太陽能吸熱裝置的製作方法
2023-04-28 14:32:36
專利名稱：太陽能吸熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能吸熱裝置，特別是涉及一種太陽能熱水器的聚能吸熱裝置。
目前市場銷售的太陽能熱水器中所使用的吸熱裝置，主要有兩類，其一是真空吸熱管，其為雙層玻璃結構，內有選擇性吸收層；其二是聚光式的聚能部件，以中國科學院南京天文儀器研製中心研製的產品為原型。前者的熱效率較老式的悶曬式太陽能熱水器為高，且能保溫，在市場上佔有優勢。其不足是集熱板的受光面積末能充分利用，且真空管吸熱層吸收的是未經集聚的低密輻射能。聚光式能匯集入射的陽光，使射線軌跡落在管狀吸熱器上，故升溫較快，熱效率又高於前者，其不足是水箱本身即為吸熱器，上方無絕熱層，保溫性能較差，日落後水溫下降較快。
本實用新型的目的是提供一種既能夠聚光又能夠保溫的太陽能聚能吸熱裝置。本實用新型的目的還在於提供一種傳熱迅速、防止結垢的高效集熱的太陽能熱水器，尤其是一種成本低、結構簡單的太陽能聚能吸熱裝置及其熱水器。
本實用新型的技術方案是由下列措施實現的一種太陽能吸熱裝置，包括太陽能透光板和玻璃真空吸熱管和聚能器構成，玻璃真空吸熱管上鍍有真空管吸熱層，其特徵是在太陽能透光板下方置有玻璃真空管，設有的聚能器為玻璃真空管下方設有帶反光膜的聚能器。
本實用新型的技術改進是所述的貼有反光膜的聚能器的截面曲線為漸開線和拋物線組合的曲線。
本實用新型的進一步改進是在上述技術方案中增加一熱管，即在前一技術方案中的玻璃真空管內置有熱管。
本實用新型的太陽能吸熱裝置含太陽能熱水裝置，它包括有保溫水箱，前後支架和上述太陽能聚能吸熱裝置。
本實用新型是一種聚能器，它包括的玻璃真空管，真空管吸熱層，太陽能專用透光板、帶有反光膜的聚光器，其聚光原理是帶有反光膜的聚光器實現聚光，反光膜起反光作用。聚光是由於聚光器設計時，保證聚光器橫剖面的曲線是複合拋物線，稱此線為CPC(英文為Compond Parabolic Concentrtor，也稱為複合拋物線聚光器)。此曲線為漸開線和拋物線組合成的曲線。有這樣的曲線和反光膜共同作用能夠實現自動跟蹤偏轉移動的陽光，而不需要藉助於機電同步轉向裝置。
本實用新型與對比技術相比有如下特點(1)聚光效果好從而使用中聚熱效果好。這是因為技術方案中使用了帶有反光膜的聚光器。(2)保溫效果好這是因為在技術方案中使用了玻璃真空管和熱管之故。本實用新型實際是將現有真空管與普遍聚光式太陽能集熱器兩者的優點綜合起來，是一種高效集熱的太陽能聚能裝置，本實用新型又是一種成本低、結構簡單的太陽能聚能吸熱裝置及其熱水器。尤其是帶有熱管傳遞的聚能器能夠迅速傳遞所吸收的熱量，能夠防止水垢沉澱在真空吸熱管壁。
以下結合附圖並通過實施例對本實用新型做進一步描述
圖1為本實用新型太陽能熱水器裝置側視圖圖2為本實用新型太陽能熱水器正面結構示意圖圖3為本實用新型太陽能吸熱裝置聚光器橫剖面的曲線結構示意圖圖4為本實用新型太陽能吸熱裝置聚光器橫剖面的曲線結構示意圖圖5為本實用新型太陽能吸熱裝置的熱管與保溫水箱密封結構示意圖圖6為本實用新型太陽能吸熱裝置用於粗口徑真空玻璃吸熱管的結構示意圖圖7為本實用新型太陽能熱水器立體結構示意圖實施例1一種聚能吸熱器，它包括現有玻璃真空吸熱管，其內置有吸熱層，它還包括有外購的太陽能專用透光板6，帶有反光膜、且橫剖面為複合拋物線(也即漸開線和拋物線組合的曲線)的用ABS或PVC塑料制的聚光器7。複合拋物線的形狀為在玻璃管下部為拋物線，而在較外端處為漸開線曲線，兩段曲線光滑連接。此曲線不能以一個解析曲線完全給出。在太陽能專用透光板6下面置有玻璃真空管8，在玻璃真空管8下面置有聚光器7，聚光器7與太陽能專用透光板6相配合。熱管置於玻璃真空管內，玻璃真空管的上端部與熱管密封連接，太陽能專用透光板置於玻璃真空管的上方，帶有反光膜的聚光器置於玻璃真空管的下方，帶有反光膜(亦可以鍍反光膜)的聚光器與太陽能專用透光板通過集熱箱構件密封連接。
