CN208846758U - 平板聚光涡流太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了平板聚光涡流太阳能集热器，包括集热器外框、真空管、安装在真空管内的导热管、玻璃面板以及聚光板；所述玻璃面板、聚光板均安装在集热器外框内且形成一个用于安装导热管的腔体，所述聚光板包括以导热管的为基圆的渐开线面板、与渐开线板连接且以以导热管的为基圆的抛物线面板；渐开线面板外侧面的切线与抛物线面板外侧面的切线形成一个锐角，所述锐角的角度为70°。设置的聚光板可以有效的将70°范围内的热光线聚集在真空管内，通过隔离金属环使得真空管与导热管不接触，有效的避免在使用过程中出现爆管；导热管内设置有内螺纹，使得在使用过程中介质将在导热管内产生物流现象，从而充分的将热量进行传递，使得热量损失较少。

Description

平板聚光涡流太阳能集热器

技术领域

本实用新型涉及太阳能集热器技术领域，具体的说，是平板聚光涡流太阳能集热器。

背景技术

太阳能光热技术为未来解决能源问题提供广阔前景，目前太阳能热水器主要有高硼硅玻璃真空管式和高效吸热蓝膜平板式两种，真空管已经发展20多年，镀膜工艺已经很成熟，从单靶到多靶磁控溅射镀膜技术，目前膜层吸热效率已经达到94％以上，低温反射率已经达到6％以下，处于比较理想状态，只要按照成熟工艺严格控制生产过程都可以生产出质量较高的真空管，真空管热水器有着很好的优点，单位面积吸收率高发射率低保温好，特别在较冷地区具有得天独厚的优越性，然而也有明显的缺点，无法与建筑很好的相结合，受管径的局限吸热面积小，双层玻璃吸热效率受到影响，玻璃容易破损先天具有安全隐患，国外真空管式热水器因此而使用较少；平板式热水器具有光照面积大，吸热率高传热快，易与建筑相结合，盖板为钢化超白玻璃没有安全隐患等优点，但也有明显的缺点，吸热面积大散热面积也大所以热平衡温度较低，低温高效，无法获得高温，没有保温能力，为了防止热水结垢要靠介质导热，所以只在南方温度较高地区适用，到目前为止还没有一种热水器能够结合这两种热水器的优点，便于在任何区域推广，又能解决普通热水器从低温向中温发展，并能发展成蒸汽式热水器，同时热水器安装麻烦，零部件较多，又不易维护，无论是普通真空管式还是普通平板式都一样，冬天往往成为摆设，严重依赖电辅助加热，平板热水器蓝膜暴露在空气中衰减很快寿命期大大减短，国内热水器价格战愈演愈烈，太阳能热水器行业处于明显衰退状态。

现有技术中的太阳能集热器使用不稳定、极其易损坏，跟踪电机易出现故障；不能大范围推广应用；安装成本高；不能在北方进行使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供平板聚光涡流太阳能集热器，使用稳定，适用范围广；不易损坏。

本实用新型通过下述技术方案实现：

平板聚光涡流太阳能集热器，包括集热器外框、真空管、安装在真空管内的导热管、玻璃面板以及聚光板；所述玻璃面板、聚光板均安装在集热器外框内且形成一个用于安装导热管的腔体，所述聚光板包括以导热管的为基圆的渐开线面板、与渐开线板连接且以以导热管的为基圆的抛物线面板；所述渐开线面板外侧面的切线与抛物线面板外侧面的切线形成一个锐角，所述锐角的角度为70°。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述渐开线面板为渐开线沿导热管轴心向内旋转一个角度后形成的曲面面板。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述真空管的外侧设置有的保温管，所述保温管的长度与导热管的长度相等。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述真空管两端设置有隔震圈，所述导热管通过隔震圈安装在集热器外框上；所述集热器外框上设置有与真空管一端连通的通孔；所述隔震圈安装在通孔内。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述真空管的数量多个且平行设置；所述聚光板的数量与真空管相等；所述导热管包括安装在每个真空管内的U型管、与相邻两个U型管连接且一体成型的连接管。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述真空管为全玻璃真空管，所述真空管内设置有用于支撑导热管的隔离金属环。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述集热器外框包括环型主框架、安装在环型框架外侧的封闭板以及安装在环形框架内的底板；所述环形主框架的外侧面与封闭板形成用于安装连接管的空腔；所述底板与环形框架形成一个用于安装聚光镜的腔体。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述集热器外框由铝合金制成。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述导热管为设置有内螺纹的金属管。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型设置的聚光板可以有效的将70°范围内的热光线聚集在真空管内，使得聚光倍数为3-5倍；

