專利名稱：一種透明玻璃真空管太陽能集熱器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃真空管太陽能集熱器件，尤其是一種吸熱翅條板角度可設(shè)定的，可懸置使用的透明玻璃真空管太陽能集熱器件。
由于太陽能是一種密度較低，且時常在變化的能量，根據(jù)太陽光入射四季變化，入射角在0°～90°間接受光強的變化可達(dá)17％，雖然入射角在45°內(nèi)這種變化對光強的影響較小，不會超過10％，但是隨著人類利用太陽能技術(shù)水平的提高，特別是表面選擇性吸收涂層技術(shù)的發(fā)展，使得現(xiàn)有玻璃真空管集熱器件的吸熱面普遍達(dá)到吸收率≥0.90；發(fā)射率≤0.10的程度后，已開始注重這種由于入射角度造成的吸收能量損失，隨著太陽能的利用漸漸走向與建筑相結(jié)合，更要求太陽能利用設(shè)施的安裝，既不破壞建筑的外貌，造成新的視覺污染，又能起到保溫與裝飾作用，因此，集熱器懸置式安裝是唯一能適合這種發(fā)展要求的形式，同時也要求懸置安裝后能保持較高的集熱效率。
現(xiàn)有技術(shù)對透明玻璃真空管集熱器件進(jìn)行的改進(jìn)如已公布的CN2348323，其通過將透明玻璃真空管水平設(shè)置而使集熱器近似垂直安裝，同時將玻璃真空管內(nèi)集熱管板受光面按地理緯度角傾斜一角度，使之與入射光相垂直，以增大接收光強，這種真空管集熱器件水平設(shè)置所造成的顯在問題是對來自集熱器反射鏡板上反射光能量的吸收性能極差(鏡反射光與吸熱面平行)，此外，水平方向上的傳熱效率降低，而且真空玻璃管上極容易積塵、積雪污染。另一個中國專利CN2175904則通過沿玻璃真空管軸向在集熱管上平行設(shè)置了若干個與集熱管軸向垂直的圓盤形吸熱翅片，使得垂直懸置安裝時，入射光在平行翅片間增加反射次數(shù)，被多次吸收，以增大接受光強，但是，從能量的觀點來分析，上述技術(shù)中吸熱面上的反射光經(jīng)與吸熱面和玻璃管殼間的幾次反射后，仍透射逃逸出集熱器件，并且對于近似平行集熱面方向上的散射光能量均無法吸收，此外，第二種真空管集熱器件垂直懸置安裝時，其平行圓盤形吸收翅片難于取得與陽光成垂直入射吸收的效果，因此均造成了吸收光能量的損失。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明采用一種透明玻璃真空管太陽能集熱器件，包括集熱管板、透明玻璃真空管、封蓋，其特征在于，還包括多個沿透明玻璃真空管軸向設(shè)置的翅條板，所述的翅條板包括一底板和與之相連的面板，該翅條板通過其底板與該集熱管板面固接，并且該翅條板面板與該集熱管板面形成一夾角；所述的翅條板的面板與該集熱管板面之間的銳夾角介于10°～90°之間；所述的翅條板的與底板之間連接是1個底板與1個或1個以上的面板相連接；所述的翅條板的底板與其面板可以是一體制成或是分體連接制成；所述的翅條板的面板可以是從其底板的端部連出或是從其底板端部以外的其他部分連出；翅條板沿該集熱管板垂直方向的分布密度介于20～2500個/米之間；所述的翅條板底板與集熱管板的固接，系正單面或正反雙面采用焊接、或粘接、或用壓力加工連接；所述的翅條板在集熱管板面上最好是水平設(shè)置。
本發(fā)明的優(yōu)點由于透明玻璃真空管太陽能集熱器件的正、反采光面上分布著多個與集熱管板面帶一定夾角的平行輻射吸收翅條板，使垂直懸置安裝時能量的吸收率近似為1，并使由此集熱器件組成的集熱器的安裝外傾尺寸可減少到最小，使用時集熱器件僅需作較小的傾角調(diào)整或不作調(diào)整，增加了與建筑物相結(jié)合的和諧性，避免了散熱與傳熱上的不利影響，使光能的采集與熱量的傳遞比現(xiàn)有方法達(dá)到更好的效果。


圖10、圖11、圖12、圖13、圖14是本發(fā)明集熱器件的翅條板結(jié)構(gòu)實施例示意圖。
具體實施例方式參閱圖1所示，本發(fā)明的透明玻璃真空管太陽能集熱器件實施例包括集熱管板1、翅條板2、透明玻璃真空管3、封蓋4，集熱管板1由真空管3的玻璃內(nèi)管支承其管內(nèi)段，封蓋4在抽取真空后與真空管3壓合封接起封閉真空作用，并固定支承集熱管板1的管外段。
如圖2、圖4、圖6、圖8所示，翅條板2包括面板21與底板22，翅條板2的底板22與集熱管板1相固接，并且整個翅條板2的面板21與集熱管板1的面相互之間有一夾角，該夾角α(銳角)一般介于10°～90°之間，另外，為保證被翅條板2反射的太陽輻射被充分地吸收，所述的翅條板2沿集熱管板1縱向，即真空管軸向，應(yīng)該大于等于20個，根據(jù)經(jīng)驗，其分布密度介于20～2500個/米。
