一种环路热管太阳能集热器系统技术方案

本发明专利技术提供了一种环路热管太阳能集热器系统，包括太阳能集热器、水箱以及环路热管，其中环路热管的蒸发段是集热器，环路热管的冷凝段设置在水箱中；集热器吸收太阳能的热量，集热器中的水进行蒸发后进入环路热管的冷凝段，冷凝段进行放热，加热水箱中的水，冷凝段放热完成后再循环进入集热器中进行加热。本发明专利技术采用环路热管结构，并将集热器作为环路热管蒸发器，更好的利用太阳能，达到环保节能的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能领域，尤其涉及一种太阳能集热器系统。
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宄的热点。太阳能在吸热过程中，会产生局部过热加热不均匀的现象，造成局部过热，在集热管中过热沸腾，影响太阳能的吸收，同时减少了集热管的寿命，同时在吸热过程中，因为集热管的设置问题以及运行中使用问题，造成焦点的偏移，造成一部分太阳能没有充分利用，造成热量损失。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种新的太阳能集热器系统，从而有效的利用太阳能。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:一种环路热管太阳能集热器系统，包括太阳能集热器、水箱以及环路热管，其中环路热管的蒸发段是集热器，环路热管的冷凝段设置在水箱中；集热器吸收太阳能的热量，集热器中的水进行蒸发后进入环路热管的冷凝段，冷凝段进行放热，加热水箱中的水，冷凝段放热完成后再循环进入集热器中进行加热。作为优选，太阳能集热器包括集热管、反射镜和集热板，相邻的两个集热管之间通过集热板连接，从而使多个集热管和相邻的集热板之间形成管板结构；所述两块管板结构之间形成一定的夹角，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间。作为优选，反射镜的焦点位于两块管板结构最低端连线的中点上。作为优选，反射镜的圆弧线直径为R，每块管板结构的长度为R1，集热管的直径为R2，同一管板结构上相邻集热管的圆心的距离为L，两块管板之间的夹角为a，则满足如下公式:Rl/R = c*sin(a/2)b，0.18〈R2/L〈0.34，其中c，b 为系数，0.39〈c〈0.41，0.020〈b〈0.035 ；0.38〈R1/R〈0.41，80° < = a< = 150°，450mm〈Rl〈750mm, 1100mm〈R〈1800mm，90mm〈L〈150mm，20mm〈 = R2〈50mmo作为优选，c= 0.4002，b = 0.0275。作为优选，随着夹角a的增加，C、b的系数逐渐变大。一种环路热管太阳能集热器系统，包括太阳能集热器、水箱以及环路热管，其中环路热管的蒸发段是集热器，环路热管的冷凝段设置在水箱中；所述系统还包括集热管、反射镜和集热板，相邻的两个集热管之间通过集热板连接，从而使多个集热管和相邻的集热板之间形成管板结构；管板结构表面涂敷吸热层，所述吸热层从管板结构内向外依次包括过渡层、红外反射涂层、吸热涂层、减反射涂层和保护层，其中过渡层、红外反射涂层、吸热涂层、减反射涂层和保护层的厚度的分别是0.03um、0.23um、0.77um、0.15um、0.12um ;所述过渡层是通过中频反应磁控溅射方法沉积金属Al、Si与N形成的化合物的过渡层；所述红外反射涂层从内向外为W、Cr、Ag三层，三层的厚度比例为9:4:7 ;吸热涂层从内向外依次包括0、他、21'、他队0203五层，五层的厚度比例为9:7:4:4:5 ;减反射涂层从内向外依次是A1N、T12' Nb2O5'Al2O3'和Si3N4五层，其中五层的厚度比例为3:6:8:9:2 ;保护层的成分与过渡层相同。一种环路热管太阳能集热器系统，包括太阳能集热器、水箱以及环路热管，其中环路热管的蒸发段是集热器，环路热管的冷凝段设置在水箱中；所述系统还包括集热管、反射镜和集热板，相邻的两个集热管之间通过集热板连接，从而使多个集热管和相邻的集热板之间形成管板结构；集热器的集热管的材料为铜铝合金，所述铜铝合金的组分的质量百分比如下:3.9% Cr, 3.6% Ag，2.6% Mn，3.25% Zr, 2.3% Ce，1.5% Ti，2.36% Si，其余为 Cu、Al，Cu, Al 的比例为 3.23:2.18。