[發(fā)明專利]雙效加熱太陽能集熱器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710195029.X
• 申請日: 2007-12-11
• 公開（公告）號: CN101178259A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳開碇;馬俊安;李峰;賀建彪
• 申請（專利權(quán)）人: 河南桑達能源環(huán)保有限公司
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/46
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所
• 代理人: 時立新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能集熱器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的一種太陽能集熱器主要由集熱管、上、下支架和介質(zhì)流入管道及介質(zhì)排放管道構(gòu)成，數(shù)個集熱管間隔并列設(shè)置；作為其核心部件的集熱管的結(jié)構(gòu)是：在玻璃管內(nèi)套裝一根兩端敞口的吸熱管，吸熱管的兩端均伸出玻璃管外，玻璃管的兩端與吸熱管間封閉，使玻璃管與吸熱管之間形成密閉空間，并將該密閉空間抽為真空，在吸熱管的表面沉積光譜選擇性吸收涂層；集熱管可以通過吸熱管伸出的兩端方便地安裝在上、下支架之間，吸熱管的一端作為介質(zhì)入口與介質(zhì)流入管道連通，吸熱管的另一端作為介質(zhì)出口與介質(zhì)排放管道連通。這種結(jié)構(gòu)的集熱器，其集熱管真空夾層可以有效地抑制真空管內(nèi)因空氣的傳導(dǎo)和對流造成的熱損失，光譜選擇性吸收涂層具有低的紅外發(fā)射率，可明顯地降低吸熱管的輻射熱損失，因而該集熱器具有較高的集熱率和低的熱損失特性，被廣泛地使用。盡管如此，該種集熱器還是受到它結(jié)構(gòu)的限制不能最大程度地集熱、得熱，因為介質(zhì)從流入管道進入集熱管后，僅經(jīng)過吸熱管單程一次加熱后就從吸熱管直接排出，再通過介質(zhì)排放管道送入需要熱介質(zhì)的地方，介質(zhì)流經(jīng)的可加熱的路程和時間都受到了吸熱管長度的限制，所以介質(zhì)經(jīng)過一次循環(huán)后溫升較小，集熱器的集熱率及介質(zhì)的吸熱效果也沒有實現(xiàn)最大化；另外，該集熱器中的介質(zhì)是自然流動的，循環(huán)速度較慢，系統(tǒng)溫度也無法根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，使用多為不便。

在太陽能熱利用技術(shù)中，重要的一個技術(shù)關(guān)鍵是如何高效率地收集到太陽光并將其最大化地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽匝芯块_發(fā)新型高效的太陽能集熱器，最大限度地利用太陽能是太陽能熱應(yīng)用領(lǐng)域研究人員始終追求的目標(biāo)，將太陽能熱利用擴大到中溫和高溫供熱系統(tǒng)也是目前太陽能熱利用的一個研究發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種介質(zhì)吸熱效果更好、一次循環(huán)溫升更大、集熱率更高的雙效加熱太陽能集熱器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：雙效加熱太陽能集熱器，包括上、下支架和并列間隔設(shè)置的集熱管以及與上支架平行設(shè)置的介質(zhì)流入管道，集熱管包括玻璃管和套裝在玻璃管內(nèi)的外層吸熱管，外層吸熱管的兩端分別伸出玻璃管的對應(yīng)端，集熱管通過外層吸熱管伸出的兩端安裝于上、下支架之間，外層吸熱管與玻璃管之間為真空夾層，所述上支架內(nèi)設(shè)有介質(zhì)排放管道；集熱管還包括兩端開口的內(nèi)層吸熱管，外層吸熱管的下端為封閉端，外層吸熱管上端的封頭上設(shè)有與介質(zhì)排放管道連通的介質(zhì)出口和內(nèi)層吸熱管的插入口，內(nèi)層吸熱管通過插入口插裝在外層吸熱管內(nèi)，內(nèi)層吸熱管的下端與外層吸熱管封閉端有一設(shè)定距離，內(nèi)層吸熱管的上端伸出外層吸熱管并與介質(zhì)流入管道連通；在外層吸熱管與內(nèi)層吸熱管之間設(shè)有支撐體，支撐體上有介質(zhì)過道。

在介質(zhì)排放管道的出口還設(shè)有泵體。

外層吸熱管端部與上、下支架之間設(shè)有密封體，在內(nèi)層吸熱管位于介質(zhì)流入管道與上支架之間的部位設(shè)有密封體。

玻璃管、內(nèi)層加熱管和外層加熱管三管同心安裝。內(nèi)層加熱管、外層加熱管的外表面均覆鍍選擇性吸收涂層。所述玻璃管為高硼硅玻璃管。內(nèi)、外層吸熱管由銅管或者不銹鋼管制成，支撐體由銅或者不銹鋼材料制成。

所述支撐體是支撐環(huán)，介質(zhì)通道由支撐環(huán)上沿圓周方向間隔分布的通透孔構(gòu)成。

本發(fā)明中的集熱管采用內(nèi)、外雙層吸熱管結(jié)構(gòu)，介質(zhì)從介質(zhì)流入管道進入集熱管，首先流經(jīng)內(nèi)層吸熱管進行第一次加熱，從內(nèi)層吸熱管下端流出后折流，再流經(jīng)外層吸熱管進行第二次加熱，然后流出集熱管進入介質(zhì)排放管道送至需要熱介質(zhì)的場所。該集熱器實現(xiàn)了對介質(zhì)的兩次加熱，在集熱管規(guī)格一定的情況下，介質(zhì)所經(jīng)歷的加熱距離和加熱時間都增加了一倍，因此介質(zhì)吸熱效果更好，一次循環(huán)溫升更大，集熱器的集熱率更高。

裝置中配置的泵體用于加速介質(zhì)的流速，使得系統(tǒng)中的熱介質(zhì)循環(huán)得更快，同時可通過對泵體速度的控制實現(xiàn)對系統(tǒng)溫度的控制，以適用不同情況下的太陽能采暖、太陽能干燥及其它需用太陽能熱的系統(tǒng)。設(shè)置密封墊是為了整個裝置的密封更嚴密，防止熱量流失。集熱管最外層的玻璃管采用高硼硅玻璃管中空結(jié)構(gòu)，透光性好、熱效率高且熱損耗低；內(nèi)層吸熱管與外層吸熱管的材料選用銅管，可有效地提高吸熱效率、使介質(zhì)溫度上升得更快，并且承壓能力大、耐熱沖擊性能好；內(nèi)、外層吸熱管表面均覆鍍選擇性吸收涂層，同樣使熱效率更高。本發(fā)明為逐步擴大太陽能熱利用的溫度范圍打下了技術(shù)基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中B-B剖視圖；

圖3是本發(fā)明中的集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中A-A截面圖。

具體實施方式