一种内石英太阳能光热转化器制造技术

本实用新型专利技术公布了一种适合于不同的温度的内石英太阳能光热转化器和利用石英器件进行太阳能光热转化的方法。本实用新型专利技术充分的利用石英器件的物理化学性能实现太阳能的采集，为太阳能的利用提供一种新的技术手段和方法。采用石英器件为太阳能采集器件，实现太阳能的不同温度的采集，至少包括一个石英器件、在石英器件外部设置有一个透光器件，在石英器件外表或透光器件内壁设置有太阳能涂层，将太阳能转换为热能，石英器件将热能传递和／或交换到透光器件的外部，实现太阳能的光热转化及热能最终的利用。本实用新型专利技术的目的就是提供一种适合于不同的温度的太阳能光热转化器，特别是实现太阳能的中高温的光热转换器件，以及应用于塔式以及蝶式的太阳能光热转化器件。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能的热利用，将太阳能转化为热能的器件，涉及利用太阳能 进行供暖、热水、烹饪、发电、制冷、干燥，特别是太阳能的中高温度的利用。
技术介绍
太阳能成熟的应用技术为太阳能的低温热水利用，主要采用真空玻璃管技术将太 阳能转化为热能，在此种技术上，有采用将热管插入到真空玻璃管内部将热量传递到外部 获得太阳能的技术，以及在真空玻璃基础上进一步的完善而开发的各种器件，其中真空玻 璃管中设置有真空层进行保温，在真空层的内部设置选择性涂层对太阳能进行吸收转化， 虽然真空玻璃层很好的实现了保温，选择性涂层很好的实现了太阳能的转化，但是，其转化 后的热能利用起来很不经济，如采用现有的方法将水直接流入到真空玻璃管内部直接进行 换热，但到了冬季就无法使用，虽然采用热管技术在冬季实现了传热，但增加了成本、降低 了热能的利用率，目前这种技术应用于低温的热水应用，而无法实现太阳能的中高温的应 用，如太阳能热电的应用；现有的对太阳能的中高温度利用的太阳灶，主要采用反射板对太阳光进行反射， 将太阳能直接聚焦到一个灶具上，实现对太阳能的利用，此种技术很好的达到了太阳能的 中高温收集，但其热能接受方式单一，仅是采用直接在其上面放置简单的灶具，而无法进行 大规模的采集和利用；同时也无法实现对太阳能进行收集以便于夜间及阴雨天应用；现有的技术太阳能中高温的发电技术，主要是采用塔式、槽式、及蝶式，槽式太阳 能是已经商业化的太阳能光热转换器件，主要采用外不为玻璃管，内部为不锈钢金属管，内 部抽真空，实现太阳能的采集；但是该种吸收器价格高，只有少数的企业可以掌握其生产技 术；同时蝶式太阳能与塔式太阳能应用的主要技术难题也在于光热转化太阳能转换器件， 特别是塔式太阳能，主要由于光热转换器需要在600-1500度的区间进行工作，由于高温所 采用的金属器件无法长时稳定的工作，因而塔式的太阳能电站就无法长期的进行工作，因 而需要对高温的太阳能光热转换器件改进。石英玻璃的光学性能有其独到之处，它既可以透过紫外光谱，是所有透紫外材料 最优者，又可透过可见光和近红外光谱。用户可以根据需要，从185-3500mu波段范围内任 意选择所需品种。由于石英玻璃耐高温，热膨胀系数极小，化学热稳定性好，气泡、条纹、均 勻性、双折射又可与一般光学玻璃媲美，所以它是在各种亚劣场合下工作具有高稳定度光 学系统的必不可少的光学材料。石英玻璃的热膨胀系数小，为5. 5X10_7°C，只有普通玻璃 的1/12-1/20。部标准规定将试样的灼烧到1200°C后急速投到冷水中，反复三次以上不允 许炸裂，石英玻璃加入适量钛元素后还可做成零膨胀系数的材料，由于石英器件的众多的 优势，将石英器件应用于太阳能利用，特别是中高温的太阳能光热转化，将是解决中高温太 阳能采集的可行的技术方法。随着太阳能镜技术的发展，可以采用普通的光学镜或菲涅尔光学镜对太阳能进行 收集，但是，有太阳能镜技术将太阳能进行收集后，将产生很高的热流密度，采用普通的传热材料进行转换将无法实现高热流密度的热能的传递，因此，需要一种新型的技术将太阳 能进行热能的转换利用，特别是太阳能的中高温度的光热转换，来实现对太阳能的中高温 的应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种太阳能光热转化器，将石英器件应用于转化器中， 使本技术的转化器适合于不同的温度的太阳能光热利用，特别是实现太阳能的中高温 的光热转换器件，以及应用于塔式以及蝶式的太阳能光热转化器件，解决了现有转换器的 稳定性差、成本高、结构复杂、适用范围小特别是难以在中高温中稳定的长时间的进行光热 转换的问题。本技术充分的利用石英器件的物理化学性能实现太阳能的采集，为太阳能的 利用提供一种新的技术手段和方法。采用此种技术方法可以实现对太阳能的大规模的综合 利用，同时将石英器件制造成为热管，利用各种热管技术以及流体换热技术将吸收后的热 能进行利用，特别是采用热管技术对高热流密度的热量进行转换利用，从而实现了对太阳 能的中高温度的利用。具体
技术实现思路
