CN202692468U

CN202692468U - 中温太阳能集热器

Info

Publication number: CN202692468U
Application number: CN2012201976313U
Authority: CN
Inventors: 马迎昌; 丰中玉; 马光柏; 朱定国; 张国栋
Original assignee: Linuoruite New Energy Co Ltd (shanghai)
Current assignee: Linuoruite New Energy Co Ltd (shanghai)
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2022-05-04

Abstract

本实用新型提供一种中温太阳能集热器，包括箱体，所述箱体包括边框、底板和盖板，所述箱体内设有联箱和集热管组，所述联箱内设有联集管，所述集热管组包括两根以上彼此平行的集热管，每根集热管通过尾架固定在箱体的尾座上，每一集热管内设有一通过导热片固定在该集热管内的U型管，每一U型管都与所述联集管相连接，所述箱体的底板上设有用于将太阳光反射至集热管的反射板。本实用新型采用在集热器内设一反光板并增强U型管抗氧化性的技术方案，有效提高了对太阳光的利用率，有效提高了集热效率、增加了工作温度、其改进成本很低，便于大规模推广应用。

Description

中温太阳能集热器

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能集热设备，特别是一种中温太阳能集热器。

背景技术

在现有技术中，太阳能集热设备中大多选用全玻璃真空集热管或是金属真空集热管作为集热元件，全玻璃真空集热管的集热效率比较低，其工作温度一般在40℃～80℃，属于低温区，远低于金属真空集热管，其应用范围比较狭窄，主要用在提供生活热水上。现有的全玻璃真空太阳能集热器，以全玻璃真空太阳能集热管作为主要集热元件，有一U型管通过导热片固定在集热管内，U型管内设有循环介质，用于将富集的热量交换到水箱。

对比文件1，公开号：CN85100142，专利申请号：85100142，专利权人：清华大学，实用新型名称：“溅射太阳能选择性吸收涂层”，本案中公开一种应用于太阳能集热器的溅射太阳能选择性吸收涂层，其溅射效率提高，生产周期短，成本较低，涂层的吸收率可达α≈0.93，发射率ε≈0.06（100℃），但是其工作温度在40℃～100℃，不能在高于100℃的条件下长期工作。

对比文件2，公开号：CN101392965，专利申请号：2008102245258，专利权人：清华大学，实用新型名称：“一种中温玻璃-金属结构太阳真空集热管”，本案中公开一种中温玻璃-金属太阳真空集热管，集热管内设有带导热翼的传热管，传热管外表面被镀上一层耐温抗氧化膜，膜层为铝或锌、镍、铬、不锈钢；导热翼为薄铝板卷成开口圆筒状或半圆筒状，将带耐温抗氧化膜的U型铜管或铜制热管与导热翼紧紧压接或焊接在一起；导热翼管安装在全玻璃真空太阳集热管的内部，与全玻璃真空太阳集热管内壁紧密接触。在全玻璃真空太阳集热管的真空夹层内可以加装非蒸散型吸气剂，提高了全玻璃真空太阳集热管长期工作温度延伸至140℃以上后的真空寿命。内设中温集热管的集热设备一般定义为中温集热器，在工作温度到达一定程度之后，其温度每提高一度都很困难，而且这种改进单管集热管的生产成本较高，难于推广。

发明内容

本实用新型提供一种中温太阳能集热器，有效解决了现有技术的中温太阳能集热器存在的集热效率低、工作温度低、生产成本高等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用下述的技术方案：

本实用新型提供一种中温太阳能集热器，包括箱体，所述箱体包括边框、底板和盖板，所述箱体内设有联箱和集热管组，所述联箱内设有联集管，所述集热管组包括两根以上彼此平行的集热管，每根集热管通过尾架固定在箱体的尾座上，每一集热管内设有一通过导热片固定在该集热管内的U型管，每一U型管都与所述联集管相连接，所述箱体的底板上设有用于将太阳光反射至集热管的反射板。

