一种集热储热式真空管太阳能集热系统技术方案

本发明专利技术涉及一种集热储热式真空管太阳能集热系统，属于太阳能利用技术领域。该集热系统的核心为集热储热真空管太阳能集热器，其以普通全玻璃真空管太阳能集热器为基础，设计储热式内插管，构成集热储热一体化真空太阳能集热器，实现集热储热传热一体化，其具有结构简单、热损失小、使用方便等特点。同时，利用集热储热真空管太阳能集热器并联构成集热储热式真空管太阳能集热系统，其具有安装方便、结构简单、维护简单等特点，其较好解决了太阳能不稳定对输出热空气温度的影响，并有效延长系统的供热时间，提高太阳能量的利用效率。

A solar collector system with heat storage and vacuum tube

The invention relates to a solar energy collecting system with a heat-collecting and heat-storing vacuum tube, which belongs to the technical field of solar energy utilization. The core of the collector system is the vacuum tube solar collector with heat storage. Based on the ordinary all glass vacuum tube solar collector, it designs the heat storage type inner tube and forms the integrated vacuum solar collector with heat collection and storage, which realizes the integration of heat storage and heat transfer. It has the advantages of simple structure, small heat loss and convenient operation. And so on. At the same time, the vacuum tube solar collector with heat-collecting and storage is connected in parallel to form a solar collector system with heat-collecting and storage vacuum tube. It has the advantages of convenient installation, simple structure and simple maintenance. It solves the effect of solar energy instability on the output temperature of hot air, effectively prolongs the heating time of the system and increases the temperature of the system. The utilization efficiency of Yang energy.

