专利名称：集热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热收集系统，并更特别涉及能够有效吸收外界热量 的集热器。
背景技术：
图1是使用管形集热器的 一 般热收集系统的示意图。如图所示，
热收集系统2包括将通过供水管P流入其中的工作流体转换为高 温工作流体的集热器4、存〗渚高温工作流体的蓄热器6、以及将工 作流体从集热器4供应至蓄热器6的泵8。
如图2所示，集热器4包4舌工作流体流经的集热部分10、以及 包围集热部分10并:t真充有绝热气体的多色热部分12。工4乍;充体用来 将从入射光吸收的热能传递到集热器6。水通常作为工作流体使用， 然而工作流体不限于水。为了防止工作流体在冬季,皮冻〗主，防冻溶 液或预定比率的防冻;容液和水混合物可用作工作流体。
蓄热器6用来存储工作流体中包含的热能，并被设计成使到达 外部的热损寿毛最小。
上述传统集热系统的才喿作d夺在下面i兌明。
用作热传递介质的工作流体^皮引入到集热器4中，且集热器中 工作流体^及收太阳能并转〗匕为高温工作流体。在这样的集热过考呈
5后，高温工作流体/人集热器4流出，然后通过泵8流入蓄热器6。 根据需要，存储在蓄热器6中的热能用于加热水或使水升温。
发明内容
然而，传统集热器有这样一个问题其不能有效地收集热。这 样的问题源自集热结构不是有效地进4亍热收集的结构。
而且，集热器的绝热部分没有用于对集热部分进行有效的热隔 离的结构。
本发明的目的是提供一种能够更有效地收集热的集热器。
本发明的目的可通过提供如下的集热器实现，该集热器包括 集热部分，用于在作为热传递介质的工作流体流经时该集热部分4妄 收外界热量；绝热部分，围绕集热部分i殳置以侵J咸少集热部分的热
损耗；以及反射膜，形成在绝热部分中以便将入射光反射并聚集到 集热部分上。
所形成的反射膜可以形成为圓形的(rounded), 并在集热部分 上定心。
反射膜可以由能够将入射光反射到集热部分上、以使入射光聚 集在集热部分上的材料制成。
反射膜可由柔性材料制成。
反射膜可将绝热部分分隔成两个空间，这两个空间中的压力彼 A匕不同。在本发明另一方面中，提供了的一种集热器，包括集热部分， 用于在作为热传递介质的工作流体流经该集热部分时4妄收外界热 量；以及i真充有绝热气体的绝热部分，该绝热部分由为围集热部分 设置包的绝热膜限定，且绝热膜包括具有反射功能的内表面，从而 将入射光反射并聚集到集热部分上。
在本发明另一个方面中，提供一种集热器，包括集热部分， 用于在作为热传递介质的工作流体流经该集热部分时4妄收外界热 量；以及i真充有绝热气体的绝热部分，该绝热部分围绕集热部分以 Y更减小集热部分的热损库毛；以及真空部分，i殳置在绝热部分与集热 部分之间乂人而包裹集热部分，该真空部分形成为4吏得其中产生负 压。
真空部分可划分成多个空间。》匕时，可4吏用多个分隔4牛 (partition)来分隔真空部分。
所分隔的真空部分可具有基本相同的压力。
分隔件可形成有通孔。
集热器可进一步包括允许将外部空气引入或排入/排出真空部 分的气路。
真空部分和绝热部分4皮此可具有不同的压力。
在本发明又一方面中，提供了一种集热器，包括集热部分， 用于在作为热传递介质的工作流体流经该集热部分时4妄收外界热 量；绝热部分，围绕集热部分设置以H咸小集热部分的热损耗；以 及真空部分，i殳置在绝热部分与集热部分之间/人而包裹集热部分，该真空部分形成为使得其中产生负压；以及反射膜，形成在真空部 分或绝热部分中，从而将入射光反射并聚集到集热部分上。
在本发明又一个方面中，提供了一种集热器，包括集热部分， 用于在作为热传递介质的工作流体流经该集热部分时4妾收外界热 量；绝热部分，由围绕集热部分设置以便减小集热部分的热损耗的 绝热膜限定；以及真空部分，由i殳置在绝热部分与集热部分之间乂人 而包裹集热部分的真空膜限定，该真空部分形成为H彈其中产生负 压；绝热膜或真空膜包括与集热部分相对并在预定区域内具有反射 功能的表面。
