一種平板聚光型太陽能集熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能熱利用領(lǐng)域，具體涉及一種平板聚光型太陽能真空管集熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光熱技術(shù)為未來解決能源問題提供了廣闊前景。目前，太陽能熱水器主要有兩種，即高硼硅玻璃真空管式和高效吸熱藍(lán)膜平板式。真空管已經(jīng)發(fā)展20多年，鍍膜工藝很成熟。從單靶到多靶磁控濺射鍍膜，膜層吸熱效率已經(jīng)超過94%，低溫反射率已經(jīng)降至6%以下，處于比較理想狀態(tài)。只要按照成熟工藝嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程，便可以生產(chǎn)出質(zhì)量較高的真空管。真空管熱水器具有諸多優(yōu)點，單位面積吸收率高、發(fā)射率低、保溫好，特別在較冷地區(qū)具有得天獨厚的優(yōu)越性；然而，它也有明顯的缺點，無法與建筑很好的相結(jié)合，受管徑的局限吸熱面積小，雙層玻璃吸熱效率受到影響，玻璃容易破損先天具有安全隱患。因此，國外真空管式熱水器使用較少。同樣，平板式熱水器具有較多優(yōu)點，光照面積大、吸熱率高傳熱快、易與建筑相結(jié)合、蓋板為鋼化超白玻璃沒有安全隱患；但也有明顯的缺點，吸熱面積大散熱面積也大、熱平衡溫度較低、低溫高效但無法獲得高溫。沒有保溫能力。為了防止熱水結(jié)垢要靠介質(zhì)導(dǎo)熱，所以，只在南方溫度較高地區(qū)適用。到目前為止，還沒有一種熱水器能夠結(jié)合這兩種熱水器的優(yōu)點，既可以在任何區(qū)域推廣，又能解決普通熱水器從低溫向中溫發(fā)展，并能發(fā)展成蒸汽式熱水器。同時，熱水器安裝麻煩、零部件較多、不易維護(hù)。無論是普通真空管式還是普通平板式，冬天往往成為擺設(shè)，嚴(yán)重依賴電輔助加熱，平板熱水器藍(lán)膜暴露在空氣中衰減很快，壽命期大大減短。國內(nèi)熱水器價格戰(zhàn)愈演愈烈，太陽能熱水器行業(yè)處于明顯衰退狀態(tài)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供一種平板聚光型太陽能集熱器，它包括:集熱器組合外框、玻璃蓋板、集熱真空管、雙曲拋物面反射板；其特征在于:集熱真空管按照雙曲拋物面反射板的聚焦位置通過開孔安裝在固定板上，在固定板和集熱器組合外框之間由保溫材料發(fā)泡固定，整體形成兩頭固定的平板結(jié)構(gòu)外形；集熱器真空管一端封閉，另一端開口，用于插入U型布置的金屬內(nèi)管；金屬內(nèi)管分為兩段，以彎折處為界，一段為流入段，另一段為流出段，流入段端頭與導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)出管的進(jìn)口管道連接，流出段端頭與導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)出管的出口管道連接。
[0004]進(jìn)一步，集熱真空管內(nèi)布置彈性導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，彈性導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)為一側(cè)開口的管狀結(jié)構(gòu)，其橫截面整體環(huán)形，其上設(shè)有卡接口，用于插入或卡接U型布置的金屬內(nèi)管，集熱真空管穿過固定板上的開孔，金屬內(nèi)管與導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)出管連接；通過保溫模組將固定板、集熱真空管端部、導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)出管、集熱器組合外框組裝為一個整體。
[0005]更進(jìn)一步，集熱器組合外框包括固定底板、四周固定板，若干雙曲拋物面聚光板并行排布拼接為一體置于固定底板上。
[0006]更進(jìn)一步，玻璃蓋板為鍍膜鋼化處理的平板透光式玻璃蓋板，與固定底板上的雙曲拋物面反射鏡形成一次聚光結(jié)構(gòu)。
[0007]更進(jìn)一步，玻璃蓋板為鋼化超白玻璃蓋板，上表面為平面，下表面設(shè)有菲涅爾聚光透鏡，與固定底板上的雙曲拋物面聚光板形成互補(bǔ)復(fù)合聚光結(jié)構(gòu)。
[0008]更進(jìn)一步，集熱真空管根據(jù)導(dǎo)熱介質(zhì)不同選擇串聯(lián)或并聯(lián)的方式與導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)出管連接。