进一步地，所述反射板为一个与所述集热管组整体相对应的平面反光板。

进一步地，所述反射板为一反光弧形板，所述反光弧形板形成两个以上的集热曲面板，每一集热曲面板将太阳光反射至与该集热曲面板对应的集热管。

进一步地，所述反射板为两个以上的集热曲面板，每一集热曲面板将太阳光反射至与该集热曲面板对应的集热管。

进一步地，所述集热曲面板的横截面为一圆渐开线或复合抛物线。

进一步地，所述U型管外表面设有一抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为镀锌涂层、镀镍涂层、镀铬涂层、镀铝涂层中的任一种或两种以上的组合。

进一步地，所述U型管的材质为抗氧化能力强的金属材料，所述U型管的材质为铜、铜镍合金或不锈钢中的任一种。

进一步地，所述箱体的盖板与边框的连接处设有密封条，所述盖板上设有增透膜。

进一步地，所述联箱内联集管周围设有保温层，所述集热管与联箱的连接处设有密封圈，所述联箱内的间隙中填充有保温材料。

进一步地，所述集热管为工作温度80℃~160℃之间的中温集热管。

本实用新型涉及一种中温太阳能集热器，通过采用在集热器内设一反光板并增强U型管抗氧化性的技术方案，有效提高了对太阳光的利用率，有效提高了集热效率、增加了工作温度、其改进成本很低，便于大规模推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型联箱的纵向剖面结构示意图。

图3为本实用新型集热曲面板的横截面示意图。

图4为本实用新型具有横单排结构的中温太阳能集热器结构示意图。

图5为本实用新型具有横双排结构的中温太阳能集热器结构示意图。

图中标号说明：

1、箱体，2、边框，3、底板，4、盖板，5、联箱，6、联集管，7、集热管，8、尾架，9、尾座，10、导热片，11、U型管， 12、反射板，13、集热曲面板，131、凹面部，132、连接部，14、密封条，15、密封圈，16、保温层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型包括箱体1，箱体1包括边框2、底板3和盖板4，箱体1内设有联箱5和集热管组，联箱5内设有联集管6，所述集热管组包括两根以上彼此平行的集热管7，每根集热管7通过尾架8固定在箱体1的尾座9上，每一集热管7内设有一通过导热片10固定在该集热管7内的U型管11，每一U型管11都与联集管6相连接，箱体1的底板3上设有用于将太阳光反射至集热管6的反射板12。本实用新型采用反射板以增加集热管接受太阳辐射的能量，也就是说，集热管既可以接收直接照射的太阳光的辐射能量外，又可以接收经反射板反射处理的照射到各集热管之间空隙处的太阳光的辐射能量，与现有技术相比，可以有效提高集热效率及太阳能利用率。

反射板12可以为一个与所述集热管组整体相对应的平面反光板，平面反光板工艺简单，成本低廉，但将太阳光反射到集热管上的效果比较差，集热效率也比较低，仅能提高太阳能利用率5%左右。

反射板12可以为两个以上的集热曲面板13，每一集热管都有一与之对应的集热曲面板，每一集热曲面板都可以将太阳光反射至与该集热曲面板对应的集热管。此处的集热曲面板13可以为凹面反射板、圆形焦斑聚光板或渐开线型聚光板。其中，凹面反射板可以为与集热管大小、形状相对应的一个凹面，其集热效果比平面反光板要好，能提高太阳能利用率8%~9%左右。

如图3所示，凹面反射板也可以为双凹面结构，包括两个凹面部131和用于连接两个凹面部131的连接部132，连接部132位于与其对应的集热管的正下方。双凹面结构的凹面反射板的集热效果比上述二者都好，能提高太阳能利用率14%~16%左右。采用了该结构的中温太阳能集热器，其工作温度在80℃～160℃之间，瞬时效率截距达到0.66以上，当工作在120℃时，其效率截距达到0.49以上。

上述凹面反射板的集热曲面板的横截面还可以为一圆渐开线或复合抛物线，两个弧面部在其对应的集热管上的投影面积等于该集热管的表面积，在该条件下其集热效率更高。所述弧面部的反射镜面采用高反射镜面，这里的高反射镜面指镜反射率大于0.70的反射镜面，优选反射率高于0.80反射镜面，可以进一步提高弧面部的反射效率。

