全天候集热装置制造方法及图纸

一种全天候集热装置，包括内部装有工质的吸收器，该吸收器外部罩有透明罩，透明罩与吸收器之间形成真空层，该透明罩后下侧设有抛物面反射器，该透明罩与吸收器、反射器都安装在支架上，吸收器表面设有微结构层，该吸收器微结构层、透明罩和反射器表面分别设有具有带阻滤波特性的附膜。本实用新型专利技术的全天候集热装置，可不附加任何其它能源，不分季节、昼夜，仅以辐射换热形式从自然界空间吸收能量，做到持续供热。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种集热装置，特别是一种不仅对太阳的直射辐射，而且对周围环境的漫射辐射能都能高效吸收并转换为热能的全天候集热装置。
技术介绍
目前的太阳能热水器只能在白天吸收太阳的能量以供应热水，如果不附加其它能源，非但阴天、夜间不能供热，冬季还需采取防冻措施。
技术实现思路
任何物体都在吸收外界的辐射能并向外界辐射能量，既然辐射是双向运动，总存在顺逆差，若极端状态呈单向性一热的半导体功能，将会实现正净辐射。其作用机理类似电于滤波器，表现为吸收器在某波段范围内，既不吸收也不辐射—阻断；而对另一波段之吸收(或发射)很高—导通。我们称此特性为选择性吸收特性。试验表明，选择适当的材料及结构可以兼顾昼夜，既满足白昼对可见光波段为导通，即能高效吸收太阳能；又保证黑夜对中远红外线、远红外线 (波长为6-1000微米)导通，即能充分地吸收周围环境的低温漫射能；而对近红外线、中红外线(波长为0.76-6微米)阻断，则无论昼、夜，都可做到尽量少地辐射吸热面存积的热。这种材料被称为具有带阻滤波特性的材料。本技术的目的是提供一种全天候集热装置，可不附加任何其它能源，不分季节、昼夜，仅以辐射换热形式从自然界空间吸收能量，做到持续供热。本技术的技术方案是一种全天候集热装置，其特征是其包括内部装有工质的吸收器，该吸收器外部罩有透明罩，透明罩与吸收器之间形成真空层，该透明罩后下侧设有抛物面反射器，该透明罩与吸收器、反射器都安装在支架上，吸收器表面设有微结构层，该吸收器微结构层、透明罩和反射器表面分别设有具有带阻滤波特性的附膜。所述的全天候集热装置，其特征是该吸收器与透明罩为同心球形腔体，吸收器是一对压铸成形的金属半球形薄壳焊接而成，透明罩是一对直径大于吸收器直径的有机透明材料注射成型的半球形薄壳粘接而成。所述的全天候集热装置，其特征是该吸收器的微结构层包括布满正三角形盲孔的金属微结构子单元，每个微结构子单元之底部涂满导热硅脂，外侧壁涂覆铸工胶。所述的全天候集热装置，其特征是该吸收器的微结构子单元有一定深度、其形心轴呈局部平行而总体放射状。所述的全天候集热装置，其特征是该吸收器的微结构层外设的附膜为均匀、严密钝化的金属发黑膜，该透明罩和反射器表面设的附膜分别为透明的锗化合物膜及金属氧化膜。所述的全天候集热装置，其特征是该吸收器的工质出入口处都设有接嘴，接嘴内套设一导流管，该导流管一端穿过该透明罩上设置的结合套连接外管路，另一端位于该吸收器内侧且套设一导流嘴，该导流嘴的侧壁设有导流孔。所述的全天候集热装置，其特征是该吸收器的接嘴外周设有环凹槽，该透明罩的结合套上相应设有凸环，该凸环与该环凹槽嵌合，并在其接缝内填充弹性密封胶。所述的全天候集热装置，其特征是该透明罩与吸收器之间的真空层之真空度≯0.5×10-1pa。所述的全天候集热装置，其特征是该反射器焦距为吸收器的直径，其相对透明罩的表面为镜面抛光并涂覆透明膜，背面涂覆暗色防锈漆。所述的全天候集热装置，其特征是该吸收器之内装填热超导工质。本技术的全天候集热装置，不仅对太阳的直射辐射，而且对环境离散存在的漫射辐射能都可以高效地吸收，并转换为热能，是一种全天候集热器。因其体积小，采集无方向性，也适用于运动装置上。附图说明图1为本技术的一种较佳实施例的立体结构示意图。图2为图1的A部局部放大剖视图。图3为本技术的吸收器外表面贴附的微结构层局部放大结构示意图。图4为本技术的导流嘴结构示意图。图5为本技术的微结构单元排布示意图。