[0009]本實用新型提供的一種平板聚光型太陽能集熱器，采用平板式，可使集熱器易與建筑相集合，沒有安全隱患，容易安裝維護(hù)，功能上可實現(xiàn)增大光照面積，成倍提高熱量吸收效率，有利于高效儲存中溫(300°C以內(nèi))熱能，工程上大面積并聯(lián)使用，可以實現(xiàn)穩(wěn)定蒸汽供應(yīng)，可根據(jù)需求有機(jī)組合。采用真空管中金屬內(nèi)管內(nèi)介質(zhì)導(dǎo)熱，整體結(jié)構(gòu)簡單，介質(zhì)集熱溫度可以達(dá)到200°C，是一種高效中溫集熱器。
[0010]作為兩種優(yōu)選方案，以上所述的平板聚光型太陽能集熱器，鋼化超白玻璃蓋板可分為兩種，一種為平面直接透射式，其下面是雙曲拋物面反射板，安裝集熱器需要做簡單跟蹤太陽光裝置，可以是平單跟或斜單跟方式；另一種玻璃蓋板下表面有齒紋，形成菲涅爾聚光透鏡，真空管在中間，太陽光直射經(jīng)過菲涅爾聚光透鏡匯聚照在真空管上，當(dāng)太陽光偏射匯聚在雙曲拋物面反射鏡上，經(jīng)過全天候光學(xué)模擬設(shè)計的拋物面會在較大容差角度范圍內(nèi)把匯聚光反射到真空管上，安裝時只需要按當(dāng)?shù)噩|度角放置即可，實現(xiàn)無需跟蹤的高效集熱器。
[0011]玻璃蓋板采用鋼化鍍膜處理，鍍膜玻璃可增加入射光透過率，以及減少表面入射光反射率，雙面鍍膜還有利于玻璃表面自潔功能，透鏡采用低鐵超白玻璃材質(zhì)，鋼化強(qiáng)度要求達(dá)到國家平板熱水器蓋板玻璃的標(biāo)準(zhǔn)。
[0012]集熱器的雙曲拋物面聚光板，可以為整體成型雙曲拋物面裝置，裝置可以采用壓鑄成型或壓延成型或輥壓成型的方式形成一體，雙曲拋物面表面拋光和高光噴涂烘干處理后鍍制高效鏡面反射膜，可以根據(jù)具體產(chǎn)品不同聚光要求，設(shè)計和光學(xué)模擬相應(yīng)的雙曲拋物面反射鏡。集熱器真空管根據(jù)產(chǎn)品聚光倍數(shù)和外形尺寸決定真空管具體內(nèi)管與外管直徑、外部結(jié)構(gòu)長度和需要使用的根數(shù)。
[0013]集熱器真空管插入套有彈性鋁合金環(huán)形翅片管的“U”型金屬內(nèi)管，并焊接到進(jìn)出入管后保溫發(fā)泡固定。介質(zhì)導(dǎo)熱進(jìn)出管的保溫模組包含導(dǎo)熱內(nèi)管，可以采用串聯(lián)或并聯(lián)的管口連接方式。根據(jù)導(dǎo)熱介質(zhì)不同選擇導(dǎo)熱內(nèi)管串并聯(lián)方式和進(jìn)出口位置。
[0014]本實用新型所述的平板聚光型太陽能真空管集熱器的組裝過程為:先把鋁合金制成的組合外框與鍍鋅鋼板底板壓合成形，復(fù)合拋物面反射鏡固定在固定底板上，金屬內(nèi)管按照精密設(shè)計尺寸插入彈性導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)后再一起插入真空管固定好，使真空管固定在兩頭開孔的固定板上，保溫模組固定在鋁合金組合外框內(nèi)側(cè)，整個集熱器內(nèi)部布置固定完成后，加上超白玻璃或帶有聚光透鏡的玻璃蓋板，在生產(chǎn)線上進(jìn)行組裝，密封完成整個工藝生產(chǎn)。
[0015]有益效果:本實用新型提供的平板聚光型太陽能集熱器，和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，采用平板式，易與建筑相結(jié)合，沒有安全隱患，容易安裝維護(hù)，功能上可通過增大光照面積，大大提高熱量吸收率并能高溫儲存熱能，工程上大面積使用，可以實現(xiàn)穩(wěn)定蒸汽供應(yīng)，適用范圍廣泛，使熱水器進(jìn)入中溫?zé)崂脮r代。
[0016](I)采用工程集熱器簡單跟蹤，家用集熱器免跟蹤設(shè)計法，真空管排列在透鏡焦帶處，熱水器按照玻璃透鏡東西放置并配合當(dāng)?shù)噩|度角安裝，相當(dāng)于一維跟蹤效果，配合底部雙曲拋物面反光鏡，在不加跟蹤情況下，當(dāng)光帶偏離時，底部反光鏡在一定范圍內(nèi)能夠把偏離光帶反射回真空管。
[0017](2)采用外插式真空管。金屬內(nèi)管加上數(shù)倍聚光使金屬內(nèi)管中的介質(zhì)可以被加熱至200°C以上，整體設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，使熱水器進(jìn)入中溫?zé)崂脮r代。
[0018](3)導(dǎo)熱管道可以根據(jù)需要串聯(lián)或并聯(lián)自由組合，擴(kuò)大了民用和工程用集熱器的通用性組合的使用范圍。
【附圖