[發明專利]一種螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組

在審

• 申請號: 201710274523.9
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN106918150A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 張繼承
• 申請（專利權）人: 張繼承
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/10;F24J2/46
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 耿梁

技術領域

本發明屬于太陽能集熱技術領域，尤其是涉及一種螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組。

背景技術

眾所周知，漸開線具有聚集陽光的功能，利用漸開線曲線為截面型線制作的線性聚光器，可以把密度較低的陽光聚集到一個較小的面積上，通過光熱轉換實現較高溫度，技術成熟，常用光熱轉換部件是全玻璃真空管，但是，全玻璃真空管具有不能承受較高壓力的弱點，長期實踐中人們采取很多方法來克服這一弱點。圖1是利用U型管制作的換熱器，使用中暴露出許多缺點：一是每支U型管對應一支全玻璃真空管做一個180°循環，吸熱不充分，溫升值較小；二是光輻射變化較大時，尤其是采用聚光集熱時，管內容易形成過高溫，集熱效率較低，而且影響真空管的使用壽命，不能輸出高溫熱源。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種設計合理，吸熱充分的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：本螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組包括全玻璃真空管，所述的全玻璃真空管設置在支架上，所述的全玻璃真空管內設有單獨螺旋U型管，所述的單獨螺旋U型管首尾相接形成螺旋串流管組件，所述的螺旋串流管組件的一端管頭與低溫分流管相連通，螺旋串流管組件的另一端管頭與高溫匯流管相連通，所述的全玻璃真空管的下方設有聚光反射器組件。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的螺旋串流管組件包括螺旋設置的單獨螺旋U型管，單獨螺旋U型管由一根金屬管做至少三次180°的U型回轉形成。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的單獨螺旋U型管為U型等距回轉，且回轉半徑均為R，全玻璃真空管的內圓直徑為2r。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的單獨螺旋U型管的U型回轉部分為U型彎，U型彎之間的最大長度L1小于全玻璃真空管的內管長度50±2mm，三個U型彎都在全玻璃真空管的內部。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的金屬管的長度為d，所述的單獨螺旋U型管的最大寬度為h，單獨螺旋U型管的螺旋高度為H，H＝2.5d。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的單獨螺旋U型管的中軸線和全玻璃真空管的中軸線處于同一縱向平面上，且兩個中軸線之間的距離為M1，兩單獨螺旋U型管的相接處水平延伸形成分界線，分界線之間的距離M2，M1＝M2，M2大于聚光反射器組件的最大開口寬度3±0.5mm。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的聚光反射器組件以全玻璃真空管內圓直徑2r為基圓，基圓上點K作順時針或者逆時針滾動得到左右兩翼漸開線，對稱的分布在聚光軸的兩側，展開角θ＝11π/12；漸開線長度等于11πr/6。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的聚光反射器組件包括左右兩翼的反光基板，所述的反光基板的內側面設有反光鏡，所述的反光鏡包括高透光率柔性塑料層，所述的高透光率柔性塑料層的一面設有反射層。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的反光基板的邊部向內側翻轉形成扣槽，所述的扣槽的開口寬度為m，扣槽的內側弧長S＝11πr/6，所述的高透光率柔性塑料層的厚度為0.5mm至1.2mm，所述的反光鏡的厚度為m，反光鏡的型線與直徑2r的基圓漸開線相同，弧長S＝11πr/6。

在上述的螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組中，所述的全玻璃真空管的尾部插入尾托，所述的全玻璃真空管的管口用密封圈密封后與保溫箱插接，所述的保溫箱內設有低溫分流管和高溫匯流管，低溫分流管和高溫匯流管分別通過鎖緊接頭與螺旋串流管組件固定連接，所述的保溫箱內填充有保溫棉。

與現有的技術相比，本螺旋串流管換熱聚光式太陽能中低溫集熱模組的優點在于：適用于聚光式中低溫太陽能集熱，并由該種熱源模組組成大面積太陽能集熱系統，實現高品質的太陽能中低溫熱源，能夠連續輸出150℃左右的中低溫介質，能夠承受較高的長時工作壓力，不需要光跟蹤即可全天候聚光集熱，加工簡潔，快速裝配，集熱效率高，成本低，便于大面積運輸安裝，便于維護維修。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。