專利名稱：太陽能直熱式溶液集熱裝置及溶液直熱式加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能集熱的加熱溶液裝置及方法，屬于太陽能熱利用、溶液除濕空 調(diào)中溶液集熱裝置制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境及能源問題的不斷加劇，節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)成為目前世界發(fā)展的 主題。空調(diào)作為改善人們生產(chǎn)、生活環(huán)境品質(zhì)的重要設(shè)備，其能耗以及對周圍環(huán)境的影響也 成為了其發(fā)展的主要壁壘。太陽能是一種完全潔凈并具有巨大開發(fā)潛力的可再生能源，代 替?zhèn)鹘y(tǒng)電力應(yīng)用于新型空調(diào)中可以在一定程度上解決這些問題。新型的太陽能溶液除濕空 調(diào)是把太陽能應(yīng)用于空調(diào)行業(yè)的一種重要形式，它使用低品位的太陽能作為驅(qū)動熱源。其 中太陽能作用在該新型空調(diào)系統(tǒng)的再生系統(tǒng)環(huán)節(jié)，通過太陽能集熱裝置集熱加熱稀溶液， 再生溶液溫度升高完成再生過程，整個(gè)系統(tǒng)得以循環(huán)進(jìn)行下去。目前，利用太陽能集熱加熱溶液的太陽集熱裝置一般采用平板降膜板集熱裝置或 普通真空管集熱裝置集熱，很少有專門用于溶液除濕空調(diào)的溶液快速直接集熱加熱裝置。 平板降膜集熱裝置存在開啟時(shí)間較長且系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的問題。采用傳統(tǒng)真空管集熱裝置 加熱溶液時(shí)待加熱溶液在真空管中以自然對流的形式被加熱升溫，該集熱裝置需要配備一 定容量的儲液箱體，存在著儲存溶液環(huán)節(jié)熱量耗散和系統(tǒng)啟動時(shí)間較長的問題。針對于上 述傳統(tǒng)集熱裝置應(yīng)用于太陽能除濕空調(diào)時(shí)存在的太陽能利用效率低及啟動較慢等一系列 問題，本發(fā)明提供一種專門用于太陽能溶液除濕空調(diào)的新型直熱式溶液太陽能集熱方法及 裝置，把本發(fā)明應(yīng)用于太陽能溶液除濕空調(diào)可以達(dá)到把待加熱稀溶液直接加熱升溫至再生 溫度的效果，太陽能利用效率提高、空調(diào)系統(tǒng)控制更加便捷高效，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的即開即 用功能。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種效率高、結(jié)構(gòu)簡單的太陽能直熱 式溶液集熱裝置及溶液直熱式加熱方法。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種太陽能直熱式溶液集熱裝置，該裝置包括總管、與該總管連通的若干平行設(shè) 置的真空集熱管、設(shè)置在總管和真空集熱管中的若干導(dǎo)流裝置和若干彈簧支架；導(dǎo)流裝置包括設(shè)置在總管中的擋板和設(shè)置在真空集熱管中的防腐導(dǎo)流管，擋板固 定在總管內(nèi)兩根相鄰真空集熱管之間，擋板中心有一個(gè)圓孔，其中兩相鄰擋板的間距等于 兩相鄰真空集熱管的間距并且真空集熱管的中心線經(jīng)過兩相鄰擋板的連線的中點(diǎn)；防腐導(dǎo) 流管一端從擋板中心圓孔通過并固定，另一端伸入真空集熱管的底部，且其豎直部分中心 線和真空集熱管中心線重合，水平部分中心線和總管中心線相重合；真空集熱管的內(nèi)壁與 導(dǎo)流裝置中的防腐導(dǎo)流管外壁形成間隙；真空集熱管包括外玻璃管、設(shè)置在外玻璃管內(nèi)的玻璃內(nèi)管和涂附在玻璃內(nèi)管外表面的集熱溶液用太陽選擇性吸收涂層和通過彈簧支架固定在玻璃內(nèi)管內(nèi)防腐導(dǎo)流管。優(yōu)選的，總管的形狀可以是圓形或方形。本發(fā)明還提供了一種溶液直熱式加熱方法，該方法是在導(dǎo)流裝置作用下，溶液能 夠依次流經(jīng)真空集熱管，在此過程中待加熱溶液溫度逐漸升高以至溶液出口溫度滿足升溫 要求，實(shí)現(xiàn)溶液直熱式加熱即開即用功能，該方法包括如下步驟加熱溶液從總管進(jìn)口經(jīng)過 導(dǎo)流裝置進(jìn)入真空集熱管底部，然后進(jìn)入真空集熱管與導(dǎo)流裝置中防腐導(dǎo)流管的間隙回流 至總管的區(qū)域，在該過程中，溶液經(jīng)過真空集熱管集熱升溫，然后進(jìn)入下一個(gè)相同的集熱單 元，如此進(jìn)行下去，直至溶液出口溫度滿足升溫要求。