所述的翅條板2的面板21與底板22之間的連接，可以是面板21的底端從其底板22的端部連出，如圖10所示的實施例；也可以是面板21的底端從其底板端部以外的其他部分連出，如圖11所示的實施例；另外，面板21與底板22之間可以是一體制成，如圖10、圖13實施例所示采用板金彎邊成形加工方法成形后制成；或是按圖11實施例所示采用精密澆鑄成形加工方法成形制成；也可以是分體連接制成，如按圖14實施例所示采用板金彎邊成形加工方法成形后左右兩部經(jīng)中縫焊接連接制成，除此之外，面板21與底板22之間可以是1個底板與1個面板相連接，如圖10實施例所示；或可以是1個底板與多個面板相連接，如圖12、圖13實施例所示。
所述的集熱管板1包括集熱管與集熱管板，集熱管可采用單管或多管；多管可以是玻璃真空管腔內(nèi)多個連通或互不連通的單管；所述的集熱管板面包括上述集熱管板的板面及集熱管與翅條板底板固接接觸線所在的接觸管面；集熱管板集熱后的傳熱循環(huán)可以是利用循環(huán)液體載熱的傳熱循環(huán)，或是利用重力熱管介質(zhì)載熱的傳熱循環(huán)；所述的玻璃真空管3包括單層透明玻璃真空管或雙層透明玻璃真空管；玻璃真空管可以是直通型兩端裝配封蓋密封的或是單通型一端裝配封蓋密封的。
圖2所示為本發(fā)明實施例之一的局部結(jié)構(gòu)示意其中，翅條板2在集熱管板垂直方向的分布密度為40個/米；翅條板2與重力熱管式集熱管1之間的α銳夾角設(shè)為25°，以調(diào)節(jié)地理緯度角為25°時集熱器件對入射光輻射的接收角；另外，翅條板2的面板與底板是一體制成，采用如圖10所示的板金彎邊成形加工方法制成，面板21從底板22的一個端部連出，由1個底板與1個面板相連接，翅條板2在集熱管板面上水平設(shè)置。翅條板2采用碳鋼制件，正、反全部工作表面經(jīng)黑鉻太陽能選擇性吸收鍍層處理，其底板22與集熱管1的接觸帶經(jīng)焊接正單面連接。雙層透明玻璃直通真空管太陽能集熱器件垂直懸置安裝。
圖4所示為本實施例之二的局部結(jié)構(gòu)示意翅條板2在集熱管板垂直方向的分布密度為1500個/米；翅條板2與集熱管板1之間的α銳夾角設(shè)為45°，以調(diào)節(jié)地理緯度角為45°時集熱器件對入射光輻射的接收角；另外，翅條板2的面板與底板是一體制成，采用如圖11所示的精密澆鑄成形加工方法制成；或分體制成，采用如圖12所示的板金彎邊成形加工方法成形后，左右兩部經(jīng)包邊連接制成。面板從底板端部以外的中間處連出，每米長度上由1個底板與1500個面板相連接，翅條板2與集熱管板1均采用銅制件，正、反全部工作表面經(jīng)樹脂型太陽能選擇性吸收涂料浸涂處理，并且翅條板2與集熱管板1的固接可通過前者的底板經(jīng)導(dǎo)熱膠粘接對稱連接在集熱管板1的正、反兩個面板上(正反雙面連接)，集熱管板1可采用截面形狀為扁形的重力熱管制成。翅條板2在集熱管板面上水平設(shè)置，雙層透明玻璃直通真空管太陽能集熱器件垂直懸置安裝。如加配二維反射鏡板，其曲面設(shè)計原理為使反射光匯聚成一水平光斑線，并使得由于太陽高度變化引起的反射光匯聚光斑線的變動落在反射吸收翅條板的長度范圍內(nèi)。
圖6所示為本發(fā)明實施例之三的局部結(jié)構(gòu)示意翅條板2在集熱管板垂直方向的分布密度為80個/米；翅條板2與集熱管板1之間的α銳夾角設(shè)為55°，以調(diào)節(jié)地理緯度角與太陽緯度角之和為55°時集熱器件對入射光輻射的接收角；另外，翅條板2的面板與底板是一體制成，采用如圖10所示的板金彎邊成形加工方法制成，面板21從底板22的一個端部連出，由1個底板與1個面板相連接，每米長度上1個底板與80個面板相連接。翅條板2與集熱管板1均采用鋁制件，另外，翅條板2與集熱管板1的固接是前者的底板經(jīng)壓力加工(如滾壓)正單面連接在集熱管板1的板面上，正、反全部工作表面經(jīng)Al-N-Al太陽能選擇性吸收涂層處理，而且如圖所示，翅條板2在集熱管板面上以水平線為準(zhǔn)逆時針旋轉(zhuǎn)一β角度(例如8°)設(shè)置，透明單層玻璃單通真空管太陽能集熱器件垂直懸置安裝。
