一種CO₂充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器的製作方法

2023-05-20 13:45:36 2

專利名稱：一種CO2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種儲能技術，特別涉及一種(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器。
背景技術：
隨著近些年的能源危機，太陽能越發得到重視，成為新能源的主打方向之一。集熱器是太陽能裝置的關鍵部分，現有多種集熱器，但都存在對太陽能的利用效率不高的缺點， 提高太陽能的利用效率是集熱器研發工作中的關鍵問題和重要方向。目前公開的關於太陽能集熱器的專利主要有
楊懷得，李世光，一種減反射直插管式太陽能集熱器，專利號20101061M51. 2。該發明的一種減反射直插管式太陽能集熱器，包括儲水箱以及數個安裝在集熱板上的集熱管， 其特徵在於所述的每個集熱管上都單獨設置連接管，集熱管通過各自的連接管與儲水箱連接。集熱管由導熱水管及集熱片組成，導熱水管橫截面的中間段為空心橢圓形，橢圓形與矩形連接處設置支撐用的插板。導熱水管管壁為波紋面，集熱管外壁也為波紋形狀，能有效地減少太陽光的反射，降低熱量損失，提高集熱器的熱水供應能力。閔元良，平板真空太陽能集熱器，專利號201120131266. 1。該專利的特點包括鋼化玻璃面板、集熱器框體、鋁板、保溫層、「H」形排管、玻璃密封墊及鋁板密封墊。集熱器框體為鋁型材圍成的四邊體，鋁型材上設有第一凸臺及第二凸臺，框體一側邊上設有抽真空口 ； 「H」型排管由上平管、下平管及豎管組成，上平管與下平管兩端頭分別設有介質進口或介質出口，鋁板覆蓋於「H」型排管的一面並與其焊接。所述保溫層、「H」型排管、鋁板及鋼化玻璃面板由底層至面層依次裝於集熱器框體內。通過抽真空口將鋼化玻璃面板和鋁板之間抽為真空層，使太陽能集熱器鋼化玻璃面板及鋁板間形成大面積的吸熱面，從而提高太陽能集熱器的熱效率。莫偉權，一種聚光型平板太陽能集熱器，專利號201020677094. 3。該裝置包括外殼、保溫層和多個集熱管，集熱器還包括菲涅爾透鏡蓋板。菲涅爾透鏡蓋板蓋於外殼上，保溫層緊貼於外殼內部，集熱管固設於保溫層上，集熱管表面塗有吸熱塗層。該集熱器利用菲涅爾透鏡聚焦原理，使聚光平板具有線聚焦功能，同時去掉了傳統集熱器核心部件吸熱片， 具有集熱效率高，吸熱快，結構簡單，重量輕，熱損小，造價低等優點。上述的3個專利中所說的關於太陽能集熱器都各有各的優點，但同時也相應的存在一些不足之處。楊懷得和李世光的專利雖然有效地減少了太陽光的反射，提高了太陽能的利用效率，但它並沒有很好的保溫措施。閔元良的專利雖然對太陽能有較高的利用效率， 但存在造價高的問題。莫偉權的專利優點挺多的，但還可以在集熱器蓋板上進行改進，從而得到更高的太陽能利用效率。

發明內容
本發明是針對現有太陽能集熱器對太陽能的利用效率很低的問題，提出了一種 CO2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器，對現有的太陽能集熱器進行了創新與改進，具有建築結構一體化，集熱效率高，吸熱快，結構簡單，重量輕，熱損小，造價低，保溫性能好等優點。本發明的技術方案為一種(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器，包括最外層的外殼、外殼內壁的保溫層、二氧化碳填充蜂窩狀蓋板、吸熱管，吸熱管與保溫層貼合，二氧化碳填充蜂窩狀蓋板在吸熱管上方，二氧化碳填充蜂窩狀蓋板由上下透明有機玻璃蓋板組成， 上下透明有機玻璃蓋板中間分布數個同一高度的圓柱型有機玻璃短管，每個圓柱型有機玻璃短管下方對應一根吸熱管，太陽光被圓柱型有機玻璃短管聚光到下部的吸熱管上。