過集熱板22連接,從而使多個集熱管21和相鄰的集熱板22之間形成管板結構;所述太陽能集熱器系統(tǒng)包括兩塊管板結構,所述兩塊管板結構之間形成一定的夾角a,如圖4所示,所述夾角方向與反射鏡的圓弧線結構彎曲的方向相對,反射鏡20的焦點D位于管板結構形成的夾角a之間。
[0047]傳統(tǒng)的集熱器都是將集熱管直接設置在焦點上,一旦位置發(fā)生偏移,則熱量就不會集熱到集熱管中,通過上述結構,太陽光照射在反射鏡20,通過反射鏡20反射到管板結構,將熱量集熱到管板結構中的集熱管21中。通過這種結構,即使因為安裝或者運行問題導致管板結構位置發(fā)生改變,則太陽能依然會集熱到集熱管21中,從而避免熱量損失;同時因為傳統(tǒng)的集熱器都是將集熱管直接設置在焦點上,造成集熱管局部過熱,造成集熱管局部損失過大,壽命過短,甚至造成集熱管內部過熱,產生過熱蒸汽,充滿整個集熱管,造成集熱管內部壓力過大,損壞集熱管,而采取本申請的結構,既可以將熱量充分的吸收,又可以將熱量相對的分散,避免熱量過于集中,使得整體集熱管吸熱均勻,延長集熱管的使用壽命O
[0048]作為一個優(yōu)選,反射鏡20的焦點D位于兩塊管板結構最低端連線的中點上。通過上述設置,可以保證最大程度上吸收太陽能,避免太陽能因為焦點偏移而損失,同時還能保證板狀結構盡量可能減少遮擋的照射在反射鏡20上的陽光。通過實驗證明,采用上述結構,太陽能吸收的效果最好。
[0049]在實踐中發(fā)現,集熱管21的管徑不能過大,如果管徑過大,則集熱管21中的水不能進行充分的加熱,導致加熱效果很差,反之管徑過小,則集熱管中的水會過熱,同理,對于集熱管21之間的距離也滿足要求,如果集熱管21之間的距離過大,則集熱管21中的水的體積過小,會導致水過熱,同樣,如果集熱管2之間的距離過小,則集熱管分布太密,造成集熱管21內的水無法達到預定的問題,或者必須需要更多的額外的輔助加熱工具;對于管板結構的長度,也滿足一定要求,如果管板結構太長,則會遮擋住過多的照射到反射鏡20的陽光,造成集熱器吸收陽光的熱量減少,造成達到理想的加熱情況,如果管板結構的長度過小,則造成過多的太陽能集熱到小面積的集熱管上,造成集熱管受熱集中,而且還會造成一部分集熱的太陽能直接沒有集熱到集熱管中,而是直接反射到外部;對于夾角a,同樣的原理,如果夾角過大,則在反射鏡上部展開對面積過大,則會遮擋住過多的照射到反射鏡20的陽光,如果夾角面積過小,則會出現一部分集熱的太陽能直接沒有集熱到集熱管中,而是直接反射到外部,造成熱量的損失。因此對于管板結構的長度、集熱管內徑、集熱管之間的距離、管板結構之間的夾角、圓弧線半徑滿足如下關系:
反射鏡的圓弧線半徑為R,每塊管板結構的長度為R1,集熱管的半徑為R2,同一管板結構上相鄰集熱管的圓心的距離為L,兩塊管板之間的夾角為a,則滿足如下公式:Rl/R=c*sin(a/2)b,
0.18〈R2/L〈0.34,
其中 c,b 為系數,0.39〈c〈0.41,0.020〈b〈0.035;
0.38〈 R1/R〈0.41,80° <=A<=150° ,450mm<Rl<750mm, 1100mm<R<1800mm,90mm〈L〈150mm,20mm〈=R2〈50mm。
[0050]作為優(yōu)選,c=0.4002,b=0.0275。
[0051]作為優(yōu)選,隨著夾角a的增加,c、b的系數逐漸變大。這樣更加滿足實際工作的需要。
[0052]作為優(yōu)選,管板結構的下壁面(與反射鏡20相對的面)上設置用于強化傳熱的凸起,以加強對太陽能的吸收。沿著管板結構的中部(即最高位置)向兩邊最低位置(即圖3集熱管A向B、C方向)延伸方向上,集熱管的下壁面的凸起高度越來越高。在實驗中發(fā)現,從中部向兩側延伸,吸熱量逐漸升高,通過分析主要原因是因為有管板結構的阻擋,導致中部受熱最少,而從中部向兩邊延伸,吸收熱量逐漸升高。通過凸起高度的不斷的升高,可以使得整個集熱管中水的受熱均勻,避免兩側溫度過高而中間溫度過低。這樣也可以避免中間的集熱管的材料長期在高溫下容易損壞,可以保持整個集熱管的溫度均勻,延長使用壽命。
[0053]作為優(yōu)選,沿著兩塊管板結構的連接位置(即管板結構的中部)向兩邊(即圖3集熱管A向B、C方向)延伸,集熱管的下壁面的凸起密度越來越高。主要原因是中部受熱最少,而從中部向兩邊延伸,吸收熱量逐漸升高。通過凸起密度的不斷的升高,可以使得整個集熱管中水的受熱均勻,避免中間溫度過低而兩側溫度過高。這樣也可以避免中間的集熱管的材料長期在高溫下容易損壞,可以保持整個集熱管的溫度均勻,延長使用壽命。
[0054]作為優(yōu)選,集熱管21的內壁可以設置翅片,例如可以設置直翅片或者螺旋翅片,不同集熱管的內的翅片高度不同,沿著兩塊管板結構的連接位置(即管板結構的中部)向兩邊(即圖1集熱管A向B、C方向)延伸,翅片的高度逐漸減少。主要原因是與前面設置凸起的原因相同。
