一种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器制造技术

本发明专利技术涉及的是一种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器，它包括玻璃盖板、平板型吸热板、多根热管、V型反射板、转轴、步进电机、底座、圆盘、空气流道，热管为两端对称冷凝抛物状热管，抛物线两端为冷凝段，抛物线通径以下至顶点为蒸发段，各热管等距离用支撑键固定于底座中线；冷凝段四周由平板吸热板封装形成空气流道，空气流道一端为冷空气进口，空气流道另一端为热空气出口，空气流道内并排布置热管冷凝段，平板型吸热板的外表面带有选择性吸收涂层，平板型吸热板外侧包围玻璃盖板，底座上设置V型反射板，底座下面安装转轴，转轴连接步进电机。本发明专利技术集合自动旋转追光、两端冷凝抛物式热管技术，提高了集热器的整体光热转换效率。转换效率。转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器


[0001]本专利技术涉及太阳能高效热管集热器，具体为一种带有V型反射板、能够自动追光的两端冷凝抛物式太阳能高效热管集热器。

技术介绍

[0002]化石能源的紧缺及其对环境的污染使太阳能这种清洁能源的开发不断深入，研发高效的光热系统成为近年研究的热点，其中作为光热转化的核心部件——太阳能平板集热器得到迅速发展。
[0003]传统的平板集热器是由玻璃盖板、吸热板、壳体、保温材料组成。承压能力好、建筑一体化程度高、结构能力强、吸热面积大，但是平板吸热板上表面散热的结构只有纳米级涂层，隔热效果不好，晚上无太阳光照时向外散热较快。为了充分利用光照时间，发挥太阳能集热器的效能，集热器的安装倾角会随着集热器所处位置的纬度不同而做出相应调整。太阳早上从东边升起，晚上从西边落下，太阳的位置是发生变化的，如果不能做出调整，必然影响集热器的吸热效果，影响太阳能集热器的利用率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器，这种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器用于解决现有太阳能集热器不能实现追光，影响到吸热效果的问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器包括玻璃盖板、平板型吸热板、多根热管、V型反射板、转轴、步进电机、底座、圆盘、空气流道，热管涂有黑镍材料，热管为两端对称冷凝抛物状热管，抛物线两端为冷凝段，抛物线通径以下至顶点为蒸发段，热管内外径之间为真空，各热管等距离用支撑键固定于底座中线；冷凝段四周由平板吸热板封装形成空气流道，空气流道一端为冷空气进口，空气流道另一端为热空气出口，空气流道内并排布置热管冷凝段，平板型吸热板的外表面带有选择性吸收涂层，平板型吸热板外侧包围玻璃盖板，玻璃盖板能透过可见光、阻隔远红外线，底座上设置V型反射板，底座下面安装转轴，转轴连接步进电机，步进电机安装于圆盘内，圆盘为空心圆盘。
[0006]上述方案中热管采用焦距为64mm、抛物面开口宽度为250mm、抛物线方程为y=x2/2的抛物型热管。
[0007]上述方案中V型反射板放置在每根热管的正下方，V形反射板的顶边与热管轴线向底座投影重合，两端线在两个热管中间位置且垂直于底座的面上，各热管间隙所漏掉的太阳辐射经过V形反射板反射到热管被再次吸收，以保证无反射板下热管应接收的直射光线在V形反射板下依旧被捕获。
[0008]上述方案中步进电机的驱动器采用A4988，其步距角为90
°
，根据太阳时角以正午12时为0
°
算，每小时走15
°
，9时之前集热器正面朝东，9时通过步进电机使集热器顺时针转
90
°
，15时再转90
°
。
[0009]上述方案中两个空气流道上方设置一个能够覆盖整个集热器的玻璃盖板。
[0010]上述方案中平板吸热板上涂有Ta2O5涂层、A
‑
Si:H涂层、TEMP涂层、TiO2‑
A涂层，Ta2O5涂层厚度是150nm，A
‑
Si:H涂层厚度是78.67nm，TEMP涂层厚度是10.29nm，TiO2‑
A涂层厚度是31.04nm，Ta2O5涂层、A
‑
Si:H涂层、TEMP涂层、TiO2‑
A涂层复合在一起构成选择性吸收涂层。
[0011]上述方案中热管内径16cm，外径18cm；热管冷凝段四周用平板吸热板形成长280cm宽42cm高51cm的空气流道。
[0012]上述方案中热管有九根。
[0013]上述高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器的集热方法：利用平板吸热板和热管组合吸热，热管采用两端对称冷凝抛物型热管，平板吸热板位于热管冷凝段外侧，利用热管蒸发段和平板吸热板共同吸热；随着太阳时角的变化，步进电机通过转轴带动集热器追光，日出的时候，集热器正面朝东，上午9时，集热器顺时针转动90度，下午3时集热器顺时针转动90
°
