聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其包括聚光集熱器及集水保溫箱，所述聚光集熱器包括板狀箱體、透明玻璃和若干聚光槽，聚光槽平行并排在所述板狀箱體內(nèi)，并于該聚光槽的聚光點(diǎn)上設(shè)有超導(dǎo)熱管，各個(gè)聚光槽上的超導(dǎo)熱管通過(guò)彎管依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱相連接；本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，根據(jù)離軸拋物面設(shè)計(jì)原理和邊沿光學(xué)原理合理設(shè)計(jì)聚光集熱器的結(jié)構(gòu)，可以將低能流密度的太陽(yáng)光匯聚成高能流密度線狀，有效將大部分匯聚的光線投射到超導(dǎo)熱管上，實(shí)現(xiàn)在不要求高精度的光線跟蹤的條件下，也能保證高效聚光，實(shí)現(xiàn)快速獲得中高溫?zé)崴哪康?，利于?jié)能環(huán)保，給人們生活、生產(chǎn)帶來(lái)便利。
【專利說(shuō)明】聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制熱水技術(shù)，具體涉及一種聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能熱水器是利用太陽(yáng)能作為能源來(lái)加熱熱水，即是利用太陽(yáng)的能量將水從低溫度加熱到高溫度的裝置，是一種熱能產(chǎn)品，太陽(yáng)作為一種綠色能源，在建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]太陽(yáng)能熱利用發(fā)展到今天，無(wú)論是在集熱器的集熱效率方面，或是在性價(jià)比方面都取得了巨大的進(jìn)步。太陽(yáng)能熱水器在中國(guó)具有非常廣闊的市場(chǎng)，并且隨著能源危機(jī)的不斷加劇，太陽(yáng)能的利用受到了國(guó)家越來(lái)越大的重視。每平方米平板太陽(yáng)能集熱器平均每個(gè)正常日照日，可產(chǎn)生相當(dāng)于2.5度電的熱量，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤250公斤左右，可以減少700多公斤二氧化碳的排放量。太陽(yáng)能熱水器的廣泛運(yùn)用，包括生活用熱水，采暖，空調(diào)，在省錢的同時(shí)必將極大地改善地球的污染狀況。太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)很多，甚至還可以開(kāi)發(fā)出更多性能。
[0004]目前，太陽(yáng)能熱水器中的集熱器有平板型和真空管型兩大類，這兩集熱器在獲取低溫?zé)崮?< 80°C )時(shí)具有較高效率，但在獲取高溫?zé)崮?> 80°C )時(shí)效率急劇下降。各國(guó)在太陽(yáng)能中高溫領(lǐng)域展開(kāi)了很多研究，一類是拋物面跟蹤反射式高倍聚光太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，此類可產(chǎn)生300°C以上高溫?zé)崮?，用于熱發(fā)電。但這類系統(tǒng)最大的缺陷是造價(jià)成本造價(jià)太高，產(chǎn)生的熱功率有限，操作復(fù)雜，因此應(yīng)用受到極大限制；再一類是線聚焦跟蹤反射式高倍聚光太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，此類可產(chǎn)生200°C以上太陽(yáng)高溫?zé)崮?，但這類產(chǎn)品需要較高的對(duì)太陽(yáng)跟蹤精度，成本造價(jià)同樣太高，因此其推廣應(yīng)用仍然受到較大限制，而且現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器中的水箱保溫性能較差，導(dǎo)致不必要的能源浪費(fèi)，能源利用率低。隨著世界各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能利用的高度重視，人們迫切需要一種集熱效果好、能快速制得中高溫?zé)崴业蜔釗p的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述的不足，本發(fā)明目的在于，提供一種集熱效果好、能快速制得中高溫?zé)崴?，且低熱損的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)。