根据上面指出的本发明集热器，因为反射膜是围绕集热部分诏: 置的，入射光可聚集在集热部分上。进一步，如果真空部分设置在 集热吾卩分与《色热部分之间，则可减小集热部分的热辐射禾口热损库毛。
如上所述的根据本发明的集热器具有下面的效果。
因为反射膜是围绕集热器的集热部分定位的，则入射光可聚集 在集热部分上。因此可获得4交高的集热效果。
进一步，因为真空部分i殳置在集热部分与绝热部分之间，因而 可减小从集热部分到外部的热辐射。
图1是现有4支术中的集热系统示意性结构图； 图2是现有技术中的集热器的示意性构成图； 图3示出了根据本发明第一实施例的集热器的示意8图4示出了根据本发明第二实施例的集热器的示意图，以及； 图5示出了根据本发明第三实施例的集热器的示意图。
具体实施例方式
以下，将参考图3说明根据本发明第一实施例的集热器。
如图3所示，才艮据本发明的集热器20包括集热部分23,在 作为热传递介质的工作流体流经时接收外界热量；绝热部分25， 其是围绕集热部分23安装的绝热膜24的内部空间，该绝热部分 25填充有绝热气体并用来减小绝热部分23的热损库毛；以及反射月莫 26，其在绝热部分25中形成以便将入射光反射和聚集到集热部分 23上。
绝热部分25用来减小位于集热部分23中的工作流体到外部的 热能辐射，并且对于填充在绝热部分25中的绝热气体的种类没有 限制。然而，优选地使用空气作为绝热气体，其经济且易于取得。
集热部分23用来接收外界热量，并可由集热膜22限定。绝热 部分25可由绝热膜24限定，其中可填充绝热气体。太阳光可用 作入射光。
绝热部分25可由分隔件25a划分成多个空间。图3示出具有 三个"i殳置在绝热部分25中的分隔件25a的集热器。分隔件25a用 来连4姿集热"莫22与绝热爿莫24，,人而防止集热部分23在集热部分 23中的工4乍流体的重量4乍用下在重力方向上严重下垂。
分隔件25a形成有多个通孔(未示出)，因此由每个分隔件25a 划分出的绝热部分25的两个空间4皮此可具有基本相同的内部压 力。优选地，绝热膜24和分隔件25a由透明材泮牛形成，以便外部 光可穿过其中。而且优选地，集热膜22由黑色材料制成，以便增 加光吸收率。
进一步，集热膜22、绝热膜24和分隔件25a可由柔性材料制 成。换句话说，集热膜22,绝热膜24和分隔件25a可由树脂材料 制成，如乙烯树脂。在使用柔性材料(如乙烯树脂)时，通过将 绝热气体充分地填充到绝热部分25中，以使绝热部分25中的压 力大于大气压，可使集热器20膨胀，并且集热部分23中工作流 体可具有充足的压力。因此，适于收集热的截面形状(sectional shape)可如图3所示那样实现。
树脂具有价格低廉且易于调整成各种的不同形状的优点。集热 器可形成为适于4^收太阳光的形状。该集热器20可安装在^艮多场 所中，如田地、农场等。#4居集热器的形状或安装位置的变化， 即使入射太阳光的密度低，也可获得良好的集热效果。
集热器20进一步包括反射膜26,以便通过绝热膜24和分隔件 25a的光可反射到集热部分23上。反射膜26提供在绝热部分25 中。反射膜反射入射光以4吏更多的入射光进入集热部分23。利用 反射膜，可获得更好的集热效果。
而且，如图3所示，反射膜26可形成为薄膜，并可形成为圓 形的，其在集热部分23上定心，并处在与接收入射光的部分相对 的部分上。在集热部分23上定心的圓形反射膜26将其上反射的 光聚集到集热部分23上。
反射膜26可由反射材料制成以便反射光。例如，诸如汞的材 料可涂敷在反射膜26的一个表面上，以便实现镜面反射。整个反射膜26可由反射材料制成，或仅反射膜26的一部分可由反射材 料制成。
反射膜26也可由柔性材料制成。例如，反射膜由树脂制成， 从而改善可加工性。当树脂用于反射膜时，反射表面可镀以金属。
而且，如图3所示，集热器可构造成使得，施加到由反射膜26 限定的绝热部分25的入射光"^妄收空间的压力不同于施力。到与该入 射光4妄收空间相对的空间上的压力。例如，如果入射光4妻收空间 的压力被设定比相对的空间的压力大，则反射膜26总是保持如图 所示的膨"长状态，乂人而不与集热力莫22 4妄触。
