二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及一種二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源是社會(huì)發(fā)展，人類(lèi)進(jìn)步的基礎(chǔ)。隨著工業(yè)的發(fā)展不斷壯大以及人類(lèi)的需求日 益擴(kuò)大，能源形勢(shì)日趨緊張，綠色能源被認(rèn)為是從根本上解決人類(lèi)能源需求的途徑。
[0003] 其中太陽(yáng)能因其"儲(chǔ)量"無(wú)限性，分布普遍性，清潔及經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)而被認(rèn)為是最 具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉粗弧Ｌ?yáng)能光熱發(fā)電的特點(diǎn)是與電網(wǎng)適配性好，光電轉(zhuǎn)換率高，環(huán)保 可調(diào)等，因而成為太陽(yáng)能利用的重要發(fā)展方向。
[0004] 太陽(yáng)能光熱發(fā)電的關(guān)鍵是將太陽(yáng)光能量積聚化，產(chǎn)生發(fā)電所需的溫度和能量，因 而太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的集熱器部分成為整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，它直接影響光熱電轉(zhuǎn)化效率和 發(fā)電成本的經(jīng)濟(jì)性。
[0005] 現(xiàn)有的太陽(yáng)能熱水集熱器具有多種結(jié)構(gòu)，一般可分為板式集熱器、真空集熱管和 熱管式真空集熱器。板式集熱器性?xún)r(jià)比較高，吸熱換熱界面處相對(duì)平緩，能量分布較均勻， 整個(gè)界面不存在熱點(diǎn)，整體換熱較均勻，使用壽命較長(zhǎng)，因此板式集熱器在太陽(yáng)能光熱領(lǐng)域 占據(jù)重要的地位，但是板式集熱器抗凍性能差，不適于北方地區(qū)使用。真空集熱管可耐低 溫-30°c，但是玻璃管件的破損率較高，且低溫效能較差，直流方式的真空集熱管在夏季有 爆管的危險(xiǎn)。熱管式真空集熱器效能較好，但同樣存在玻璃管易裂的危險(xiǎn)，因此，目前尚未 出現(xiàn)一種普適性的，性?xún)r(jià)比較高的太陽(yáng)能集熱器。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器。具有良好 的抗凍能力、更高的集熱換熱效果、更高的光熱效率、更長(zhǎng)的使用壽命和更低的制作成本。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器，該 集熱器包括：
[0008] 殼體，所述殼體由透明材質(zhì)制成；
[0009] 流體流入管，所述流體流入管通過(guò)一膨脹節(jié)與所述殼體的一端連接；
[0010] 流體流出管，所述流體流出管通過(guò)另一膨脹節(jié)與所述殼體的另一端連接；
[0011]多根集熱管路，所述集熱管路設(shè)置在所述殼體內(nèi)并互相并聯(lián)連接，各個(gè)所述集熱 管路的入口均與所述流體流入管流體連通，而各個(gè)所述集熱管路的出口均與所述流體流出 管流體連通；
[0012] 吸熱板，所述吸熱板緊貼所述集熱管路的表面，且所述吸熱板的表面涂覆有選擇 性吸收涂層。
[0013]一實(shí)施例中，殼體的內(nèi)部可抽真空，且每根集熱管路垂直于所述流體流入管和所 述流體流出管布置。
[0014] 另一實(shí)施例中，所述集熱管路的背光面設(shè)有一層、兩層或三層熱輻射屏蔽層，該熱 輻射屏蔽層可為鍍膜反射板。
[0015] 另一實(shí)施例中，所述流體流入管和所述流體流出管可為金屬管。
[0016] 另一實(shí)施例中，所述集熱管路可為金屬管，且所述殼體可為玻璃。
[0017] 另一實(shí)施例中，該熱輻射屏蔽層可為鋁板或鍍鋁不銹鋼板，該熱輻射屏蔽層可固 定于流體流入管和流體流出管上。
[0018] 另一實(shí)施例中，所述集熱管路可平行等距排列。
[0019] 優(yōu)選地，所述集熱管路的直徑為5-10mm，且所述集熱管的管壁厚度為 0? 3mm-〇. 7mm〇
[0020] 另一實(shí)施例中，所述膨脹節(jié)與所述殼體之間通過(guò)可伐連接。
[0021] 另一實(shí)施例中，所述殼體內(nèi)可填制蒸散型和/或非蒸散型吸氣劑用以維持真空腔 的真空度。