有益效果1、直接利用普通真空集熱管實(shí)現(xiàn)直熱式加熱，相比傳統(tǒng)平板降膜/集熱再生方法 集熱效率更高，系統(tǒng)更加簡單。2、應(yīng)用于太陽能溶液除濕空調(diào)溶液再生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集熱和再生的獨(dú)立進(jìn)行，使空 調(diào)系統(tǒng)能效比更高、系統(tǒng)運(yùn)行更靈活穩(wěn)定、控制更加便捷。
3、應(yīng)用于太陽能溶液除濕空調(diào)溶液再生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽能溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)即開 即用的功能。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a是本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中擋板在總管中位置的A-A剖面圖，其中總管1 為方形；圖2b是是本發(fā)明提供的另一個(gè)實(shí)施例中擋板在總管中位置的A-A剖面圖，其中總 管1為圓形；圖3是圖1中防腐導(dǎo)流管在真空集熱管中的B-B剖面圖。其中有總管1、導(dǎo)流裝置2、擋板2a、防腐導(dǎo)流管2b、彈簧支架3、真空集熱管4、外 玻璃管4a、內(nèi)玻璃管4c、太陽選擇性吸收涂層4b、待加熱液體進(jìn)口 i、防腐導(dǎo)流管底部j、總 管中兩擋板間的區(qū)域k、真空集熱管單元m、溶液出口 η。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供的太陽能直熱式溶液集熱裝置是一種利用太陽能的直熱式加熱溶液 裝置。其核心思想是通過特殊的導(dǎo)流裝置把各個(gè)普通真空集熱管串聯(lián)起來，使待加熱溶液 依次流過各個(gè)真空集熱管而逐漸被加熱，溶液溫度逐漸升高。這一功能在由擋板和防腐導(dǎo) 流管組成的導(dǎo)流裝置作用下實(shí)現(xiàn)。該太陽能直熱式溶液集熱裝置在導(dǎo)流裝置的作用下，待加熱溶液依次經(jīng)過各個(gè)常 規(guī)真空集熱管逐漸加熱升溫，其功能相當(dāng)于常規(guī)真空集熱管以串聯(lián)的形式連接，使得出口 溶液的溫度達(dá)到需要的升溫要求，是一種新型的太陽能直熱式溶液集熱裝置，為太陽能溶 液除濕空調(diào)提供一種新型集熱方法與裝置。其突出的優(yōu)勢是待加熱溶液依次流過各個(gè)真空 集熱管后其溫度即可很快升高。該集熱裝置可以根據(jù)升溫需要添加或者減少真空管集熱單 元數(shù)量以滿足溶液出口溫度需求，實(shí)現(xiàn)了即開即用功能，同時(shí)避免了儲液箱體環(huán)節(jié)造成的熱量散失，是一種高效的直熱式溶液集熱方法及裝置。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。參見圖1-3，本發(fā)明提供的太陽能直熱式溶液集熱裝置，該裝置包括總管1、與該 總管1連通的若干平行設(shè)置的真空集熱管4、設(shè)置在總管1和真空集熱管4中的若干導(dǎo)流裝 置2和若干彈簧支架3。
導(dǎo)流裝置2包括設(shè)置在總管1中的擋板2a和設(shè)置在真空集熱管4中的防腐導(dǎo)流 管2b，擋板2a固定在總管內(nèi)1兩根相鄰真空集熱管4之間，擋板2a中心有一個(gè)圓孔，其中 兩相鄰擋板2a的間距等于兩相鄰真空集熱管4的間距并且真空集熱管4的中心線經(jīng)過兩 相鄰擋板2a的連線的中點(diǎn)；防腐導(dǎo)流管2b —端從擋板2a中心圓孔通過并固定，另一端伸 入真空集熱管4的底部，且其豎直部分中心線和真空集熱管4中心線重合，水平部分中心線 和總管1中心線相重合；真空集熱管4的內(nèi)壁與導(dǎo)流裝置2中的防腐導(dǎo)流管2b外壁形成間 隙。真空集熱管4包括外玻璃管4a、設(shè)置在外玻璃管4a內(nèi)的玻璃內(nèi)管4c和涂附在玻 璃內(nèi)管4c外表面的集熱溶液用太陽選擇性吸收涂層4b和通過彈簧支架3固定在玻璃內(nèi)管 4c內(nèi)防腐導(dǎo)流管2b?？