2太陽能吸熱裝置，它包括有玻璃真空吸熱管8，其內置有吸熱層9，太陽能專用透光板6置於玻璃真空吸熱管8上方。玻璃真空吸熱管8的下部設有帶反光膜的且橫剖面為複合拋物線的用ABS或PVC塑料制的聚光器7，與上述玻璃真空吸熱管8內裝有自循環水來吸熱不同，本實用新型在玻璃真空吸熱管8內置熱管，由熱管10的冷端在保溫水箱中放熱，在本實用新型的太陽能熱水器中，冷端直接插進水箱內，熱管10的熱端在玻璃管內吸熱。
3由紫銅製成熱管10，熱管10內裝有工質甲醇或乙醇或丙酮，熱管10裝在玻璃真空管8內，玻璃真空管8的上端部與熱管10使用耐熱橡膠件連接，太陽能專用透光板6置於玻璃管8的上方，帶有反光膜的聚光器7置於玻璃真空管8的下方，帶有反光膜的聚光器7通過集熱箱構件與太陽能專用透光板6密封連接。熱管的結構主要是現有常規結構，亦可由紫銅、不鏽鋼、普通A3鋼製成，是一根密封的直管，經過嚴格清洗並灌注分析純度以上的高純工質材料，典型的用於太陽能熱水器的工質為甲醇、乙醇、丙酮或其混和物，也可以是醚類、液氨，但要求不致腐蝕熱管金屬的材質。其尺寸參數為管長1-1.8m，管的外徑為17-19mm，內徑為15-16mm，易於插進玻璃真空吸熱管內，其參數是，在50攝氏度時就能迅速啟動。實際使用中也能在100-110度時正常工作。熱管的另外的使用情況是當傳遞的工作溫度在較高的範圍時，需要選擇不同的工質材料，如多元醇、醚類。
4另一實施例是圖7的本實用新型太陽能吸熱裝置用於粗口徑真空玻璃吸熱管的結構示意圖，粗口徑真空玻璃吸熱管內設有吸熱管，在吸熱管的下部設有帶有反光膜的聚光器7。
5本實用新型是將太陽能吸熱裝置用於太陽能熱水器，它包括有保溫水箱1，該箱由鋁合金、不鏽鋼、塑鋼製成，弧形板2由鋁合金或塑鋼製成，前腿3和後腿4用鋁合金或塑鋼製成，並包括玻璃真空管8，及其吸熱層9，其特徵在於它還包括有集熱箱5，太陽能專用透光板6，該板是市場可購到的，帶有反光膜的聚光器7，該聚光器7是由ABS塑料壓制而成，在其朝向陽光方向的曲面貼有太陽能專用反光膜，該膜反射能力較強，且不易老化。由弧形板2、前腿3和後腿4組成角架支撐保溫水箱1，也就是說保溫水箱1由至少兩塊弧形板2支撐，弧形板2由前腿3和後腿4支撐，在兩個前腿3朝向陽光的方向上置有太陽能專用透光板6從而形成集熱箱5，也就是兩個前腿3，做為集熱箱的兩個面，太陽能專用透光板6做為集熱箱5的一個面，在太陽能透光板6下方置有玻璃真空管8，玻璃真空管8下方置有帶反光膜的聚光器7，由於聚光器7的工作曲線是經過模型驗證的複合拋物線即CPC曲線，能使陽光西移時形成的光點(或光路)始終落在玻璃真空管8內的管狀吸熱層(真空管吸熱層)9上，從而實現跟蹤，故無需依靠機電同步偏轉裝置。聚光器7的曲面又構成集熱箱5的一個面，兩邊與前腿3密封連接，採用普通矽橡膠密封圈將10個玻璃真空管8分別與保溫水箱1相連接，每個玻璃真空管8都與之相對應有一個帶有反光膜的聚光器7。從而由玻璃真空管8，帶有反光膜的聚光器7和太陽能專用透光板6組成一個集熱單元，這個集熱單元有多個，例如5-20個，置於由前腿3和後腿4以及太陽能專用透光板6，聚光器7組成的集熱箱5內。
6結構是在實施例一的基礎上，在玻璃真空管8內裝有用紫銅製成的熱管10，熱管10與保溫水箱1相連接，其具體連接是通過塑料管座11，塑料密封帽12、密封圈13，密封墊14連接，也就是說塑料管座11上有螺紋，其後端套有矽橡膠密封墊14，該塑料管座11用緊固件安裝於保溫水箱1的內膽上，塑料密封帽12內有螺紋，涵內裝有矽橡膠密封圈13，安裝時，只要將熱管10插入保溫水箱1並擰緊塑料密封螺帽12，即可使連接部位密封以防漏水，在塑料接口及熱管10過渡段上，也就是玻璃真空管8與保溫水箱1之間的過渡段均加有絕熱保溫套，玻璃真空管8上端部與熱管10密封連接。熱管10內裝有液體工質甲醇或乙醇或丙酮。保溫水箱1可用雙層結構，夾層中間填充25-45毫米的聚氨脂泡沫，以起保溫作用。這種技術方案啟動較快能防凍，水垢較易清除，適合於在北方使用，不足之處是使用成本有所增加。其保溫原理是由玻璃真空管和熱管共同作用結果。玻璃真空管為雙層玻璃結構，又因熱管是單向傳熱，可以充分傳遞熱量。
