采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其包括：辐射冷却反光板、滑杆机构、接收器模块、牵引模块；辐射冷却反光板包括弧形板层，弧形板层的上表面覆有光谱选择性涂层，下表面嵌有多个沿弧线拉伸方向水平放置的冷却管道；牵引模块通过牵引绳带动包括接收器模块在弧形的滑杆机构上移动，辐射冷却反光板下设有可调节的基座。本申请可以同时实现太阳能中温集热和辐射制冷，单位面积利用率和能源综合利用效率高，装置稳定性高，同时具有重量轻和建造及维护成本低的优势。护成本低的优势。护成本低的优势。

【技术实现步骤摘要】
采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置


[0001]本技术涉及一种太阳能集热及辐射制冷集成装置，特别是一种采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，属于新能源与节能


技术介绍

[0002]天空辐射制冷是利用部分可以穿透大气层的特定波长电磁波，将物体的热量以红外辐射的形式永久地释放进宇宙的制冷方式。该技术为我们提供了一个清洁的、无能耗的冷源，尤其是近几年在光学和材料学上的研究，实现了在白天太阳直射下仍能将物体降温，天空辐射制冷吸引了世界各国科研人员的广泛关注。
[0003]另一方面，由于太阳能集热器和辐射制冷装置在结构上和位置上的相似性，功能和工作时段互补，有研究人员提出了平板太阳能集热器和辐射制冷装置通过光谱特性和结构参数的设计，将这两种物理过程有机结合在同一套装置上。该复合装置能够实现白天太阳能集热和夜间辐射制冷，从而实现装置的多功能、全天候和跨季节利用，提高能源综合利用效率和时间利用率，缩短投资回收期，促进可再生能源的规模化应用。
[0004]但目前的太阳能集热与辐射制冷的结合局限于平板太阳能集热器和辐射制冷装置，平板太阳能集热器一般仅适用于80℃以下的集热，同时由于为了白天更好的进行制冷，减少太阳辐射对制冷的影响，需要尽可能的反射太阳光辐射，这使得同时高效率的实现集热和制冷较为困难，而用于聚光集热的反光镜可以反射95%以上的太阳辐射，结合适合“大气窗口”波段（8
‑
13μm）的选择性涂层，可以实现辐射制冷的同时进行中高温太阳能集热。
[0005]采用反光镜的太阳能聚光集热方式包括线聚焦（槽式、线性菲涅尔式）和点聚焦方式（塔式、碟式），其中线聚焦方式由于成本低、适用范围广而得到更多的推广应用。通过聚光方式可以获得更高温度的工质，将太阳能转化为更高品位的热能。但以上聚光方式不是很适合与辐射制冷结合，主要原因：1）反射镜工作时需要根据太阳位置进行转动，不便于布置制冷管道；2）为了避免反光镜之间的遮挡，反光镜之间存在较大的间距，冷辐射有效面积低；3）反光镜的朝向不是正对着天空，辐射角系数小且波动，影响冷辐射制冷量。此外，目前的线聚焦方式在集热方面还存在以下不足：1）集热装置建造成本偏高，比如槽式集热装置成本约5.2元/W，线性菲涅尔式集热装置成本约4.5元/W，相对于传统及其它能源优势不明显；2）维护成本高，存在大量的转动部件，结构复杂且故障率大；3）单位面积地面太阳能利用率低，槽式集热器和线性菲涅尔式集热器的占地面积有效利用率仅约为55%和65%；4）槽式集热器存在装置偏重、抗风性能差等不足，线性菲涅尔式存在聚光效率和聚光比偏低等不足。

