專利名稱：大真空太陽能集熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能集熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大量礦物能源的使用，除了導(dǎo)致人類的未來面臨能源困境外，還嚴(yán)重惡化了生態(tài) 環(huán)境，同時(shí)人類對(duì)生活高質(zhì)量的追求還導(dǎo)致了水資源的嚴(yán)重缺乏與污染，并且為治理污水 所使用的礦物能源又制造了新的環(huán)境污染。因此，大力開發(fā)和使用太陽能已成為當(dāng)今世界 的共識(shí)。目前廣泛使用的民用太陽能集熱裝置主要為平板式和真空玻璃管式以及真空玻 璃管的進(jìn)化形式，熱管式，前者因保溫性能較差，熱散發(fā)較大，所以得熱率及所集熱的溫度 均比較低，后者則因真空玻璃管的開口處，由于內(nèi)膽及外殼在此處相互強(qiáng)制連接，導(dǎo)致大量 的熱量經(jīng)由內(nèi)膽壁被迅速傳遞至外殼并被散發(fā)掉，這是目前包括熱水瓶在內(nèi)的所有真空玻 璃保溫裝置的通病，所以盡管真空隔熱層的保溫能力較強(qiáng)，但整體得熱率依然不高。工業(yè)化太陽能熱發(fā)電方面，目前比較成熟的有塔式、槽式、碟式系統(tǒng)等太陽能集熱 方式，但都面臨著投資大、成本高的問題。現(xiàn)有的太陽能熱水器多采用獨(dú)立工作方式，其熱能傳輸過程損耗較大，另外，普遍 流行的緊湊式真空玻璃管熱水器則因水箱和安裝空隙等原因占用較多空間，導(dǎo)致單位面積 得熱率較低，對(duì)城市中寶貴的太陽能資源浪費(fèi)較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種得熱率高、保溫效果好且壽命長、成本低的大規(guī)模太陽能集熱系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法及原理將在下面予以解釋。本發(fā)明的太陽能集熱系統(tǒng)，由多個(gè)具有真空隔熱層的集熱單元組成，各集熱單元 的組成包括外殼和吸熱體，外殼呈扁箱形并包含具有較高透光率的透光面，吸熱體具有較 高吸熱率及較低熱輻射率并置于外殼的內(nèi)部，其與外殼分離的部分形成真空隔熱層，各集 熱單元的外殼之間通過真空連接管相互通連，使各集熱單元的真空隔熱層相互通連成一個(gè) 閉合的大真空聯(lián)合體。集熱系統(tǒng)還包括熱能傳輸管道，安置于真空連接管內(nèi)，與各集熱單元 的吸熱體連接，熱能傳輸管道內(nèi)的流體將所收集的太陽熱能傳送至目的地。上述集熱單元的外殼可由玻璃材料制成，為了避免熱脹冷縮及地震等因素導(dǎo)致玻 璃外殼受損，真空連接管道宜采用柔性的方式與之連接，如曲形的金屬管等。由于采用了真空隔熱層互相連通的方式，各集熱單元內(nèi)的吸熱體及熱能傳輸管道 均可避免與外殼緊密焊接，從而大大減少了熱散發(fā)，并且使扁箱形的玻璃外殼避免受到熱 沖擊。與真空玻璃管式太陽能集熱器相比，本發(fā)明由于采用了具有較大采光面積的扁箱形 外殼，增大了單位面積的集熱效率并降低了生產(chǎn)成本。另外，由于采用了可變形的真空連接 管，使玻璃外殼受到保護(hù)，從而確保了整體大真空聯(lián)合體的可靠性。
為了長期確保大真空聯(lián)合體的有效性，本發(fā)明還設(shè)有一個(gè)真空供應(yīng)維護(hù)系統(tǒng)，由真空源和輔助的閥門、真空連接管等組成，與大真空聯(lián)合體之間相互通連，可根據(jù)需要及時(shí) 將滲入的空氣抽出去。另外，為了確保整個(gè)太陽能集熱系統(tǒng)的安全可靠，可將系統(tǒng)內(nèi)的集熱 單元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)大真空聯(lián)合體，分別通過閥門和真空連接管同真空源相連接，使整個(gè)系統(tǒng) 避免因某個(gè)集熱單元意外受損而導(dǎo)致全面癱瘓。真空源的構(gòu)成方式較多，可采用電動(dòng)的真空泵，還可采用以水蒸汽驅(qū)趕空氣后再 導(dǎo)入凝汽室的方式，后者尤其適合本發(fā)明，例如，使用隔膜蒸汽泵，配合多級(jí)真空倉，便可用 較少的蒸汽消耗量獲取較高的真空度。