所述圓柱型有機玻璃短管包括上端透明的有機玻璃凸透鏡、圓柱型有機玻璃套管、套管中的二氧化碳氣體，上下透明有機玻璃蓋板中，短管與短管之間亦充入二氧化碳氣體。所述圓柱形有機玻璃短管的壁厚為2 3mm，其內直徑為30mm，相鄰兩個圓柱形有機玻璃短管保持20 30mm的距離。本發明的有益效果在於本發明CO2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器，能夠讓太陽輻射透過，使其投射在吸熱管上；保護吸熱管，使其不受灰塵及雨雪的侵蝕；起到保溫作用， 阻止對流和輻射向周圍環境散熱，從而提高對太陽能的利用效率，為解決能源危機作出相應的貢獻。


圖1是本發明(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器結構示意圖2是本發明(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器中二氧化碳填充蜂窩狀蓋板示意圖； 圖3是本發明(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器中圓柱型有機玻璃短管示意圖。
具體實施例方式如圖1所示(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器結構示意圖，包括外殼4、保溫層3、 二氧化碳填充蜂窩狀蓋板2、吸熱管1，二氧化碳填充蜂窩狀蓋板2在吸熱管1上方，兩者都在保溫層3內。如圖2所示二氧化碳填充蜂窩狀蓋板示意圖，包括周邊透明有機玻璃隔板5、上透明有機玻璃蓋板6、圓柱型有機玻璃短管7、下透明有機玻璃蓋板8，蓋板內部短管與短管之間亦充入二氧化碳氣體12。如圖3所示圓柱型有機玻璃短管7示意圖，包括透明有機玻璃凸透鏡9、圓柱型有機玻璃套管10、二氧化碳氣體11。該集熱器的工作過程如下
首先太陽光線照射到二氧化碳填充蜂窩狀蓋板2上，蓋板上的透明有機玻璃凸透鏡9 對太陽光進行聚光，聚光後的光線照射到吸熱管1上，從而得到吸熱管1溫度的提升。圓柱型有機玻璃短管7中的二氧化碳氣體11和蓋板內部的二氧化碳氣體12以及保溫層3都起到保溫作用，從而提高對太陽能的利用效率。一、採用雙層密封的蜂窩狀蓋板，這是根據網格結構可以有效地降低由對流和輻射引起的熱損失，採用在雙層高透光有機玻璃內堆放數個同一高度的圓柱形有機玻璃短管，以減少氣體的擾動。當蓋板裡沒有圓柱形有機玻璃短管時，上蓋板接受到太陽照射時會對蓋板內部的氣體加熱，氣體的溫度就會升高，而各個位置的氣體溫度不一樣，這樣蓋板內部的氣體會發生擾動，氣體一發生對流其散熱係數就會增加，蓋板向外部所散發的熱量也隨之增加，不利於集熱器對太陽能的吸收，降低了對太陽能的利用效率。而當蓋板內部堆放了數個同一高度的圓柱形有機玻璃短管時，短管就把氣體分隔成很多相互隔離的小氣體單元，在陽光透過的同時，能有效地抑制氣體的自然擾動，從而起到「熱二極體」的作用，降低了蓋板對外散發的熱量，提高了集熱器對太陽能的利用效率。二、向密封蓋板內充入(X)2等溫室型氣體代替空氣，當太陽光通過玻璃蓋板後經過吸熱管的吸熱由短波變成長波，CO2氣體可以阻止太陽光長波反射出來，減少太陽光的反射損失，同時CO2氣體具有保溫作用，可以提高集熱器內部的溫度，加強吸熱部件的吸熱作用， 從而提高集熱器對太陽能的利用效率。