圖8所示為本發(fā)明實施例之四的局部結(jié)構(gòu)示意翅條板在集熱管板垂直方向的分布密度為120個/米；翅條板2與集熱管板1之間的α銳夾角設(shè)為62°，以調(diào)節(jié)地理緯度角與太陽緯度角之和為62°時集熱器件對入射光輻射的接收角；另外，翅條板2的面板與底板是一體制成，采用如圖13所示的板金彎邊成形加工方法成形，1個底板與2個面板相連接；或如圖14所示的板金彎邊成形加工方法成形，左右兩部經(jīng)中縫焊接后面板從底板端部以外的的中間處連出。翅條板2采用鋁制件，集熱管板1采用銅制件，另外，翅條板2與集熱管板1的固接是前者的底板經(jīng)壓力加工(如滾壓)正單面連接在集熱管板1的翼片板面上，然后將翼片的脹孔與兩根集熱管1相脹套連接，兩根集熱管為在雙層玻璃真空管底端處連通的“U”型管。翅條板2在集熱管板面上水平設(shè)置，正、反全部工作表面經(jīng)陽極氧化電解著色太陽能選擇性吸收化學(xué)鍍層處理，雙層透明玻璃單通真空管太陽能集熱器件同上所述垂直懸置安裝。
透明玻璃真空管太陽能集熱器件的工作過程如下當(dāng)日光及反射鏡板上的反射光輻射經(jīng)透明玻璃真空管3后，被集熱管板1上正反兩個面上工作板面的翅條板2的面板21與底板22吸收—反射—再吸收，輻射經(jīng)多次反射幾乎達(dá)到被全部吸收后，能量吸收率近似等于1，采集的熱量經(jīng)翅條板傳遞至其底板22與集熱管板1的連接處，并加熱集熱管板內(nèi)的工作介質(zhì)，如此經(jīng)傳熱循環(huán)將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能輸出。
權(quán)利要求
1.一種玻璃真空管太陽能集熱器件，包括集熱管板、透明玻璃真空管、封蓋，其特征在于，還包括多個沿透明玻璃真空管軸向設(shè)置的翅條板，所述的翅條板包括一底板和與之相連的面板，該翅條板通過其底板與該集熱管板面固接，并且該翅條板面板與該集熱管板面形成一夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空管太陽能集熱器件，其特征在于，述的翅條板的面板與該集熱管板面之間的銳夾角介于10～90°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃真空管太陽能集熱器件，其特征在于，所述的翅條板的面板與底板之間連接是1個底板與1個或1個以上的面板相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃真空管太陽能集熱器件，其特征在于，所述的翅條板的底板與其面板可以是一體制成或是分體連接制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空管太陽能集熱器件，其特征在于，所述的翅條板的面板可以是從其底板的端部連出或是從其底板端部以外的其他部分連出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃真空管太陽能集熱器件，其特征在于，所述的翅條板沿該集熱管板垂直方向的分布密度介于20～2500個/米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃真空管太陽能集熱器件，其特征在于，所述的翅條板底板與集熱管板的固接，系正單面或正反雙面采用焊接、或粘接、或用壓力加工連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃真空管太陽能集熱器件其特征在于，所述的翅條板在集熱管板面上最好是水平設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透明玻璃真空管太陽能集熱器件，包括集熱管板、透明玻璃真空管、封蓋，其特征在于，還包括多個沿玻璃真空管軸向設(shè)置的翅條板，所述的翅條板包括一底板和與之相連的面板，該翅條板通過其底板與該集熱管板面固接，并且該翅條板面板與該集熱管板面形成一夾角。由于懸置式透明玻璃真空管太陽能集熱器件的采光面上分布著多個與集熱管板面帶一定夾角的平行輻射吸收翅條板，使垂直懸置安裝時得能量的吸收率近似為1，集熱器件僅需作較小的傾角調(diào)整或不作調(diào)整，并增加了與建筑物相結(jié)合的和諧性，避免了散熱與傳熱上的不利影響，使光能的采集與熱量的傳遞比現(xiàn)有方法達(dá)到更好的效果。
文檔編號F24J2/32GK1464246SQ0211220
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月24日
發(fā)明者潘戈 申請人:潘戈