圖1是作為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)原理示意圖。圖2是作為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)典型的集熱單元橫截面原理示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的原理示意圖。集熱系統(tǒng)包括多個(gè)集熱單元1， 集熱單元1的主要結(jié)構(gòu)為外殼2和吸熱體3，外殼2呈扁箱形并包含具有較高透光率的透 光面，吸熱體3具有較高吸熱率及較低熱輻射率并置于外殼2的內(nèi)部，其與外殼2之間除若 干輔助性的支承接觸外，其余部分應(yīng)盡量保持分離，分離的部分形成真空隔熱層，各集熱單 元1的外殼2之間通過真空連接管4相互通連，使各集熱單元1的真空隔熱層相互通連成 一個(gè)閉合的大真空聯(lián)合體。集熱系統(tǒng)還包括熱能傳輸管道5，安置于真空連接管4內(nèi)，與各集熱單元1的吸熱 體3連接，熱能傳輸管道5內(nèi)的流體將所收集的太陽熱能傳送至目的地。集熱系統(tǒng)的另一個(gè)部分是真空源6，真空源6通過閥門7與多個(gè)上述大真空聯(lián)合體 連接。上述集熱單元的外殼1可由玻璃材料制成，為了避免熱脹冷縮及地震等因素導(dǎo)致 玻璃外殼1受損，真空連接管道5宜采用柔性的方式與之連接，如曲形的金屬管等。圖2所示為本發(fā)明的一個(gè)典型的集熱單元橫截面原理示意圖，其外殼呈扁箱形結(jié) 構(gòu)，前板8具有較高的透光率，后板9的內(nèi)側(cè)鍍有反光膜并呈多個(gè)并排相連的直條狀弧形聚 光槽結(jié)構(gòu)，多根并列的吸熱管10安裝在聚光焦線附近，吸熱管10內(nèi)裝有流體。當(dāng)該集熱單 元工作在一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)中時(shí)，則可在吸熱管10中裝入純凈水，并且吸熱管10可采用普通 鋼鐵材料制造。直條狀弧形聚光槽可以東西向橫向放置，聚光的方向指向春、秋季中期的太陽，當(dāng) 吸熱管10的直徑足夠?qū)挄r(shí)，可兼顧冬、夏季的陽光入射角。為了抵御大氣壓力，采用多個(gè)柱狀支承體11使外殼的前、后板相互承接，后板還 設(shè)有長條加強(qiáng)筋12。本發(fā)明由于將多個(gè)集熱單元統(tǒng)一集中于一個(gè)連續(xù)的真空隔熱層之中，所以集熱系 統(tǒng)的散熱量很小，整體得熱能力大大增強(qiáng)，特別適用于大面積太陽能收集和應(yīng)用，可廣泛應(yīng) 用于城市居民小區(qū)太陽能集中熱水供應(yīng)，和工業(yè)化海水淡化及污水處理等領(lǐng)域。
權(quán)利要求
一種大真空太陽能集熱系統(tǒng)，其特征在于，其包括多個(gè)集熱單元，集熱單元的組成包括外殼和吸熱體，外殼呈扁箱形并包含具有較高透光率的透光面，外殼內(nèi)部的空氣被抽出成真空狀，吸熱體置于外殼的內(nèi)部；使各集熱單元之間相互通連的真空連接管，分別與各集熱單元的外殼相連接并與外殼內(nèi)部相連通，使各集熱單元的真空隔熱層相互通連成一個(gè)閉合的大真空聯(lián)合體；和置于真空連接管內(nèi)部的熱能傳輸管道，分別與各集熱單元的吸熱體相連，熱能傳輸管道內(nèi)裝有流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大真空太陽能集熱系統(tǒng)，其特征在于，外殼由玻璃材料制成， 真空連接管與外殼相連接的部分為曲形的金屬管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的大真空太陽能集熱系統(tǒng)，其特征在于，其還包括一個(gè)真空 供應(yīng)維護(hù)系統(tǒng)，其組成包括一個(gè)真空源和輔助的閥門、真空連接管等，與大真空聯(lián)合體之間 相互連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的大真空太陽能集熱系統(tǒng)，其特征在于集熱單元的外殼的組成包括前、后板及輔助邊框等，多個(gè)支承體分布于前、后板之間， 后板的組成包含多個(gè)并列的直條狀弧形聚光槽結(jié)構(gòu)，并鍍有反光膜；吸熱體的組成包含多根并列的吸熱管，安裝在聚光焦線附近，管內(nèi)裝有流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的大真空太陽能集熱系統(tǒng)，其特征在于，吸熱體的組成包含 多根并列的鐵質(zhì)金屬吸熱管。
全文摘要
一種太陽能集熱系統(tǒng)，由多個(gè)具有真空隔熱層的集熱單元組成，各集熱單元的組成包括外殼和吸熱體，外殼呈扁箱形并包含具有較高透光率的透光面，吸熱體具有較高吸熱率及較低熱輻射率并置于外殼的內(nèi)部，各集熱單元的外殼之間通過真空連接管相互通連，使各集熱單元的真空隔熱層相互通連成一個(gè)閉合的大真空聯(lián)合體。集熱系統(tǒng)還包括熱能傳輸管道，安置于真空連接管內(nèi)，與各集熱單元的吸熱體連接。另外，集熱系統(tǒng)還設(shè)有一個(gè)真空供應(yīng)維護(hù)系統(tǒng)，由真空源和輔助的閥門、真空連接管等組成，與大真空聯(lián)合體之間相互通連。
文檔編號(hào)F24J2/46GK101806498SQ20091002475
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者徐旻暉 申請(qǐng)人:徐旻暉