CN203880975U - 玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器，属于太阳能光热发电技术领域。该玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器包括：壳体，所述壳体为透明；集热管路，所述集热管路互相平行地布置在所述壳体内部，互相并联与母管连接，壳体与集热管路之间设置为真空；吸热翅片，所述吸热翅片紧贴集热管路的表面作为集热器的吸热腔，该吸热翅片为与集热管路匹配的波纹型，且该吸热翅片表面敷设有选择性吸收涂层。具有良好的抗冻能力、更高的集热换热效果、更长的使用寿命和更低的制作成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能光热发电系统，特别涉及一种玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器。
背景技术
能源是社会发展，人类进步的基础。随着工业的发展不断壮大以及人类的需求日益扩大，能源形势日趋紧张，绿色能源被认为是从根本上解决人类能源需求的途径。
其中太阳能因其“储量”无限性，分布普遍性，清洁及经济性的特点而被认为是最具发展潜力的新能源之一。太阳能光热发电的特点是与电网适配性好，光电转换率高，环保可调等，因而成为太阳能利用的重要发展方向。
太阳能光热发电的关键是将太阳光能量积聚化，产生发电所需的温度和能量，因而太阳能光热发电系统的集热器部分成为整个系统的关键，它直接影响光热电转化效率和发电成本的经济性。
现有的太阳能热水集热器具有多种结构，一般可分为板式集热器、真空集热管和热管式真空集热器。板式集热器性价比较高，吸热换热界面处相对平缓，能量分布较均匀，整个界面不存在热点，整体换热较均匀，使用寿命较长，因此板式集热器在太阳能光热领域占据重要的地位，但是板式集热器抗冻性能差，不适于北方地区使用。真空集热管可耐低温-30℃，但是玻璃管件的破损率较高，且低温效能较差，直流方式的真空集热管在夏季有爆管的危险。热管式真空集热器效能较好，但同样存在玻璃管易裂的危险，因此，目前尚未出现一种普适性的，性价比较高的太阳能集热器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器。具有良好的抗冻能力、更高的集热换热效果、更长的使用寿命和更低的制作成本。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器，包括：壳体，所述壳体为透明；集热管路，所述集热管路互相平行地布置在所述壳体内部，互相并联与母管连接，壳体与集热管路之间设置为真空；吸热翅片，所述吸热翅片紧贴集热管路的表面作为集热器的吸热腔，该吸热翅片为与集热管路匹配的波纹型，且该吸热翅片表面敷设有选择性吸收涂层。
优选地，所述集热管路为金属管。
优选地，所述集热管路并联于汇流槽，通过变径接头与母管连接。
优选地，所述集热管路平行等距地布置在所述壳体内部。
优选地，所述壳体为硼硅玻璃。
优选地，所述壳体为圆柱形或椭圆柱形。
优选地，所述壳体外侧壁涂覆增透膜。
优选地，将所述壳体通过真空抽嘴抽真空。
优选地，所述壳体外侧的管路通过包裹保温材料或采用真空保温管进行保温。
优选地，所述壳体内填制蒸散型和非蒸散型吸气剂以维持真空腔的真空度。
本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：平行并联的多根集热管和位于集热管上方的吸热翅片相结合，对射入的太阳光谱设置了光陷阱，提高了集热器的集热换热效率。波浪形的吸热翅片增大了与集热管间的接触面积，使换热面温度分布均匀，由于采用波纹板吸热结构，排管集热器的等效辐射面积比传统单管热靶低，大幅度降低了黑体辐射热损失。平行并联管路流阻小，可以通过循环加热解决温升小的问题，降低系统管路热损耗及系统循环泵功耗，从而提高太阳能集热器的集热换热效率，还简化了制造工艺和保温工艺。真空腔体使得保温效果更好，使得集热器具备更佳的抗冻能力，解决了玻璃管真空封装问题，延长集热器的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型实施例的玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集 热器的剖面正视结构示意图；
图3是本实用新型实施例的玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器的剖面侧视图；
图4是本实用新型实施例的玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器波纹板结构正视图。
图5是本实用新型实施例的玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器波纹板结构侧视图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
参见图1、图2和图3，为该玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器的结构示意图。该玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器包括：多根并联集热管路1，并联集热管路1之间等距平行设置，在太阳能集热器的受光面设置作为槽式吸热腔的吸热翅片2，该吸热翅片2紧贴管路1的表面，并呈波浪形，波浪形翅片形成平行槽式腔体，使得光线进入后形成光陷阱，从而达到更好的换热效果。吸热翅片2表面涂覆选择性吸收涂层3，用于吸收太阳能可见光谱，反射红外光。壳体4，壳体4采用硼硅玻璃形成圆柱形或椭圆柱形，且该壳体表面涂覆有增透膜5，增透膜5用于减少壳体表面太阳光损失，增大太阳光的入射能量。变径连接头7，多根管路1并联于汇流槽6，通过变径接头7与母管8连接。真空抽嘴9，壳体4通过真空抽嘴9抽真空，真空具有较低的气体导热损失，增强了集热器的光热效率。
