螺旋腔式太陽能集熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及太陽能光熱發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種螺旋腔式太陽能集熱器，包括導(dǎo)熱介質(zhì)入口、導(dǎo)熱介質(zhì)出口和吸熱盤管，其中，吸熱盤管呈螺旋狀，在吸熱盤管的螺旋間隙上方設(shè)置作為吸熱腔的吸熱翅片，該吸熱翅片表面敷設(shè)有選擇性吸收涂層。本發(fā)明的彎曲槽式集熱腔式結(jié)構(gòu)使換熱表面的溫度分布更為均勻，從而提高集熱器的集熱換熱效率，還簡化了保溫和制造工藝。
【專利說明】螺旋腔式太陽能集熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種螺旋腔式太陽能集熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是社會發(fā)展，人類進步的基礎(chǔ)。隨著工業(yè)的發(fā)展不斷壯大以及人類的需求日益擴大，能源形勢日趨緊張，綠色能源被認為是從根本上解決人類能源需求的途徑。
[0003]其中太陽能因其“儲量”無限性，分布普遍性，清潔及經(jīng)濟性的特點而被認為是最具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉粗?。太陽能光熱發(fā)電的特點是與電網(wǎng)適配性好，光電轉(zhuǎn)換率高，環(huán)保可調(diào)等，因而成為太陽能利用的重要發(fā)展方向。
[0004]太陽能光熱發(fā)電的關(guān)鍵是將太陽光能量積聚化，產(chǎn)生發(fā)電所需的溫度和能量，因而太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的集熱器部分成為整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，它直接影響光熱電轉(zhuǎn)化效率和發(fā)電成本的經(jīng)濟性。
[0005]根據(jù)理論計算可知，腔式結(jié)構(gòu)具有最大的能量收集率；不同的聚焦方式獲得的能量分布在腔式集熱器內(nèi)表面是不均勻的，這直接影響集熱器的熱量分布和局部換熱效率，進而對集熱器的使用壽命產(chǎn)生影響。因此在盡量保持腔式結(jié)構(gòu)特點的同時使得熱交換界面處的能量分布盡量均勻是集熱器設(shè)計的最終目的。
[0006]因此，本領(lǐng)域迫切需要研發(fā)一種新型的集熱器，能夠均勻集熱器的熱量分布和提高局部換熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的螺旋腔式太陽能集熱器。能夠提高集熱換熱效果，并能簡化保溫和制造工藝，延長使用壽命。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種螺旋腔式太陽能集熱器，包括導(dǎo)熱介質(zhì)入口、導(dǎo)熱介質(zhì)出口和吸熱盤管，其中，吸熱盤管呈螺旋狀，在吸熱盤管的螺旋間隙上方設(shè)置作為吸熱腔的吸熱翅片，該吸熱翅片表面敷設(shè)有選擇性吸收涂層。
[0009]可選的，吸熱盤管為雙層。
[0010]可選的，雙層吸熱盤管的螺旋方向相反，互相串聯(lián)連接。
[0011]可選的，雙層吸熱盤管的螺旋方向相同，互相并聯(lián)連接。
[0012]可選的，導(dǎo)熱介質(zhì)入口與進流母管連接，導(dǎo)熱介質(zhì)出口與出流母管連接。
[0013]可選的，螺旋腔式太陽能集熱器封裝于真空殼體內(nèi)。
[0014]可選的，吸熱翅片的形狀為U型。
[0015]可選的，吸熱翅片可以彎曲。
[0016]可選的，吸熱翅片與吸熱盤管通過過盈嵌合固定。
[0017]可選的，吸熱翅片與吸熱盤管通過焊接固定。
[0018]本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于:彎曲槽式集熱腔式結(jié)構(gòu)能夠保持換熱表面的溫度分布更為均勻，從而提高集熱器的集熱換熱效率。腔式結(jié)構(gòu)具有類似光陷阱的特點，可最大效率的提高陽光的捕捉率，減少逸散，提高得光率；翅片涂覆選擇性吸收涂層，光熱轉(zhuǎn)換率高；雙層盤管制作簡單，且通過雙層盤管的設(shè)定排布形成腔式結(jié)構(gòu)；螺旋形設(shè)計水力學(xué)阻力小，動力消耗小，降耗節(jié)能。本發(fā)明通過將腔式結(jié)構(gòu)、雙層盤管和螺旋結(jié)構(gòu)彼此相結(jié)合，大大提高了集熱器的集熱換熱效率，還簡化了保溫和制造工藝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明螺旋腔式太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明螺旋腔式太陽能集熱器的吸熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明螺旋腔式太陽能集熱器的吸熱盤管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明螺旋腔式太陽能集熱器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明螺旋腔式太陽能集熱器的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方案。
