一种高传热性的太阳能集热器制造技术

本发明专利技术提供了一种太阳能集热器，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，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构弯曲的方向相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间，所述集热管内部设置内翅片，所述内翅片连接长方形的对角，所述内翅片将集热管内部分为多个小通道，在内翅片上设置连通孔，所述集热管和集热板的材料为铜铝合金。本发明专利技术研发了新的铜铝合金并应用于集热管，既可以增强集热的功能，同时还可以大大增加集热器的耐高温性能。

【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。
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。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。但目前的太阳能集热器内部设置翅片，以增强换热。现有技术中给出了一种管板式结构的太阳能集热器，集热管耐高温性能不足，从而造成使用寿命减少。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种节能环保的太阳能集热器，提高一种新的集热器。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，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，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构弯曲的方向相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间，所述的集热管的横截面是长方形，所述的集热板连接长方形的角；所述集热管和集热板的材料为铜铝合金。优选，所述铜铝合金的组分的质量百分比如下：3.7％Cr，3.3％Ag，2.2％Mn，1.25％Zr，1.23％Ce，1.25％Ti，2.46％Si，其余为Cu、Al，Cu、Al的比例为（8.53－10.23）:1.12。优选，所述集热管内部设置内翅片，所述内翅片连接长方形的对角，所述内翅片将集热管内部分为多个小通道，在内翅片上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通；所述的集热管横截面积是正方形，所述正方形的内边长为L，所述连通孔为圆，所述连通孔的半径r，所述同一翅片上相邻的连通孔圆心之间的距离为l，满足如下关系：l/L*10=a*ln(r/L*10)+b；其中ln是对数函数，a,b是参数，1.5<a<1.6,2.9<b<3.0;0.34<l/L<0.38;0.14<r/L<0.17;30mm<L<120mm；5mm<r<17mm。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1）研发了新的铜铝合金的集热管，通过增加铜铝合金中铜的比例，大大增加合金的耐高温性能，同时还提高合金的抗腐性能。2）通过流体流量的变化，从而使得所有集热管内流体加热温度基本相同，从而使流体保持均匀混度，避免了流体混合中热量的损失，同样可以保证集热管温度基本保持相同，达到相同的使用寿命，从而延长集热管整体使用寿命。3）提供了一种新式结构的太阳能集热器，可以保证不同集热管内部保持基本相同的压力，从而延长集热管整体使用寿命，而且还可以保证集热管内翅片的换热面积，强化传热。4)通过集热管内的通孔的面积的规律变化，达到最优的集热效果以及流动阻力。5）本专利技术通过多次试验，在保证换热量最大以及流动阻力满足要求的情况下，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。附图说明图1是本专利技术太阳能集热器的结构示意图；图2是本专利技术集热管横截面结构示意图；图3是本专利技术内翅片连通孔分布示意图；图4是本专利技术内翅片连通孔错列分布示意图；图5是本专利技术集热管内正方形尺寸示意图。附图标记如下：1反射镜，2集热管，3集热板，4内翅片，5连通孔，6小通道。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。图1展示了一种太阳能集热器，所述集热器包括集热管2、反射镜1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，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1的焦点D位于管板结构形成的夹角之间。作为一个改进，所述的集热管2的横截面是长方形，所述的集热板3连接长方形的角。现有技术一般都采用圆管结构，但是在实践中发现采用圆管结构，对于两个圆管之间距离比较近时，因为两个靠近的圆弧之间的距离很小，使得两个圆管相邻的部分无法充分地吸收太阳能。而本专利技术通过设置集热管横截面为方管结构，克服了圆管结构的缺点，使得相邻的集热管2之间具有相对于圆管来说较多的空间，从上部照射和下部反射，使得太阳能能够反射进去，从而达到吸热均匀，从其他角度反射，相对于圆管而言，也能够达到吸收更多热量的目的。作为优选，所述的集热管2的横截面是正方形。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1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1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1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。作为优选，所述集热管2内部设置内翅片4，所述内翅片4连接长方形的对角，如图2所示。所述内翅片4将集热管2内部分为多个小通道6，在内翅片上设置连通孔5，从而使相邻的小通道6彼此连通。通过设置内翅片4，将集热管2内部分为多个小通道6，进一步强化传热，但是相应的流体流动的压力增加。通过设置连通孔5，保证相邻的小通道6之间的连通，从而使得压力大的小通道内的流体可以向邻近的压力小的小通道内流动，解决冷凝端的内部各个小流道27压力不均匀以及局部压力过大的问题，从而促进了流体在换热通道内的充分流动，同时通过连通孔5的设置，也降低了集热管内部的压力，提高了换热效率，同时也提高了集热管的使用寿命。优选的，沿着集热管2内流体的流动方向，所述连通孔5的面积不断的增加。所述的连通孔5为圆形结构，沿着集热管2内流体的流动方向，所述圆形结构的半径不断的增加。因为沿着集热管2内流体的流动方向，集热管2内的流体不断的吸热甚至蒸发，因此使得集热管的压力不断的增加，而且因为连通孔5的存在，使得集热管2内部的压力分配越来越均匀，因此连通孔的面积需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能集热器，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，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构弯曲的方向相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间，所述的集热管的横截面是长方形，所述的集热板连接长方形的角；其特征在于，所述集热管和集热板的材料为铜铝合金。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热器，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，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构弯曲的方向相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间，所述的集热管的横截面是长方形，所述的集热板连接长方形的角；
其特征在于，所述集热管和集热板的材料为铜铝合金。
2.如权利要求1所述的太阳能集热器，所述铜铝合金的组分的质量百分比如下：3.7％Cr，3.3％Ag，2.2％Mn，1.25％Zr，1.23％Ce，1.25％Ti，2.46％Si，其余为Cu、Al，Cu、Al的比例为（8.53－10.23）:1.12。
3.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐震，王卓君，郑俊华，母会萍，朱晓梅，刘阳河，赵炜，
申请(专利权)人：刘阳河，
类型：发明
国别省市：山东;37