偣?的形狀可以是圓形或方形。本發(fā)明還提供了溶液直熱式加熱方法，該方法是在導(dǎo)流裝置2作用下，溶液能夠 依次流經(jīng)真空集熱管，在此過程中待加熱溶液溫度逐漸升高以至溶液出口溫度滿足升溫要 求，實(shí)現(xiàn)溶液直熱式加熱即開即用功能，該方法包括如下步驟加熱溶液從總管進(jìn)口 i經(jīng)過 導(dǎo)流裝置2進(jìn)入真空集熱管4底部j，然后進(jìn)入真空集熱管4與導(dǎo)流裝置2中防腐導(dǎo)流管 2b的間隙回流至總管的區(qū)域k，在該過程中，溶液經(jīng)過真空集熱管集熱升溫，然后進(jìn)入下一 個(gè)相同的集熱單元m，如此進(jìn)行下去，直至溶液出口 η溫度滿足升溫要求。
權(quán)利要求
一種太陽能直熱式溶液集熱裝置，其特征在于該裝置包括總管(1)、與該總管(1)連通的若干平行設(shè)置的真空集熱管(4)、設(shè)置在總管(1)和真空集熱管(4)中的若干導(dǎo)流裝置(2)和若干彈簧支架(3)；導(dǎo)流裝置(2)包括設(shè)置在總管(1)中的擋板(2a)和設(shè)置在真空集熱管(4)中的防腐導(dǎo)流管(2b)，擋板(2a)固定在總管內(nèi)(1)兩根相鄰真空集熱管(4)之間，擋板(2a)中心有一個(gè)圓孔，其中兩相鄰擋板(2a)的間距等于兩相鄰真空集熱管(4)的間距并且真空集熱管(4)的中心線經(jīng)過兩相鄰擋板(2a)的連線的中點(diǎn)；防腐導(dǎo)流管(2b)一端從擋板(2a)中心圓孔通過并固定，另一端伸入真空集熱管(4)的底部，且其豎直部分中心線和真空集熱管(4)中心線重合，水平部分中心線和總管(1)中心線相重合；真空集熱管(4)的內(nèi)壁與導(dǎo)流裝置(2)中的防腐導(dǎo)流管(2b)外壁形成間隙；真空集熱管(4)包括外玻璃管(4a)、設(shè)置在外玻璃管(4a)內(nèi)的玻璃內(nèi)管(4c)和涂附在玻璃內(nèi)管(4c)外表面的集熱溶液用太陽選擇性吸收涂層(4b)和通過彈簧支架(3)固定在玻璃內(nèi)管(4c)內(nèi)防腐導(dǎo)流管(2b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能直熱式溶液集熱裝置，其特征在于總管(1)的形狀 可以是圓形或方形。
3.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的太陽能直熱式溶液集熱裝置的溶液直熱式加熱方法， 其特征在于該方法是在導(dǎo)流裝置(2)作用下，溶液能夠依次流經(jīng) 真空集熱管，在此過程中 待加熱溶液溫度逐漸升高以至溶液出口溫度滿足升溫要求，實(shí)現(xiàn)溶液直熱式加熱即開即用 功能，該方法包括如下步驟加熱溶液從總管進(jìn)口(i)經(jīng)過導(dǎo)流裝置(2)進(jìn)入真空集熱管 (4)底部(j)，然后進(jìn)入真空集熱管(4)與導(dǎo)流裝置(2)中防腐導(dǎo)流管(2b)的間隙回流至 總管的區(qū)域(k)，在該過程中，溶液經(jīng)過真空集熱管集熱升溫，然后進(jìn)入下一個(gè)相同的集熱 單元(m)，如此進(jìn)行下去，直至溶液出口(η)溫度滿足升溫要求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能直熱式溶液集熱裝置及溶液直熱式加熱方法，該裝置包括總管(1)、與該總管(1)連通的若干平行設(shè)置的真空集熱管(4)、設(shè)置在總管(1)和真空集熱管(4)中的若干導(dǎo)流裝置(2)和若干彈簧支架(3)；導(dǎo)流裝置(2)包括設(shè)置在總管(1)中的擋板(2a)和設(shè)置在真空集熱管(4)中的防腐導(dǎo)流管(2b)，擋板(2a)固定在總管內(nèi)(1)兩根相鄰真空集熱管(4)之間，擋板(2a)中心有一個(gè)圓孔，其中兩相鄰擋板(2a)的間距等于兩相鄰真空集熱管(4)的間距并且真空集熱管(4)的中心線經(jīng)過兩相鄰擋板(2a)的連線的中點(diǎn)。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)溶液溫度的迅速提升、結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號F24J2/05GK101839568SQ20101015342
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者張小松, 李士強(qiáng), 殷勇高 申請人:東南大學(xué)