[發明專利]一種智能溫控自適應的太陽能輔助加熱系統

無效

• 申請號: 201410298475.3
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104075457A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 孫福振;張龍波
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/05;F24J2/24;F24J2/46;F24J2/48
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種智能控制太陽能集熱器系統，屬于F24J太陽能利用領域。?

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1×10?¹⁸?kW·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，尤其是提供一種高吸收率的吸熱涂層，提高太陽能的吸熱能力。

?為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種太陽能集熱器，包括集熱管和水箱，所述集熱管用于吸收太陽能的熱量以加熱水箱中的水，所述集熱器為玻璃真空集熱管，玻璃真空集熱管包括內管、外管和位于內管和外管之間的真空層，所述內管包括玻璃基管，所述玻璃基管的外表面涂敷吸熱層；所述外管的外壁呈外凸形狀的凸透鏡，所述的凸透鏡均勻分布在外管的外壁上，所述凸透鏡的焦點落在內管的吸熱層上，以增加太陽能的吸收。

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。

一種太陽能集熱器系統，包括太陽能集熱器和熱利用裝置，所述太陽能集熱器是前面所述的太陽能集熱器。

熱利用裝置為圓弧形封閉式結構的翅片管散熱器，所述散熱器包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過基管中心軸線的第一平面鏡像對稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經過基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設置第二連接片，第一連接片和第二連接片為圓弧型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述圓弧形金屬板的圓心所在的中心軸線與基管的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行；相鄰基管的第一翅片互相平行；

所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長度為L，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關系滿足如下公式：

Sin(A/2)=a*(L/R)²+b*(L/R)+c