[發明專利]一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置

在審

• 申請號: 201911026522.8
• 申請日: 2019-10-26
• 公開（公告）號: CN110686415A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 刁彥華;王澤宇;趙耀華;王騰月
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S23/71;F24S60/30;F24S70/20
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張立改

1.一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置，其特征在于，主要構件包括：太陽能真空管、復合拋物面聚光器、搭接結構的平板微熱管陣列、材料儲罐、儲熱材料、換熱翅片和取熱水管。

所述太陽能真空管有兩種形式，其一為內表面噴涂選擇性吸收涂層的傳統，或其二為內表面無涂層的透明玻璃真空管；

所述復合拋物面聚光器位于太陽能真空管的下面，復合拋物面聚光器的軸向長度方向與太陽能真空管軸向長度方向一致，復合拋物面聚光器與自身軸向方向垂直的截面為鏡面對稱結構，是由一段拋物線和一段圓的漸開線連接而成，圓的漸開線是以太陽能真空管的最低端的一點O為起點的太陽能真空管外圓的向兩邊的對稱發展的兩條圓的漸開線；在對稱結構的一邊右側，圓的漸開線上的某一點O₁開始連接一段拋物線，拋物線的另一端為B；在對稱結構的左側，圓的漸開線上的某一點O₂開始連接一段拋物線，拋物線的另一端為C；O₁C連線與對稱軸即光軸之間的夾角θ_a為接收半角，且O₁C連線與真空管內圓截面相切于F₁，設計時選定F₁為拋物面鏡面O₁B的焦點，拋物線頂點為O₁，保證漸開線與拋物線之間光滑連接；一般情況下，接收半角θ_a與鏡面高度H之間的變化十分陡峭，即θ_a有變化很小時，H變化很大，為經濟性考慮，需將鏡面高度進行截短至合理的H_t，H_t為小于H的某值，即可獲得實際的鏡面線型；復合拋物面的內側面為高反射率的鏡面；

所述搭接結構的平板微熱管陣列為相鄰的兩段平板微熱管陣列采用端部疊加搭接的形式進行機械連接或焊接，搭接成平板直線結構，搭接面之間填充導熱硅膠，并將該搭接式平板微熱管陣列分為三段分別位于不同位置：其第一段插入至玻璃真空管中；第二段封裝于材料儲罐中，并在該段平板微熱管陣列正面和背面貼附強化換熱翅片，儲熱材料封裝于材料儲罐中，儲熱材料封與強化換熱翅片外表面相接觸；第三段直接伸出材料儲罐儲罐外，與多通道扁管貼合在一起；當太陽能真空管為透明玻璃管時，插入玻璃真空管中的平板微熱管陣列表面應噴涂或貼附選擇性吸收涂層；所述多通道扁管為取熱水管。

2.按照權利要求1所述的一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置，其特征在于，所述多通道扁管為平板型液體管道，為一種多通道扁管。

3.按照權利要求1所述的一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置，其特征在于，所述儲熱材料可以是顯熱儲熱或相變儲熱材料。

4.按照權利要求1所述的一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置，其特征在于，所述的材料儲罐應在底板與頂板加工有定位和安裝平板微熱管陣列的矩形通孔；平板微熱管陣列由材料儲罐向上和向下各伸出一定長度，安裝時，通孔部位用橡膠圈擠壓密封，并涂抹密封膠用以防止儲熱材料泄漏。

5.按照權利要求1所述的一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置，其特征在于，所述材料儲罐和取熱水管外表面設置保溫材料，其厚度應根據其熱性能和價格綜合確定。

6.按照權利要求1所述的一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置，其特征在于，在吸收太陽能并儲存在儲熱材料中時，還可同時提取熱量，做到蓄、放熱同時進行；在吸收太陽能時，宜根據當地緯度加減10°朝南放置。

7.按照權利要求1所述的一種應用復合拋物面聚光器的真空管-微熱管陣列太陽能集熱-儲熱一體化裝置，其特征在于，所述平板微熱管陣列為金屬鋁一次性按壓形成，內部兩個或兩個以上并列的微型熱管，所述各微型熱管內壁均設有微翅片，相鄰微翅片間形成微型槽道結構。