CN2557882Y - 平板式太阳能聚光集热器 - Google Patents

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Abstract

一种平板式太阳能聚光集热器，其特征是所述带有翅片的金属集热管的外表面至少设有三片翼状翅片的结构，以增大吸热面积，所述聚光器的聚光槽凹曲面的截面为依次由圆弧、抛物线、渐开线及圆弧组成的以抛物面为主的复合(抛物)凹曲面的结构，以便于将太阳光线汇聚到位于焦点处的集热管上。本实用新型集热器，具有升温快，聚光器槽内运行温度高，隔热性好，热效率高，其日均效率可达60％左右，制造工艺简单，装配容易，不必配用太阳跟踪装置的情况下，一年四季都能将入射阳光汇聚到集热管(吸热体)上，以获得热水甚至开水，该集热器成品坚固耐用，安装方便，可镶嵌在屋面上替代部分瓦片和隔热层使用，不易破损，是一种理想的建筑节能构件。

Description

平板式太阳能聚光集热器
技术领域：本实用新型涉及利用太阳能的集热器，特别是一种平板式太阳能聚光集热器。
背景技术：为了减少利用矿物燃料，减轻大气污染和会让地球变暖的二氧化碳的排放量，各国都在尽量利用太阳能、风能、海浪和潮汐、地热能等再生能源进行发电或取暖。我国太阳能资源比较丰富，近几年，人们开发出越来越多利用不污染环境的太阳能集热器和热水器。这些太阳能集热器或热水器有采用全玻璃真空集热管式的、热管式真空集热管式的和平板式太阳能集热器等种类。其中全玻璃真空管(或热管式真空集热管)以其高吸收低反射已被众多的太阳能厂家采纳用于制造组装太阳能热水器。但制造质量高的全玻璃真空管对涂层和真空度要求较高，设备投入多，生产成本较高，玻璃管还存在热阻大、不承压、易破碎，用其组装全玻璃太阳能热水器，因玻璃管都要与圆形储热水箱或方形联集管相通，当遇到密封圈老化漏水或一支管破裂，将导致整个系统瘫痪，且组装后的体积较大，难以与建筑物，尤其是坡屋面相结合，即使采用了种种措施将其安装在屋面，还是要影响建筑美观，建筑设计师难以接受。普通平板式太阳能集热器组装后虽较工整规范、适宜与坡屋面相结合，但也存在热损系数大，升温不高，冬季难以供应热水，其玻璃盖板易破损等问题。
另，目前有人设计出一种聚光型的太阳能(聚光)集热器(见中国专利授权公告号CN2360802Y)，它是由壳体、隔热层、带
Figure Y0221770100031
形的吸热板片(或称翅片)的集热管(亦称吸收体)，由曲面反射片制成的聚光器(其截面为截短的复合抛物线形状)及玻璃盖板等构成，该技术可达到比较高的运行温度，可广泛用于太阳能热水器(或采暖用)、太阳制冷空调、太阳能海水淡化、其他太阳能工业加热等领域。
本实用新型的目的是提供一种平板式太阳能聚光集热器，使得具有升温快、热效率(或日均效率)更高(高于现有玻璃真空集热管的)，制造工艺设备更简单，一年四季均可使用，坚固耐用，安装方便，可镶嵌在屋面上，可替代部分瓦片和隔热层使用。
本实用新型是以如下技术方案实现的：它仍包括壳体边框、构成隔热体的保温隔热层，由反射片制成的聚光器(聚光槽)，位于聚光器焦点处的带有吸热翅片的集热管和盖板构成，聚光器及保温隔热(体)层固定在壳体上，其特征是所述带有翅片的金属集热管的外表面至少设有三片翼状翅片(亦称吸热板)的结构，以增大吸热面积，所述聚光器的聚光槽凹曲面的截面为依次由(数段)圆弧、抛物线、渐开线及圆弧组成的以抛物面为主的复合(抛物)凹曲面的结构，以便将太阳光线汇聚到位于焦点处的集热管上。
采用本实用新型集热器，具有升温快，聚光器槽内运行温度高，隔热性好，热效率高，其日均效率可达60％左右(现有全玻璃真空集热管为50％左右)，制造工艺简单，装配容易，不必配用太阳跟踪装置的情况下，一年四季都能将入射阳光汇聚到集热管(吸热体)上以获得热水甚至开水，所制成的平板式集热器坚固耐用，安装方便，可镶嵌在屋面上替代部分瓦片和隔热层使用，因完全不用玻璃材料，不易破损，是一种理想的建筑节能构件。
以下结合附图实施例对本实用新型的具体结构原理作进一步说明。
图1是本实用新型平板式太阳能聚光集热器的局部结构示意图(集热管设有四个翅片)。
图2是集热管设有三个翅片的结构示意图
图3是多槽并联装配的平板式集热器结构示意图(多个聚光槽并联安装)。
图4是多槽串联装配的平板式集热器结构示意图
其中：1-壳体边框，2-聚光器聚光槽(表面为反射片)，3- 形四翅片集热管，4-保温隔热层(隔热体)，5-双层中空透光保温盖板(亦可用单层透明防雨盖板)，6-上方两个翼状翅片折角，7-底板，8-壳体边框卡槽(用于嵌装透光盖板用)，9-搭接片，10-接水槽支承托，11-卡口(凹槽状)，12-
Figure Y0221770100042
形三翅片集热管，13-圆弧段，14-抛物线段，15-渐开线段，16-圆弧段，17-并联式平板集热器，18-联集管(水管)，19-铜锁母，20-串联式平板集热器，21-铜连通管。
参照附图可知，本实用新型在具体设计制造时还可具有以下几点技术特征：
一、所述集热管可以制成 形的四翅片状结构，或还可制成 形的三翅片状结构。集热管下方的两片(或一片)翅片起吸热作用的同时，还起增强强度、防止加工变形或装配变形的作用。
二、位于集热管上方两侧的两片翼状吸热翅片的末端边缘带有向下的折角6，折角有利于阻拦集热管周围的热气流上升，改善吸热效果。
三、构成聚光器聚光槽2的上表面开口宽度大于其深度，从而不必配用太阳跟踪装置，一年四季能将入射阳光汇聚到集热管吸收体上。
四、所述安装在集热器向阳面的盖板为双层中空透光盖板5，有利于保温隔热，使聚光槽内保持长久的中高温环境，提高日均效率(热能利用率)。
五、所设的隔热层4位于反射片背阳面和壳体之间，隔热层制成与聚光槽及其反射片的凹曲面相吻合的复合(抛物)凹曲面的结构，隔热层4可采用发泡保温材料一次成型。
六、构成外壳体的边框四周边上设有搭接片9及其接水槽支承托10和卡口11，便于在坡屋面的安装固定及相邻边框之间的搭接固定，防止交接处渗水，当将其镶嵌在屋面上后可替代部分瓦片和隔热层。
七、在装配时既可制成并联式的平板(聚光)集热器17，也可制成串联式的平板(聚光)集热器20。
本实用新型的集热管及其翼状吸热翅片外表面涂有吸热涂层，集热管内可通水或其它导热工质，可用于太阳能热水器、采暖、或其他太阳能工业加热等领域。本实用新型在安装时，可用联集管18将平行排列的集热管3连成并联式的(见图3)，联集管18两端用铜锁母19与其它相邻的集热器模块联接，可形成大面积的平板式集热器，适合于集中供热使用。另外，还可用铜连通管21将平行排列的集热管接成串联式的(见图4)，用来兼当窗台雨披使用，此种联接供热方式可产生沸水蒸汽。