参见图2，为该玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器的剖面结构示意图。该平行并联集热管路1以n个直径为d的小管排列，替代传统(槽式热靶)直径为D＝nd的单管集热管，并采用金属-高硼玻璃真空封装技术实现真空高温。
首先，在总流量相同的情况下，流速提高了n倍，而换热系数h为：
若定义u为单管热靶的流速，单管换热系数(hi D)与排管热系数(hi d)之比为：
可见，在流速相同的情况下，排管热靶的油膜温差比单管热靶低(1/n) 0.2＝1.37倍(设n＝5)，流量低n倍；管路管径可大幅降低，从而大幅度降低了系统管路热损耗及系统循环泵功耗。
此外，由于采用了波纹板吸热结构，排管热靶的等效辐射面积比传统单管热靶低3倍左右，大幅度降低了黑体辐射热损失。当聚焦比小的情况下，排管热靶的这一优势对系统效率的影响尤其明显。
虽然其真空保温玻璃结构带来了额外的界面反射光损(引入了真空玻璃管透过率)，但却带来两大收益：1)由于真空条件允许采用选择性吸收镀膜，2)降低了强迫对流及自然对流散热损失，提高了系统的热稳定度，且易于维护。
进一步的，本实用新型采用选择性吸收涂层大大降低了辐射、强迫对流及自然对流热损失。在真空情况下，吸收镀膜可保持长期稳定无损，从而提高了系统的耐久性。
参见图4和图5，为该玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器吸热翅片的结构示意图。该玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器实施例的吸热翅片2紧贴集热管路1的表面，并呈波浪形，波浪形翅片形成平行小腔体，使得光线进入后形成光陷阱，从而达到更好的换热效果。吸热翅片2表面涂覆选择性吸收涂层3，用于吸收太阳能可见光，反射红外光，进一步提高集热器的光热效率。
此外，集热器两端进出流母管8外侧可以包裹保温材料，也可以套设真空保温套管保温。
虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
Claims (10)
1.一种玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体为透明；
集热管路，所述集热管路互相平行地布置在所述壳体内部，互相并联与母管连接，壳体与集热管路之间设置为真空；
吸热翅片，所述吸热翅片紧贴集热管路的表面作为集热器的吸热腔，该吸热翅片为与集热管路匹配的波纹型，且该吸热翅片表面敷设有选择性吸收涂层。
2.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述集热管路为金属管。
3.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述集热管路并联于汇流槽，通过变径接头与母管连接。
4.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述集热管路平行等距地布置在所述壳体内部。
5.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述壳体为硼硅玻璃。
6.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述壳体为圆柱形或椭圆柱形。
7.根据权利要求1所述的集热管，其特征在于，所述壳体外侧壁涂覆增透膜。
8.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，将所述壳体通过真空抽嘴抽真空。
9.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述壳体外侧的管路通过包裹保温材料或采用真空保温管进行保温。
10.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述壳体内填制蒸散型和非蒸散型吸气剂以维持真空腔的真空度。
Priority Applications (1)
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| CN201420276733.3U CN203880975U (zh) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | 玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器 |
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| CN105222373A (zh) * | 2014-05-27 | 2016-01-06 | 益科博能源科技（上海）有限公司 | 玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器 |
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