[0055]管板結構表面涂敷吸熱層,所述吸熱層從管板結構內向外依次包括過渡層、紅外反射涂層、吸熱涂層、減反射涂層和保護層,其中過渡層、紅外反射涂層、吸熱涂層、減反射涂層和保護層的厚度的分別是0.03um、0.23um、0.77um、0.15um、0.12um ;所述過渡層是通過中頻反應磁控濺射方法沉積金屬Al、Si與N形成的化合物的過渡層;所述紅外反射涂層從內向外為W、Cr、Ag三層,三層的厚度比例為9:4:7 ;吸熱涂層從內向外依次包括Cr、Nb、Zr、NbN, C r 2 O 3五層,三層的厚度比例為9:7:4:4:5 ;減反射涂層從內向外依次是A1N、Ti02、N b 2 O 5、A I 2 O 3、和S i 3N4五層,其中五層的厚度比例為3:6:8:9:2 ;保護層的成分與過渡層相同。
[0056]上述各層中,通過加大吸熱涂層的厚度比例,減少紅外反射層和減反射層的厚度,可以極大的增加了對太陽能的吸收,同時,通過調整紅外反射層和減反射層的各層的材料的厚度比例,也能夠實現降低對太陽光的反射的程度。
[0057]上述的尺寸比例是通過近百種不同的厚度比例試驗得來的最佳的結果。通過實驗,對于采用上述吸收涂層中各獨立層的成分及厚度,可以使制備的吸收涂層的吸收比大于0.945,并實現0.042以下的低發(fā)射率。
[0058]對于上述涂層的制造方法,可以使用本領域經常采用的真空磁控濺射鍍膜工藝制備。
[0059]對于集熱器的具體結構,參見圖6所示,所述的集熱器包括集箱23、24,集熱管21連接兩個集箱23、24。當然,集箱的形狀應該如圖1所示,在中部呈一定的角度,與圖4中的集熱管相對應,圖6沒有展示,僅僅是示意圖。所述集箱23上設置集熱器入水管24、集箱24上設置加熱器出水管25。作為優(yōu)選,集熱器入水管24和集熱器出水管25設置在頂部A的最高位置處,這樣可以保證集箱中的水從上部向下部流動,保證水的均勻分配。否則,上部集熱管中的水分配量太少,造成局部過熱。
[0060]作為優(yōu)選,只在管板結構的下部設置吸熱層,對于管板機構的上部,設置太陽能電池板,這樣,可以實現將一部分熱量用于發(fā)電,一部分熱量用于加熱,實現加熱和發(fā)電的雙重需要。
[0061]作為優(yōu)選,集熱器的出水管連接熱利用裝置,所述熱利用裝置為蓄熱水箱,所述蓄熱水箱外部設置保溫層,所述保溫層包括真空絕熱保溫板,所述真空絕熱保溫板包括芯材和高阻氣復合膜,通過抽真空的方式用高阻氣復合膜包覆芯材,形成真空絕熱保溫板。從水箱外壁面向外延伸的方向,所述芯材至少包括多層無機纖維層,所述多層無機纖維層是多層堆疊或者通過粘結劑多層連接,所述多層無機纖維層中的至少兩層的無機纖維層的密度或成分不同。
[0062]作為優(yōu)選,其中芯材包括覆蓋無機纖維層表面的靠近水箱壁部的內層區(qū)和/或位于無機纖維層外部的外層區(qū)。
[0063]作為優(yōu)選,內層區(qū)和/或外層區(qū)由硅酸鋁纖維板、離心玻璃棉板、巖棉板、紡織纖維板、廢紙漿板中的一種或多種制成。
[0064]作為優(yōu)選,無機纖維層的層數為30-130層。進一步優(yōu)選為50-80層。
[0065]作為優(yōu)選,無機纖維的密度為10_300kg/m3。
[0066]作為優(yōu)選,任意相鄰兩層的無機纖維層的密度或成分不相同。
[0067]作為優(yōu)選,沿著內部往外,無機纖維層的密度增加。通過實驗證明,密度依次增加所帶來的隔熱效果更好,能夠達到較優(yōu)化的隔熱效果,能夠提高10%左右的隔熱效果。
[0068]作為優(yōu)選,沿著內部往外,無機纖維層的密度依次增加的幅度越來越小。通過實驗證明,無機纖維層的密度依次增加幅度越來越小所帶來的隔熱效果更好,能夠達到更優(yōu)的隔熱效果。
[0069]作為優(yōu)選,其中密度大的層和密度小的層交替放置。通過實驗證明,此種放置隔熱效果很好,能夠提高7.3%以上的隔熱效果。作為優(yōu)選,密度大的層的密度為100-300kg/m3,密度小的密度為10-100 kg/m3,選擇此條件下的密度會達到更優(yōu)的絕熱效果。
[0070]作為優(yōu)選,超細玻璃棉纖維板,體積密度為10kg/m3-100 kg/m3,厚度為lmm-9mm。
[0071]硅酸鋁纖維板體積密度為20 kg/m3-200 kg/mM尤選50-100 m3,厚度為lmm-9mm。
[0072]離心玻璃棉板體積密度為20 kg/m3-150 kg/m3,優(yōu)選50-100 m3,厚度為2mm-25mm。
[0073]巖棉板體積密度為30 kg/m3-200 kg/m3,優(yōu)選 70-130 m3,厚度為 3mm-35mm。
[0074]作為優(yōu)選,所述的無