一种太阳能集热器收集测量单元以及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收集测量单元以及集热器，收集测量单元依次由第四电磁阀、质量流量计、冷凝器、活性炭收集装置组成，其中第四电磁阀安装于测量单元入水口与质量流量计间的管路上，质量流量计与冷凝器连通，负责检测流经管道的气体质量流量，冷凝器内包含的冷却模块主管路呈螺旋状置于冷凝器筒内，冷却水下进上出保证气体充分液化；第一VCR接头连接活性炭收集装置与冷凝器，第二VCR接头连接活性炭收集装置与第七电磁阀，活性炭收集装置的输入管道从装置底部通入，输出管道从装置顶部通出，外接用于排气的第七电磁阀。本发明专利技术设计了一种新式结构的太阳能集热器收集测量单元，能够及时测量和收集冷凝水，提高了太阳能的利用效率，达到环保节能的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能集热器收集测量单元以及太阳能集热器系统
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1×1018kW·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。太阳能集热器吸收的太阳能通过加热水来获取能源，目前太阳能中也采用环路热管作为一种热能利用装置，将蒸发端作为集热器，但是此种结构采取得是对环路热管集热器内的水整体进行加热，不能有效的对重点区域进行加热，而且因为环路热管的集热器中一般都设置毛细结构部件，但是毛细结构部件成本高，导致环路热管太阳能成本普遍偏高。
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环路热管太阳能集热器系统，能够有效的对重点区域进行加热，降低成本，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，包括环路热管，所述环路热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端吸收太阳能，形成太阳能的集热器，其特征在于，所述蒸发端为平板结构，包括集热区域，所述集热区域包括透明罩板、支撑板、毛细部件和第一空间和第二空间，所述透明罩板设置在上部，第一空间形成在支撑板和蒸发端的下部壁面之间，支撑部件和透明罩板之间形成第二空间，所述支撑部件上设置连通第一空间和第二空间的通孔，所述通孔中设置毛细部件，所述第一空间为液体空间，所述通孔所对应的透明罩板设置透镜，所述通孔位于透镜的焦点上。作为优选，所述通孔设置为多个，每个通孔在对应的透明罩板上分别对应设置透镜，所述通孔位于对应的透镜的焦点上。作为优选，所述蒸发端还包括储液区，所述储液区为平板结构，储液区底部连通液体通道，储液区的上壁面的高度高于毛细部件的高度。作为优选，所述集热区域的横截面是圆形，所述毛细部件包括设置在圆形圆心的中央毛细部件和围绕圆心设置的周围毛细部件。作为优选，中央毛细部件的毛细力大于周围毛细部件的毛细力。作为优选，所述周围毛细部件为一层结构，集热区域内壁半径为K，所述中央毛细部件的圆心设置在集热区域的圆心，周围毛细部件的圆心距离集热区域的圆心的距离为M，相邻周围毛细部件的圆心分别与集热区域的圆心进行连线，两根连线形成的夹角为A，单个周围毛细部件的毛细力为F1，单个中央毛细部件的毛细力为F2，则满足如下要求：L2/L1＝a-b*Ln(K/M)；Ln是对数函数；a,b是系数，其中1.5599<a<1.5605,0.4358<b<0.4364；1.23<K/M<2.05；1.2<F2/F1<1.5。其中40°<A<100°。作为优选，四周分布数量为4－8个；优选是4－5个。作为优选，K为1500-1600毫米，优选是1550mm；M为756-1260毫米，优选为800mm。进一步优选，a＝1.5602,b＝0.4361。作为优选，所述集热区域的下部壁面设置辅助加热装置，所述的蒸发端流向冷凝端的管道上设置流量计，测试蒸汽流量，所述辅助加热装置根据测试的蒸汽流量来调节电加热装置进行加热。作为优选，如果测试的流量低于一定的数值，则辅助加热装置自动启动加热，如果高于一定数值，辅助加热装置停止加热。