專利名稱：中溫太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能集熱設(shè)備，特別是一種中溫太陽能集熱器。
技術(shù)背景在現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能集熱設(shè)備中大多選用全玻璃真空集熱管或是金屬真空集熱管作為集熱元件，全玻璃真空集熱管的集熱效率比較低，其工作溫度一般在40°C 80°C，屬于低溫區(qū)，遠(yuǎn)低于金屬真空集熱管，其應(yīng)用范圍比較狹窄，主要用在提供生活熱水上。現(xiàn)有的全玻璃真空太陽能集熱器，以全玻璃真空太陽能集熱管作為主要集熱元件，有一 U型管通過導(dǎo)熱片固定在集熱管內(nèi)，U型管內(nèi)設(shè)有循環(huán)介質(zhì)，用于將富集的熱量交換到水箱。對比文件1，公開號CN85100142，專利申請?zhí)?5100142，專利權(quán)人清華大學(xué)，實用新型名稱“濺射太陽能選擇性吸收涂層”，本案中公開一種應(yīng)用于太陽能集熱器的濺射太陽能選擇性吸收涂層，其濺射效率提高，生產(chǎn)周期短，成本較低，涂層的吸收率可達(dá)α ~0. 93，發(fā)射率ε ^ O. 06( 100°C )，但是其工作溫度在40°C 100°C，不能在高于100°C的條件下長期工作。對比文件2，公開號CN101392965，專利申請?zhí)?008102245258，專利權(quán)人清華
大學(xué)，實用新型名稱“一種中溫玻璃-金屬結(jié)構(gòu)太陽真空集熱管”，本案中公開一種中溫玻璃-金屬太陽真空集熱管，集熱管內(nèi)設(shè)有帶導(dǎo)熱翼的傳熱管，傳熱管外表面被鍍上一層耐溫抗氧化膜，膜層為鋁或鋅、鎳、鉻、不銹鋼；導(dǎo)熱翼為薄鋁板卷成開口圓筒狀或半圓筒狀，將帶耐溫抗氧化膜的U型銅管或銅制熱管與導(dǎo)熱翼緊緊壓接或焊接在一起；導(dǎo)熱翼管安裝在全玻璃真空太陽集熱管的內(nèi)部，與全玻璃真空太陽集熱管內(nèi)壁緊密接觸。在全玻璃真空太陽集熱管的真空夾層內(nèi)可以加裝非蒸散型吸氣劑，提高了全玻璃真空太陽集熱管長期工作溫度延伸至140°C以上后的真空壽命。內(nèi)設(shè)中溫集熱管的集熱設(shè)備一般定義為中溫集熱器，在工作溫度到達(dá)一定程度之后，其溫度每提高一度都很困難，而且這種改進單管集熱管的生產(chǎn)成本較高，難于推廣。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種中溫太陽能集熱器，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的中溫太陽能集熱器存在的集熱效率低、工作溫度低、生產(chǎn)成本高等問題。為解決上述問題，本實用新型采用下述的技術(shù)方案本實用新型提供一種中溫太陽能集熱器，包括箱體，所述箱體包括邊框、底板和蓋板，所述箱體內(nèi)設(shè)有聯(lián)箱和集熱管組，所述聯(lián)箱內(nèi)設(shè)有聯(lián)集管，所述集熱管組包括兩根以上彼此平行的集熱管，每根集熱管通過尾架固定在箱體的尾座上，每一集熱管內(nèi)設(shè)有一通過導(dǎo)熱片固定在該集熱管內(nèi)的U型管，每一 U型管都與所述聯(lián)集管相連接，所述箱體的底板上設(shè)有用于將太陽光反射至集熱管的反射板。進一步地，所述反射板為一個與所述集熱管組整體相對應(yīng)的平面反光板。進一步地，所述反射板為一反光弧形板，所述反光弧形板形成兩個以上的集熱曲面板，每一集熱曲面板將太陽光反射至與該集熱曲面板對應(yīng)的集熱管。進一步地，所述反射板為兩個以上的集熱曲面板，每一集熱曲面板將太陽光反射至與該集熱曲面板對應(yīng)的集熱管。進一步地，所述集熱曲面板的橫截面為一圓漸開線或復(fù)合拋物線。進一步地，所述U型管外表面設(shè)有一抗氧化涂層，所述抗氧化涂層為鍍鋅涂層、鍍鎳涂層、鍍鉻涂層、鍍鋁涂層中的任一種或兩種以上的組合。進一步地，所述U型管的材質(zhì)為抗氧化能力強的金屬材料，所述U型管的材質(zhì)為銅、銅鎳合金或不銹鋼中的任一種。進一步地，所述箱體的蓋板與邊框的連接處設(shè)有密封條，所述蓋板上設(shè)有增透膜。進一步地，所述聯(lián)箱內(nèi)聯(lián)集管周圍設(shè)有保溫層，所述集熱管與聯(lián)箱的連接處設(shè)有密封圈，所述聯(lián)箱內(nèi)的間隙中填充有保溫材料。進一步地，所述集熱管為工作溫度80°C 160°C之間的中溫集熱管。本實用新型涉及一種中溫太陽能集熱器，通過采用在集熱器內(nèi)設(shè)一反光板并增強U型管抗氧化性的技術(shù)方案，有效提高了對太陽光的利用率，有效提高了集熱效率、增加了工作溫度、其改進成本很低，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型聯(lián)箱的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型集熱曲面板的橫截面示意圖。圖4為本實用新型具有橫單排結(jié)構(gòu)的中溫太陽能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型具有橫雙排結(jié)構(gòu)的中溫太陽能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號說明I、箱體，2、邊框，3、底板，4、蓋板，5、聯(lián)箱，6、聯(lián)集管，7、集熱管，8、尾架，9、尾座，
