CN108332430B - 一种高效的太阳能集热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效的太阳能集热装置，属于太阳能利用技术领域。它解决了现有太阳能集热管太阳能利用效率低等技术问题。一种高效的太阳能集热装置，包括底座和固设在底座上的真空机，底座上固设有控制器，控制器一侧固设有光伏板，底座上固设有工作台，工作台上固设有若干与真空机相连接的抽气接头，抽气接头上固设有用于封闭或者打开抽气接头的阀门；底座一侧设置有若干用于集热的集热管，集热管包括玻璃管罩和吸热金属体，吸热金属体设置在玻璃管罩内，且吸热金属体的两端位于玻璃管罩外；玻璃管罩一端设置有密封结构，玻璃管罩另一端设置有吸气结构，且玻璃管罩与吸热金属体之间形成密闭的空腔。本发明具有提高太阳能利用效率的优点。
Description
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，特别是一种高效的太阳能 集热装置。
背景技术
传统的集热装置是采用太阳能真空管集热,真空管质量的优 劣直接影响到太阳能利用效率的高低，太阳能产业的快速发展也 带动了真空管企业的发展，一方面是围绕真空管的专利技术在不 断推陈出新，另一方面是真空管企业和生产线最近几年都如同雨 后春笋般地在增加。
在实现真空管的真空密封处理时，需要采用昂贵过渡玻璃、 定膨胀合金等材料进行封接，辅助高温脱氧、烧氢、氧化、车削， 灯工等工艺，玻璃金属封接成本极高，成品率低，设备投资大。 使用过程中，容易损坏，且利用效率会随时间逐渐降低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种 高效的太阳能集热装置，该发明具有提高太阳能利用效率的特点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高效的太阳 能集热装置，包括底座和固设在底座上的真空机，所述的底座上 固设有控制器，控制器一侧固设有光伏板，其特征在于，所述的 底座上固设有工作台，工作台上固设有若干与真空机相连接的抽 气接头，抽气接头上固设有用于封闭或者打开抽气接头的阀门； 底座一侧设置有若干用于集热的集热管，集热管包括玻璃管罩和 吸热金属体，吸热金属体设置在玻璃管罩内，且吸热金属体的两 端位于玻璃管罩外；所述的玻璃管罩一端设置有密封结构，玻璃 管罩另一端设置有吸气结构，且玻璃管罩与吸热金属体之间形成 密闭的空腔；所述的玻璃管一端固设有与空腔相连通的导管，导 管上具有连接头一和连接头二，连接头一上固设有用于监测空腔内真空度的真空测量传感器，连接头二通过气管与抽气接头相连， 真空测量传感器、光伏板、真空机、阀门均通过线路与控制器相 连。
本发明的工作原理是这样的：真空测量传感器检测出空腔内气 压大小，在集热管内气压大于10Pa时，真空测量传感器将信号传输 到控制器，控制器打开阀门，然后启动真空机，对集热管进行抽气， 直至内部气压小于等于10Pa，在内部气压抽至预设值之后，控制器 控制阀门关闭，使集热管内保持在10Pa以下的气压,由于内部空腔 内气压降低，吸气结构打开，将空腔内剩余的少量空气吸除，使空 腔内的气压降低至最低；从根本上降低由对流引起的热损失，提高 太阳能的利用效率。传统的真空管制作需要采用采用昂贵过渡玻璃、定膨胀合金等材料进行封接，辅助高温脱氧、烧氢、氧化、车 削，灯工等工艺，玻璃金属封接成本极高，成品率低，设备投资大。 使用过程中，容易损坏。该发明采用了常规的玻璃金属密封结构， 大大降低了玻璃金属密封的成本，提高了成品率。同时采用真空机 组，在集热体进行集热的前后1小时时间内，对真空夹层进行抽真 空作业保证真空度在10pa左右，可长时间维持集热管的正常运转。 真空测量传感器、光伏板为能在市场上买到的产品，控制器为市场 上可以买到的PLC可编程控制器。
所述的玻璃管罩的材料采用硼硅玻璃。该玻璃具有较高的透 光率和较好的硬度，能有较高的使用寿命。
所述的吸热金属体可采用管状、管翼式、管束式中的一种。 管状、管翼式、管束式中的任意一种都能在玻璃管罩内较好的均 匀吸热。
所述的吸热金属体内具有通道，所述的通道内设置有导热剂。 通过导热剂可以高效的将热量输出。