【技术实现步骤摘要】
一种集热储热式真空管太阳能集热系统
本专利技术涉及一种集热储热式真空管太阳能集热系统，属于太阳能利用

技术介绍
太阳能由于具有无污染、分布广泛、能量密度大等特点，在太阳能光伏发电、太阳能热利用等方面得到广泛应用。在太阳能热利用，尤其是在太阳能干燥和采暖系统中，由于受太阳能不稳定性、昼夜交替性和季节性的影响，太阳能集热器输出热量不稳定，一定程度上限制了太阳能量利用效率的提高和太阳能集热系统的推广应用。为了改善太阳能空气集热系统的稳定性和提高太阳能量的利用效率，一方面人们设计了传统的电热及石化供热混合太阳能热系统；另一方面，在传统太阳能集热系统中增加独立储热子系统，设计了储热式太阳能集热系统，如：一种相变储热式太阳能热水系统(CN201510450023.7)、储热式太阳能低温供热系统(CN201320888461.8)等。研究表明太阳能集热器与储热单元集成，能有效改善太阳能空气集热系统的热稳定特性和延长太阳能系统的供热时间，但是，现有的太阳能集热系统普遍存在集热器与储热单元分离、结构复杂、成本较高、不易安装等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的结构复杂、成本较高、不易安装集热器和储热单元分离的问题，提出一种集热储热式真空管太阳能集热系统，其核心是集热储热真空管太阳能集热器。该集热器以普通全玻璃真空管太阳能集热器为基础，设计储热式内插管，构成集热储热一体化真空太阳能集热器，实现集热储热传热一体化,其具有结构简单、热损失小、使用方便等特点。同时，利用集热储热真空管太阳能集热器并联构成集热储热式真空管太阳能集热系统，其具有安装方便、结构简单、维护简单等特点，其较好解决了太阳能不稳定对输出热空气温度的影响，并有效延长系统的供热时间，提高太阳能量的利用效率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种集热储热式真空管太阳能集热系统，包括：集热储热真空管太阳能集热器阵列、冷风排管、热风集管、保温管和支架。冷风排管和热风集管并列置于集热储热真空管太阳能集热器阵列上方；冷风排管的出口与集热储热真空管太阳能集热器的入口连通，热风集管的入口与集热储热真空管太阳能集热器的出口连通；保温管用于热风集管和冷风排管的保温，冷风排管和热风集管置于其内部；支架主要用于固定集热储热真空管太阳能集热器和保温管所述集热储热真空管太阳能集热器阵列由多只集热储热真空集热器并联(或串并联)组成。所述集热储热真空管太阳能集热器，集太阳能集热、储热和传热为一体；主要由全玻璃太阳能真空管和储热式内插管两部分组成，用于将太阳能转换为热能，并实现热能的存储和为传热工质(空气、水)传热。其中，全玻璃太阳能真空管，为内外管双层结构，内管外表面镀吸收膜层，有利于提高太阳辐射吸收率和减小其发射率。玻璃真空管内外管之间的空隙为真空层，用于减小因空气对流、传导导致的热损失。储热式内插管包括：铝管、相变材料、内插铜管、保温罩和弹簧支架。铝管为低端封口的中空圆柱体，铝管置于全玻璃太阳能真空管内部，底部通过弹簧支架支撑固定；内插铜管为中空U型管，置于铝管内部；铝管内部填充有相变材料；保温罩用于对全玻璃太阳能真空管进行密封；所述全玻璃太阳能真空管直径为58mm、长为1.8m；铝管直径为42mm、长为1.7m；内插U铜管直径为12mm。冷风排管内直径为3cm，热风集管内直径为3cm，冷风排管为集热储热真空管太阳能集热器的冷空气分配管，留有多个并行出风口，鼓风机送出的冷空气经冷风排管出口通过与集热储热真空管太阳能集热器的入口连接将分配到并联集热储热真空管太阳能集热器中。热风集管为集热储热真空管太阳能集热器阵列输出热风的汇集管，留有多个并行热空气入口；各集热储热真空管太阳能集热器中输出的热风经热空气入口汇集到集管中，并经集热管出口输出。保温管用于冷风排管和热风集管的安装和保温，包括：PVC管和玻璃棉组成。保温管的外壳为开有5cm宽槽的PVC圆形管。冷风排管和热风集管通过PVC管槽与储热式集热管连接，内部填充玻璃棉用于保温。支架主要用于固定集热储热真空管太阳能集热器和保温管，包括：上水平拉杆、下水平拉杆、左侧立杆、右侧立杆、左侧拉杆、右侧拉杆、凹形底座、固定环、保温管左侧支架和保温管右侧支架；其中，圆形固定环和凹形底座用于固定集热储热真空集热管；圆形固定环为直径5.8cm的不锈钢环，其固定在上水平拉杆上，用于固定储热式真空集热管的上端，凹形底座凹口直径为5.8cm，用于固定集热储热真空集热管的低端；保温管左侧支架和保温管右侧支架用于固定保温管，为弧形不锈钢管，固定在左侧立杆和右侧立杆上。下水平拉杆、左侧拉杆、右侧拉杆分别置于支架的底部和侧部，用于支架的固定和加固。连接管用于储热式真空集热管入口、出口与冷风排管与热风集管的连接，为内孔直径12mm的PVC管。有益效果本专利技术公开的一种集热储热式真空管太阳能集热系统，其以集热储热真空管太阳能集热器为核心。该集热器以普通全玻璃真空管太阳能集热器为基础，通过储热式内插管，构成集热储热一体化真空管太阳能集热器，实现集热储热传热一体化,其具有结构简单、热损失小、使用方便等特点。同时，利用集热储热真空管太阳能集热器并联构成集热储热式太阳能集热器系统，其具有安装方便、结构简单、维护简单等特点，其较好解决了太阳能不稳定对输出热空气温度的影响，并有效延长系统的供热时间，提高太阳能量的利用效率。附图说明图1为本专利技术的集热储热式真空管太阳能集热系统示意图；图2为集热储热真空管集热器结构示意图；图3为冷风排管结构示意图；图4为热风集管结构示意图；图5为支架结构示意图；图6为测试太阳辐照度与系统输出热量图。其中，1—冷风排管、2—热风集管、3—保温管、4—支架、5—集热储热真空管太阳能集热器、6—储热式内插管、7—铝管、8—相变材料、9—内插铜管、10—保温罩、11—弹簧支架、12—全玻璃太阳能真空管、13—保温管左侧支架、14—保温管右侧支架、15—上水平拉杆、16—圆形固定环、17—左侧立杆、18—右侧立杆、19—左侧拉杆、20—右侧拉杆、21—下水平拉杆、22—凹形底座。具体实施方式为了更好的说明本专利技术的目的和优点，下面结合附图和实例对
技术实现思路
做进一步说明。实施例1一种集热储热式真空管太阳能集热器系统，包括集热储热真空管太阳能集热器5阵列、冷风排管1、热风集管2、保温管3和支架4组成，其结构示意如图1所示。设计的集热储热真空管太阳能集热器5阵列由多只集热储热真空管太阳能集热器5并联组成，集热储热真空管太阳能集热器5是本专利技术的核心，其集太阳能集热、储热和传热为一体，主要由全玻璃太阳能真空管12和储热式内插管6两部分组成，用于将太阳能转换为热能，并实现热能的存储和为传热工质(空气、水)传热。其中，全玻璃太阳能真空管12，为普通家用太阳能真空管，为内外管双层结构，内管外表面镀吸收膜层，有利于提高太阳辐射吸收率和减小其发射率。玻璃真空管内外管之间的空隙为真空层，用于减小因空气对流、传导导致的热损失。储热式内插管6包括铝管7、相变材料8、内插铜管9、保温罩10、弹簧支架11。集热储热真空管太阳能集热器5的结构示意如图2所示。在设计中，全玻璃太阳能真空管12直径为58mm、长为1.8m，铝管7直径为42mm、长为1.7m，内插U型铜管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集热储热式真空管太阳能集热系统，其特征在于：包括：集热储热真空管太阳能集热器阵列、冷风排管、热风集管、保温管和支架；冷风排管和热风集管并列置于集热储热真空管太阳能集热器阵列上方；冷风排管的出口与集热储热真空管太阳能集热器的入口连通，热风集管的入口与集热储热真空管太阳能集热器的出口连通；保温管用于热风集管和冷风排管的保温，冷风排管和热风集管置于其内部；支架主要用于固定集热储热真空管太阳能集热器和保温管所述集热储热真空管太阳能集热器阵列由多只集热储热真空集热器并联或串并联组成；所述集热储热真空管太阳能集热器，主要由全玻璃太阳能真空管和储热式内插管两部分组成，用于将太阳能转换为热能，并实现热能的存储和为传热工质传热；其中，全玻璃太阳能真空管，为内外管双层结构，内管外表面镀吸收膜层，有利于提高太阳辐射吸收率和减小其发射率；玻璃真空管内外管之间的空隙为真空层，用于减小因空气对流、传导导致的热损失；储热式内插管包括：铝管、相变材料、内插铜管、保温罩和弹簧支架；铝管为低端封口的中空圆柱体，铝管置于全玻璃太阳能真空管内部，底部通过弹簧支架支撑固定；内插铜管为中空U型管，置于铝管内部；铝管内部填充有相变材料；保温罩用于对全玻璃太阳能真空管进行密封。...

