聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其包括聚光集熱器及集水保溫箱，所述聚光集熱器包括板狀箱體、透明玻璃和若干聚光槽，聚光槽平行并排在所述板狀箱體內(nèi)，并于該聚光槽的聚光點上設有超導熱管，各個聚光槽上的超導熱管通過彎管依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱相連接；本發(fā)明提供的結構設計巧妙，根據(jù)離軸拋物面設計原理和邊沿光學原理合理設計聚光集熱器的結構，可以將低能流密度的太陽光匯聚成高能流密度線狀，有效將大部分匯聚的光線投射到超導熱管上，實現(xiàn)在不要求高精度的光線跟蹤的條件下，也能保證高效聚光，實現(xiàn)快速獲得中高溫熱水的目的，利于節(jié)能環(huán)保，給人們生活、生產(chǎn)帶來便利。
【專利說明】聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制熱水技術，具體涉及一種聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]太陽能熱水器是利用太陽能作為能源來加熱熱水，即是利用太陽的能量將水從低溫度加熱到高溫度的裝置，是一種熱能產(chǎn)品，太陽作為一種綠色能源，在建筑等領域得到了廣泛的應用。
[0003]太陽能熱利用發(fā)展到今天，無論是在集熱器的集熱效率方面，或是在性價比方面都取得了巨大的進步。太陽能熱水器在中國具有非常廣闊的市場，并且隨著能源危機的不斷加劇，太陽能的利用受到了國家越來越大的重視。每平方米平板太陽能集熱器平均每個正常日照日，可產(chǎn)生相當于2.5度電的熱量，每年可節(jié)約標準煤250公斤左右，可以減少700多公斤二氧化碳的排放量。太陽能熱水器的廣泛運用，包括生活用熱水，采暖，空調(diào)，在省錢的同時必將極大地改善地球的污染狀況。太陽能熱水器的優(yōu)點很多，甚至還可以開發(fā)出更多性能。
[0004]目前，太陽能熱水器中的集熱器有平板型和真空管型兩大類，這兩集熱器在獲取低溫熱能(< 80°C )時具有較高效率，但在獲取高溫熱能(> 80°C )時效率急劇下降。各國在太陽能中高溫領域展開了很多研究，一類是拋物面跟蹤反射式高倍聚光太陽能集熱系統(tǒng)，此類可產(chǎn)生300°C以上高溫熱能，用于熱發(fā)電。但這類系統(tǒng)最大的缺陷是造價成本造價太高，產(chǎn)生的熱功率有限，操作復雜，因此應用受到極大限制；再一類是線聚焦跟蹤反射式高倍聚光太陽能集熱系統(tǒng)，此類可產(chǎn)生200°C以上太陽高溫熱能，但這類產(chǎn)品需要較高的對太陽跟蹤精度，成本造價同樣太高，因此其推廣應用仍然受到較大限制，而且現(xiàn)有太陽能熱水器中的水箱保溫性能較差，導致不必要的能源浪費，能源利用率低。隨著世界各國對太陽能利用的高度重視，人們迫切需要一種集熱效果好、能快速制得中高溫熱水，且低熱損的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述的不足，本發(fā)明目的在于，提供一種集熱效果好、能快速制得中高溫熱水，且低熱損的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)。
[0006]一種聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其包括聚光集熱器及集水保溫箱，所述聚光集熱器包括板狀箱體、透明玻璃和若干聚光槽，所述板狀箱體的一側壁上開設有光線入口 ；該板狀箱體相對所述光線入口的另一側壁上設有隔熱層，所述聚光槽平行并排在所述板狀箱體內(nèi)，并于該聚光槽的聚光點上設有超導熱管，各個聚光槽上的超導熱管通過彎管依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱相連接，所述透明玻璃蓋設在所述光線入口上，并在該透明玻璃與光線入口的貼合面上設有橡膠密封圈。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進，所述聚光槽包括一槽體，該槽體的內(nèi)部底面呈弧面凹陷形成一弧形反光面，該槽體的開口以一傾斜角a朝向上方，該傾斜角a為100?120度，該槽體的下側壁的下部沿所述開口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角b逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角b為25?29度，該槽體的上側壁的下部沿所述開口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角c逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角c為32?36度。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進，所述槽體的上側壁與下側壁的長度比為2: I。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進，所述傾斜角a為111度，所述傾斜角b為27度，所述傾斜角c為34度。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進，所述超導熱管為一直徑為10?30毫米的銅管，該銅管的外表面涂覆有厚度為5?17 μ m的藍鈦涂層。