一种不锈钢直通式中温集热器制造技术

技术编号:22086147 阅读:56 留言:0更新日期:2019-09-12 19:04
本实用新型专利技术涉及中温太阳能集热器领域,具体涉及一种不锈钢直通式中温集热器。本实用新型专利技术将复合抛物面CPC反光板的聚光优势和中温管的集热优势集于一体,温度可以达到200℃;另外通过不锈钢管的设计,减少了流阻,较U型管式中温管集热器更适用于面积较大的太阳能项目,冻堵、过热的概率降低。可以广泛应用于太阳能中温的工农业项目。

A Stainless Steel Straight-through Medium Temperature Collector

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢直通式中温集热器
本技术涉及中温太阳能集热器领域,具体涉及一种不锈钢直通式中温集热器。
技术介绍
我国太阳能光热应用产品生产能力和应用规模上居世界第一,近些年随着政府节能减排工作的稳步推进,太阳能中温热能应用于工业、采暖领域的市场需求呈现持续增长的态势。目前中温集热器分为两大类,一类为小槽式集热器,一类为CPC中温集热器。小槽式集热器单体重量及体积比较大,主要由槽式反射镜、真空管、追踪装置及支架组成,随光照跟踪,精度及稳定性比较差;另一类为U型管非跟踪式中温太阳能集热器,由联箱、真空管、U型流道、小型反光板等组成,真空管内部为铝翅片包裹的U型铜管,铜铝之间需要进行二次换热,且铜管管径较小易发生氧化,存在聚光比较低、流量小、温度输出不够等缺点。目前两大类中温集热器不能完全满足中温商业和工农业应用的需求。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种提高换热效率、稳定性高的不锈钢直通式中温集热器。本技术是通过以下技术方案实现的:一种不锈钢直通式中温集热器,包括由边框和底板构成的支架,所述支架上设有真空集热管组、上联箱、下联箱和反光板,所述真空集热管组包括若干根并排的集热管单元,每个集热管单元均包括直通式的不锈钢管和高硼硅玻璃管;所述高硼硅玻璃管套设在所述不锈钢管外部,所述不锈钢管的外表面镀有太阳能选择性吸收涂层,所述不锈钢管的轴心线位于所述高硼硅玻璃管的轴心线的正下方;所述不锈钢管和所述高硼硅玻璃管之间为真空;所述上联箱和下联箱均包括外壳和不锈钢流道,所有不锈钢管的左右两端均垂直连通上联箱和下联箱的不锈钢流道;所述反光板设在所述底板上,所述反光板包括与集热管单元数量相等的CPC反光板,每个CPC反光板位于对应的集热管单元正下方。进一步的,所述不锈钢管上均设有至少一个不锈钢波纹膨胀节。进一步的,所述不锈钢流道外壁均套有岩棉保温管。进一步的,所述太阳能选择性吸收涂层为金属-陶瓷介质复合物层。本技术与现有技术相比,所取得的有益效果是:1)不锈钢管作为流道体较目前的U型铜管流道相比,其换热面积变大,且不需要铝翅片,因此不需要二次换热,大大提高了换热效率。同时,不锈钢管作为流道,不会出现氧化皮,不会影响集热器的传热以及内部传热介质的洁净。2)所述不锈钢管的轴心线位于所述高硼硅玻璃管的轴心线的正下方,增大了直射区域吸热体的真空空间,减少了反射区域的反射距离,从而降低了辐照损失,提高了换热效率。3)使用CPC反光板,可将集热管单元间隙中的辐照有效反射吸收,无需增加跟踪机构,集热器较跟踪式运行更加简单稳定。CPC反光板表面镀有纳米自清洁涂层,不需要人工清洗。4)不锈钢管设有波纹膨胀节有效缓解缓冲不锈钢管膨胀不均带来的变形及位移。5)本技术将复合抛物面CPC反光板的聚光优势和中温管的集热优势集于一体,温度可以达到200℃;另外通过不锈钢管的设计,减少了流阻,较U型管式中温管集热器更适用于面积较大的太阳能项目,冻堵、过热的概率降低。可以广泛应用于太阳能中温的工农业项目。附图说明图1为本技术所述不锈钢直通式中温集热器立体结构示意图;图2为图1的主视结构示意图;图3为本技术所述集热管单元结构示意图;图4为图2中A-A结构示意图;图5为反光板结构示意图;图中:1、支架,2、上联箱,3、下联箱,4、集热管单元,41、不锈钢管,42、高硼硅玻璃管,43、不锈钢波纹膨胀节,5、外壳,6、不锈钢流道,61、岩棉保温管,7、CPC反光板。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步详细的说明。如图1-5所示的一种不锈钢直通式中温集热器,包括由边框和底板构成的支架1,所述支架1上安装有真空集热管组、上联箱2、下联箱3和反光板。所述真空集热管组包括若干根并排的集热管单元4,每个集热管单元4均包括直通式的不锈钢管41和高硼硅玻璃管42。