專利名稱：一種真空平板玻璃太陽集熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種真空平板玻璃太陽集熱裝置，特別是一種太陽能集熱與有機 工質(zhì)加熱一體化的真空平板玻璃太陽集熱裝置，是中高溫太陽能集熱裝置，屬于一種太陽 能集熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能是一種清潔、高效和永不衰竭的新能源。太陽能利用就是直接將太陽的輻 射能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用。目前在中國廣泛利用太陽能，而太陽能集熱器是太陽能系統(tǒng)中的 核心部件。因此，不斷提高太陽能集熱器的效率對于太陽能的利用具有重大的意義?，F(xiàn)有 太陽能集熱裝置主要有平板式太陽能集熱器和真空玻璃管式集熱器。平板式太陽能集熱器 一般由透明面蓋、吸熱板和箱體組成。優(yōu)點是熱效率高、可承壓、不易結(jié)垢；缺點是低溫時易 被凍堵。真空玻璃管式集熱器的核心元件是玻璃真空太陽集熱管，它采用了真空夾層，消除 了氣體的對流與傳導(dǎo)熱熱損，并應(yīng)用選擇性吸收涂層，使真空集熱管的輻射熱損降到最低。 優(yōu)點是抗凍、保溫效果好。缺點是價格高、易結(jié)垢、易破碎、集熱面積小。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，發(fā)明一種高熱效率、高保溫效果的真 空平板玻璃太陽能集熱裝置。它結(jié)合真空技術(shù)和平板式集熱器兩者的優(yōu)點，在保證高效保 溫的基礎(chǔ)上，提高了熱效率。本實用新型解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)來實現(xiàn)的該真空平板玻璃太陽集熱 裝置由真空平板玻璃、集熱箱體、帶有雙層翅片的熱管、換熱器、管程工質(zhì)分液器和有機工 質(zhì)蒸汽集氣器六部分組成的。其中集熱箱體朝陽面是真空玻璃板，其余五面為聚氨酯發(fā)泡保溫層；帶有雙層鋁 翅片的銅管均勻排列在集熱箱體里，鋁翅片與銅管間采用焊接，并且鋁翅片上磁控濺射有 太陽能選擇性吸收涂層；集熱箱體里的銅管下端是封口的，上端銅管伸出集熱箱體，伸入上 部換熱器，換熱器里的銅管的一端是敞開的，在銅管里灌有工作介質(zhì)，在集熱箱體和換熱器 之間的連接銅管用聚氨酯保溫；管程工質(zhì)分液器設(shè)置在換熱器的進(jìn)口處，換熱器內(nèi)設(shè)有若 干稍微傾斜的傳熱管束，有機工質(zhì)蒸汽集氣器設(shè)置在換熱器管程出口處。所述的真空平板玻璃內(nèi)有若干加強支撐物，并密封于真空平板玻璃與箱體接觸 處，所述的真空平板玻璃為高透光性的。所述的銅管里灌有工作的介質(zhì)是低沸點有機工質(zhì)，被加熱蒸發(fā)后直接連到換熱器 進(jìn)行換熱。所述的換熱器內(nèi)設(shè)有若干稍微傾斜的傳熱管束內(nèi)設(shè)有折流板。換熱器里的銅管上端即敞開端做成漏斗狀。本實用新型高透光率的真空平板玻璃具有保溫隔熱的作用；磁控濺射選擇性太陽 能吸收涂層的薄鋁翅片不僅增大了吸熱面積也提高了吸熱效率；箱體上覆蓋的保溫材料也減少了向外界流散的熱損失；工作介質(zhì)在銅管下端蒸發(fā)后，直接上升到換熱器里進(jìn)行換熱， 冷凝后的工作介質(zhì)有均勻分液回流到銅管里。本發(fā)明的有益效果是(1)將低密度的太陽能轉(zhuǎn)換為低沸點有機工質(zhì)蒸汽用于ORC發(fā)電。(2)實現(xiàn)了清潔加熱過程的真正零排放；(3)減小了熱流運動阻力；(4)實現(xiàn)了個性化的太陽能集熱，不僅可用于低緯度地區(qū)，可以應(yīng)用于高緯度的寒 冷地區(qū)。
