CN202928134U - 一种复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，属于太阳能利用技术领域。本实用新型包括太阳能真空管、热管、复合抛物面聚光槽、耐火胶泥套、管道组件；太阳能真空管安置在复合抛物面聚光槽内，热管固定在太阳能真空管底端装有的耐火胶泥套内，耐火胶泥套使热管得到固定，管道组件安置在太阳能真空管上，热管上端插入管道组件的平行套管内。本实用新型重量轻、可模块化自由组合、安装方便、启动较快、防冻能力强、传热性能好、防结垢、使用可靠、承压高、热损失小、寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能集热器，特别是复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳的辐射功率达3.8 x 1023 kW，其中，约1.08x 1014 kW辐射到地球表面。据估算，太阳在一月之内辐射到地球上的能量，可抵地球上包括石化燃料、原子能等在内的所有不可再生能源总储量的10倍之多，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。我国属太阳能资源相当丰富的国家，国土面积的2/3地区年日照时数大于2200h，单位面积太阳能辐射总量高于5016MJ/m2。开发和利用资源丰富、分布范围极广的太阳能，在给人类提供清洁能源的同时，还能达到零污染及零排放的要求，能极大地加速和促进我国节能减排目标的实现。
太阳能的利用方法是多种多样的，但目前而言，对太阳能辐射的直接热利用是最简单和高效的方式。热管作为一种高效的传热元件，问世以来便得到了迅速的发展，在许多领域中得到了广泛应用。把太阳能真空管和热管相结合组成太阳能真空热管便汇集了两者的优点于一体，太阳能真空热管由于结合了真空管和热管的各自优点，因此它具有防冻能力强、启动快、传热性能好、防结垢、使用可靠、承压高和热损失小等特点。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构新颖、热效率高的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，以解决太阳能集热器启动慢、传热性能差，寿命短等问题。
本实用新型按以下技术方案实现：一种复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，包括太阳能真空管1、热管3、复合抛物面聚光槽4、耐火胶泥套5、管道组件8；太阳能真空管1安置在复合抛物面聚光槽4内，热管3固定在太阳能真空管1底端装有的耐火胶泥套5内，耐火胶泥套5使热管3得到固定，热管3电镀或涂有一层或多层抗氧化的选择性吸收涂层，管道组件8安置在太阳能真空管1上，热管3上端插入管道组件8的平行套管内。
所述热管3与太阳能真空管1顶端用可伐合金6密封，可伐合金6将太阳能真空管1与热管3之间的空间抽成真空。所述热管3放置在复合抛物面聚光槽4的聚焦处。所述热管3的蒸发端两侧装有翅片2，翅片2电镀或涂有一层或多层抗氧化的选择性吸收涂层。所述太阳能真空管1为取消涂层的透平真空管。所述热管3的冷凝端安装有强化换热装置7，如：加纵向翅片（平片或波纹片），针形肋或外螺纹。所述管道组件8由上下两集管及均匀分布于两集管间的一个或多个平行套管组成，下集管设有一个或多个管孔。所述热管3上端通过管道组件8下集管的管孔插入管道组件8上的平行套管内。所述可伐合金6的现膨胀系数与硬玻璃相近。所述热管3中工作流体根据工作温度范围可用水、乙醇、甲醇、丙酮等及其混合物。
工作原理：太阳辐一部分射透过太阳能真空管1，照射到热管3和翅片2上，另一部分射到复合抛物面聚光槽4上，聚光槽反射到热管3和翅片2上，同时，被选择性涂层吸收，温度上升，同时热量传递给热管3热端（蒸发段），热管3内工质吸收热量沸腾蒸发，在压差的作用下，气态的热管工质被压送到热管3冷端（冷凝端）；气态工质在冷端放热凝结，把热量传递给热管3，然后一部分热量直接从热管3传给外侧的被加热流体，而另一部分则传给冷凝端的强化换热装置7，再由强化换热装置7将热量传递给被加热流体，同时在重力作用下，凝结液顺着热管3内壁返流至热管3底部（热端），完成一个循环。
本实用新型具有以下有益效果：
1、该集热器由于采用热管作为传热部件，因此承压能力高、抗冻性强，适用于被加热流体带压的应用场合；
2、安全性能好，能解决全玻璃真空管夏天热爆和冬天冷爆的问题，在外界环境恶劣的情况下也能正常运行；
3、集热效果好，使用复合抛物面聚光槽能增大吸热量；
4、真空管和热管之间抽成真空，能避免玻璃管与内部金属管间的热膨胀差导致的应力，且能有效的减小热损系数，减少热量散失；
5、采用耐火胶泥套对热管进行固定，可有效的防止热管在真空管里的晃动；
6、选择性吸收涂层涂在套管和翅片上，使得集热器对太阳能辐射热量的吸收效果更好，同时可以使真空管玻璃的运行温度下降，在减少热损的同时，能延长真空管的使用寿命；
7、冷凝端加装强化换热装置，能增强集热器的换热效率和换热量，且能有效提高被加热流体的温度；
8、热管冷端的井字形具有套管结构的管道组件能强化换热，可提高集热器效率，同时确保被加热流体的均衡受热。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型太阳能真空管剖视结构示意图。
