[發(fā)明專利]一種真空集熱管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710212423.3
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106839473A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;黃寧寧;丁林;殷謙;楊嵩;姜牧笛;朱守昕
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的集熱管，可應(yīng)用于家用太陽能熱水器，海水淡化，醫(yī)用消毒等等，特別是適用于非跟蹤裝置系統(tǒng)的太陽能聚光集熱的裝置，屬于太陽能集熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽能作為一種清潔、無污染的可再生能源，其開發(fā)和利用被認(rèn)為世界能源戰(zhàn)略的重要組成部分，特別是在應(yīng)對能源危機(jī)、環(huán)境污染等挑戰(zhàn)性問題時，其高效開發(fā)利用顯得更為重要。

早在80年代我國就已經(jīng)研制出了家用太陽能熱水器，在此后二三十年內(nèi)家用太陽能熱水器得到了普及幾乎成為家家戶戶的必需品；在十三五規(guī)劃中，太陽能熱發(fā)電在國家政策的扶持和推崇下迎來了發(fā)展的春天，太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目的批準(zhǔn)、大批課題的發(fā)放研究。

太陽能集熱系統(tǒng)是太能熱技術(shù)領(lǐng)域中一個重要組成部分。由于太陽能的能源特性，比較分散且不穩(wěn)定，設(shè)法聚光以提高能流密度很重要，太陽能集熱器是一種將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備，是各種利用太陽能裝置的關(guān)鍵部分。根據(jù)用途不同，集熱器及其匹配的系統(tǒng)類型分為許多種，名稱也不同，如用于炊事的太陽灶、用于產(chǎn)生熱水的太陽能熱水器、用于干燥物品的太陽能干燥器、用于熔煉金屬的太陽能熔爐，以及太陽房、太陽能熱電站、太陽能海水淡化器等等。

目前廣泛使用的集熱管有全玻璃式真空集熱管和金屬式真空集熱管。真空集熱管在市場上大熱，為了提高效率許多學(xué)者提出與CPC板相結(jié)合進(jìn)行聚光，但CPC板制作復(fù)雜，而且會存在變形影響聚光效果。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有相關(guān)集熱管的缺陷，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)簡化結(jié)構(gòu)減少光損提高集熱溫度的新型真空集熱管。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種真空集熱管，包括外玻璃管、反射涂層、熱管、夾套，所述外玻璃管的輪廓曲線分為復(fù)合拋物面聚光曲線段和半圓曲線段，反射涂層噴涂在外玻璃管內(nèi)側(cè)的復(fù)合拋物面聚光曲線部分，外玻璃管與熱管之間抽真空，熱管內(nèi)部抽真空。

優(yōu)選的，所述外玻璃管的輪廓曲線分為復(fù)合拋物面聚光曲線段和半圓曲線段。

優(yōu)選的，在外玻璃管內(nèi)側(cè)的復(fù)合拋物面聚光曲線部分通過磁控濺射的制作工藝噴涂反光銀膜。

優(yōu)選的，所述外玻璃管的橫截面的半圓的直徑為110mm。

優(yōu)選的，所述外玻璃管輪廓中的復(fù)合拋物面聚光曲線截短比為0.414，復(fù)合拋物面聚光曲線的接收角選取為45°，新V段的斜率為0.65。

優(yōu)選的，所述熱管為玻璃型熱管，內(nèi)部抽真空，外側(cè)涂有選擇性吸收涂層。

優(yōu)選的，所述熱管的蒸發(fā)端直徑為28mm，冷凝端直徑為28mm。

優(yōu)選的，所述熱管的真空度為10^-2Pa。

優(yōu)選的，所述外玻璃管和熱管之間的真空度小于0.05Pa。

優(yōu)選的，熱管為玻璃熱管，其距離復(fù)合拋物面聚光曲線段的開口4.55mm。

有益效果：

1)外玻璃管的輪廓曲線為圓與新V型CPC曲線的結(jié)合，新V型CPC曲線段部分噴涂反光銀膜，在本發(fā)明中可以使結(jié)構(gòu)部件減少，簡化加工工藝。

2)本發(fā)明的CPC曲線段部分噴涂反光銀膜，使CPC反光板成為固件，規(guī)避了原本的CPC鋁板時間長了易變形的影響聚光效率的問題。

3)CPC反光板成為固件后也避免了由于玻璃與高溫金屬相接觸引起破損點(diǎn)的問題

4)反光銀膜的反光效率可以到達(dá)90％而鋁板只能達(dá)到80％左右，可以大大提高聚光效果。

5)本發(fā)明的CPC反射銀膜相比普通的CPC可以提高集熱效率5％以上。

6)該設(shè)計科學(xué)、簡單、合理，聚光效果好，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，成本低，易推廣。

附圖說明

圖1是真空集熱管剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是真空集熱管主視圖。

圖3是玻璃熱管主視圖。

圖中1是外玻璃管，2是反射銀膜，3是熱管，4是夾套，5是選擇性吸收涂層。

復(fù)合拋物面聚光曲線——CPC曲線，該曲線段涂有選擇性吸收涂層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

工作原理：最大接收角范圍內(nèi)的太陽入射光線穿過外玻璃管1直接到達(dá)新V型復(fù)合拋物面段反光銀膜2或熱管3、吸熱板1，到達(dá)新V型復(fù)合拋物面段反光銀膜2的光線經(jīng)過反射到達(dá)熱管3。