Claims (8)

1、一种平板式太阳能聚光集热器，它包括壳体边框(1)、构成隔热体的保温隔热层(4)，由反射片制成的聚光器聚光槽(2)，位于聚光器焦点处的带有吸热翅片的集热管和盖板构成，其中聚光器及保温隔热层固定在壳体上，其特征是所述带有翅片的金属集热管的外表面至少设有三片翼状翅片的结构，所述聚光器的聚光槽(2)凹曲面的截面为依次由圆孤、抛物线、渐开线及圆弧组成的以抛物面为主的复合凹曲面的结构以便于太阳光线汇聚到位于焦点处的集热管上。
2、根据权利要求1所述的平板式太阳能聚光集热器，其特征是所述集热管可以制成
Figure Y0221770100021
形的四翅片状结构，也可制成 形的三翅片状结构。
3、根据权利要求1所述的平板式太阳能聚光集热器，其特征是位于集热管上方两侧的两片翼状吸热翅片的末端边缘带有向下的折角(6)。
4、根据权利要求1所述的平板式太阳能聚光集热器，其特征是构成聚光器的聚光槽(2)的上表面开口宽度大于其深度。
5、根据权利要求1所述的平板式太阳能聚光集热器，其特征是所述安装在集热器向阳面的盖板为双层中空透光盖板(5)。
6、根据权利要求1所述的平板式太阳能聚光集热器，其特征是所设的隔热层(4)是制成与聚光槽及其反射片的凹曲面相吻合的复合凹曲面的结构，隔热层可采用发泡保温材料一次成型。
7、根据权利要求1所述的平板式太阳能聚光集热器，其特征是构成外壳体的边框四周边上设有搭接片(9)及其接水槽支承托(10)和卡口(11)。
8、根据权利要求1所述的平板式太阳能聚光集热器，其特征是在装配时既可制成并联式的平板聚光集热器(17)，也可制成串联式的平板聚光集热器(20)。
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