技术实现思路

[0006]技术问题：本技术的目的在于克服上述现有线聚焦集热装置及辐射制冷结合方式的缺陷，提供了一种反光板无需转动的、可以同时实现太阳能中温集热和辐射制冷的高效线聚焦装置，投资费用低，单位面积利用率和能源综合利用效率高，抗风性能好，装置
稳定性高，同时具有重量轻和建造及维护成本低的优势。
[0007]技术方案：为解决上述技术问题，本申请提出了一种采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其包括：
[0008]辐射冷却反光板，该辐射冷却反光板包括弧形板层，弧形板层的上表面覆有光谱选择性涂层，光谱选择性涂层包括中红外高发射材料层和太阳辐射高反射材料层，弧形板层呈弧线拉伸而成的凹槽，弧形板层下表面嵌有多个沿弧线拉伸方向水平放置的冷却管道；弧形板层和冷却管道的下表面覆有保温层。
[0009]采用此集热方式的反射镜进行冷辐射具有以下优点：1）反光镜为固定式，不需要转动，便于冷却介质的流动和管道的布置；2）反光镜之间不需要设置间距，单位占地面积的有效冷辐射面积高；3）反光镜水平向上方式，朝向正对着天空，辐射换热的角系数最大化；4）相对于单一太阳能集热装置和天空制冷辐射装置，本装置采用同样的占地面积和接近的成本可以同时实现中温集热和辐射制冷，并且具有较高的集热效率和制冷效率，集热功率约300~700W/m2，制冷功率白天约20~50W/m2、晚上约60~100W/m2。
[0010]滑杆机构，滑杆机构由2个呈立式设置的弧形支撑杆组成，2个弧形支撑杆对称分布在辐射冷却反光板阵列的东西两侧。
[0011]接收器模块，该接收器模块包括活动支架、直通式真空集热管，该活动支架活动地安装在所对应的弧形支撑杆上，该直通式真空集热管固定安装在该活动支架上；在外力的推动下，该接收器模块能够沿弧形支撑杆上下移动。
[0012]牵引模块，每个牵引模块包括牵引马达，该牵引马达的输出轴经牵引绳连接到活动支架上。
[0013]1.偏离抛物线轴线一定范围内（一般
±
30度以内）的入射光，反射后仍具有较好的聚焦效果；2.一年中太阳光南北向高度角（集热器东西轴向方式，此角度为入射光的角度）的变化范围较小（采光时段内，约90%的时间小于
±
30度）。本申请主要基于上述两个原理所进行的专利技术创造，以解决现有线聚焦集热器所存在的问题。
[0014]本申请具有活动部件少，跟踪精度要求低，可以降低活动设备和控制设备的投资费用；单位占地面积太阳能利用率高（可以达到95%），以充分利用太阳能；抗风性能和稳定性好，重量轻，同时具有建造及维护成本低的优势。
[0015]进一步，辐射冷却反光板采用反光镜或高反光铝板，以减少反射造成的光学损失。
[0016]进一步，弧形板层的材料为铜、铝或玻璃。具有较高的传热系数和一定的硬度。
[0017]进一步，中红外高发射材料层采用二氧化硅材料或者聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，在8
‑
13μm波段具有较高的光谱发射率；太阳辐射高反射材料层采用银材料，对太阳辐射有较高的反射率。
[0018]进一步，每一弧形支撑杆均具有一呈弧形的外侧面，在该弧形支撑杆上设置有一凹槽，该凹槽由该外侧面沿径向下凹而形成，且该凹槽沿弧形支撑杆的延伸方向延伸，该凹槽用于牵引绳的行走。弧形支撑杆上凹槽的设计，便于牵引绳通过滚动连接装置带动接收器模块在轨迹上平稳顺滑的移动；省去了转动杆结构及转动机械设备，结构简单，重量轻，成本低。
[0019]进一步，在辐射冷却反光板下设有基座，包括矩形框架、反光板支撑杆、调节螺杆、调节螺母；矩形框架固定在地面上，矩形框架的上横杆上设有多个螺栓孔，调节螺杆穿过螺
栓孔，调节螺杆上套有分别位于上横杆上方和下方的2个调节螺母，调节螺杆上端固定连接反光板支撑杆，反光板支撑杆固定连接辐射冷却反光板。利用该调节机构，可以对辐射冷却反光板的高度、弧度和角度在一定范围内进行精细调节，以使辐射冷却反光板达到所在地区的设定状态，基座与辐射冷却反光板能够通过磁铁吸附的方式固定，易拆卸。
[0020]进一步，接收器模块还包括CPC反光板，CPC反光板固定在活动支架上并位于直通式真空集热管的上侧，辐射冷却反光板反射的太阳光一部分直接照射到直通式真空集热管上，一部分经CPC反光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其特征在于，包括：辐射冷却反光板，该辐射冷却反光板包括弧形板层，弧形板层的上表面覆有光谱选择性涂层，光谱选择性涂层包括中红外高发射材料层和太阳辐射高反射材料层，弧形板层呈弧线拉伸而成的凹槽，弧形板层下表面嵌有多个沿弧线拉伸方向水平放置的冷却管道；弧形板层和冷却管道的下表面覆有保温层；滑杆机构，滑杆机构由2个呈立式设置的弧形支撑杆组成，2个弧形支撑杆对称分布在辐射冷却反光板的东西两侧；接收器模块，该接收器模块包括活动支架、直通式真空集热管，该活动支架活动地安装在所对应的弧形支撑杆上，该直通式真空集热管固定安装在该活动支架上；在外力的推动下，该接收器模块能够沿弧形支撑杆上下移动；牵引模块，每个牵引模块包括牵引马达，该牵引马达的输出轴经牵引绳连接到活动支架上。2.根据权利要求1所述的采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其特征在于，弧形板层的材料为铜、铝或玻璃。3.根据权利要求1所述的采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其特征在于，中红外高发射材料层采用二氧化硅材料或者聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，太阳辐射高反射材料层采用银材料。4.根据权利要求1所述的采用滑杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其特征在于，每一弧形支撑杆均具有一呈弧形的外侧面，在该弧形支...

【专利技术属性】
技术研发人员：余雷，陆玉正，杨嵩，
申请(专利权)人：南京索乐优节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：