一种环路热管太阳能集热器的性能实验装置，包括环路热管，所述环路热管包括集热器实验区单元和收集测量单元，所述水在集热器实验区单元蒸发，然后在收集测量单元进行冷凝；所述装置还包括供水单元、吹气单元、抽真空单元和PLC系统安装单元，所述供水单元连接集热器实验区单元，向集热器实验区单元供水，抽真空单元与集热器实验区单元单元相连，用于将集热器实验区单元抽真空；吹气单元设置在集热器实验区单元流向收集测量单元的管路上，用于将蒸汽冷凝成水；收集测量单元收集测量冷凝水的质量流量并收集冷凝水。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1)本专利技术通过在集热区域内选择性的部分位置设置毛细部件，并通过相对应的透镜进行集热，从而有选择性的选择重要的液体出现的区域进行加热，而且减少了毛细结构的成本，从而整体降低成本，提高热能的利用率。2)本专利技术通过在集热器中设置储液区，而且使得储液区与集热区域的液体通道连通并且水位明显的高于集热区域的毛细部件的高度，能够增加毛细部件的吸液能力，而且还可以避免集热器的干涸。3)本专利技术通过设计了一种新式的毛细部件在加热器中的分布结构，并通过多次试验和数值模拟，得到一个最优的分布结构中毛细力的优化结果，并且通过试验进行了验证，从而证明了结果的准确性。4)本专利技术设置了辅助加热装置，将其设置在毛细部件下方管壁上，加热液体通道中的液体，一方面可以提高毛细的吸热能力，另一方面也能避免特殊情况下(例如晚上或者光照强度不大)的太阳能集热能力不足的情况。5)本专利技术设计了一种新的实验平台用于检测太阳能集热器的集热能力。附图说明图1是环路热管太阳能集热器系统的示意图图2是环路热管太阳能集热器俯视结构示意图图3是图2的太阳能集热器的切面示意图图4为本专利技术实验装置的结构示意图；图5为本专利技术实验装置的外观示意图；图6为本专利技术实验装置实验单元的切面示意图；图7为本专利技术实验装置供水单元结构示意图；图8为本专利技术实验装置收集测量单元结构示意图。图9为本专利技术毛细部件分布结构示意图。附图标记如下：太阳能集热器系统附图标记：蒸发端101，冷凝端102，集热区域1011，透明罩板21、支撑板103，毛细部件24，第一空间104，第二空间105，通孔106，透镜107，流量计108，压力计109，110实验装置附图标记：1.实验区，2.第一压力传感器，3.压力真空传感器，4.第二电磁阀，5.干燥管，6.第三电磁阀，7.第五电磁阀，8.第二压力传感器，9.第一电磁阀，10.第六电磁阀，11.压力水箱，12.冷凝器，13.第七电磁阀，14.第二VCR接头，15.活性炭收集装置，16.第一VCR接头，17.质量流量计，18.第四电磁阀，19.供水单元入水口，20.压盖，21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能集热器收集测量单元，收集测量单元依次由第四电磁阀、质量流量计、冷凝器、活性炭收集装置组成，其中第四电磁阀安装于测量单元入水口与质量流量计间的管路上，质量流量计与冷凝器连通，负责检测流经管道的气体质量流量，冷凝器内包含的冷却模块主管路呈螺旋状置于冷凝器筒内，冷却水下进上出保证气体充分液化；第一VCR接头连接活性炭收集装置与冷凝器，第二VCR接头连接活性炭收集装置与第七电磁阀，活性炭收集装置的输入管道从装置底部通入，输出管道从装置顶部通出，外接用于排气的第七电磁阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热器收集测量单元，收集测量单元依次由第四电磁阀、质量流量计、冷凝器、活性炭收集装置组成，其中第四电磁阀安装于测量单元入水口与质量流量计间的管路上，质量流量计与冷凝器连通，负责检测流经管道的气体质量流量，冷凝器内包含的冷却模块主管路呈螺旋状置于冷凝器筒内，冷却水下进上出保证气体充分液化；第一VCR接头连接活性炭收集装置与冷凝器，第二VCR接头连接活性炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，薛于凡，王铁信，滕益诺，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37