一种太阳能集热器系统技术方案

本发明专利技术提供了一种太阳能集热器系统，包括太阳能集热器和热利用装置，所述太阳能集热器包括集热管，所述集热器用于吸收太阳能的热量以加热太阳能集热器中的水，所述集热管为金属集热管，金属集热管包括金属基管，所述金属基管的外表面依次覆盖防腐层和吸热层。本发明专利技术提供一种高吸收率的吸热涂层，提高太阳能的吸热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能集热器系统
本专利技术属于太阳能领域，尤其涉及一种具有吸收膜的太阳能集热器。
技术介绍
随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天 然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成 的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源 问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能 源已成为现在人们研究的热点。太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量 巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1X10 18 kW*h，为世界年耗总能量的一万多 倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项，我国政府在《政府工作报 告》也早已明确提出要积极发展新能源，其中太阳能的利用尤其占据着突出地位。然而由于 太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦)，而且又是不连续的，这给大规模 的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在 经济上必须能同常规能源相竞争。太阳能的利用主要有光热转化、光电转化、光化学转换这 三种形式。相比于太阳能光伏产业和光化学转换的高昂成本与低的能量转换效率，太阳能 热转化是一种能量转换效率和利用率高而且成本低廉、可在全社会广泛推广的太阳能利用 方式。在太阳能热利用装置中，关键是要将太阳辐射能转换成热能，实现这种转换的器件称 为太阳能集热器。无论哪种形式和结构的太阳能集热器，都要有一个用来吸收太阳辐射的吸收部 件，该部件吸收表面的热辐射性能对集热器的热性能起着重要的作用。表征吸收表面热辐 射性能的物理量是吸收比和热发射比，前者表征吸收太阳辐射能的能力，后者表征自身温 度下发射辐射能的能力。前者越高后者越低，表明吸热效果最好。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种高吸收率太阳能系统，尤其是提供一种高吸收率的吸热涂 层，提闻太阳能的吸热能力。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:一种太阳能集热器系统，包括太阳 能集热器和热利用装置，所述太阳能集热器用于吸收太阳能的热量以加热太阳能集热器中 的水，太阳能集热器包括若干太阳能集热管，集热管设置并联的多排，每排集热管设置多个 串联连接的集热管，所述太阳能集热管为金属集热管，两端开口，需要加热的水从一端进 入，经过加热后从另一端流出；金属集热管包括金属基管，所述金属基管的外表面依次覆盖 防腐层和吸热层。所述吸热层从内向外依次包括红外反射涂层、吸热涂层和减反射涂层，其中红外 反射涂层、吸热涂层和减反射涂层的厚度的比例为1: 1.5:2;所述红外反射涂层为Ag;吸 热涂层从内向外依次包括TiAl、Cr、Nb、Zr四层，其中TiAl、Cr、Nb、Zr四层的厚度比例为1:1.1:0.84:1.14 ;减反射涂层从内向外依次是AIN、TiO2' Ta2O5' 3102层，其中AIN、TiO2' Ta205、SiO2 层的厚度比例为 0.9:1:0.75:1。热利用装置为圆弧形封闭式结构的翅片管散热器，所述散热器包括上集管、下集 管和连接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一 翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心 所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管中心轴线的第一平面镜像对 称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第 一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所 述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接 片，第一连接片和第二连接片为圆弧型金属板；第一翅片、第二翅片与相邻翅片管的第三翅 片和第四翅片形成空间；所述圆弧形金属板的圆心所在的中心轴线与基管的中心轴线重 合；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行；相邻基管的第一翅片互相平 行；所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外 半径为R，沿着基管轴向上的翅片高度H，上述四者的关系满足如下公式:Sin (A/2) =a* (L/R) 2+b* (L/R) +cH/(R*10)= e*Sin(A/2) 2-f*Sin(A/2)+h 其中，A 单位为角度，60。<A<110°，L的尺寸为mm, 12臟<L〈8Ctam，R 的单位为 mm, 10mm〈R〈80mm，H 的单位为 mm, 800mm〈R〈1200mm，a、b、c、e、f、h为系数，a的范围为0.04-0.042，b的范围为0.266-0.28，c的范围为0.36-0.37，e 的范围为 21-23，f 的范围是 44-45，h 是 23-25 ；所述散热器设置控制系统，所述控制系统根据室内温度控制进入换热器中水的流速； 所述控制系统包括:温度传感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制进入换 热器的水的流速，所述温度传感器用于测量室内温度；当室内温度低于第一温度时，流量控 制器全部打开，当室内温度达到第一温度时，中央控制器控制流量控制器达到第一流速，第 一流速要低于全部打开的流速，当室内温度达到高于第一温度的第二温度时，中央控制器 控制流速达到低于第一流速控制器的第二流速，当室内温度达到高于第二温度的第三温度 时，中央控制器控制流量控制器达到低于第二流速的第三流速，当室内温度达到高于第三 温度的第四温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第三流速的第四流速；当室内温 度达到高于第四温度的第五温度时，中央控制器将流量控制器关闭，阻止水进入散热器。