正面朝西；太阳辐射透过玻璃盖板辐射到热管蒸发段和平板吸热板上面，热管内换热工质水被加热汽化进入两组冷凝段，平板吸热板吸收辐射到空气流道的太阳能；冷空气从空气流道进入被热管冷凝段和平板型吸热板加热，热空气从热空气出口流出；V型反射板改变从热管之间漏掉的太阳辐射路径，将其反射到热管蒸发段，加热热管内换热工质；冷凝段在空气流道内通过扰流来提高换热效率。
有益效果
[0014]1. 本专利技术热管集热器将冷凝段置于流道中加热空气，采用平板吸热板作为空气流道壁面，可以有效吸收冷凝段附近的太阳辐射并和热管冷凝段一起加热空气，提高集热器对太阳能的利用率。新型抛物式热管较传统直型热管有两个冷凝段可增强换热面积，其利用抛物型结构的优势更够很好的收集太阳辐射。
[0015]2、本专利技术采用V型反射板，集合自动旋转追光、两端冷凝抛物式热管技术。该集热器通过自动旋转实现不同时刻热管均匀吸热，抛物状热管的两个冷凝段增加了空气的换热面积，强化了热管的换热效果。空气流道四周敷设平板吸热板，使空气流动过程中与热管冷凝段换热的同时，被进一步加热，提高集热器的整体光热转换效率。
[0016]3、本专利技术所设计是一种两端对称冷凝抛物型热管，两端冷凝较传统的单端冷凝换热面积大。此外，抛物型真空管能够很好的收集太阳辐射加速蒸发段工质吸热后汽化到冷凝段放热，提高集热器的效率。
[0017]4、本专利技术中在热管下面加设V型反射板，集热器中热管间隙存在漏光现象，V型反射板将漏掉的太阳辐射反射至热管蒸发段，提高集热器的集热能力。
[0018]5、本专利技术通过驱动器控制转轴自动转动，它可以在固定时间通过步进电机驱动转到合适的位置。在日出到9时之前，使集热器正面朝东，在下午3时到日落之后，使集热器面朝西方。一天内保证太阳的辐射能够高度被吸收。集热器顺时针转动2次是一个周期。
[0019]6、本专利技术中在空气流道四周为带有Ta2O5/A
‑
Si:H/TEMP/TiO2‑
A涂层的平板型吸热板，能吸收投射到空气流道上面的太阳辐射，其与冷凝段一同加热空气，尽可能实现空气吸热最大化。
[0020]7、本专利技术中热管各末端9组冷凝段插入空气流道，改变了空气流通面积，可以进一步起到扰流强化换热的作用。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的俯视图。
[0022]图2为图1中A
‑
A截面的剖视图。
[0023]图3为本专利技术的侧视图。
[0024]图4为本专利技术的主视图。
[0025]图5为图4中B
‑
B截面的剖视图。
[0026]图6为本专利技术的立体图。
[0027]图7为抛物型两端冷凝热管示意图。
[0028]图中：1玻璃盖板；2热管；3平板型吸热板； 4冷空气进口；5热空气出口；6空气流道；7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器，其特征在于：这种高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器包括玻璃盖板、平板型吸热板、多根热管、V型反射板、转轴、步进电机、底座、圆盘、空气流道，热管涂有黑镍材料，热管为两端对称冷凝抛物状热管，抛物线两端为冷凝段，抛物线通径以下至顶点为蒸发段，热管内外径之间为真空，各热管等距离用支撑键固定于底座中线；冷凝段四周由平板吸热板封装形成空气流道，空气流道一端为冷空气进口，空气流道另一端为热空气出口，空气流道内并排布置热管冷凝段，平板型吸热板的外表面带有选择性吸收涂层，平板型吸热板外侧包围玻璃盖板，玻璃盖板能透过可见光、阻隔远红外线，底座上设置V型反射板，底座下面安装转轴，转轴连接步进电机，步进电机安装于圆盘内，圆盘为空心圆盘。2.根据权利要求1所述的高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器，其特征在于：所述热管采用焦距为64mm、抛物面开口宽度为250mm、抛物线方程为y=x2/2的抛物型热管。3.根据权利要求2所述的高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器，其特征在于：所述V型反射板放置在每根热管的正下方，V形反射板的顶边与热管轴线向底座投影重合，两端线在两个热管中间位置且垂直于底座的面上，各热管间隙所漏掉的太阳辐射经过V形反射板反射到热管被再次吸收。4.根据权利要求3所述的高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器，其特征在于：所述步进电机的驱动器采用A4988，其步距角为90
°
，根据太阳时角以正午12时为0
°
算，每小时走15
°
，9时之前集热器正面朝东，9时通过步进电机使集热器顺时针转90
°
，15时再转90
°
。5.根据权利要求4所述的高效的追光型两端冷凝抛物式太阳能热管集热器，其特征在于：所述两个空气流道上方设置一个能够覆盖整个...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖，师静怡，张大伟，魏晨光，孙韬，王朝霞，贾天骄，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：