10、導(dǎo)熱片，11、U型管，12、反射板，13、集熱曲面板，131、凹面部，132、連接部，14、密封條，15、密封圈，16、保溫層。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。如圖I、圖2所示，本實用新型包括箱體1，箱體I包括邊框2、底板3和蓋板4，箱體I內(nèi)設(shè)有聯(lián)箱5和集熱管組，聯(lián)箱5內(nèi)設(shè)有聯(lián)集管6，所述集熱管組包括兩根以上彼此平行的集熱管7，每根集熱管7通過尾架8固定在箱體I的尾座9上，每一集熱管7內(nèi)設(shè)有一通過導(dǎo)熱片10固定在該集熱管7內(nèi)的U型管11，每一 U型管11都與聯(lián)集管6相連接，箱體I的底板3上設(shè)有用于將太陽光反射至集熱管6的反射板12。本實用新型采用反射板以增加集熱管接受太陽輻射的能量，也就是說，集熱管既可以接收直接照射的太陽光的輻射能量外，又可以接收經(jīng)反射板反射處理的照射到各集熱管之間空隙處的太陽光的輻射能量，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以有效提高集熱效率及太陽能利用率。反射板12可以為一個與所述集熱管組整體相對應(yīng)的平面反光板，平面反光板工藝簡單，成本低廉，但將太陽光反射到集熱管上的效果比較差，集熱效率也比較低，僅能提高太陽能利用率5%左右。反射板12可以為兩個以上的集熱曲面板13，每一集熱管都有一與之對應(yīng)的集熱曲面板，每一集熱曲面板都可以將太陽光反射至與該集熱曲面板對應(yīng)的集熱管。此處的集熱曲面板13可以為凹面反射板、圓形焦斑聚光板或漸開線型聚光板。其中，凹面反射板可以為與集熱管大小、形狀相對應(yīng)的一個凹面 ，其集熱效果比平面反光板要好，能提高太陽能利用率8% 9%左右。如圖3所示，凹面反射板也可以為雙凹面結(jié)構(gòu)，包括兩個凹面部131和用于連接兩個凹面部131的連接部132，連接部132位于與其對應(yīng)的集熱管的正下方。雙凹面結(jié)構(gòu)的凹面反射板的集熱效果比上述二者都好，能提高太陽能利用率149Γ16%左右。采用了該結(jié)構(gòu)的中溫太陽能集熱器，其工作溫度在80°C 160°C之間，瞬時效率截距達(dá)到O. 66以上，當(dāng)工作在120°C時，其效率截距達(dá)到O. 49以上。上述凹面反射板的集熱曲面板的橫截面還可以為一圓漸開線或復(fù)合拋物線，兩個弧面部在其對應(yīng)的集熱管上的投影面積等于該集熱管的表面積，在該條件下其集熱效率更高。所述弧面部的反射鏡面采用高反射鏡面，這里的高反射鏡面指鏡反射率大于O. 70的反射鏡面，優(yōu)選反射率高于O. 80反射鏡面，可以進一步提高弧面部的反射效率。集熱曲面板13還可以為圓形焦斑聚光板或漸開線型聚光板，該集熱曲面板的橫截面為一圓漸開線或復(fù)合拋物線。當(dāng)陽光沿小于臨界角角度入射時，圓形焦斑聚光板可以確保全部入射太陽光光投射在圓形集熱管(真空管)上。而漸開線型聚光板可以確保任何角度的入射太陽光都會投射到與之對應(yīng)的圓形集熱管(真空管)上。反射板12也可以為一個整體的反光弧形板，所述反光弧形板形成兩個以上的集熱曲面板，每一集熱曲面板將太陽光反射至與該集熱曲面板對應(yīng)的集熱管，將多個集熱曲面板一體化設(shè)計，其提高集熱效率的效果和上述方案相同，且安裝拆卸方便，但加工過程比較麻煩，不能對反射板12的位置微調(diào)，也會造成一定的材料浪費，因此并非最佳方案。U型管11的材質(zhì)為抗氧化能力強的金屬材料，U型管的材質(zhì)為銅、銅鎳合金或不銹鋼中的任一種。生產(chǎn)中可以根據(jù)使用環(huán)境和成本的綜合考慮來判斷具體使用哪一種，相對來說，不銹鋼材料的成本較低，機加工性能好，便于加工處理。U型管11外表面設(shè)有一抗氧化涂層，所述抗氧化涂層為鍍鋅涂層、鍍鎳涂層、鍍鉻涂層、鍍鋁涂層中的任一種或兩種以上的組合。U型管添加抗氧化涂層，在U形管基體材料的性能方面要求較低，可以拓展U型管選材的范圍。上述兩種方式都可以有效改善U型管11的抗氧化能力，按照前文所述的方式提高陽光利用率，其工作溫度較高，在80°c 160°c之間，原有的U型管材質(zhì)不能適應(yīng)新的工作溫度，會大幅減少使用壽命，因此，改進U型管材質(zhì)在高溫環(huán)境下的抗氧化能力非常重要。箱體I的蓋板4與邊框2的連接處設(shè)有密封條14，集熱管7與聯(lián)箱5的連接處設(shè)有密封圈15，密封良好，形成溫室，可以減少熱量損耗，提高集熱效率。