（2）本实用新型通过隔离金属环使得真空管与导热管不接触，有效的避免在使用过程中出现爆管；

（3）本实用新型的导热管内设置有内螺纹，使得在使用过程中介质将在导热管内产生涡流现象，从而充分的将热量进行传递，使得热量损失较少；

（4）本实用新型在南方和北方均可使用，使用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的三维视图；

图2为本实用新型的聚光板的结构示意图；

图3为本实用新型的平面图；

图4为图3中A-A的剖面图；

其中1-集热器外框，11-玻璃面板，12-封闭板，13-底板，2-聚光板，21-渐开线面板，22-抛物线面板，3-真空管，4-导热管，41-U型管，42-连接管，5-隔震圈，6-保温管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1-图4所示，平板聚光涡流太阳能集热器，包括集热器外框1、真空管3、安装在真空管3内的导热管4、玻璃面板11以及聚光板2；所述玻璃面板11、聚光板2均安装在集热器外框1内且形成一个用于安装导热管4的腔体，所述聚光板2包括以导热管4的为基圆的渐开线面板21、与渐开线板连接且以以导热管4的为基圆的抛物线面板22；所述渐开线面板21外侧面的切线与抛物线面板22外侧面的切线形成一个锐角，所述锐角的角度为70°。所述渐开线面板21为渐开线沿导热管4轴心向内旋转一个角度后形成的曲面面板。

在真空管3内注有液体介质；渐开线面板21外侧面的切线与抛物线面板22外侧面的切线形成一个70°的锐角，可以将开口70°范围内的热光线都聚集在真空管3内，液体介质将从导热管4的一端进入，另外一端出，在此过程中液体介质会将真空管3内的热量带走。

70°范围内的热光线都聚集在真空管3内，使得聚光倍数为3-5倍；所接收到热光线最多，使得热量最多。

所述聚光板2采用镜面铝滚压或冲压成型。

真空管3优选的采用极寒管。

众所周知，渐开线、抛物线具有聚集阳光的功能，利用这两种特性曲线制成的线性槽式聚光器，可以把密度较低的阳光聚集到一个较小的面积内。在这种聚光器的太阳能反射面板上，聚光器对称轴两端各有一段等长渐开线和与这段渐开线相连的抛物线，相连处分别为抛物线的焦点。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1、图3、图4所示，进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述真空管3的外侧设置有的保温管6，所述保温管6的长度与导热管4的长度相等。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述真空管3两端设置有隔震圈5，所述导热管4通过隔震圈5安装在集热器外框1上；所述集热器外框1上设置有与真空管3一端连通的通孔；所述隔震圈5安装在通孔内。

需要说明的是，通过上述改进，设置保温管6有效的避免热量散失。

所述隔震圈5安装在真空管3的端部的外侧面上。真空管3通过隔震圈5安装在通孔内，有效的避免使用过程中所产生的振动，造成真空管3的损坏。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-图4所示，所述真空管3的数量多个且平行设置；所述聚光板2的数量与真空管3相等；所述导热管4包括安装在每个真空管3内的U型管41、与相邻两个U型管41连接且一体成型的连接管42。