以下結(jié)合附圖以實例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于 此。


圖1為本實用新型的真空平板玻璃太陽集熱裝置的平面結(jié)構(gòu)圖；圖2為
圖1所示真空平板玻璃太陽集熱裝置A-A方向的剖面圖；圖3為本實用新型的真空平板玻璃太陽集熱裝置的側(cè)面圖；圖4為有機朗肯循環(huán)ORC系統(tǒng)圖。圖中1.銅管，2.保溫層，3.箱體，4.換熱器，5.分液器，6.集氣器，7.鋁翅片， 8.真空平板玻璃，9.微小支撐物，10.折流板，11.有機工質(zhì)總進(jìn)口，12.有機工質(zhì)總出口， 13.有機工質(zhì)蒸發(fā)器，14.循環(huán)泵，15.冷凝器，16汽輪機。
具體實施方式
由圖可知本實用新型由高透光的真空平板玻璃、箱體、保溫層、帶有翅片的銅管、 換熱器、分液器及集氣器六部分組成；其中集熱箱體朝陽面是真空玻璃板，其余五面都用聚 氨酯發(fā)泡保溫；箱體里按需要均勻排列著采用鋁翅片的銅管，翅片與銅管間采用焊接，并在 鋁翅片上磁控濺射太陽能選擇性吸收涂層；箱體里的銅管下端是封口的，上端銅管伸出集 熱箱體，伸入上部換熱器，換熱器里的銅管的一端是敞開的，在銅管里灌有工作介質(zhì)(低沸 點有機工質(zhì))，在集熱箱體和換熱器之間的連接銅管用聚氨酯保溫；換熱器的進(jìn)口設(shè)有一 管程工質(zhì)分液器，換熱器內(nèi)有若干稍微傾斜的傳熱管束，并設(shè)有折流板，換熱器管程出口設(shè) 有一有機工質(zhì)蒸汽集氣器。這種真空平板玻璃太陽能利用裝置很好很緊湊地將太陽能的高 效導(dǎo)熱與就地?fù)Q熱結(jié)合起來，實現(xiàn)直接用太陽能產(chǎn)生用于ORC(有機朗肯循環(huán))發(fā)電的低沸 點工質(zhì)蒸汽，同時避免了普遍太陽能真空熱管不能承壓、普遍平板太陽能集熱器運行溫度 不高、保溫性能較差諸缺點。該裝置能減小了熱流運動阻力，極大提高熱效率。工作原理太陽光穿過真空平板玻璃，到達(dá)箱體內(nèi)部，被鋁翅片上選擇性太陽能涂 層吸收，通過鋁翅片把熱量傳給銅管，銅管里的工作介質(zhì)受熱汽化隨后沿著銅管上升到換 熱器后被冷凝變成液相，回到銅管底部；而由分液器分到換熱器各個通道的氟利昂被加熱 由液相變汽相，進(jìn)入集氣器，如此循環(huán)。真空平板玻璃的兩面板之間有若干微小支撐物，用于承受抽真空后外界對真空平 板玻璃形成的壓力。真空玻璃具有保溫、抗凍的作用，不僅減少了集熱向外的熱損提高熱效 率，而且還具有極強的抗凍能力，即使在高寒地區(qū)冬季也可使用。器箱體上覆蓋的保溫層也從側(cè)面阻止了集熱器對環(huán)境的對流換熱損失，獲得最佳保溫效果。由兩塊薄鋁片緊裹銅管做成翅片，并在接觸處焊接起來的翅片上噴射選擇性吸收 涂層，不僅增大了換熱面積，而且極高的吸收率，極低的發(fā)射率能最大限度降低輻射熱損 失。另外具有高導(dǎo)熱系數(shù)的銅管能很快啟動，并有承高壓的優(yōu)點。銅管開口端直接伸入換 熱器，減少了沿程損失。以上陳述了本實用新型的具體實施方法結(jié)構(gòu)原理，具體方式選用、參數(shù)應(yīng)根據(jù)實 際應(yīng)用確定及優(yōu)化，如平板真空玻璃、箱體的材料和尺寸，銅管的數(shù)量等。