所述的吸热金属体表面镀有光热选择性吸收膜。光热选择性 吸收膜能提高太阳能转化成热能的效率。
所述的密封结构包括陶瓷隔热圈和金属端盖；所述的陶瓷隔 热圈套设在吸热金属体上，陶瓷隔热圈的内圈与吸热金属体相连， 陶瓷隔热圈的外圈与玻璃管罩相连，所述金属端盖套设在吸热金 属体上，且扣紧在玻璃管罩外壁上；陶瓷隔热圈内圈与吸热金属体之间、陶瓷隔热圈与金属端盖之间、金属端盖与玻璃管罩之间 均固设有若干密封圈。陶瓷隔热圈套可以将吸热金属体固定在玻 璃管罩的中部，更好的吸收热量，外部通过金属端盖固定住，在 陶瓷隔热圈内圈与吸热金属体之间、陶瓷隔热圈与金属端盖之间、 金属端盖与玻璃管罩之间均固设有若干密封圈，能提高空腔的密 封性，即使在外部密封圈老化，内部由于空气含量小，对流减少， 可以大大延缓处于内部密封圈的老化时间，提高该集热管的使用 寿命。
所述的吸气结构包括内环壁和外环壁，外环壁与玻璃管罩相 连，内环壁与吸热金属体相连；内环壁通过支杆固设在外环壁内， 内环壁和外环壁形成与外界相连通的放置道，放置道内能向空腔 方向滑动设置有用于放置吸气剂的储气盒，储气盒与外环壁形成一密闭的腔室，吸气剂位于腔室内；储气盒通过若干拉簧固设在 放置道内，并通过储气盒将外界与玻璃管罩与吸热金属体之间形 成密闭的空腔隔绝，储气盒靠近空腔一侧具有开口。
当内部的气压逐渐降低，外界的压力不变，外界的大气压开 始推动储气盒向空腔内滑动，储气盒内的吸气剂通过开口对空腔 内的空气进行吸除，空腔内的气压进一步减小，空气对流减小， 降低了热量流失速率；由于提前对空腔内的空气通过真空机吸除， 可以大大减少吸气剂的使用量。
所述的抽气接头上还固设有手动球阀，手动球阀位于阀门与 真空机之间。在抽气接头上为接有集热管时，能通过手动球阀手 动关闭抽气接头。
所述的真空机内具有抽气泵，所述的抽气泵采用罗茨泵或者 旋片泵。罗茨泵和旋片泵能快速的对集热管内抽空。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、真空测量传感器检测出空腔内气压大小，在集热管内气压 大于10Pa时，真空测量传感器将信号传输到控制器，控制器打开 阀门，然后启动真空机，对集热管进行抽气，直至内部气压小于 等于10Pa，在内部气压抽至预设值之后，控制器控制阀门关闭， 使集热管内保持在10Pa以下的气压，从根本上降低由对流引起的 热损失。
2、该发明采用了常规的玻璃金属密封结构，大大降低了玻璃 金属密封的成本，提高了成品率。同时采用真空机，在集热体进 行集热的前后1小时时间内，对空腔进行抽真空作业保证真空度 在10pa左右，可长时间维持集热管的正常运转。
3、在陶瓷隔热圈内圈与吸热金属体之间、陶瓷隔热圈与金属 端盖之间、金属端盖与玻璃管罩之间均固设有若干密封圈，能提 高空腔的密封性，即使在外部密封圈老化，内部由于空气含量小， 对流减少，可以大大延缓处于内部密封圈的老化时间，提高该集 热管的使用寿命。
4、当内部的气压逐渐降低，外界的压力不变，外界的大气压 开始推动储气盒向空腔内滑动，储气盒内的吸气剂通过开口对空 腔内的空气进行吸除，空腔内的气压进一步减小，空气对流减小， 降低了热量流失速率；由于提前对空腔内的空气通过真空机吸除， 可以大大减少吸气剂的使用量。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是图1中的局部放大图。
图3是本发明中吸气结构的示意图。
图中，1、底座；2、真空机；3、控制器；4、光伏板；5、工 作台；6、抽气接头；7、阀门；8、玻璃管罩；9、吸热金属体； 10、导管；11、真空测量传感器；12、陶瓷隔热圈；13、金属端 盖；14、密封圈；15、内环壁；16、外环壁；17、储气盒；18、 开口。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方 案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2和图3所示，一种高效的太阳能集热装置，包 括底座1和固设在底座1上的真空机2，底座1上固设有控制器3， 控制器3一侧固设有光伏板4，底座1上固设有工作台5，工作台 5上固设有若干与真空机2相连接的抽气接头6，抽气接头6上固 设有用于封闭或者打开抽气接头6的阀门7；底座1一侧设置有 若干用于集热的集热管，集热管通过集热管支架固定在底座1一 侧，集热管包括玻璃管罩8和吸热金属体9，吸热金属体9设置 在玻璃管罩8内，且吸热金属体9的两端位于玻璃管罩8外；玻 璃管罩8两端均设置有密封结构，且使玻璃管罩8与吸热金属体 9之间形成密闭的空腔；玻璃管一端固设有与空腔相连通的导管 10，导管10上具有连接头一和连接头二，连接头一上固设有用于 监测空腔内真空度的真空测量传感器，连接头二通过气管与抽气 接头6相连，真空测量传感器、光伏板4、真空机2、阀门7均通 过线路与控制器3相连。