图中各标号为：1：太阳能真空管、2：翅片、3：热管、4：复合抛物面聚光槽、5：耐火胶泥套、6：可伐合金、7：强化换热装置、8：管道组件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-2所示，一种复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，包括太阳能真空管1、热管3、复合抛物面聚光槽4、耐火胶泥套5、管道组件8；太阳能真空管1安置在复合抛物面聚光槽4内，热管3固定在太阳能真空管1底端装有的耐火胶泥套5内，管道组件8安置在太阳能真空管1上，热管3上端插入管道组件8的平行套管内。
热管3与太阳能真空管1顶端用可伐合金6密封焊接。热管3放置在复合抛物面聚光槽4的聚焦处。热管3的蒸发端两侧装有翅片2。太阳能真空管1为取消涂层的透平真空管。热管3的冷凝端安装有强化换热装置7。管道组件8由上下两集管及均匀分布于两集管间的一个或多个平行套管组成，下集管设有一个或多个管孔。热管3上端通过管道组件8下集管的管孔插入管道组件8上的平行套管内。可伐合金6的现膨胀系数与硬玻璃相近。热管3中工作流体根据工作温度范围可用水、乙醇、甲醇、丙酮等及其混合物。
实施例2：如图1-2所示，一种复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，包括太阳能真空管1、热管3、复合抛物面聚光槽4、耐火胶泥套5、管道组件8；太阳能真空管1安置在复合抛物面聚光槽4内，热管3固定在太阳能真空管1底端装有的耐火胶泥套5内，管道组件8安置在太阳能真空管1上，热管3上端插入管道组件8的平行套管内。
热管3与太阳能真空管1顶端用可伐合金6密封焊接。热管3放置在复合抛物面聚光槽4的聚焦处。热管3的蒸发端两侧装有翅片2。太阳能真空管1为取消涂层的透平真空管。热管3的冷凝端安装有强化换热装置7。管道组件8由上下两集管及均匀分布于两集管间的3个平行套管组成，下集管设有3个管孔。热管3上端通过管道组件8下集管的管孔插入管道组件8上的平行套管内。可伐合金6的现膨胀系数与硬玻璃相近。热管3中工作流体为乙醇、甲醇、丙酮等及其混合物。
实施例3：如图1-2所示，一种复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，包括太阳能真空管1、热管3、复合抛物面聚光槽4、耐火胶泥套5、管道组件8；太阳能真空管1安置在复合抛物面聚光槽4内，热管3固定在太阳能真空管1底端装有的耐火胶泥套5内，管道组件8安置在太阳能真空管1上，热管3上端插入管道组件8的平行套管内。
热管3与太阳能真空管1顶端用可伐合金6密封焊接。热管3放置在复合抛物面聚光槽4的聚焦处。热管3的蒸发端两侧装有翅片2。太阳能真空管1为取消涂层的透平真空管。热管3的冷凝端安装有强化换热装置7。管道组件8由上下两集管及均匀分布于两集管间的5个平行套管组成，下集管设有5个管孔。热管3上端通过管道组件8下集管的管孔插入管道组件8上的平行套管内。可伐合金6的现膨胀系数与硬玻璃相近。热管3中工作流体为水、甲醇、丙酮等及其混合物。
Claims (8)
1.一种复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：包括太阳能真空管（1）、热管（3）、复合抛物面聚光槽（4）、耐火胶泥套（5）、管道组件（8）；太阳能真空管（1）安置在复合抛物面聚光槽（4）内，热管（3）固定在太阳能真空管（1）底端装有的耐火胶泥套（5）内，管道组件（8）安置在太阳能真空管（1）上，热管（3）上端插入管道组件（8）的平行套管内。
2.根据权利要求1所述的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：所述热管（3）与太阳能真空管（1）顶端用可伐合金（6）密封。
3.根据权利要求1所述的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：所述热管（3）放置在复合抛物面聚光槽（4）的聚焦处。
4.根据权利要求1所述的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：所述热管（3）的蒸发端两侧装有翅片（2）。
5.根据权利要求1所述的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：所述太阳能真空管（1）为取消涂层的透平真空管。
6.根据权利要求1所述的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：所述热管（3）的冷凝端安装有强化换热装置（7）。
7.根据权利要求1所述的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：所述管道组件（8）由上下两集管及均匀分布于两集管间的一个或多个平行套管组成，下集管设有一个或多个管孔。
8.根据权利要求1所述的复合抛物面聚焦太阳能真空管集热器，其特征在于：所述热管（3）上端通过管道组件（8）下集管的管孔插入管道组件（8）上的平行套管内。
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