CN201779886U - 太阳能集热单元结构 - Google Patents

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罗赞继
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Abstract

本实用新型公开一种太阳能集热单元结构，包括反光体和集热储热元件，所述集热储热元件外层为全玻璃真空集热管，所述全玻璃真空集热管内密封有复合相变储热材料，并设置供传热工质通过的U形换热管或用于传导输出热量的热管；所述反光体的截面为复合抛物线状；所述全玻璃真空集热管的内层涂有能耐高温的选择性吸热膜层。本实用新型所述集热储热元件接收经反光体反射聚焦的太阳光辐射能，通过全玻璃真空集热管的外管、真空层、内管选择性吸收膜层、复合相变储热材料并储存在其中，需要时通过U形换热管或热管将热量导出，并可以通过串并联组成不同规模的太阳能集热器。

Description

太阳能集热单元结构
技术领域
本实用新型涉及一种集热效率高且使用安全、安装简便的太阳能集热单元结构。
背景技术
随着现代工业和社会的发展，人类社会对于资源和能源的依赖日益加强。而众所周知，地球上的资源和能源是有限的，所以，资源和能源的有效利用成了首要问题，太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。
近年来，太阳能热水器已进入千家万户，在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。现有技术中的太阳能热水器包括支架，储热水箱以及连接水箱的真空集热管。当该真空吸热管接收到太阳能后，利用冷水比热水比重大的原理，而产生冷水下流、热水上升的现象，进而使所述真空吸热管内的液体达到自然对流循环加热。现有技术的缺点在于：由于依靠储热水箱中的水储存太阳热能供使用，储热水箱体积大，重量重、成本高；真空管和水箱中始终充满水，容易有渗漏、漏水造成损失，特别是寒冷地区冬季使用存在抗冻隐患，甚至造成巨大损失。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种储热体积小，储热温度高、储热密度大、没有漏水隐患、集热效率高且使用安全、安装简便的太阳能集热系统元器件，可以构成不同规模的太阳能系统，满足不同温度和热量的对象使用。
本实用新型采用以下技术方案解决所述问题：
一种太阳能集热单元结构，包括反光体和集热储热元件，所述集热储热元件外层为全玻璃真空集热管，所述全玻璃真空集热管内密封有复合相变储热材料，并设置供传热工质通过的U形换热管或用于传导输出热量的热管。
进一步的，所述反光体的截面为复合抛物线状；所述全玻璃真空集热管的内层涂有耐高温选择性吸热膜层。
进一步的，所述U形换热管由铜制成。
本实用新型所述太阳能集热单元结构，由于利用全玻璃真空集热内管腔体直接作为储热场所，等需要的时候通过传热工质传输到需要的地方直接使用，可以省去或减小现有太阳能热水器和系统的储热水箱，而且由于采用相变储热材料，当出现全玻璃真空管破损、漏气、掉膜等问题时，不影响整机和系统使用，更不会造成跑水结冰等现象，确保了使用太阳能的安全性；由于采用复合抛物线状反光体，具有更高效的聚光效果，使真空管使用数量减少，系统简化，安装简便，进一步提升温度。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型所述太阳能集热单元结构采用U形换热管的组成示意图；
图2是图1所示A-A视图；
图3是本实用新型所述采用U形换热管的集热储热元件的结构详图；
图4是本实用新型所述采用热管的集热储热元件的结构详图。
图中：
1、反光体；2、集热储热元件；3、全玻璃真空集热管；4、复合相变储热材料；5、U形换热管；6、管口塞；7、热管。
具体实施方式
如图1至图3所示，给出了本实用新型所述太阳能集热单元结构采用U形换热管的组成结构图，其包括反光体1和集热储热元件2，如图3所示，所述集热储热元件2外层为全玻璃真空集热管3，全玻璃真空集热管3在管口采用管口塞6进行密封，其内密封有复合相变储热材料4，并同时设置有供传热工质通过的U形换热管5，U形换热管5内可根据需要通入需要加热的水或是导热油作为传热工质；为尽可能的将入射太阳能量吸收，所述反光体1的截面采用复合抛物线形状，并在所述全玻璃真空集热管3的内层涂有耐高温的选择性吸热膜层。
同时为达到更好的换热效果，有利于传热工质与复合相变储热材料4之间热量的及时交换，所述U形换热管5由铜制成。
本实用新型所述太阳能集热单元结构的工作原理为：所述集热储热元件2接收经反光体1反射聚焦的太阳光辐射能，通过全玻璃真空集热管3的外管、真空层、内管选择性吸收膜层，最终热能由复合相变储热材料4吸收并储存在其中，需要时通过U形传热管5内的传热工质传输到需要的地方；复合相变储热材料相比传统的真空管和水箱储热，其储能密度大，储热温度高，并且可通过串并联组成不同规模的太阳能集热器，可方便的构建安全型太阳能热水装置，省却储热水箱，简化系统结构。
如图4所示，给出了本实用新型所述太阳能集热单元结构的另外一种实施方式，其将相应的U形换热管5变换为热管7，其可充分利用热传导原理与外部工质的快速热传递性质，透过热管将复合相变储热材料4内储存和吸收的热量迅速传递到外部流经的水或导热油中，实现相应的加热功能。

Claims (4)

1.一种太阳能集热单元结构，包括反光体(1)和集热储热元件(2)，其特征在于：所述集热储热元件(2)外层为全玻璃真空集热管(3)，所述全玻璃真空集热管(3)内密封有复合相变储热材料(4)，并设置有供传热工质通过的U形换热管(5)或用于传导输出热量的热管(7)。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热单元结构，其特征在于：所述反光体(1)的截面为复合抛物线状。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热单元结构，其特征在于：所述全玻璃真空集热管(3)的内层涂有耐高温的选择性吸热膜层。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热单元结构，其特征在于：所述U形换热管(5)由铜制成。
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