具体实施方式参照图1、2，本技术的全天候集热装置，其包括内部装有工质的吸收器1，吸收器1外部罩设有透明罩3，透明罩3与吸收器1之间形成真空层2，透明罩3的后方设有具抛物面的反射器8，该吸收器1、透明罩3和反射器8都安装在支架5上，吸收器1外表面贴附布满微结构的微结构层6；吸收器1的微结构层6外表面及透明罩3内表面分别附设具有带阻滤波特性的镀膜。吸收器1的表面是真正发生辐射换热的界面，所以它的吸收特性是热能存积的关键。吸收器1选用高导热率材料，金属或纳米材质最佳。吸收器1的功能是将吸收的辐射能转化为热能后，传递给工质(工质再去作功)。热能由吸收器的外表面经过其壁厚的距离到达内表面，再与工质进行热交换，所以基材的导热率直接关系到系统的效率。导热率越高，工质循环速率越高，工质传输全程的插入热损也就越低。该吸收器1的微结构层6外表面的具有带阻滤波特性的附膜可选择吸收率较高的均匀、严密钝化的金属发黑镀膜，如铜黑、铁黑、锌黑、镍黑等，以获得吸热面的选择性吸收特性。该透明罩3表面设的附膜可选择透射率较高的透明的硅、锗化合物膜，反射器8表面设的附膜可选择反射率较高的金属氧化膜。参照图3、5，该微结构层6由微结构子单元组成，微结构子单元由若干微元61构成。每个微结构子单元之底部涂满导热硅脂，排净吸收器与微结构亲和面之间的空气，它的导热率很高，近似金属，微结构子单元之外侧壁涂覆铸工胶，相互粘接成吸收器1外的球壳状微结构层6。微结构子单元之间的横向导热率并无实际意义。上述的镀膜既能在白昼对可见光波段为导通，即能高效吸收太阳能，又能在黑夜对中远红外线、远红外线(波长为6-1000微米)为导通，即能充分地吸收周围环境的低温漫射能，而对近红外线、中红外线(波长为0.76-6微米)为阻断，则无论昼、夜，都可做到尽量少地辐射吸热面存积的热。透明罩3可使吸收辐射的能量尽量多透入，本身辐射的热能尽可能少的返出。即对投射辐射的透过率高，而对本身辐射的反射率高。这是实现辐射选择性的基本原理。透明罩3与吸收器1为同心球形，该吸收器1是一对压铸成型的金属半球形薄壳焊接而成，该透明罩3可以是与吸收器1同心的有机透明材料的薄壁球壳。透明罩3选用具有带阻滤波特性的透过率较高的有机透明材料，应保证透明罩3的选择性透过率为红外波段带阻特性。所述的集热装置的透明罩3与吸收器1之间的真空层2之真空度≯0.5×10-1pa。使之确实隔绝吸收器1与外部环境的传导和对流，真正起到保温作用。保证透明遮挡层的选择性透过率为红外波段带阻特性。真空层2由两个同心薄壳两端连接，酷似最原始的杜瓦瓶，可说是最理想的真空结构模型，这种结构足以承受0.1Mpa的不平衡压力(1个大气压)并容易密封，可以方便地形成0.1pa的稳定真空，有效地消除传导和对流的传热，实现高度保温。为了令吸收器1对环境离散存在的漫射辐射能都可以高效地吸收，于吸收器1外表面贴附布满微结构子单元的微结构层6，微结构层6即是一层凹凸不平的粗糙表面，如图3所示，该吸收器1表面的微结构层6是布满正三角形盲孔的金属微结构层。该吸收器1外部微结构层6的三角形盲孔有一定深度、其形心轴呈局部平行而总体呈放射状。该吸收器1的微结构层6外表投射辐射只是对太阳辐射而言，其吸收量取决于吸收器的投影面积和反射器8的开口宽度，但是，无论白天还是黑夜，实际吸收的能量应该加上地球一大气系统的辐射(包括自身辐射和散射)，而这一部分又与吸收器的表面积相关，若该吸收器1外部微结构的三角形盲孔深度为10mm，则其附加面积相当于原球面积的8倍。如图1、图2所示，吸收器1表面粗糙，由微小的宏观结构实现有效吸收面积的扩大；吸收器1、透明罩3和反射器8表面分别设有附膜，以分子或晶格等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全天候集热装置，其特征是：其包括内部装有工质的吸收器，该吸收器外部罩有透明罩，透明罩与吸收器之间形成真空层，该透明罩后下侧设有抛物面反射器，该透明罩与吸收器、反射器都安装在支架上，吸收器表面设有微结构层，该吸收器微结构层、透明罩和反射器表面分别设有具有带阻滤波特性的附膜。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫河，
申请(专利权)人：北京超强源辐射能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]