传统的真空管制作需要采用采用昂贵过渡玻璃、定膨胀合金等 材料进行封接，辅助高温脱氧、烧氢、氧化、车削，灯工等工艺， 玻璃金属封接成本极高，成品率低，设备投资大。使用过程中，容 易损坏，并要辅助以大量吸气剂。该发明采用了常规的玻璃金属密 封结构，大大降低了玻璃金属密封的成本，提高了成品率。同时采 用真空机2组，在集热体进行集热的前后1小时时间内，对空腔进行 抽真空作业保证真空度在10pa左右，可长时间维持集热管的正常运 转。真空测量传感器、光伏板4为能在市场上买到的产品，控制器3 为市场上可以买到的PLC可编程控制器3。
玻璃管罩8的材料采用硼硅玻璃。该玻璃具有较高的透光率 和较好的硬度，能有较高的使用寿命。
吸热金属体9可采用管状、管翼式、管束式中的一种。本实 施案例中使用的吸热金属体9为管状。管状、管翼式、管束式中 的任意一种都能在玻璃管罩8内较好的均匀吸热。
吸热金属体9内具有通道，通道内设置有导热剂。通过导热 剂可以高效的将热量输出。
吸热金属体9表面镀有光热选择性吸收膜。光热选择性吸收 膜能提高太阳能转化成热能的效率。
密封结构包括陶瓷隔热圈和金属端盖；陶瓷隔热圈套设在吸 热金属体9上，陶瓷隔热圈的内圈与吸热金属体9相连，陶瓷隔 热圈的外圈与玻璃管罩8相连，所述金属端盖套设在吸热金属体 9上，且扣紧在玻璃管罩8外壁上；陶瓷隔热圈内圈与吸热金属 体9之间、陶瓷隔热圈与金属端盖之间、金属端盖与玻璃管罩8 之间均固设有若干密封圈14。陶瓷隔热圈套可以将吸热金属体9 固定在玻璃管罩8的中部，更好的吸收热量，外部通过金属端盖固定住，在陶瓷隔热圈内圈与吸热金属体9之间、陶瓷隔热圈与 金属端盖之间、金属端盖与玻璃管罩8之间均固设有若干密封圈 14，能提高空腔的密封性，即使在外部密封圈14老化，内部由于 空气含量小，对流减少，可以大大延缓处于内部密封圈14的老化 时间，提高该集热管的使用寿命。
所述的吸气结构包括内环壁15和外环壁16，外环壁16与玻 璃管罩相连，内环壁15与吸热金属体相连；内环壁15通过支杆 固设在外环壁16内，内环壁15和外环壁16形成与外界相连通的 放置道，放置道内能向空腔方向滑动设置有用于放置吸气剂的储 气盒17，储气盒17与外环壁16形成一密闭的腔室，吸气剂位于 腔室内；储气盒17通过若干拉簧固设在放置道内，并通过储气盒 17将外界与玻璃管罩与吸热金属体之间形成密闭的空腔隔绝，储气盒17靠近空腔一侧具有开口18。
当内部的气压逐渐降低，外界的压力不变，外界的大气压开 始推动储气盒17向空腔内滑动，储气盒17内的吸气剂通过开口 18对空腔内的空气进行吸除，空腔内的气压进一步减小，空气对 流减小，降低了热量流失速率；由于提前对空腔内的空气通过真 空机吸除，可以大大减少吸气剂的使用量。
抽气接头6上还固设有手动球阀，手动球阀位于阀门7与真 空机2之间。在抽气接头6上为接有集热管时，能通过手动球阀 手动关闭抽气接头6。
真空机2内具有抽气泵，抽气泵采用罗茨泵或者旋片泵。罗 茨泵和旋片泵能快速的对集热管内抽空。