[0022] 本實(shí)用新型實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：平行并聯(lián)的多根 集熱管和位于集熱管上方的吸熱板相結(jié)合，提高了集熱器的集熱換熱效率。波浪形的吸熱 板增大了與集熱管間的接觸面積，使換熱面溫度分布均勻，降低系統(tǒng)管路熱損耗及系統(tǒng)循 環(huán)泵功耗。平行并聯(lián)管路流阻小，可以通過(guò)循環(huán)加熱解決溫升小的問(wèn)題，制造和保溫工藝簡(jiǎn) 單。真空腔體使得保溫效果更好，使得集熱器具備更佳的抗凍能力，解決了玻璃管真空封裝 問(wèn)題，延長(zhǎng)集熱器的使用壽命。此外，金屬制成的流體流入管和金屬流體流出管，使得本實(shí) 用新型的集熱器結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單可靠，制造成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；以 及
[0025] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器的透視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化 和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0027] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新 型的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標(biāo)記表示。
[0028] 參見(jiàn)圖1~3,為該二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器100的結(jié)構(gòu)示意圖。該二維跟 蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器100包括：殼體1、流體流入管2、多根集熱管路3、流體流出管4、入 口膨脹節(jié)5、出口膨脹節(jié)6、吸熱板7以及屏蔽板8,其中流體流入管2通過(guò)入口膨脹節(jié)5與 殼體1的一端連接而流體流出管4通過(guò)出口膨脹節(jié)6與殼體1的另一端連接。集熱管路3 設(shè)置在殼體1內(nèi)并互相并聯(lián)連接，且每根集熱管路垂直于所述流體流入管和所述流體流出 管布置。各個(gè)所述集熱管路的入口均與所述流體流入管2流體連通，而各個(gè)所述集熱管路 3的出口均與所述流體流出管4流體連通。吸熱板7緊貼各集熱管路3的表面，且吸熱板7 的表面涂覆有選擇性吸收涂層。熱輻射屏蔽層位于集熱管路3的背光面。該實(shí)施例中，殼 體1由透明材料制成。較佳地，殼體由玻璃制成，諸如硼硅玻璃。殼體的形狀可以為圓筒形 或橢圓柱形或任何其它適于更好地吸收太陽(yáng)光的形狀。較佳地，該殼體表面涂覆有增透膜， 增透膜用于減少殼體表面太陽(yáng)光損失，增大太陽(yáng)光的入射能量。
[0029] 流體流入管2和流體流出管4上均設(shè)有多個(gè)端口，分別用于與集熱管的入口和出 口連接。流體流入管2和流體流出管4為金屬管，金屬的導(dǎo)熱性好，且由于其強(qiáng)度較高，因此 在用作流體的流動(dòng)通道的同時(shí)可用作集熱管路、吸熱板和/或熱輻射屏蔽層的安裝支架。 可選的用來(lái)制作流體流入管和流體流出管的金屬材料為鋁、鐵或鋼等。用于制作流體流入 管和流體流出管的材料可以相同也可以不同。流體流入管1經(jīng)由膨脹節(jié)5以及可伐9與殼 體1的一端連接。類(lèi)似地，流體流出管4經(jīng)由另一膨脹6以及另一可伐10與殼體1的另一 端連接。
[0030] 集熱管路較佳地為金屬管。集熱管路之間平行等距布置。集熱管路的數(shù)量可根據(jù) 集熱器的容量來(lái)設(shè)置。較佳地，所述集熱管路的直徑為5-10mm，較佳地為7-8mm。集熱管的 管壁厚度為〇. 3mm-0. 7_，較佳地為0. 4-0. 5_。較佳地，殼體1的內(nèi)部抽真空。