7圖3和圖4中為太陽能吸熱裝置聚光器橫剖面的曲線結構示意圖中，一圖表示在真空吸熱管下面的聚光器的橫剖面的曲線的中間為帶有尖凹，另一橫剖面的曲線的中央是平的。
如果另外附加水箱(包括儲水箱)以及冷熱水調水閥的結構已經在現有技術中多加描述，也並沒有超過本實用新型的範圍。
權利要求1.一種太陽能吸熱裝置，包括太陽能透光板、玻璃真空吸熱管及聚能器構成，玻璃真空吸熱管上設有真空管吸熱層，其特徵是太陽能透光板下方置有玻璃真空管(8)，聚能器為玻璃真空管下方設有帶反光膜的聚能器。
2.由權利要求1所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是所述的貼有反光膜的聚能器的截面曲線為漸開線和拋物線組合的曲線。
3.由權利要求1所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是在玻璃真空管內置有熱管(10)。
4.由權利要求1所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是另設有保溫水箱，前後支架，支架支撐吸熱裝置，水箱與太陽能聚能吸熱裝置設有管道連接。
5.由權利要求1所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是在玻璃真空管內置有熱管(10)。
6.由權利要求1所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是在熱管的尺寸參數為管長1-1.8m，管的外徑為17-19mm，內徑為15-16mm，其熱端插進玻璃真空吸熱管內，熱管(10)的另一端插入保溫水箱。
7.由權利要求1所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是用於太陽能熱水器熱管的工質為甲醇、乙醇、丙酮或其混和物和醚類。
8.由權利要求1、4所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是由玻璃真空管(8)，帶有反光膜的聚光器(7)和太陽能專用透光板(6)組成一個集熱單元，集熱單元有5-20個。
9.由權利要求1、4所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是熱管(10)與保溫水箱(1)相連接，其具體連接是通過塑料管座(11)，塑料密封帽(12)、密封圈(13)，密封墊(14)連接，塑料管座(11)上有螺紋，其後端套有矽橡膠密封墊(14)，該塑料管座(11)用緊固件安裝於保溫水箱(1)的內膽上，塑料密封帽(12)內有螺紋，涵內裝有矽橡膠密封圈(13)，在塑料接口及熱管(10)過渡段上，也就是玻璃真空管(8)與保溫水箱(1)之間的過渡段均加有絕熱保溫套，玻璃真空管(8)上端部與熱管(10)密封連接。
10.由權利要求1、4所述的太陽能吸熱裝置，其特徵是在粗口徑真空玻璃吸熱管(14)內設有吸熱管(8)，在吸熱管的下部設有帶有反光膜的聚光器(7)。
專利摘要一種太陽能吸熱裝置,包括太陽能透光板和玻璃真空吸熱管構成,玻璃真空吸熱管上設有真空管吸熱層,在太陽能透光板下方置有玻璃真空管(8),玻璃真空管下方設有反光膜的聚能器。貼有反光膜的聚能器的截面曲線為漸開線和拋物線組合的曲線。還在玻璃真空管內置有熱管(10)並直接傳導到水箱。提供了既能聚光又能夠保溫的太陽能聚能吸熱裝置,還提供一種傳熱迅速、防止結垢的高效集熱的太陽能熱水器。
文檔編號F24J2/12GK2380869SQ9922821
公開日2000年5月31日 申請日期1999年4月29日 優先權日1999年4月29日
發明者陳格瑜 申請人:陳格瑜