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点:I)采用环路热管，并将集热器作为环路热管的蒸发段，有效的利用了太阳能。2)使得太阳能集热板吸热均匀，避免局部过热。3)避免了因为焦点偏移造成的太阳能热量损失，加大了太阳能的吸收力度，提高了吸收率；4)本专利技术通过多次试验，得到一个最优的太阳能集热器优化结果，并且通过试验进行了验证，从而证明了结果的准确性。5)本专利技术对吸热层的材料和厚度进行精心的选择和实验，已达到最好的吸热的技术效果。【附图说明】图1是环路热管太阳能集热器的示意图图2是太阳能集热器系统的截面示意图图3是太阳能集热管的结构截面示意图图4是太阳能集热器系统的截面示意图图5是集热管的顶部示意图图6是环路热管太阳能集热器的另一示意图附图标记如下:I反射镜，2集热管，3集热板，4集箱，5集箱，6集热器入水管，7集热器出口管，8集热器，9水箱【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。一种环路热管式的太阳能集热器系统，如图1所示，包括太阳能集热器8和水箱9以及环路热管，其中环路热管的蒸发段是集热器8中，环路热管的冷凝段设置在水箱9中；集热器8吸收太阳能的热量，集热器中的水进行蒸发后进入环路热管的冷凝段，冷凝段进行放热，加热水箱中的水，冷凝段放热完成后再循环进入集热器中进行加热。图2展示了集热器8的具体结构，如图2所示，集热器，包括集热管2、反射镜I和集热板3，相邻的两个集热管2之间通过集热板3连接，从而使多个集热管2和相邻的集热板3之间形成管板结构；所述太阳能集热器系统包括两块管板结构，所述两块管板结构之间形成一定的夹角a，如图2所示，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构弯曲的方向相对，反射镜I的焦点D位于管板结构形成的夹角a之间。传统的集热器都是将集热管直接设置在焦点上，一旦位置发生偏移，则热量就不会集热到集热管中，通过上述结构，太阳光照射在反射镜1，通过反射镜I反射到管板结构，将热量集热到管板结构中的集热管2中。通过这种结构，即使因为安装或者运行问题导致管板结构位置发生改变，则太阳能依然会集热到集热管2中，从而避免热量损失；同时因为传统的集热器都是将集热管直接设置在焦点上，造成集热管局部过热，造成集热管局部损失过大，寿命过短，甚至造成集热管内部过热，产生过热蒸汽，充满整个集热管，造成集热管内部压力过大，损坏集热管，而采取本申请的结构，既可以将热量充分的吸收，又可以将热量相对的分散，避免热量过于集中，使得整体集热管吸热均匀，延长集热管的使用寿命。作为一个优选，反射镜I的焦点D位于两块管板结构最低端连线的中点上。通过上述设置，可以保证最大程度上吸收太阳能，避免太阳能因为焦点偏移而损失，同时还能保证板状结构尽量可能减少遮挡的照射在反射镜I上的阳光。通过实验证明，采用上述结构，太阳能吸收的效果最好。在实践中发现，集热管2的管径不能过大，如果管径过大，则集热管2中的水不能进行充分的加热，导致加热效果很差，反之管径过小，则集热管中的水会过热，同理，对于集热管2之间的距离也满足要求，如果集热管2之间的距离过大，则集热管2中的水的体积过小，会导致水过热，同样，如果集热管2之间的距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环路热管太阳能集热器系统，包括太阳能集热器、水箱以及环路热管，其中环路热管的蒸发段是集热器，环路热管的冷凝段设置在水箱中；集热器吸收太阳能的热量，集热器中的水进行蒸发后进入环路热管的冷凝段，冷凝段进行放热，加热水箱中的水，冷凝段放热完成后再循环进入集热器中进行加热。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲燕，张坤峰，曹伟，尹鹏，王君，王丽飞，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37