所述真空管3为全玻璃真空管3，所述真空管3内设置有用于支撑导热管4的隔离金属环。

需要说明的是，通过上述改进，使用时将U型管41插入到真空管3内，连接管42处于集热器外框1的外侧面上。液体介质通过连接管42的一端进入第一U型管41中，在通过连接管42传递到下一个U型管41中，在液体介质运动的过程中，真空管3内的热量将被液体介质带走。

导热管4的外侧面上均匀的安装有隔离金属环。上述设置使得导热管4与真空管3之间存在间隙、不接触有效的避免在使用过程中，由于温差或其他原因造成爆管现象，造成本设计无法正常使用。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-图4所示，所述集热器外框1包括环型主框架、安装在环型框架外侧的封闭板12以及安装在环形框架内的底板13；所述环形主框架的外侧面与封闭板12形成用于安装连接管42的空腔；所述底板13与环形框架形成一个用于安装聚光镜的腔体。

所述集热器外框1由铝合金制成。

所述导热管4为设置有内螺纹的金属管。

所述保温管6为橡塑保温管6。

需要说明的是，通过上述改进，内螺纹的金属管使得液体介质在管内能够实现涡流现象，相比现有技术，涡流能够更好的将热量带走，避免热量的流失。

封闭板12在导热管安装完毕后安装在环形框架的外侧，使得在使用过程中，热量不会从连接管41处流失。

优选的环形框架的平面的为矩形结构。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

当本设计在北方使用时，安装与所有太阳能热水系统方法一样，平板聚光涡流太阳能集热器导热水管内装上导热油代替水。采用导热油是防止水箱到太阳能集热器这段管道冻坏。

但当水箱在地面，太阳能集热器在房顶，就可以不用导热油，而普通的水便可以。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.平板聚光涡流太阳能集热器，包括集热器外框（1）、真空管（3）、安装在真空管（3）内的导热管（4）、玻璃面板（11）以及聚光板（2）；所述玻璃面板（11）、聚光板（2）均安装在集热器外框（1）内且形成一个用于安装导热管（4）的腔体，其特征在于：所述聚光板（2）包括以导热管（4）的为基圆的渐开线面板（21）、与渐开线板连接且以以导热管（4）的为基圆的抛物线面板（22）；所述渐开线面板（21）外侧面的切线与抛物线面板（22）外侧面的切线形成一个锐角，所述锐角的角度为70°。

2.根据权利要求1所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述渐开线面板（21）为渐开线沿导热管（4）轴心向内旋转一个角度后形成的曲面面板。

3.根据权利要求2所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述真空管（3）的外侧设置有的保温管（6），所述保温管（6）的长度与导热管（4）的长度相等。

4.根据权利要求3所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述真空管（3）两端设置有隔震圈（5），所述导热管（4）通过隔震圈（5）安装在集热器外框（1）上；所述集热器外框（1）上设置有与真空管（3）一端连通的通孔；所述隔震圈（5）安装在通孔内。

5.根据权利要求4所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述真空管（3）的数量多个且平行设置；所述聚光板（2）的数量与真空管（3）相等；所述导热管（4）包括安装在每个真空管（3）内的U型管（41）、与相邻两个U型管（41）连接且一体成型的连接管（42）。

6.根据权利要求5所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述真空管（3）为全玻璃真空管（3），所述真空管（3）内设置有用于支撑导热管（4）的隔离金属环。

7.根据权利要求5或6所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述集热器外框（1）包括环型主框架、安装在环型框架外侧的封闭板（12）以及安装在环形框架内的底板（13）；所述环形主框架的外侧面与封闭板（12）形成用于安装连接管（42）的空腔；所述底板（13）与环形框架形成一个用于安装聚光镜的腔体。

8.根据权利要求7所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述集热器外框（1）由铝合金制成。

9.根据权利要求8所述的平板聚光涡流太阳能集热器，其特征在于：所述导热管（4）为设置有内螺纹的金属管。