所述高硼硅玻璃管42套设在所述不锈钢管41外部,所述不锈钢管41的外表面镀有太阳能选择性吸收涂层,所述不锈钢管41的轴心线位于所述高硼硅玻璃管42的轴心线的正下方;所述不锈钢管41和所述高硼硅玻璃管42进行封接安装并抽真空。由于不锈钢管在中温下会发生金属膨胀,为了缓冲金属膨胀不均带来的变形及位移,所述不锈钢管41上均安装有两个不锈钢波纹膨胀节43。产生变形、位移时,通过不锈钢波纹膨胀节缓冲。所述上联箱2和下联箱3均包括外壳5和不锈钢流道6,所有不锈钢管41的左右两端均垂直通过焊接丝管连通上联箱2和下联箱3的不锈钢流道6。为了减少热能散失,所述不锈钢流道6外壁均套有岩棉保温管61。岩棉保温管采用岩棉烧结而成,与不锈钢焊接流道相吻合,联箱的外壳及密封件整体耐高温抗老化。所述反光板设在所述底板上,所述反光板包括与集热管单元4数量相等的CPC反光板7,每个CPC反光板7位于对应的集热管单元4正下方。CPC反光板是非跟踪式复合抛物面,它由表面氧化铝板通过辊压而成,其横截面为特殊的复合抛物曲线。反光板的聚光比大小的设计主要根据反光板与不锈钢管吸热体的距离及不锈钢管吸热体的面积。本技术不锈钢管的直径为30~40mm,CPC反光板的聚光面垂直于不锈钢管的宽度为100~130mm,聚光比2.5~3.2。进一步的,不锈钢管上的太阳能选择性吸收涂层采用金属-陶瓷介质复合物材料,通过金属、陶瓷材料组成和厚度的调整,在远红外和近红外的太阳能光谱范围,涂层表现出高的选择性吸收和超低的红外低发射的光谱特性,大大提高吸热效率。本技术所述不锈钢直通式中温集热器的运行原理如下:集热管单元的不锈钢管上端面接收太阳能辐照,相邻不锈钢管间隙的辐照通过反光板的反射聚光到不锈钢管吸热体底部,热量由不锈钢管吸热体传导至不锈钢管内部,通过传热介质将不锈钢管内部的热能传输至上联箱和下联箱不锈钢流道中,最终集中输出热量。不锈钢直通式中温集热器与现有的集热器相比,优势体现在以下三点:1)采用带不锈钢波纹膨胀节的不锈钢管作为流道体,较目前的U型铜管流道换热面积大,无铝翅片,不需要二次换热,换热效率提高。利用不锈钢管作为流道,不会出现氧化皮,不会影响集热器的传热以及内部传热介质的洁净。2)不锈钢管和高硼硅玻璃管非同轴心真空封接,增大了直射区域吸热体的真空空间,减少了反射区域的反射距离,从而降低了辐照损失,提高了集热效率。3)使用CPC反光板,可将集热管单元间隙中的辐照有效反射吸收,无需增加跟踪机构,本技术较跟踪式运行更加简单稳定。CPC反光板表面镀有纳米自清洁涂层,不需要人工清洗。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不锈钢直通式中温集热器,包括由边框和底板构成的支架(1),其特征在于,所述支架(1)上设有真空集热管组、上联箱(2)、下联箱(3)和反光板,所述真空集热管组包括若干根并排的集热管单元(4),每个集热管单元(4)均包括直通式的不锈钢管(41)和高硼硅玻璃管(42);所述高硼硅玻璃管(42)套设在所述不锈钢管(41)外部,所述不锈钢管(41)的外表面镀有太阳能选择性吸收涂层,所述不锈钢管(41)的轴心线位于所述高硼硅玻璃管(42)的轴心线的正下方;所述不锈钢管(41)和所述高硼硅玻璃管(42)之间为真空;所述上联箱(2)和下联箱(3)均包括外壳(5)和不锈钢流道(6),所有不锈钢管(41)的左右两端均垂直连通上联箱(2)和下联箱(3)的不锈钢流道(6);所述反光板设在所述底板上,所述反光板包括与集热管单元(4)数量相等的CPC反光板(7),每个CPC反光板(7)位于对应的集热管单元(4)正下方。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢直通式中温集热器,包括由边框和底板构成的支架(1),其特征在于,所述支架(1)上设有真空集热管组、上联箱(2)、下联箱(3)和反光板,所述真空集热管组包括若干根并排的集热管单元(4),每个集热管单元(4)均包括直通式的不锈钢管(41)和高硼硅玻璃管(42);所述高硼硅玻璃管(42)套设在所述不锈钢管(41)外部,所述不锈钢管(41)的外表面镀有太阳能选择性吸收涂层,所述不锈钢管(41)的轴心线位于所述高硼硅玻璃管(42)的轴心线的正下方;所述不锈钢管(41)和所述高硼硅玻璃管(42)之间为真空;所述上联箱(2)和下联箱(3)均包括外壳(5)和不锈钢流道(6...

【专利技术属性】
技术研发人员:李培伦马光柏孟令旺
申请(专利权)人:山东力诺瑞特新能源有限公司
类型:新型
国别省市:山东,37

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