【技术特征摘要】
2018.02.05 CN 20181011137491.一种集热储热式真空管太阳能集热系统，其特征在于：包括：集热储热真空管太阳能集热器阵列、冷风排管、热风集管、保温管和支架；冷风排管和热风集管并列置于集热储热真空管太阳能集热器阵列上方；冷风排管的出口与集热储热真空管太阳能集热器的入口连通，热风集管的入口与集热储热真空管太阳能集热器的出口连通；保温管用于热风集管和冷风排管的保温，冷风排管和热风集管置于其内部；支架主要用于固定集热储热真空管太阳能集热器和保温管所述集热储热真空管太阳能集热器阵列由多只集热储热真空集热器并联或串并联组成；所述集热储热真空管太阳能集热器，主要由全玻璃太阳能真空管和储热式内插管两部分组成，用于将太阳能转换为热能，并实现热能的存储和为传热工质传热；其中，全玻璃太阳能真空管，为内外管双层结构，内管外表面镀吸收膜层，有利于提高太阳辐射吸收率和减小其发射率；玻璃真空管内外管之间的空隙为真空层，用于减小因空气对流、传导导致的热损失；储热式内插管包括：铝管、相变材料、内插铜管、保温罩和弹簧支架；铝管为低端封口的中空圆柱体，铝管置于全玻璃太阳能真空管内部，底部通过弹簧支架支撑固定；内插铜管为中空U型管，置于铝管内部；铝管内部填充有相变材料；保温罩用于对全玻璃太阳能真空管进行密封。2.如权利要求1所述的一种集热储热式真空管太阳能集热系统，其特征在于：所述全玻璃太阳能真空管直径为58mm、长为1.8m；铝管直径为42mm、长为1.7m；内插U铜管直径为12mm；冷风排管内直径为3cm，热风集管内直径为3cm。3.如权利要求1或2所述的一种集热储热式真空管太阳能集热系统，其特征在于：冷风...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永泰，肖丽仙，罗永福，杨姚华，
申请(专利权)人：楚雄师范学院，
类型：发明
国别省市：云南,53