[0006]一種聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其包括聚光集熱器及集水保溫箱，所述聚光集熱器包括板狀箱體、透明玻璃和若干聚光槽，所述板狀箱體的一側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有光線入口 ；該板狀箱體相對(duì)所述光線入口的另一側(cè)壁上設(shè)有隔熱層，所述聚光槽平行并排在所述板狀箱體內(nèi)，并于該聚光槽的聚光點(diǎn)上設(shè)有超導(dǎo)熱管，各個(gè)聚光槽上的超導(dǎo)熱管通過(guò)彎管依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱相連接，所述透明玻璃蓋設(shè)在所述光線入口上，并在該透明玻璃與光線入口的貼合面上設(shè)有橡膠密封圈。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述聚光槽包括一槽體，該槽體的內(nèi)部底面呈弧面凹陷形成一弧形反光面，該槽體的開(kāi)口以一傾斜角a朝向上方，該傾斜角a為100?120度，該槽體的下側(cè)壁的下部沿所述開(kāi)口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角b逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角b為25?29度，該槽體的上側(cè)壁的下部沿所述開(kāi)口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角c逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角c為32?36度。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述槽體的上側(cè)壁與下側(cè)壁的長(zhǎng)度比為2: I。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述傾斜角a為111度，所述傾斜角b為27度，所述傾斜角c為34度。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述超導(dǎo)熱管為一直徑為10?30毫米的銅管，該銅管的外表面涂覆有厚度為5?17 μ m的藍(lán)鈦涂層。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述集水保溫箱其包括外箱、內(nèi)箱、進(jìn)水管、出水管和控制閥門(mén)，所述外箱的外表面包覆有采用ABS工程塑料制成的保溫外殼，所述內(nèi)箱的外表面包覆有隔熱膜，所述內(nèi)箱設(shè)置在所述外箱內(nèi)，并使該內(nèi)箱與外箱之間形成一夾層空間，該夾層空間內(nèi)設(shè)有保溫層，所述進(jìn)水管和出水管垂直間隔并排在所述外箱底部，其中進(jìn)水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，并延伸至該到內(nèi)腔的頂部，并在該進(jìn)水管的上端上水平設(shè)有一與其相連接的雙向入水管，所述出水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，在對(duì)應(yīng)出水管的上端位置于該內(nèi)腔上設(shè)有一擋水板，所述控制閥門(mén)設(shè)置在進(jìn)水管和出水管上，并能同時(shí)控制所述進(jìn)水管和出水管的開(kāi)通或關(guān)閉。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述保溫層由陶瓷復(fù)合材料制成，厚度為I?3CM。
[0013]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述控制閥門(mén)為聯(lián)動(dòng)隔熱控制閥。
[0014]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述出水管的管徑小于所述進(jìn)水管的管徑。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，根據(jù)離軸拋物面設(shè)計(jì)原理和邊沿光學(xué)原理合理設(shè)計(jì)聚光集熱器的結(jié)構(gòu)，可以將低能流密度的太陽(yáng)光匯聚成高能流密度線狀，有效將大部分匯聚的光線投射到超導(dǎo)熱管上，實(shí)現(xiàn)在不要求高精度的光線跟蹤的條件下，也能保證高效聚光，達(dá)到聚焦集熱器低成本的要求，然后通過(guò)超導(dǎo)熱管將光能轉(zhuǎn)化為中高溫?zé)崮?，進(jìn)而將超導(dǎo)熱管內(nèi)的水加熱，實(shí)現(xiàn)快速獲得中高溫?zé)崴哪康?；控制閥門(mén)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水管和出水管的聯(lián)動(dòng)開(kāi)通或關(guān)閉，確保在不使用時(shí)，使熱水與進(jìn)水管和出水管相隔離，避免不必要的熱量浪費(fèi)；設(shè)有保溫層、保溫外殼和隔熱膜，最大限度降低熱損，使熱能的利用最大化，有效保證熱水的供應(yīng)質(zhì)量，滿足人們?cè)谏?、生產(chǎn)中所需的中高溫?zé)崴?