[發明專利]一種輔助電加熱自控的環路熱管太陽能系統

無效

• 申請號: 201310500067.7
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103528202A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 陳巖;孫鍥;張樹生;李殿勛;王湛;鹿曄;周玉立;辛公明;張冠敏;趙煒;常威;鄒佩妙;權威;張俊松
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/32;F24J2/24;F24J2/48
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 寧欽亮

技術領域

本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種具有吸收膜的環路熱管式太陽能熱水器。

背景技術

隨著現代社會經濟的高速發展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天然氣等傳統能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規化石燃料造成的環境污染問題也愈加嚴重，這些都大大限制著社會的發展和人類生活質量的提高。能源問題已經成為當代世界的最突出的問題之一。因而尋求新的能源，特別是無污染的清潔能源已成為現在人們研究的熱點。太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，而且資源量巨大，地球表面每年收的太陽輻射能總量為1×1018kW·h，為世界年耗總能量的一萬多倍。世界各國都已經把太陽能的利用作為新能源開發的重要一項，我國政府在《政府工作報告》也早已明確提出要積極發展新能源，其中太陽能的利用尤其占據著突出地位。然而由于太陽輻射到達地球上的能量密度小（每平方米約一千瓦），而且又是不連續的，這給大規模的開發利用帶來一定困難。因此，為了廣泛利用太陽能，不僅要解決技術上的問題，而且在經濟上必須能同常規能源相競爭。太陽能的利用主要有光熱轉化、光電轉化、光化學轉換這三種形式。相比于太陽能光伏產業和光化學轉換的高昂成本與低的能量轉換效率，太陽能熱轉化是一種能量轉換效率和利用率高而且成本低廉、可在全社會廣泛推廣的太陽能利用方式。在太陽能熱利用裝置中，關鍵是要將太陽輻射能轉換成熱能，實現這種轉換的器件稱為太陽能集熱器。

無論哪種形式和結構的太陽能集熱器，都要有一個用來吸收太陽輻射的吸收部件，該部件吸收表面的熱輻射性能對集熱器的熱性能起著重要的作用。表征吸收表面熱輻射性能的物理量是吸收比和熱發射比，前者表征吸收太陽輻射能的能力，后者表征自身溫度下發射輻射能的能力。前者越高后者越低，表明吸熱效果最好。

發明內容

本發明旨在提供一種高吸收率太陽能系統，尤其是提供一種環路熱管的高吸收率的太陽能熱利用系統，提高太陽能的利用能力。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種環路熱管式的太陽能熱水器系統，包括太陽能熱水器和熱利用裝置，所述太陽能熱水器包括集熱器、水箱和環路熱管，其中環路熱管的蒸發端設置在集熱器中，環路熱管的冷凝端設置在水箱中；集熱器吸收太陽能的熱量，加熱環路熱管的蒸發端，蒸發端經過循環進入環路熱管的冷凝端，冷凝端進行放熱，加熱水箱中的水，冷凝端放熱完成后再循環進入熱管的蒸發端進行加熱；所述集熱器設置金屬集熱管，金屬集熱管包括金屬基管，所述金屬基管的外表面依次覆蓋防腐層和吸熱層。

所述的防腐層涂覆防腐涂料形成，防腐涂料的成分如下：防腐涂料由如下成分組成：片狀鋅粉3.1%，片狀鋁粉2.8%、片狀鎂粉3.3％，氧化鋅為5.8％，鉻酐為4.3％，二丙酮醇為0.4％，丙二醇為0.7%,潤濕分散劑為0.4％，增稠劑為0.15％，消泡劑為0.23％，余量的水；

該種涂料通過噴涂、刷涂、浸涂施涂于基管表面，80±10℃烘干10～60分鐘，280±40℃固化燒結30～60分鐘，形成良好防腐涂層。

所述吸熱層從內向外依次包括紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層，其中紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層的厚度的比例為1:1.5:2；所述紅外反射涂層為Ag；吸熱涂層從內向外依次包括TiAl、Cr、Nb、Zr四層，其中TiAl、Cr、Nb、Zr四層的厚度比例為1:1.1:0.84:1.14；減反射涂層從內向外依次是AlN、TiO₂、Ta₂O₅、SiO₂層，其中AlN、TiO₂、Ta₂O₅、SiO₂層的厚度比例為0.9:1:0.75:1。

基管的材料為鋁合金，所述鋁合金的組分的質量百分比如下：3.0％Cu，1.9％Mg，1.6％Ag，0.6％Mn，0.25％Zr，0.3％Ce，0.23％Ti，0.38％Si，其余為Al。