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CN201417034Y - 太阳能聚热器 - Google Patents

太阳能聚热器 Download PDF

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CN201417034Y
CN201417034Y CN2009200411003U CN200920041100U CN201417034Y CN 201417034 Y CN201417034 Y CN 201417034Y CN 2009200411003 U CN2009200411003 U CN 2009200411003U CN 200920041100 U CN200920041100 U CN 200920041100U CN 201417034 Y CN201417034 Y CN 201417034Y
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CN
China
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solar
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tube
tubes
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CN2009200411003U
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Inventor
李勇强
姜春来
李勇良
李靖
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C-Solar New Energy Technology Ltd.
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WUXI YIKAISHUNDE TECHNOLOGY Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

本实用新型涉及的是一种太阳能聚热器,属于太阳能热利用的技术领域。特别适用于聚热发电、供暖、供水、烘干、加热、工业换热等方面。包括太阳能真空集热管或真空玻璃管、多曲面异形金属热交换管、流体介质、聚热箱、边框、上壳体和下外壳体;聚热箱具有全封闭承压箱体,全封闭承压箱体内装有流体介质,全封闭承压箱体外部装有上壳体;若干根太阳能真空集热管或真空玻璃管分别套装在多曲面异形金属热交换管外部,太阳能真空集热管或真空玻璃管下端固定在下壳体的限位垫上,多曲面异形金属热交换管上部与聚热箱的全封闭承压箱体底部密封连接,多曲面异形金属热交换管与全封闭承压箱体相连通,上壳体与下壳体之间装有边框,上壳体与下壳体连接固定。