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標記表示。
[0026]參見圖1，為該螺旋腔式太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。該集熱器包括:導(dǎo)熱介質(zhì)入口 1、導(dǎo)熱介質(zhì)出口 2和吸熱盤管3，吸熱盤管3為螺旋狀，在吸熱盤管4的螺旋間隙上方設(shè)置作為吸熱腔的吸熱翅片4，該吸熱翅片4表面敷設(shè)有選擇性吸收涂層。
[0027]導(dǎo)熱油或其他導(dǎo)熱介質(zhì)通過導(dǎo)熱介質(zhì)入口 I進入吸熱盤管3，通過位于吸熱盤管3上方的吸熱翅片4將太陽光能轉(zhuǎn)換為熱能加熱導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油經(jīng)過雙層吸熱盤管3加熱后達到工作溫度后從導(dǎo)熱介質(zhì)出口 2輸出，進入儲熱罐。螺旋形的腔式結(jié)構(gòu)結(jié)合了腔式結(jié)構(gòu)和螺旋形狀的優(yōu)點，在最大限度的保證得熱率的同時，使得光熱集中帶螺旋狀分布，能夠保持換熱表面的溫度分布更為均勻，從而提高集熱器的集熱換熱效率，還簡化了保溫和制造工藝，延長使用壽命。
[0028]吸熱盤管3為雙層。雙層結(jié)構(gòu)對盤管材質(zhì)的最小彎曲半徑要求低，制作加工無需特殊要求；雙層結(jié)構(gòu)可最大限度互相彌補內(nèi)外線匝之間的空隙，裝配性能好，最重要的是螺旋形結(jié)構(gòu)水力學(xué)損失小，動力消耗少。此外，在本發(fā)明的某些其他實施方式中，也可以采用單層的螺旋狀吸熱盤管3。
[0029]雙層吸熱盤管3的螺旋方向相反，互相串聯(lián)連接。反向的螺旋方向，在不占用更多體積的同時增加了吸熱盤管3內(nèi)液體的加熱時間，從而能夠達到更高的換熱效率。
[0030]吸熱翅片4的形狀為U型。U型的吸熱翅片4與吸熱盤管3相匹配，能夠更多的與吸熱盤管3接觸，達到更好的換熱效果，吸熱翅片4的形成的吸熱腔使光線進入后形成光陷阱，從而使得涂覆于吸熱翅片4上的選擇性吸收層吸收更多的太陽光，達到更好的換熱效果O
[0031]吸熱翅片4可以彎曲。彎曲的吸熱翅片4可以完成翅片4與吸熱盤管3過盈嵌合的要求，而且能夠更好的貼合吸熱盤管3。此外，吸熱翅片4也可以通過焊接與吸熱盤管3固定。
[0032]圖5示出了本發(fā)明的螺旋腔式太陽能集熱器的另一實施例，該實施方式與上述實施方式的區(qū)別在于，雙層吸熱盤管3的螺旋方向相同，互相串聯(lián)連接，導(dǎo)熱介質(zhì)入口 I與進流母管5連接，導(dǎo)熱介質(zhì)出口 2與出流母管6連接。整個腔式集熱器由透明的殼體7真空封裝，在吸熱翅片4的下方可以設(shè)置透明氣凝膠8進行保溫。并聯(lián)連接的吸熱盤管3流阻較小，流量更大，解決了因堵塞造成系統(tǒng)崩潰的問題，適用于大流量需求的場合。
[0033]雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋腔式太陽能集熱器，包括導(dǎo)熱介質(zhì)入口、導(dǎo)熱介質(zhì)出口和吸熱盤管，其特征在于，所述吸熱盤管呈螺旋狀，在所述吸熱盤管的螺旋間隙上方設(shè)置作為吸熱腔的吸熱翅片，該吸熱翅片表面敷設(shè)有選擇性吸收涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述吸熱盤管為雙層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集熱器，其特征在于，所述雙層吸熱盤管的螺旋方向相反，互相串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器，其特征在于，所述雙層吸熱盤管的螺旋方向相同，互相并聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集熱器，其特征在于，所述導(dǎo)熱介質(zhì)入口與進流母管連接，導(dǎo)熱介質(zhì)出口與出流母管連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的集熱器，其特征在于，所述螺旋腔式太陽能集熱器封裝于真空殼體內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的集熱器，其特征在于，所述吸熱翅片的形狀為U型或V型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的集熱器，其特征在于，所述吸熱翅片可以彎曲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的集熱器，其特征在于，所述吸熱翅片與所述吸熱盤管通過過盈嵌合固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的集熱器，其特征在于，所述吸熱翅片與所述吸熱盤管通過焊接固定。
【文檔編號】F24J2/05GK103673326SQ201210319572
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】項曉東, 李偉軒, 張琛 申請人:益科博能源科技（上海）有限公司