，其特征在于，每个太阳能集热管束1包括至少三根太阳能集热管4，所述三根太阳能集热管4经过汇流装置分别连接进口集流管2和出口集流管3；

所述三根太阳能集热管4呈三角形排列，其中构成三角形底边的两根太阳能集热管4位于前方，构成三角形顶点的一根太阳能集热管4位于后方，每根所述太阳能集热管4横截面为月牙形，包括前凹面以及后凹面组合而成，且其月牙形截面凹的部分面向太阳，每个所述太阳能集热管束1中至少有一根太阳能集热管4内的在其高度的上半部分设置有加速喷射装置5；

构成三角形底边的两根太阳能集热管4中的位于西边的一根太阳能集热管4中的所述加速喷射装置5的高度高于东边的一根太阳能集热管4中的所述加速喷射装置5的高度，且构成三角形底边的两根太阳能集热管4中的所述加速喷射装置5的高度均低于构成三角形顶点的一根太阳能集热管4中的所述加速喷射装置5的高度；

每个所述太阳能集热管4为多通道集热管，其内并排设置有至少3个微通道6，其中，位于两侧的微通道6的截面尺寸小于位于中间的微通道6的截面尺寸。

具体的，所述加速喷射装置5为喷嘴或喷头，其设置在所述微通道内。

具体的，所述其高度的上半部分具体为其高度的2/3到4/5。

具体的，构成三角形底边的两根太阳能集热管4中的位于西边的一根高于位于东边的那一根。

具体的，构成三角形顶点的一根太阳能集热管位于前方两根太阳能集热管的夹缝中。

具体的，该高效太阳能集热器用于太阳能热水器中。

在太阳能集热管内的上部设置缩扩段，则当水流到缩扩段时，压力先增大后减小，速度先减小后增大，则速度增大后的水流能够迅速向上流动，带动后续流体的流动，提高集热管内的水的运行效率，从而提高系统整体的集热效率。

经过多次试验论证得出，其高度的上半部分具体为其高度的2/3到4/5能够最大限度的提高其内流体的流动速率，速率提高大约15％，进而带动整体集热效率能够提高大约12％，具有突出的技术效果和显著的进步。

此外，构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根高于位于东边的那一根，这样可以在早晨太阳升起的时候，位于东边的那根太阳能集热管不至于挡住西边的那一根，从而充分利用太阳能，提高集热效率。

构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根太阳能集热管中的加速喷射装置的安装高度高于东边的一根太阳能集热管中的加速喷射装置的安装高度，因为太阳首先从东边升起，则必然使得东边这一根太阳能集热管内的流体水首先变热向上流动，故而首先需要更好地流动速率，因此，其内的加速喷射装置适宜设置的比西边的一根太阳能集热管内的高度低。

此外，每个所述太阳能集热管为多通道集热管，其内并排设置有至少3个微通道，其中，位于两侧的微通道的截面尺寸也可以大于位于中间的微通道的截面尺寸。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种带加速装置的太阳能集热器，其包括多个太阳能集热管束，以及连接多个太阳能集热管束的进口集流管和出口集流管，多个太阳能集热管束紧密并排设置在进口集流管和出口集流管之间，其特征在于，每个太阳能集热管束包括至少三根太阳能集热管，所述三根太阳能集热管经过汇流装置分别连接进口集流管和出口集流管；

所述三根太阳能集热管呈三角形排列，其中构成三角形底边的两根太阳能集热管位于前方，构成三角形顶点的一根太阳能集热管位于后方，每根所述太阳能集热管横截面为月牙形，包括前凹面以及后凹面组合而成，且其月牙形截面凹的部分面向太阳，每个所述太阳能集热管束中至少有一根太阳能集热管内的在其高度的上半部分设置有加速喷射装置；

构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度高于东边的一根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度，且构成三角形底边的两根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度均低于构成三角形顶点的一根太阳能集热管中的所述加速喷射装置的高度；

每个所述太阳能集热管为多通道集热管，其内并排设置有至少3个微通道，其中，位于两侧的微通道的截面尺寸小于位于中间的微通道的截面尺寸。

2.根据权利要求1所述的带加速装置的太阳能集热器，所述加速喷射装置为喷嘴或喷头，其设置在所述微通道内。

3.根据权利要求1所述的带加速装置的太阳能集热器，所述其高度的上半部分具体为其高度的2/3到4/5。

4.根据权利要求1所述的带加速装置的太阳能集热器，构成三角形底边的两根太阳能集热管中的位于西边的一根高于位于东边的那一根。

5.根据权利要求1所述的带加速装置的太阳能集热器，构成三角形顶点的一根太阳能集热管位于前方两根太阳能集热管的夹缝中。

6.一种太阳能热水器，其包括根据权利要求1-5任一项所述的带加速装置的太阳能集热器。