[發明專利]太陽能中高溫真空集熱板

在審

• 申請號: 201610521911.8
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN107543326A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 潘佩昌
• 申請（專利權）人: 潘佩昌
• 主分類號: F24S40/00
• 分類號: F24S40/00;F24S23/71;F24S10/40;F24S10/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域：

本發明是涉及太陽能熱轉換方面的，尤其是由矩形玻璃空腔、中空黑金屬板、真空隙、密封金屬連通端蓋、液體進出金屬管、絕熱填充材料構成的太陽能高溫真空集熱板。

技術背景：

目前，高溫熱利用方面，市場應用的產品是直熱式高溫真空集熱管，其工作溫度一般在在350℃以上。在太陽能中溫熱利用方面，市場應用的產品是旁熱式玻璃真空熱管，其工作溫度一般在100℃至250℃之間。

迄今，在太陽能槽式發電中，被國際廣泛采用的高溫真空集熱管(直熱式)，主要是以德國、以色列國家生產的產品。目的是這樣來實現的：在一個玻璃管內，放置一條直徑小于玻璃管、表面涂有光熱吸收材料的金屬管，且使二者的軸線共軸；在玻璃管兩端分別裝配金屬密封緩沖端蓋，玻璃管內的金屬管的兩端分別穿過金屬密封緩沖端蓋、向外延伸幾厘米。在玻璃管與金屬管之間抽成真空。當槽式拋物反射面聚焦后的太陽光透射玻璃管壁后，經過真空間隙照射到表面涂有吸收材料的金屬管外表面上，給金屬管加熱；金屬管的一端流入液體，另一端流出液體的同時，其流出的液體就被加熱。所存在問題：由于這種高溫真空集熱管外表面是圓形曲面，不可避免地存在部分光反射損耗大，致使光熱轉換率低；高溫真空集熱管軸線與拋物反射面的焦焦線之間平行距離可調節范圍極小，安裝精度要求高。

近年來，太陽能干燥、木材加工等行業應用的中溫旁熱式玻璃真空熱管，其目的是這樣來實現的：在橫截面為雙層“U”玻璃管的上部端口，內層與外層 經燒結密封，內外“U”玻璃管之間抽成真空，且在內“U”形玻璃管的外表面濺射一層金屬光熱吸收涂層，即為玻璃真空管。兩端密封的金屬管內充入液體相變材料，即俗稱熱管。為使熱管吸收更多熱量，在熱管徑向上焊接翅片后，再將該翅片熱管插入玻璃真空管內；然后用一翼型玻璃端蓋將熱管及玻璃真空管固定，即成為俗稱的旁熱式玻璃真空熱管。當太陽光垂直透射“U”玻璃管外層后，經雙“U”形管中間的真空入射到內“U”形玻璃管的外表面光熱吸收涂層時，其熱量再傳遞給翅片、熱管；熱管內的液體相變材料相變后，熱量傳遞到體外冷端。存在的問題是：光的透射表面、接收表面皆是圓形曲面，存在部分光反射損耗大，光熱轉換率低；從內“U”形玻璃管、翅片、熱管、相變材料、到冷端傳熱過程來看，熱傳遞損失大；旁熱式玻璃真空熱管反射面的焦焦線之間平行距離可調節范圍極小，安裝精度要求高。

發明內容：

本發明所提供的太陽能高溫真空集熱板，由于太陽光接受面為平面，特別是太陽光垂直入射下光熱轉換率遠高于普通真空集熱管。在槽式拋物反射面聚光器中，該集熱板光接受收面可與聚光器的焦線重合，也可偏離焦線，從而達到吸熱量及溫度可調節目的。

為了解決上述問題，本發明將一塊長條狀的黑金屬中空板安置于等型的玻璃璃空腔中；兩端分別有金屬連通端蓋構成的太陽能高溫真空集熱板。其目的是這樣來實現的：橫截面為矩形、上下表面為凸、凹不平的對稱面長條狀黑金屬板，在該黑金屬板的長度方向上、即矩形橫截面垂的方向的中心，均勻排布圓形通孔，形成黑金屬中空板。該黑金屬中空板放置于相似型體的玻璃腔體內，利用兩個完全相同的金屬密封端蓋把黑金屬中空板、玻璃腔體密封后，再將黑金屬中空板、玻璃腔體之間抽成真空，即構成的太陽能高溫真空集熱板。當太 陽光從該太陽能高溫真空集熱板上下玻璃面透射，經真空腔隙入射到黑金屬中空板凸凹吸收面上，黑金屬中空板吸收熱量、溫度升高。又當液體從與金屬密封端蓋相通的液體進管流入，另一端流出后，黑金屬中空板吸收的熱量傳遞給液體，從而使液體溫度升高。當太陽光垂直入射到太陽能高溫真空集熱板上，幾乎無光反射，達到光接收最大。而又根據槽式拋物反射面聚光器的焦線上溫度最高；偏離焦線以外時，隨偏離的距離增加，溫度逐步降低的特點；則需調節太陽能高溫真空集熱板陽光入射面與槽式拋物反射面的焦線平面距離，即可獲得不同的溫度。從而達到光熱轉換率高于一般管式高溫真空集熱器，而且溫度可調的目的。

為了進一步說明上述任務，以下結合附圖實施例做更詳盡說明。

附圖1，市售直熱式高溫真空吸熱管示意圖。

附圖2，市售旁熱式中溫真空吸熱管示意圖。

附圖3，直熱式高溫真空吸熱板立體示意圖。

附圖4，直熱式高溫真空吸熱板縱剖示意圖。

具體實施方式：