蓋板4上設(shè)有增透膜，蓋板可以防止灰塵污染反射板，增透膜可以減少太陽光照射的無謂損耗，確保集熱效果。聯(lián)箱5內(nèi)聯(lián)集管6周圍設(shè)有保溫層16，聯(lián)箱5內(nèi)的間隙中填充有保溫材料，防止聯(lián)集管6中的熱量流失，確保集熱效果。集熱管7為工作溫度80°C 160°C之間的中溫集熱管，生成的熱水溫度較高，集熱效果更好，適用領(lǐng)域更加廣泛，便于大規(guī)模推廣。本實用新型可以根據(jù)實際需要采用將集熱管安排成豎單排結(jié)構(gòu)、橫單排結(jié)構(gòu)或橫雙排結(jié)構(gòu)。如圖4所示為本實用新型具有橫單排結(jié)構(gòu)集熱管的中溫太陽能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示為本實用新型具有橫雙排結(jié)構(gòu)集熱管的中溫太陽能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍?！?br> 權(quán)利要求1.一種中溫太陽能集熱器，包括箱體，所述箱體包括邊框、底板和蓋板，所述箱體內(nèi)設(shè)有聯(lián)箱和集熱管組，所述聯(lián)箱內(nèi)設(shè)有聯(lián)集管，所述集熱管組包括兩根以上彼此平行的集熱管，每根集熱管通過尾架固定在箱體的尾座上，每一集熱管內(nèi)設(shè)有一通過導(dǎo)熱片固定在該集熱管內(nèi)的U型管，每一 U型管都與所述聯(lián)集管相連接，其特征在于，所述箱體的底板上設(shè)有用于將太陽光反射至集熱管的反射板。
2.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述反射板為一個與所述集熱管組整體相對應(yīng)的平面反光板。
3.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述反射板為一反光弧形板，所述反光弧形板形成兩個以上的集熱曲面板，每一集熱曲面板將太陽光反射至與該集熱曲面板對應(yīng)的集熱管。
4.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述反射板為兩個以上的集熱曲面板，每一集熱曲面板將太陽光反射至與該集熱曲面板對應(yīng)的集熱管。
5.如權(quán)利要求3或4所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述集熱曲面板的橫截面為一圓漸開線或復(fù)合拋物線。
6.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述U型管外表面設(shè)有一抗氧化涂層，所述抗氧化涂層為鍍鋅涂層、鍍鎳涂層、鍍鉻涂層、鍍鋁涂層中的任一種。
7.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述U型管的材質(zhì)為抗氧化能力強的金屬材料，所述U型管的材質(zhì)為銅、銅鎳合金或不銹鋼中的任一種。
8.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述箱體的蓋板與邊框的連接處設(shè)有密封條，所述集熱管與聯(lián)箱的連接處設(shè)有密封圈，所述蓋板上設(shè)有增透膜。
9.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述聯(lián)箱內(nèi)聯(lián)集管周圍設(shè)有保溫層，所述聯(lián)箱內(nèi)的間隙中填充有保溫材料。
10.如權(quán)利要求I所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述集熱管為工作溫度800C 160°C之間的中溫集熱管。
專利摘要本實用新型提供一種中溫太陽能集熱器，包括箱體，所述箱體包括邊框、底板和蓋板，所述箱體內(nèi)設(shè)有聯(lián)箱和集熱管組，所述聯(lián)箱內(nèi)設(shè)有聯(lián)集管，所述集熱管組包括兩根以上彼此平行的集熱管，每根集熱管通過尾架固定在箱體的尾座上，每一集熱管內(nèi)設(shè)有一通過導(dǎo)熱片固定在該集熱管內(nèi)的U型管，每一U型管都與所述聯(lián)集管相連接，所述箱體的底板上設(shè)有用于將太陽光反射至集熱管的反射板。本實用新型采用在集熱器內(nèi)設(shè)一反光板并增強U型管抗氧化性的技術(shù)方案，有效提高了對太陽光的利用率，有效提高了集熱效率、增加了工作溫度、其改進成本很低，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號F24J2/24GK202692468SQ20122019763
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者馬迎昌, 豐中玉, 馬光柏, 朱定國, 張國棟 申請人:力諾瑞特(上海)新能源有限公司