本发明的工作原理是这样的：真空测量传感器检测出空腔内 气压大小，在集热管内气压大于10Pa时，真空测量传感器将信号 传输到控制器3，控制器3打开阀门7，然后启动真空机，对集热 管进行抽气，直至内部气压小于等于10Pa，在内部气压抽至预设 值之后，控制器3控制阀门7关闭，使集热管内保持在10Pa以下 的气压，由于内部空腔内气压降低，吸气结构打开，将空腔内剩 余的少量空气吸除，使空腔内的气压降低至最低；从根本上降低 由对流引起的热损失，提高太阳能的利用效率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说 明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例 做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离 本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了底座1、真空机2、控制器3、光伏板 4、工作台5、抽气接头6、阀门7、玻璃管罩8、吸热金属体9、 导管10、真空测量传感器11、陶瓷隔热圈12、金属端盖13、密 封圈14、内环壁15、外环壁16、储气盒17、开口18等术语，但 并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方 便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限 制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种高效的太阳能集热装置，包括底座和固设在底座上的真空机，所述的底座上固设有控制器，控制器一侧固设有光伏板，其特征在于，所述的底座上固设有工作台，工作台上固设有若干与真空机相连接的抽气接头，抽气接头上固设有用于封闭或者打开抽气接头的阀门；底座一侧设置有若干用于集热的集热管，集热管包括玻璃管罩和吸热金属体，吸热金属体设置在玻璃管罩内，且吸热金属体的两端位于玻璃管罩外；所述的玻璃管罩一端设置有密封结构，玻璃管罩另一端设置有吸气结构，且玻璃管罩与吸热金属体之间形成密闭的空腔；所述的玻璃管一端固设有与空腔相连通的导管，导管上具有连接头一和连接头二，连接头一上固设有用于监测空腔内真空度的真空测量传感器，连接头二通过气管与抽气接头相连，真空测量传感器、光伏板、真空机、阀门均通过线路与控制器相连；吸气结构包括内环壁和外环壁，外环壁与玻璃管罩相连，内环壁与吸热金属体相连；内环壁通过支杆固设在外环壁内，内环壁和外环壁形成与外界相连通的放置道，放置道内能向空腔方向滑动设置有用于放置吸气剂的储气盒，储气盒与外环壁形成一密闭的腔室，吸气剂位于腔室内；储气盒通过若干拉簧固设在放置道内，并通过储气盒将外界与玻璃管罩与吸热金属体之间形成密闭的空腔隔绝，储气盒靠近空腔一侧具有开口。
2.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能集热装置，其特征在于，所述的玻璃管罩的材料采用硼硅玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能集热装置，其特征在于，所述的吸热金属体采用管状、管翼式、管束式中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能集热装置，其特征在于，所述的吸热金属体内具有通道，所述的通道内设置有导热剂。
5.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能集热装置，其特征在于，所述的吸热金属体表面镀有光热选择性吸收膜。
6.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能集热装置，其特征在于，所述的密封结构包括陶瓷隔热圈和金属端盖；所述的陶瓷隔热圈套设在吸热金属体上，陶瓷隔热圈的内圈与吸热金属体相连，陶瓷隔热圈的外圈与玻璃管罩相连，所述金属端盖套设在吸热金属体上，且扣紧在玻璃管罩外壁上；陶瓷隔热圈内圈与吸热金属体之间、陶瓷隔热圈与金属端盖之间、金属端盖与玻璃管罩之间均固设有若干密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能集热装置，其特征在于，所述的抽气接头上还固设有手动球阀，手动球阀位于阀门与真空机之间。
8.根据权利要求1所述的一种高效的太阳能集热装置，其特征在于，所述的真空机内具有抽气泵，所述的抽气泵采用罗茨泵或者旋片泵。
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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