集热曲面板13还可以为圆形焦斑聚光板或渐开线型聚光板，该集热曲面板的横截面为一圆渐开线或复合抛物线。当阳光沿小于临界角角度入射时，圆形焦斑聚光板可以确保全部入射太阳光光投射在圆形集热管（真空管）上。而渐开线型聚光板可以确保任何角度的入射太阳光都会投射到与之对应的圆形集热管（真空管）上。

反射板12也可以为一个整体的反光弧形板，所述反光弧形板形成两个以上的集热曲面板，每一集热曲面板将太阳光反射至与该集热曲面板对应的集热管，将多个集热曲面板一体化设计，其提高集热效率的效果和上述方案相同，且安装拆卸方便，但加工过程比较麻烦，不能对反射板12的位置微调，也会造成一定的材料浪费，因此并非最佳方案。

U型管11的材质为抗氧化能力强的金属材料，U型管的材质为铜、铜镍合金或不锈钢中的任一种。生产中可以根据使用环境和成本的综合考虑来判断具体使用哪一种，相对来说，不锈钢材料的成本较低，机加工性能好，便于加工处理。U型管11外表面设有一抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为镀锌涂层、镀镍涂层、镀铬涂层、镀铝涂层中的任一种或两种以上的组合。U型管添加抗氧化涂层，在U形管基体材料的性能方面要求较低，可以拓展U型管选材的范围。上述两种方式都可以有效改善U型管11的抗氧化能力，按照前文所述的方式提高阳光利用率，其工作温度较高，在80℃～160℃之间，原有的U型管材质不能适应新的工作温度，会大幅减少使用寿命，因此，改进U型管材质在高温环境下的抗氧化能力非常重要。

箱体1的盖板4与边框2的连接处设有密封条14，集热管7与联箱5的连接处设有密封圈15，密封良好，形成温室，可以减少热量损耗，提高集热效率。

盖板4上设有增透膜，盖板可以防止灰尘污染反射板，增透膜可以减少太阳光照射的无谓损耗，确保集热效果。

联箱5内联集管6周围设有保温层16，联箱5内的间隙中填充有保温材料，防止联集管6中的热量流失，确保集热效果。

集热管7为工作温度80℃~160℃之间的中温集热管，生成的热水温度较高，集热效果更好，适用领域更加广泛，便于大规模推广。

本实用新型可以根据实际需要采用将集热管安排成竖单排结构、横单排结构或横双排结构。如图4所示为本实用新型具有横单排结构集热管的中温太阳能集热器结构示意图，如图5所示为本实用新型具有横双排结构集热管的中温太阳能集热器结构示意图。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种中温太阳能集热器，包括箱体，所述箱体包括边框、底板和盖板，所述箱体内设有联箱和集热管组，所述联箱内设有联集管，所述集热管组包括两根以上彼此平行的集热管，每根集热管通过尾架固定在箱体的尾座上，每一集热管内设有一通过导热片固定在该集热管内的U型管，每一U型管都与所述联集管相连接，其特征在于，所述箱体的底板上设有用于将太阳光反射至集热管的反射板。

2.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述反射板为一个与所述集热管组整体相对应的平面反光板。

3.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述反射板为一反光弧形板，所述反光弧形板形成两个以上的集热曲面板，每一集热曲面板将太阳光反射至与该集热曲面板对应的集热管。

4.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述反射板为两个以上的集热曲面板，每一集热曲面板将太阳光反射至与该集热曲面板对应的集热管。

5.如权利要求3或4所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述集热曲面板的横截面为一圆渐开线或复合抛物线。

6.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述U型管外表面设有一抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为镀锌涂层、镀镍涂层、镀铬涂层、镀铝涂层中的任一种。

7.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述U型管的材质为抗氧化能力强的金属材料，所述U型管的材质为铜、铜镍合金或不锈钢中的任一种。

8.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述箱体的盖板与边框的连接处设有密封条，所述集热管与联箱的连接处设有密封圈，所述盖板上设有增透膜。

9.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述联箱内联集管周围设有保温层，所述联箱内的间隙中填充有保温材料。

10.如权利要求1所述的中温太阳能集热器，其特征在于，所述集热管为工作温度80℃~160℃之间的中温集热管。