热利用装置为直线型封闭式结构的翅片管散热器，所述散热器包括上集管、下集 管和连接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一 翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心 所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管的中心轴线的第一平面镜像对 称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第 一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所 述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接 片，第一连接片和第二连接片为直线型金属板；第一翅片、第二翅片与相邻翅片管的第三翅片和第四翅片形成空间；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行；所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外半径为R，沿着基管轴向上的翅片高度H，上述四者的关系满足如下公式:Sin(A/2)=aX (L/R) 2+b X (L/R) +cH/R=10XeX (Sin (A/2) )f其中，A单位为角度，60° <A<110°，L的尺寸为臟，15臟〈L〈8Ctam,R 的单位为 mm, 10mm〈R〈80mm，H 的单位为 mm, 600mm〈H〈1200mm，a、b、c、e、f?为系数，a的范围为0.038-0.04，b的范围为0.26-0.27，c的范围为 0.34-0.35，e的范围为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能集热器系统，包括太阳能集热器和热利用装置，所述太阳能集热器用于吸收太阳能的热量以加热太阳能集热器中的水，太阳能集热器包括若干太阳能集热管，集热管设置并联的多排，每排集热管设置多个串联连接的集热管，所述太阳能集热管为金属集热管，两端开口，需要加热的水从一端进入，经过加热后从另一端流出；金属集热管包括金属基管，所述金属基管的外表面依次覆盖防腐层和吸热层。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热器系统，包括太阳能集热器和热利用装置，所述太阳能集热器用于吸收太阳能的热量以加热太阳能集热器中的水，太阳能集热器包括若干太阳能集热管，集热管设置并联的多排，每排集热管设置多个串联连接的集热管，所述太阳能集热管为金属集热管，两端开口，需要加热的水从一端进入，经过加热后从另一端流出；金属集热管包括金属基管，所述金属基管的外表面依次覆盖防腐层和吸热层。2.根据权利要求1所述的太阳能集热器系统，其特征在于所述吸热层从内向外依次包括红外反射涂层、吸热涂层和减反射涂层，其中红外反射涂层、吸热涂层和减反射涂层的厚度的比例为1:1.5:2 ;所述红外反射涂层为Ag ;吸热涂层从内向外依次包括TiAl、Cr、Nb、Zr 四层，其中TiAl、Cr、Nb、Zr四层的厚度比例为.1:1.1:0.84:1.14 ;减反射涂层从内向外依次是 AIN、TiO2' Ta2O5' SiO2 层，其中 AIN、TiO2' Ta2O5' SiO2 层的厚度比例为 0.9:1:0.75:103.根据权利要求1所述的太阳能集热器系统，其特征在于热利用装置为圆弧形封闭式结构的翅片管散热器，所述散热器包括上集管、下集管和连接上集管和下集管的翅片管， 所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管中心轴线的第一平面镜像对称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所 述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接片，第一连接片和第二连接片为圆弧型金属板；第一翅片、第二翅片与相邻翅片管的第三翅片和第四翅片形成空间；所述圆弧形金属板的圆心所在的中心轴线与基管的中心轴线重合；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行；相邻基管的第一翅片互相平行；所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外半径为R，沿着基管轴向上的翅片高度H，上述四者的关系满足如下公式:Sin (A/2) =a* (L/R) 2+b* (L/R) +cH/(R*10)= e*Sin(A/2) 2-f*Sin(A/2)+h 其中，A 单位为角度，60。<A<110°，L的尺寸为mm, 12臟<L〈8Ctam，R 的单位为 mm, 10mm〈R〈80mm，H 的单位为 mm, 800mm〈R〈1200mm，a、b、c、e、f、h为系数，a的范围为0.04-0.042，b的范围为0.266-0.28，c的范围为.0.36-0.37，e 的范围为 21-23，f 的范围是 44-45，h 是 23-25 ；所述散热器设置控制系统，所述控制系统根据室内温度控制进入换热器中水的流速； 所述控制系统包括:温度传感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制进入散热器的水的流速，所述温度传感器用于测量室内温度；当室内温度低于第一温度时，流量控制器全部打开，当室内温度达到第一温度时，中央控制器控制流量控制器达到第一流速，第一流速要低于全部打开的流速，当室内温度达到高于第一温度的第二温度时，中央控制器控制流速达到低于第一流速控制器的第二流速，当室内温度达到高于第二温度的第三温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第二流速的第三流速，当室内温度达到高于第三温度的第四温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第三流速的第四流速；当室内温度达到高于第四温度的第五温度时，中央控制器将流量控制器关闭，阻止水进入散热器。4.根据权利要求1所述的太阳能集热器系统，其特征在于热利用装置为直线型封闭式结构的翅片管散热器，所述散热器包括上集管、下集管和连接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管的中心轴线的第一平面镜像对称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接片，第一连接片和第二连接片为直线型金属板；第一翅片、第二翅片与相邻翅片管的第三翅片和第四翅片形成空间；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行；所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外半径为R，沿着基管轴向上的翅片高度H，上述四者的关系满足如下公式:Sin(A/2)=aX (L/R) 2+b X (L/R) +cH/R=10XeX (Sin (A/2) )f其中，A单位为角度，60° <A<110°，L的尺寸为臟，15臟〈L〈8Ctam,R 的单位为 mm, 10mm〈R〈80mm，H 的单位为 mm, 600mm〈H〈1200mm，a、b、c、e、f?为系数，a的范围为0.038-0.04，b的范围为0.26-0.27，c的范围为 0.34-0.35，e的范围为0.72-0.78，f的范围是-3.6至-3.5之间；所述散热器设置控制系统 ，所述控制系统根据室内温度控制进入换热器中水的流速； 所述控制系统包括:温度传感器、流量控制器和中央控制器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彩霞，李战芬，关士玺，范国勇，刘彦臣，郭拉凤，张春元，唐家鹏，王文虎，卢利权，胡满红，张树霞，陈岩，曹广群，况立群，韩跃平，张艳刚，智晋宁，黄雪涛，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：