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進，所述集水保溫箱其包括外箱、內(nèi)箱、進水管、出水管和控制閥門，所述外箱的外表面包覆有采用ABS工程塑料制成的保溫外殼，所述內(nèi)箱的外表面包覆有隔熱膜，所述內(nèi)箱設置在所述外箱內(nèi)，并使該內(nèi)箱與外箱之間形成一夾層空間，該夾層空間內(nèi)設有保溫層，所述進水管和出水管垂直間隔并排在所述外箱底部，其中進水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，并延伸至該到內(nèi)腔的頂部，并在該進水管的上端上水平設有一與其相連接的雙向入水管，所述出水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，在對應出水管的上端位置于該內(nèi)腔上設有一擋水板，所述控制閥門設置在進水管和出水管上，并能同時控制所述進水管和出水管的開通或關閉。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進，所述保溫層由陶瓷復合材料制成，厚度為I?3CM。
[0013]作為本發(fā)明的一種改進，所述控制閥門為聯(lián)動隔熱控制閥。
[0014]作為本發(fā)明的一種改進，所述出水管的管徑小于所述進水管的管徑。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的結構設計巧妙，根據(jù)離軸拋物面設計原理和邊沿光學原理合理設計聚光集熱器的結構，可以將低能流密度的太陽光匯聚成高能流密度線狀，有效將大部分匯聚的光線投射到超導熱管上，實現(xiàn)在不要求高精度的光線跟蹤的條件下，也能保證高效聚光，達到聚焦集熱器低成本的要求，然后通過超導熱管將光能轉化為中高溫熱能，進而將超導熱管內(nèi)的水加熱，實現(xiàn)快速獲得中高溫熱水的目的；控制閥門能實現(xiàn)進水管和出水管的聯(lián)動開通或關閉，確保在不使用時，使熱水與進水管和出水管相隔離，避免不必要的熱量浪費；設有保溫層、保溫外殼和隔熱膜，最大限度降低熱損，使熱能的利用最大化，有效保證熱水的供應質量，滿足人們在生活、生產(chǎn)中所需的中高溫熱水，不僅達到節(jié)能目的，還大大降低使用成本，利于節(jié)能環(huán)保，給人們生活、生產(chǎn)帶來便利，利于廣泛推廣應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明中的聚光集熱器的結構示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明中的聚光槽的結構示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明中的集水保溫箱的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]實施例:參見圖1至圖4，本發(fā)明實施例提供一種聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其包括聚光集熱器I及集水保溫箱2，所述聚光集熱器I包括板狀箱體11、透明玻璃12和若干聚光槽13,所述板狀箱體11的一側壁上開設有光線入口 ；該板狀箱體11相對所述光線入口的另一側壁上設有隔熱層14，所述聚光槽13平行并排在所述板狀箱體11內(nèi)，并于該聚光槽13的聚光點上設有超導熱管15，各個聚光槽13上的超導熱管15通過彎管16依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱2相連接，所述透明玻璃12蓋設在所述光線入口上，并在該透明玻璃12與光線入口的貼合面上設有橡膠密封圈。
[0021]參見圖3，其中圖3中的箭頭代表太陽光線，所述聚光槽13包括一槽體，該槽體的內(nèi)部底面呈弧面凹陷形成一弧形反光面131，該槽體的開口以一傾斜角a朝向上方，該傾斜角a為100?120度，該槽體的下側壁132的下部沿所述開口的中心軸線133延伸，上部以一傾斜角b逐漸偏離該中心軸線133向外延伸，該傾斜角b為25?29度，該槽體的上側壁134的下部沿所述開口的中心軸線133延伸，上部以一傾斜角c逐漸偏離該中心軸線133向外延伸，該傾斜角c為32?36度。
[0022]當所述槽體的上側壁134與下側壁132的長度比優(yōu)選為2: I。所述傾斜角a優(yōu)選為111度，所述傾斜角b優(yōu)選為27度，所述傾斜角C優(yōu)選為34度。該聚光槽13的聚光效果更好，可以將低能流密度的太陽光匯聚成高能流密度線狀，進而有效將大部分匯聚的光線投射到超導熱管15上。
[0023]所述超導熱管15為一直徑為10?30毫米的銅管，該銅管的外表面涂覆有厚度為5?17μπι的藍鈦涂層。有效提升吸熱效果。
[0024]所述集水保溫箱2其包括外箱21、內(nèi)箱22、進水管23、出水管24和控制閥門25，所述外箱21的外表面包覆有采用ABS工程塑料制成的保溫外殼26，所述內(nèi)箱22的外表面包覆有隔熱膜27，所述內(nèi)箱22設置在所述外箱21內(nèi)，并使該內(nèi)箱22與外箱21之間形成一夾層空間，該夾層空間內(nèi)設有保溫層28，所述進水管23和出水管24垂直間隔并排在所述外箱21底部，其中進水管23的上端伸入所述內(nèi)箱22的內(nèi)腔，并延伸至該到內(nèi)腔的頂部，并在該進水管23的上端上水平設有一與其相連接的雙向入水管29，熱水從雙向入水管29的兩端進入內(nèi)箱22內(nèi)，能有效減慢熱水流入內(nèi)箱22的速度，避免因水壓過高而損壞內(nèi)箱22的現(xiàn)象，延長使用壽命。所述出水管24的上端伸入所述內(nèi)箱22的內(nèi)腔，在對應出水管24的上端位置于該內(nèi)腔上設有一擋水板20，擋水板20能避免從雙向入水管29流出的熱水直接進入出水管24，杜絕出現(xiàn)水忽冷忽熱的現(xiàn)象，有效提升熱水的質量，所述控制閥門25設置在進水管23和出水管24上，并能同時控制所述進水管23和出水管24的開通或關閉。所述控制閥門25為聯(lián)動隔熱控制閥，能實現(xiàn)進水管23和出水管24的聯(lián)動開通或關閉，確保在不使用時，使熱水與進水管23和出水管24相隔離，避免不必要的熱量浪費。