三、每個小圓柱形有機玻璃短管上層都以凸透鏡密封，凸透鏡對太陽光進行聚光， 從而提高對太陽能的利用效率。這種CO2充填蜂窩狀蓋板的新型高效太陽能集熱器已經在實驗中做出了模型，並且完成了性能和效率測試。蓋板的高度為30mm，其主要由一塊平板的和一塊凸透的透明玻璃和很多圓柱形有機玻璃短管組成，內部充滿了(X)2氣體。雙層高透光有機玻璃中堆放的數個同一高度的圓柱形有機玻璃短管有效地阻止了氣體的擾動，降低了蓋板對外散發的熱量，提高了集熱器對太陽能的利用效率。圓柱形有機玻璃短管的壁厚為2 3mm，其內直徑為30mm，相鄰兩個圓柱形有機玻璃短管可以保持20 30mm的距離，這樣可以減少有機玻璃短管的數量從而降低成本。每個圓柱形有機玻璃短管的上面是以一塊凸透鏡將其密封，其內部充入(X)2氣體，並且要保持其密封性。在當今社會高速發展，能源急劇減少的情況下，利用無汙染，取之不盡用之不竭的太陽能，並且提高對太陽能的利用效率是我們解決能源危機的有效措施。本發明涉及的CO2 充填蜂窩狀蓋板的新型高效太陽能集熱器對太陽能的利用效率比普通太陽能集熱器高，而且成本低，使用範圍廣泛。當用於太陽能熱水器，適用於廣大普通家庭使用，經濟實惠。其應用市場前景非常樂觀，具有很大的市場價值。
權利要求
1.一種CO2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器，其特徵在於包括最外層的外殼、外殼內壁的保溫層、二氧化碳填充蜂窩狀蓋板、吸熱管，吸熱管與保溫層貼合，二氧化碳填充蜂窩狀蓋板在吸熱管上方，二氧化碳填充蜂窩狀蓋板由上下透明有機玻璃蓋板組成，上下透明有機玻璃蓋板中間分布數個同一高度的圓柱型有機玻璃短管，每個圓柱型有機玻璃短管下方對應一根吸熱管，太陽光被圓柱型有機玻璃短管聚光到下部的吸熱管上。
2.根據權利要求1所述(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器，其特徵在於，所述圓柱型有機玻璃短管包括上端透明的有機玻璃凸透鏡、圓柱型有機玻璃套管、套管中的二氧化碳氣體，上下透明有機玻璃蓋板中，短管與短管之間亦充入二氧化碳氣體。
3.根據權利要求2所述(X)2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器，其特徵在於，所述圓柱形有機玻璃短管的壁厚為2 3mm，其內直徑為30mm，相鄰兩個圓柱形有機玻璃短管保持20 30mm的距離。
全文摘要
本發明涉及一種CO2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器。CO2充填蜂窩狀蓋板型高效集熱器包括最外層的外殼、外殼內壁的保溫層、二氧化碳填充蜂窩狀蓋板、吸熱管，吸熱管與保溫層貼合，二氧化碳填充蜂窩狀蓋板在吸熱管上方。二氧化碳填充蜂窩狀蓋板由上下透明有機玻璃蓋板組成，上下透明有機玻璃蓋板中間分布數個同一高度的圓柱型有機玻璃短管，每個圓柱型有機玻璃短管下方對應一根吸熱管，太陽光被圓柱型有機玻璃短管聚光到下部的吸熱管上。二氧化碳填充蜂窩狀蓋板能夠讓太陽輻射透過，使其投射在吸熱管上；保護吸熱管，使其不受灰塵及雨雪的侵蝕；起到保溫作用，阻止對流和輻射向周圍環境散熱，從而提高對太陽能的利用效率，為解決能源危機作出貢獻。
文檔編號F24J2/24GK102563898SQ20121000040
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者任建興, 何平, 吳江, 李琦芬, 武子璐, 沈凱, 羅海燕, 黃海方 申請人:上海電力學院