[0031] 吸熱板7設(shè)置在太陽(yáng)能集熱器的受光面。較佳地，吸熱板7緊貼管路21的表面， 并呈波浪形。波浪形吸熱板形成平行槽式腔體，使得光線進(jìn)入后形成光陷阱，從而達(dá)到更好 的換熱效果。吸熱板7表面涂覆選擇性吸收涂層（圖未示），用于吸收太陽(yáng)能可見(jiàn)光譜，反 射紅外光。熱輻射屏蔽層8設(shè)置于集熱器100的背光面，此時(shí)實(shí)例中，熱輻射屏蔽層8為一 層，此外，還可以設(shè)置兩層、三層以上的屏蔽層。該熱輻射屏蔽層8采用鋁膜、鋁板或鍍膜不 銹鋼板。較佳地，熱輻射屏蔽層緊貼于集熱管的背光面并固定于流體流入管和流體流出管。 熱輻射屏蔽層8可大幅度降低黑體輻射熱損失，提高集熱器效率。較佳地，殼體1還設(shè)有真 空抽嘴（圖未示），殼體1通過(guò)真空抽嘴抽真空，此外，還可以在殼體內(nèi)填充蒸散型和/或非 蒸散型吸氣劑，以維持真空腔的真空度。真空具有較低的氣體導(dǎo)熱損失，增強(qiáng)了集熱器的光 熱效率。
[0032] 該平行并聯(lián)集熱管路3以n個(gè)直徑為d的小管排列，替代傳統(tǒng)（槽式熱靶）直徑 為D=nd的單管集熱管。
[0033] 首先，在總流量相同的情況下，流速提高了n倍，而換熱系數(shù)h為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，所述集熱器包括： 殼體，所述殼體由透明材質(zhì)制成； 流體流入管，所述流體流入管通過(guò)一膨脹節(jié)與所述殼體的一端連接； 流體流出管，所述流體流出管通過(guò)另一膨脹節(jié)與所述殼體的另一端連接； 多根集熱管路，所述集熱管路設(shè)置在所述殼體內(nèi)并互相并聯(lián)連接，各個(gè)所述集熱管路 的入口均與所述流體流入管流體連通，而各個(gè)所述集熱管路的出口均與所述流體流出管流 體連通；以及 吸熱板，所述吸熱板緊貼所述集熱管路的表面，且所述吸熱板的表面涂覆有選擇性吸 收涂層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述殼體的內(nèi)部抽真空，且每根集熱管 路垂直于所述流體流入管和所述流體流出管布置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述集熱管路的背光面設(shè)有一層、兩層 或三層熱輻射屏蔽層，該熱輻射屏蔽層為鍍膜反射板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述流體流入管和所述流體流出管為 金屬管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述集熱管路為金屬管，且所述殼體 為玻璃。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，該熱輻射屏蔽層為鋁板或鍍鋁不銹鋼 板，該熱輻射屏蔽層固定于流體流入管和流體流出管上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述集熱管路平行等距排列。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述集熱管路的直徑為5-10_，且所述 集熱管路的管壁厚度為0. 3mm-〇. 7mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述膨脹節(jié)與所述殼體之間通過(guò)可伐 連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述殼體內(nèi)填制了蒸散型和/或非蒸 散型吸氣劑用以維持真空腔的真空度。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器。該二維跟蹤式聚焦太陽(yáng)能集熱器包括殼體、流體流入管、多根集熱管路、流體流出管、膨脹節(jié)、吸熱板以及屏蔽，其中流體流入管通過(guò)膨脹節(jié)與殼體的一端連接而流體流出管通過(guò)另一膨脹節(jié)與殼體的另一端連接。集熱管路互相并聯(lián)連接，各個(gè)集熱管路的入口均與流體流入管流體連通，而各個(gè)集熱管路的出口均與流體流出管流體連通。吸熱板緊貼各集熱管路的表面，且吸熱板的表面涂覆有選擇性吸收涂層。本實(shí)用新型的集熱器集熱效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠且制造成本低。
【IPC分類(lèi)】F24J2-46, F24J2-24, F24J2-05
【公開(kāi)號(hào)】CN204593899
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520172881
【發(fā)明人】項(xiàng)曉東
【申請(qǐng)人】益科博能源科技（上海）有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日