Description

太阳能聚热器
技术领域
本实用新型涉及的是一种太阳能聚热器,属于太阳能热利用的技术领域。特别适用于聚热发电、供暖、供水、烘干、加热、工业换热等方面。
背景技术
随着当今世界的能源危机,石油、天然气、煤等不可再生资源日近枯竭,能源价格也不断上涨,严重影响全球经济发展,开发利用可再生能源和太阳能成为全球关注的焦点。目前已有利用太阳能的聚热(加热)装置,普遍换热面积小、加热速度慢、易扩散、产生可供热量少、投入成本高,而其本身应用范围小。如真空集热管,仅作为生产、生活用水的热源,在炎热的夏天,太阳能最充足的时候,热水使用量却相对较少,导致多余的热量因水分的蒸发而浪费。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述不足之处,提供一种太阳能聚热器,该聚热器包括真空玻璃管或太阳能真空集热管、多曲面异形金属热交换管、超导介质、聚热箱、边框和下外壳体相关连接件。利用太阳能真空集热管、多曲面异形金属热交换管和流体介质相结合,在真空负压工作环境中,达到最佳的聚热、传热效果。利用真空玻璃管或太阳能真空集热管和多曲面异形金属热交换管吸收分散的太阳辐射能,把热量传递给管内的流体介质,在太阳能的持续加热过程中,受热后汽化的流体介质迅速汽化上升进入聚热箱,经由汽化通道喷射入低温流体能量转换装置、混合式多热源快速热水器或超导多功能取暖器等,可以大大提高太阳辐射能的利用率,节约能源。
太阳能聚热器是采取以下技术方案实现:
太阳能聚热器包括太阳能真空集热管或真空玻璃管、多曲面异形金属热交换管、流体介质、聚热箱、边框、上壳体和下外壳体。
聚热箱具有全封闭承压箱体,全封闭承压箱体内装有流体介质,所说的流体介质可采用超导介质或水。全封闭承压箱体设置有汽化通道接口和介质循环接口。全封闭承压箱体外部装有上壳体,在上壳体与全封闭承压箱体之间装有保温层。
若干根太阳能真空集热管或真空玻璃管分别套装在多曲面异形金属热交换管外部,并通过密封条密封,太阳能真空集热管或真空玻璃管下端固定在下壳体的限位垫上。多曲面异形金属热交换管上部与聚热箱的全封闭承压箱体底部密封连接,多曲面异形金属热交换管与全封闭承压箱体相连通。上壳体与下壳体之间装有边框,通过边框将上壳体与下壳体连接固定。
所述的多曲面异形金属热交换管采用多曲面异形金属热交换圆形管、多曲面异形金属热交换扁形管扁或多曲面异形金属热交换方形管。
所述的太阳能真空集热管采用市售北大华丰、宝光、华宇和豪光等太阳能真空集热管,普遍采用的规格有Ф47mm(内径Ф37mm)、Ф58mmm(内径Ф47mm)、Ф70mm(内径Ф58mm)。
所述的真空玻璃管是市售双层玻璃管结构,外管和内管间为真空。
所述的多曲面异形金属热交换管,在管外壁喷涂的太阳能选择吸收涂层,能迅速的将光能转换为热能储存在管内,太阳能选择性吸收涂层可采用北京市太阳能研究所生产黑铬选择涂层,涂层吸收率δ≥0.93,红外发射率ε≤0.10,太阳能选择性吸收涂层,有效的提高了其聚热效率。主要采用薄壁不锈钢或铝合金作为原材料,利用冷拉或挤压成型技术,使得成型后的圆管的换热面积是同规格普通薄壁管的1.8倍左右。值得强调的是在该管内向心曲面或外离心曲面上可以成型有肋筋,并指向圆管中心或相反方向。该管经抗氧化处理并在外壁同样喷涂有选择性吸收涂层。
所述的超导介质,是市售2-2超导介质(山东潍坊市华丰新产品研究所生产)、低温导热油以及在低温35℃到50℃左右时可以汽化的导热液,在负压情况下,启动温度更低。在太阳能的持续加热状态下,热能不断散发,使得超导介质迅速吸热升温汽化并沸腾起来,沿管内壁向上运动,速度是水的数十倍以上。
工作原理:如采用太阳能真空集热管时,其内壁的选择性吸收涂层,把分散的太阳辐射能汇聚于设置在管内的多曲面异形金属热交换管外壁上,该管外壁的选择性吸收涂层迅速吸收热量并传递给管内的流体介质,使之迅速升温;与聚热器内的流体介质不断进行冷热交换,使聚热器内的流体介质温度上升,达到一定温度后汽化,经汽化通道,喷射而出,进入低温流体能量转换装置、混合式多热源快速热水器或超导多功能取暖器等,可以大大提高太阳辐射能的利用率,节约能源。
如采用真空玻璃管时,阳光直接照射在管内的多曲面异形金属热交换管外壁上,该管外壁的太阳能选择性吸收涂层迅速吸收热量并传递给管内的流体介质,使管内的流体介质迅速升温。与聚热器内的流体介质不断进行冷热交换,使聚热器内的流体介质温度上升,达到一定温度后汽化,经汽化通道,喷射而出,进入低温流体能量转换装置、混合式多热源快速热水器或超导多功能取暖器等,可以大大提高太阳辐射能的利用率,节约能源。
本实用新型太阳能热超导聚热装置的技术特点:
1、多曲面异形金属热交换管通过冷拔、液压和挤压等先进工艺成型,热交换面积大,效率高:以多曲面金属圆管使用Ф59mm(周长为185mm)的薄壁(0.35-0.6mm)不锈钢材料为例,经冷拉成型有10个相同凸起为9mm的异形管,成形后的异形管外圆为Ф32mm,中心孔为Ф16mm,而同规格Ф32mm的圆管周长仅为100mm,即本发明热交换管的换热面积是同规格圆管的1.8倍。用铝合金(6063)挤压成型时,内向心曲面或外离心曲面成型有肋筋,使得作为传递媒介的多曲面异形金属热交换管,将热能迅速输送到多曲面异形金属热交换管内部,提高多曲面异形金属热交换管内部的换热速度。
2、真空玻璃管或太阳能真空集热管不与介质(水、超导介质等)直接接触,减小炸管发生的几率。多曲面金属圆管外表面涂有太阳能选择性吸收涂层,由原来的被动闷晒式吸热转变为主动传导式吸热,极大提高了热交换效率,而且提高了金属管的抗氧化性,延长了使用寿命。
3、据“不同材质(铜管或不锈钢管)热交换器换热特性分析”记载,在铜管或不锈钢管具有相同换热面积的条件下,当采用较薄的不锈钢管,不锈钢管的导热热阻将大大降低,导热系数增加,换热效率提高。
4、投资成本适中,应用范围广、易普及:产生的高温汽化气体主要用于发电,还可广泛应用于制冷、供暖、供热水和热蒸汽、烘干、加热、工业换热等方面。响应国家号召,并符合地方政府的建筑节能要求,在建筑一体化方面有极佳的应用空间。投资少,回报率高。
5、整体结构简单,密封性能好,承压能力强,安装方便、易维修、使用寿命长、抗冻能力强。
6、本发明利用太阳能产生的高温汽化气体,并以此作为动力,进入“能量转换装置”,在冲击力的作用下,转换为旋转机械能直接驱动其它机械或者用于发电。不仅如此,还可广泛应用于供暖、供水、烘干、加热、工业换热等方面。
附图说明
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是太阳能聚热器主视图。
图2是太阳能聚热器俯视图(半剖)。
具体实施方式
参照附图1~2,太阳能聚热器包括太阳能真空集热管或真空玻璃管9、多曲面异形金属热交换管8、流体介质11、聚热箱、边框10、上壳体1和下外壳体13。
聚热箱具有全封闭承压箱体4,全封闭承压箱体4内装有流体介质11,所说的流体介质11可采用超导介质或水。全封闭承压箱体4设置有汽化通道接口2和介质循环接口5。全封闭承压箱体4外部装有上壳体1,在上壳体1与全封闭承压箱体4之间装有保温层3。
若干根太阳能真空集热管或真空玻璃管9分别套装在多曲面异形金属热交换管8外部,并通过密封条7密封,太阳能真空集热管或真空玻璃管9下端固定在下壳体13的限位垫上。多曲面异形金属热交换管8上部与聚热箱的全封闭承压箱体4底部密封连接,多曲面异形金属热交换管8与全封闭承压箱体4相连通。上壳体1与下壳体13之间装有边框10,通过边框10将上壳体1与下壳体13连接固定。
所述的多曲面异形金属热交换管8采用多曲面异形金属热交换圆形管、多曲面异形金属热交换扁形管扁或多曲面异形金属热交换方形管。
所述的太阳能真空集热管9采用市售北大华丰、宝光、华宇和豪光等太阳能真空集热管,普遍采用的规格有Ф47mm(内径Ф37mm)、Ф58mmm(内径Ф47mm)、Ф70mm(内径Ф58mm)。
所述的真空玻璃管9是市售双层玻璃管结构,外管和内管间为真空。
所述的多曲面异形金属热交换管8,外壁喷涂有太阳能选择吸收涂层,能迅速的将光能转换为热能储存在管内,其中太阳能选择性吸收涂层可以采用北京市太阳能研究所生产黑铬选择涂层,涂层吸收率δ≥0.93,红外发射率ε≤0.10,太阳能选择性吸收涂层,有效的提高了其聚热效率。主要采用薄壁不锈钢或铝合金作为原材料,利用冷拉或挤压成型技术,使得成型后的圆管的换热面积是同规格普通薄壁管的1.8倍左右。值得强调的是在该管内向心曲面或外离心曲面上可以成型有肋筋,并指向圆管中心或相反方向。该管经抗氧化处理并在外壁同样喷涂有太阳能选择性吸收涂层。
所述的流体介质11,其中超导介质是市售2-2超导介质(山东潍坊市华丰新产品研究所生产)、低温导热油以及在低温35℃到50℃左右时可以汽化的导热液,在负压情况下,启动温度更低。在太阳能的持续加热状态下,热能不断散发,使得超导介质迅速吸热升温汽化并沸腾起来,沿管内壁向上运动,速度是水的数十倍以上。