，不僅達(dá)到節(jié)能目的，還大大降低使用成本，利于節(jié)能環(huán)保，給人們生活、生產(chǎn)帶來(lái)便利，利于廣泛推廣應(yīng)用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明中的聚光集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明中的聚光槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明中的集水保溫箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例:參見(jiàn)圖1至圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供一種聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其包括聚光集熱器I及集水保溫箱2，所述聚光集熱器I包括板狀箱體11、透明玻璃12和若干聚光槽13,所述板狀箱體11的一側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有光線入口 ；該板狀箱體11相對(duì)所述光線入口的另一側(cè)壁上設(shè)有隔熱層14，所述聚光槽13平行并排在所述板狀箱體11內(nèi)，并于該聚光槽13的聚光點(diǎn)上設(shè)有超導(dǎo)熱管15，各個(gè)聚光槽13上的超導(dǎo)熱管15通過(guò)彎管16依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱2相連接，所述透明玻璃12蓋設(shè)在所述光線入口上，并在該透明玻璃12與光線入口的貼合面上設(shè)有橡膠密封圈。
[0021]參見(jiàn)圖3，其中圖3中的箭頭代表太陽(yáng)光線，所述聚光槽13包括一槽體，該槽體的內(nèi)部底面呈弧面凹陷形成一弧形反光面131，該槽體的開(kāi)口以一傾斜角a朝向上方，該傾斜角a為100?120度，該槽體的下側(cè)壁132的下部沿所述開(kāi)口的中心軸線133延伸，上部以一傾斜角b逐漸偏離該中心軸線133向外延伸，該傾斜角b為25?29度，該槽體的上側(cè)壁134的下部沿所述開(kāi)口的中心軸線133延伸，上部以一傾斜角c逐漸偏離該中心軸線133向外延伸，該傾斜角c為32?36度。
[0022]當(dāng)所述槽體的上側(cè)壁134與下側(cè)壁132的長(zhǎng)度比優(yōu)選為2: I。所述傾斜角a優(yōu)選為111度，所述傾斜角b優(yōu)選為27度，所述傾斜角C優(yōu)選為34度。該聚光槽13的聚光效果更好，可以將低能流密度的太陽(yáng)光匯聚成高能流密度線狀，進(jìn)而有效將大部分匯聚的光線投射到超導(dǎo)熱管15上。
[0023]所述超導(dǎo)熱管15為一直徑為10?30毫米的銅管，該銅管的外表面涂覆有厚度為5?17μπι的藍(lán)鈦涂層。有效提升吸熱效果。
[0024]所述集水保溫箱2其包括外箱21、內(nèi)箱22、進(jìn)水管23、出水管24和控制閥門(mén)25，所述外箱21的外表面包覆有采用ABS工程塑料制成的保溫外殼26，所述內(nèi)箱22的外表面包覆有隔熱膜27，所述內(nèi)箱22設(shè)置在所述外箱21內(nèi)，并使該內(nèi)箱22與外箱21之間形成一夾層空間，該夾層空間內(nèi)設(shè)有保溫層28，所述進(jìn)水管23和出水管24垂直間隔并排在所述外箱21底部，其中進(jìn)水管23的上端伸入所述內(nèi)箱22的內(nèi)腔，并延伸至該到內(nèi)腔的頂部，并在該進(jìn)水管23的上端上水平設(shè)有一與其相連接的雙向入水管29，熱水從雙向入水管29的兩端進(jìn)入內(nèi)箱22內(nèi)，能有效減慢熱水流入內(nèi)箱22的速度，避免因水壓過(guò)高而損壞內(nèi)箱22的現(xiàn)象，延長(zhǎng)使用壽命。所述出水管24的上端伸入所述內(nèi)箱22的內(nèi)腔，在對(duì)應(yīng)出水管24的上端位置于該內(nèi)腔上設(shè)有一擋水板20，擋水板20能避免從雙向入水管29流出的熱水直接進(jìn)入出水管24，杜絕出現(xiàn)水忽冷忽熱的現(xiàn)象，有效提升熱水的質(zhì)量，所述控制閥門(mén)25設(shè)置在進(jìn)水管23和出水管24上，并能同時(shí)控制所述進(jìn)水管23和出水管24的開(kāi)通或關(guān)閉。所述控制閥門(mén)25為聯(lián)動(dòng)隔熱控制閥，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水管23和出水管24的聯(lián)動(dòng)開(kāi)通或關(guān)閉，確保在不使用時(shí)，使熱水與進(jìn)水管23和出水管24相隔離，避免不必要的熱量浪費(fèi)。
[0025]所述保溫層28由陶瓷復(fù)合材料制成，厚度為I?3CM。保溫效果好。
[0026]所述出水管24的管徑小于所述進(jìn)水管23的管徑，能有效保證熱水的質(zhì)量。
[0027]聚光槽13根據(jù)離軸拋物面設(shè)計(jì)原理和邊沿光學(xué)原理合理設(shè)計(jì)而成，使聚光槽13的內(nèi)部形成合理結(jié)構(gòu)的弧形反光面131、下側(cè)壁132和上側(cè)壁134，不要求高精度的光線跟蹤的條件下，也能保證高效聚光，達(dá)到聚焦集熱器低成本的要求。
[0028]聚光槽13可以將低能流密度的太陽(yáng)光匯聚成高能流密度線狀，有效將大部分匯聚的光線投射到超導(dǎo)熱管15上，通過(guò)超導(dǎo)熱管15將光能轉(zhuǎn)化為中高溫?zé)崮?，進(jìn)而將超導(dǎo)熱管15內(nèi)的水加熱，實(shí)現(xiàn)快速獲得中高溫?zé)崴哪康?；另外單位面積聚光集熱器I上使用的超導(dǎo)熱管15數(shù)量減少，從而減少了聚光集熱器I內(nèi)部傳熱工質(zhì)的容量，進(jìn)而減少了整個(gè)系統(tǒng)的熱惰性。