如下至少包括一个石英器件、在石英器件外部设置有一个透光器件，在石英器件外表 或透光器件内壁设置有太阳能涂层，将太阳能转换为热能，石英器件将热能传递和/或交 换到透光器件的外部，实现太阳能的光热转化及热能最终的利用。透光器件为可以将太阳 光透过的器件，包括普通的非石英玻璃、透光塑料及各种透光材料。本技术充分的利用石英器件的物理化学性能实现太阳能的采集，为太阳能的 利用提供一种新的技术手段和方法。直接将石英器件制作为一个换热器件或者以石英器件为壳体按照热管的生产制 造技术使其成为热管从而构成本技术的石英器件。当将石英器件设置成为热管时，所 述的石英器件被设置成为热管的蒸发端，优选的热管选择自下列至少一种A、普通热管；B、整体热管；C、分离式循环热管；D、可连接热管；F、脉冲热管；G、循环自激震荡热管。本技术所述的石英器件还可以设置为至少含有一个进口(5)或/和一个出口 (6)的石英器件，一种流体(14)通过进口进入，达到出口后流出，流体与石英器件进行热能 交换，流体为液体、气体、固液混合物、气液混合物、气液固混合物中的一种。包含一个盲管 器件的石英器件，此时仅有一个口，即是进口也是出口，热流体被加热后在进行换热；同时 也可以是有一个进口和一个出口的器件，流体从进口进入从出口流出。石英器件可以应用于30-1500度的大范围的温度区域，对于低温应用，通常采用 水为工作介质进行传热；对于60-400度的温度的应用，通常采用导热油为流体，对于高于 400度的应用，可以采用各种金属、非金属、化学盐类工作介质进行传热换热；对于低温的发电设备，采用低温有机工作介质为流体，对于中高温采用水为发电工作介质。 为了增加石英器件的强度或太阳能转换面积，在石英器件的内或外表还设置有金 属器件或翅片。在石英器件的外部设置有金属器件，在金属器件上设置有太阳能涂层，从而 增加石英器件的太阳能转换能力，为了能够使其具备更强的承压能力，在器件的上设置有 金属器件，如在石英管的内部设置金属管，这样可以增加其承压能力。由于石英管的热膨胀系数比玻璃小，因而可以采用各种低成本的连接方式，针对 不同的温度区间，可以采用不同的连接方式，透光器件与石英器件的连接方式采用下列一 种A、过度材料连接，包括可伐合金连接、金属或陶瓷的过度材料； B、内或外波纹管连接；C、非金属软连接，包括采用橡胶胶圈、密封垫、硅胶圈、软木塞。对于低温的太阳能涂层，可以采用真空密闭，对于高温的太阳能涂层，可以采用非 真空或半真空的密闭，因而针对不同的应用温度，可以采用适合的封闭方式，通常石英器件 与透光器件构成下列器件之一A、真空器件通过抽真空或加热排气使得石英器件与透光器件构成一个密闭腔 体，内部可以保持真空度。B、非真空器件石英器件与透光器件非真空密闭，气体可以进入或排出；C、半真空器件石英器件与透光器件构成一个密闭腔体，但是不是采用真空密闭， 随着使用内部的真空度将逐渐降低。在石英器件外部、石英器件与透光器件之间或/和在石英器件的外部设置有太阳 能镜；在透光器件外部采用投射的各种太阳能镜将太阳光射入到腔体的内部，优选采用菲 涅尔透镜；石英器件与透光器件之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内石英太阳能光热转化器，其特征是：至少包括一个石英器件、在石英器件外部设置有一个透光器件，在石英器件外表或透光器件内壁设置有将太阳能转换为热能的太阳能涂层，所述石英器件将热能传递和／或交换到透光器件的外部。

【技术特征摘要】
一种内石英太阳能光热转化器，其特征是至少包括一个石英器件、在石英器件外部设置有一个透光器件，在石英器件外表或透光器件内壁设置有将太阳能转换为热能的太阳能涂层，所述石英器件将热能传递和/或交换到透光器件的外部。2.根据权利要求1所述的内石英太阳能光热转化器，其特征是所述的石英器件被设 置成为热管的蒸发端，热管选择自下列至少一种A、普通热管；B、整体热管；C、分离式循环热管；D、可连接热管；F、脉冲热管；G、循环自激震荡热管。3.根据权利要求1所述的内石英太阳能光热转化器，其特征是所述的石英器件为至 少含有一个进口(5)或/和一个出口(6)的石英器件，一种流体(14)通过进口进入，达到 出口后流出，流体与石英器件进行热能交换，流体为液体、气体、固液混合物、气液混合物、 气液固混合物中的一种。4.根据权利要求1-3所述的任一内石英太阳能光热转化器，其特征是为了增加石英 器件的强度或太阳能转换面积，在石英器件的内或外表还设置有金属器件或翅片。5.根据权利要求1-3所述的任一内石英太阳能光热转化器，其特征是透光器件与石 英器件的连接方式采用下列连接方式之一A、过度材料连接，包括金属或陶瓷的过度材料；B、内或外波纹管连接；C、非金属软连接，包括采用橡胶胶圈、密封垫、硅胶圈、软木塞。6.根据权利要求1-3所述的任一内石英太阳能光热转化器，其特征是石英器件与透...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建民，
申请(专利权)人：北京智慧剑科技发展有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]