Claims (5)

1、一种太阳能聚热器,其特征在于包括太阳能真空集热管或真空玻璃管、多曲面异形金属热交换管、流体介质、聚热箱、边框、上壳体和下外壳体;
聚热箱具有全封闭承压箱体,全封闭承压箱体内装有流体介质,全封闭承压箱体设置有汽化通道接口和介质循环接口,全封闭承压箱体外部装有上壳体;
若干根太阳能真空集热管或真空玻璃管分别套装在多曲面异形金属热交换管外部,并通过密封条密封,太阳能真空集热管或真空玻璃管下端固定在下壳体的限位垫上,多曲面异形金属热交换管上部与聚热箱的全封闭承压箱体底部密封连接,多曲面异形金属热交换管与全封闭承压箱体相连通,上壳体与下壳体之间装有边框,通过边框将上壳体与下壳体连接固定。
2、根据权利要求1所述的太阳能聚热器,其特征在于所说的流体介质可采用超导介质或水。
3、根据权利要求1所述的太阳能聚热器,其特征在于在上壳体与全封闭承压箱体之间装有保温层。
4、根据权利要求1所述的太阳能聚热器,其特征在于所述的多曲面异形金属热交换管采用多曲面异形金属热交换圆形管、多曲面异形金属热交换扁形管或多曲面异形金属热交换方形管。
5、根据权利要求1所述的太阳能聚热器,其特征在于所述的多曲面异形金属热交换管外壁喷涂有太阳能选择吸收涂层。
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Owner name: C-SOLAR NEW ENERGY TECHNOLOGY LTD.

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C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
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TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20110406

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Patentee after: C-Solar New Energy Technology Ltd.

Address before: 214000, building 305, building A2, North Chong Science Park, No. 401 Xingyuan North Road, Beitang District, Wuxi, Jiangsu, Wuxi, China

Patentee before: Wuxi Yikaishunde Technology Co., Ltd.

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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100303

Termination date: 20120410