[0029]集水保溫箱2的熱損低，保溫效果好，設(shè)有保溫層28、保溫外殼26和隔熱膜27，能最大限度降低熱損，使熱能的利用最大化，有效保證熱水的供應(yīng)質(zhì)量，滿足人們?cè)谏?、生產(chǎn)中所需的中高溫?zé)崴粌H達(dá)到節(jié)能目的，還大大降低使用成本，利于節(jié)能環(huán)保，給人們生活、生產(chǎn)帶來(lái)便利。
[0030]根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。如本發(fā)明上述實(shí)施例所述，采用與其相同或相似結(jié)構(gòu)而得到的其它系統(tǒng)，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，其包括聚光集熱器及集水保溫箱，所述聚光集熱器包括板狀箱體、透明玻璃和若干聚光槽，所述板狀箱體的一側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有光線入口 ；該板狀箱體相對(duì)所述光線入口的另一側(cè)壁上設(shè)有隔熱層，所述聚光槽平行并排在所述板狀箱體內(nèi)，并于該聚光槽的聚光點(diǎn)上設(shè)有超導(dǎo)熱管，各個(gè)聚光槽上的超導(dǎo)熱管通過(guò)彎管依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱相連接，所述透明玻璃蓋設(shè)在所述光線入口上，并在該透明玻璃與光線入口的貼合面上設(shè)有橡膠密封圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述聚光槽包括一槽體，該槽體的內(nèi)部底面呈弧面凹陷形成一弧形反光面，該槽體的開(kāi)口以一傾斜角a朝向上方，該傾斜角a為100?120度，該槽體的下側(cè)壁的下部沿所述開(kāi)口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角b逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角b為25?29度，該槽體的上側(cè)壁的下部沿所述開(kāi)口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角c逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角c為32?36度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述槽體的上側(cè)壁與下側(cè)壁的長(zhǎng)度比為2: 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述傾斜角a為111度，所述傾斜角b為27度，所述傾斜角c為34度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述超導(dǎo)熱管為一直徑為10?30毫米的銅管，該銅管的外表面涂覆有厚度為5?17 μ m的藍(lán)鈦涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述集水保溫箱其包括外箱、內(nèi)箱、進(jìn)水管、出水管和控制閥門(mén)，所述外箱的外表面包覆有采用ABS工程塑料制成的保溫外殼，所述內(nèi)箱的外表面包覆有隔熱膜，所述內(nèi)箱設(shè)置在所述外箱內(nèi)，并使該內(nèi)箱與外箱之間形成一夾層空間，該夾層空間內(nèi)設(shè)有保溫層，所述進(jìn)水管和出水管垂直間隔并排在所述外箱底部，其中進(jìn)水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，并延伸至該到內(nèi)腔的頂部，并在該進(jìn)水管的上端上水平設(shè)有一與其相連接的雙向入水管，所述出水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，在對(duì)應(yīng)出水管的上端位置于該內(nèi)腔上設(shè)有一擋水板，所述控制閥門(mén)設(shè)置在進(jìn)水管和出水管上，并能同時(shí)控制所述進(jìn)水管和出水管的開(kāi)通或關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述保溫層由陶瓷復(fù)合材料制成，厚度為1?3CM。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述控制閥門(mén)為聯(lián)動(dòng)隔熱控制閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚光槽太陽(yáng)能集熱器中高溫?zé)崴到y(tǒng)，其特征在于，所述出水管的管徑小于所述進(jìn)水管的管徑。
【文檔編號(hào)】F24J2/10GK104422152SQ201310384526
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】李文忠 申請(qǐng)人:李文忠