本實用新型集合了玻璃真空管式太陽能集熱器的真空技術(shù)和平板式集熱器兩者 的優(yōu)點，具有超高的熱效率、極強的抗凍能力、優(yōu)異的保溫效果并能夠獲取高溫高壓工質(zhì)， 實現(xiàn)了導(dǎo)熱_換熱一體化，直接用太陽能產(chǎn)生用于0RC(有機朗肯循環(huán))發(fā)電的低沸點工質(zhì) 蒸汽，太陽能ORC系統(tǒng)如圖4。本實用新型這種真空平板玻璃太陽能利用裝置很好很緊湊地將太陽能的高效導(dǎo) 熱與就地?fù)Q熱結(jié)合起來，實現(xiàn)直接用太陽能產(chǎn)生用于ORC(有機朗肯循環(huán))發(fā)電的低沸點工 質(zhì)蒸汽，同時避免了普遍太陽能真空熱管不能承壓、普遍平板太陽能集熱器運行溫度不高、 保溫性能較差諸缺點。減小了熱流運動阻力，極大提高熱效率。
權(quán)利要求一種真空平板玻璃太陽能集熱裝置，其特征在于該裝置由真空平板玻璃、集熱箱體、帶有雙層鋁翅片的銅管、換熱器、管程工質(zhì)分液器和有機工質(zhì)蒸汽集氣器組成；其中集熱箱體朝陽面是真空玻璃板，其余五面為聚氨酯發(fā)泡保溫層；帶有雙層鋁翅片的銅管均勻排列在集熱箱體里，鋁翅片與銅管間采用焊接，并且鋁翅片上磁控濺射有太陽能選擇性吸收涂層；集熱箱體里的銅管下端是封口的，上端銅管伸出集熱箱體，伸入上部換熱器，換熱器里的銅管的一端是敞開的，在銅管里灌有工作介質(zhì)，在集熱箱體和換熱器之間的連接銅管用聚氨酯保溫；管程工質(zhì)分液器設(shè)置在換熱器的進(jìn)口處，換熱器內(nèi)設(shè)有若干稍微傾斜的傳熱管束，有機工質(zhì)蒸汽集氣器設(shè)置在換熱器管程出口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空平板玻璃太陽能集熱裝置，其特征是所述的真空平板玻 璃內(nèi)有若干加強支撐物，并密封于真空平板玻璃與箱體接觸處，所述的真空平板玻璃為高 透光性的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空平板玻璃太陽能集熱裝置，其特征是所述的銅管里灌有 工作的介質(zhì)是低沸點有機工質(zhì)，被加熱蒸發(fā)后直接連到換熱器進(jìn)行換熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空平板玻璃太陽能集熱裝置，其特征是所述的換熱器內(nèi)設(shè) 有若干稍微傾斜的傳熱管束內(nèi)設(shè)有折流板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空平板玻璃太陽能集熱裝置，其特征是換熱器里的銅管上 端即敞開端做成漏斗狀。
專利摘要本實用新型涉及一種真空平板玻璃太陽能利用裝置，它將太陽能集熱-有機工質(zhì)加熱集一體化。主要由真空平板玻璃、集熱箱體、帶有雙層翅片的熱管、換熱器、分液器和集氣器六部分組成；其中集熱箱體朝陽面是真空玻璃板，其余五面都用聚氨酯發(fā)泡保溫；箱體里按需要均勻排列著采用鋁翅片的銅管，翅片與銅管間采用焊接，并在鋁翅片上磁控濺射太陽能選擇性吸收涂層。這種真空平板玻璃太陽能利用裝置很好很緊湊地將太陽能的高效導(dǎo)熱與就地?fù)Q熱結(jié)合起來，實現(xiàn)直接用太陽能產(chǎn)生用于ORC(有機朗肯循環(huán))發(fā)電的低沸點工質(zhì)蒸汽，同時避免了普遍太陽能真空熱管不能承壓、普遍平板太陽能集熱器運行溫度不高、保溫性能較差諸缺點。減小了熱流運動阻力，極大提高熱效率。
文檔編號F24J2/32GK201672700SQ20102018898
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者卿山, 唐千喻, 李俊賢, 李明磊, 王 華, 王輝濤, 陳蓉, 黃峻偉 申請人:昆明理工大學(xué)