[0025]所述保溫層28由陶瓷復合材料制成，厚度為I?3CM。保溫效果好。
[0026]所述出水管24的管徑小于所述進水管23的管徑，能有效保證熱水的質量。
[0027]聚光槽13根據(jù)離軸拋物面設計原理和邊沿光學原理合理設計而成，使聚光槽13的內(nèi)部形成合理結構的弧形反光面131、下側壁132和上側壁134，不要求高精度的光線跟蹤的條件下，也能保證高效聚光，達到聚焦集熱器低成本的要求。
[0028]聚光槽13可以將低能流密度的太陽光匯聚成高能流密度線狀，有效將大部分匯聚的光線投射到超導熱管15上，通過超導熱管15將光能轉化為中高溫熱能，進而將超導熱管15內(nèi)的水加熱，實現(xiàn)快速獲得中高溫熱水的目的；另外單位面積聚光集熱器I上使用的超導熱管15數(shù)量減少，從而減少了聚光集熱器I內(nèi)部傳熱工質的容量，進而減少了整個系統(tǒng)的熱惰性。
[0029]集水保溫箱2的熱損低，保溫效果好，設有保溫層28、保溫外殼26和隔熱膜27，能最大限度降低熱損，使熱能的利用最大化，有效保證熱水的供應質量，滿足人們在生活、生產(chǎn)中所需的中高溫熱水，不僅達到節(jié)能目的，還大大降低使用成本，利于節(jié)能環(huán)保，給人們生活、生產(chǎn)帶來便利。
[0030]根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。如本發(fā)明上述實施例所述，采用與其相同或相似結構而得到的其它系統(tǒng)，均在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，其包括聚光集熱器及集水保溫箱，所述聚光集熱器包括板狀箱體、透明玻璃和若干聚光槽，所述板狀箱體的一側壁上開設有光線入口 ；該板狀箱體相對所述光線入口的另一側壁上設有隔熱層，所述聚光槽平行并排在所述板狀箱體內(nèi)，并于該聚光槽的聚光點上設有超導熱管，各個聚光槽上的超導熱管通過彎管依次連接形成熱水循環(huán)管路，該熱水循環(huán)管路與所述集水保溫箱相連接，所述透明玻璃蓋設在所述光線入口上，并在該透明玻璃與光線入口的貼合面上設有橡膠密封圈。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述聚光槽包括一槽體，該槽體的內(nèi)部底面呈弧面凹陷形成一弧形反光面，該槽體的開口以一傾斜角a朝向上方，該傾斜角a為100?120度，該槽體的下側壁的下部沿所述開口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角b逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角b為25?29度，該槽體的上側壁的下部沿所述開口的中心軸線延伸，上部以一傾斜角c逐漸偏離該中心軸線向外延伸，該傾斜角c為32?36度。
3.根據(jù)權利要求2所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述槽體的上側壁與下側壁的長度比為2: 1。
4.根據(jù)權利要求2所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述傾斜角a為111度，所述傾斜角b為27度，所述傾斜角c為34度。
5.根據(jù)權利要求1所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述超導熱管為一直徑為10?30毫米的銅管，該銅管的外表面涂覆有厚度為5?17 μ m的藍鈦涂層。
6.根據(jù)權利要求1所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述集水保溫箱其包括外箱、內(nèi)箱、進水管、出水管和控制閥門，所述外箱的外表面包覆有采用ABS工程塑料制成的保溫外殼，所述內(nèi)箱的外表面包覆有隔熱膜，所述內(nèi)箱設置在所述外箱內(nèi)，并使該內(nèi)箱與外箱之間形成一夾層空間，該夾層空間內(nèi)設有保溫層，所述進水管和出水管垂直間隔并排在所述外箱底部，其中進水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，并延伸至該到內(nèi)腔的頂部，并在該進水管的上端上水平設有一與其相連接的雙向入水管，所述出水管的上端伸入所述內(nèi)箱的內(nèi)腔，在對應出水管的上端位置于該內(nèi)腔上設有一擋水板，所述控制閥門設置在進水管和出水管上，并能同時控制所述進水管和出水管的開通或關閉。
7.根據(jù)權利要求6所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述保溫層由陶瓷復合材料制成，厚度為1?3CM。
8.根據(jù)權利要求6所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥門為聯(lián)動隔熱控制閥。
9.根據(jù)權利要求6所述的聚光槽太陽能集熱器中高溫熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述出水管的管徑小于所述進水管的管徑。
【文檔編號】F24J2/10GK104422152SQ201310384526
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】李文忠 申請人:李文忠