而且，因为反射膜26总是保持在图3所示的形状，所以光可 被反射并聚集在集热部分23上。
在上述实施例中，反射膜26是独立提供的。然而，反射膜26 可去除，而绝热膜24的内表面可形成为具有反射功能，以便反射 在集热部分23附近入射的光并将这些光聚集到集热部分23上。 绝热膜24的内表面可根据需要设计为整个或部分具有反射功能。
以下解释根据本发明第一实施例的集热器的操作。工作流体沿 集热膜22中的^各径流动。此时，外部入射光透射过绝热膜24。 一 部分入射光^皮引入集热部分23中，而剩余部分则透射过分隔件 25a。
透射过分隔件25a的光到达反射膜26。然后，光乂人反射膜26 反射，进而被引入集热部分23中。此时，因为反射膜26是圆形 的并在集热部分23上定心，所以/人反射膜26反射的光可更大程 度上聚集在集热部分23上。下面将参考图4说明根据本发明第二实施例的集热器。
如图4所示，根据本发明的集热器30包括集热部分33,其 在作为热传递介质的工作流体流经时接收外界热量；绝热部分35, 其填充有绝热气体并围绕集热部分33, 乂人而减小集热部分33的热 损耗；以及真空部分37，其设置在绝热部分35与集热部分33之 间/人而包裹集热部分33，且该真空部分中产生负压。
集热部分33和绝热部分35可类似于图3中的第一实施例而构 造。与第一实施例不同的是还在集热部分33与绝热部分35之间 提供附加的真空部分37，这将在下面详细解释。
如图4所示，真空部分37形成为完全包裹集热部分33。低于 大气压的负压在该真空部分中产生。
当与高于大气压的正压比较时，如果真空部分37具有负压， 则真空部分37中的热对流和热传递会降^f氐。也就是，集热部分33 中的热一皮真空部分37阻挡，且因此辐射到外部的热量减少了。因 此，因为集热部分33的热损库C由于真空37而减小了，所以整个 集热器30的热岁文率增强。
真空部分37可设有气路(未示出)，真空部分37的内部可通 过该气^各与外部连通。例如，气^各可配置成^皮安装/人而将真空部 分37的内部与外部连通的管子。
限定真空部分37的真空膜36与限定集热部分33的集热力莫32 成预定间隙地设置。也就是说，可通过将真空膜36设置在距离集 热膜32预定的间隙处而形成真空部分37，且可实现上述效果。真空部分37中可设有多个分隔件36a,以便划分真空部分37。 分隔件36a用来连4妄集热膜32和真空膜36，,人而防止集热部分 33由于该集热部分33中的工作流体的重量而在重力方向上严重下垂。
可在真空部分37的每个空间(这些空间是由分隔件36a划分 出的)中提供气路。然而，如果各个分隔件36a均形成有通孔(未 示出)，则真空部分37的所有划分出的空间都具有相同的压力。 在该情形中，可在真空部分37i殳置^又一个气^各。
绝热膜34以与真空膜36距离预定的间隙而设置。也就是，通 过将绝热力莫34 i殳置在与真空膜36 3巨离预定的间隙处，可在绝热 部分35中形成空气层，且该空气层用作绝热装置。因此，集热部 分33中的热可一皮隔离。
绝热部分35中的压力应保持地高于预定值。更优选，如图4 所示，绝热部分35中的压力被设定的足够高从而使绝热膜34向 外部膨胀。由于连接到膨胀的绝热膜34的分隔件34a，真空膜36 不与集热膜32接触，同时与集热膜32保持预定间隙。
为了使分隔件34a划分出的空间具有相同的压力，这些分隔件 34a可形成有通孔(未示出)，这类似于真空部分37的分隔件。
以下解释根据本发明第二实施例的集热器的操作。工作流体沿 集热部分33中的鴻4圣流动。此时，外部入射光透过绝热膜34和 真空膜36,并#1引入集热部分33中。
引入集热部分33中的光用来加热集热部分33中的工作流体。 当集热部分33被加热到具有高于外部温度的温度时，集热部分33 中的热可辐射到外部。然而，因为具有预定空间的真空部分37 一皮i殳置成包裹集热部 分33，辐射到外部的热量减少。进一步，因为真空部分37中产生 了负压，所以作为热传递介质的空气的量4交少，因此，发生的热 传导和热对流不多。因此，从集热部分33到外部的热辐射发生的 不多，结果集热效率增强。
如图5所示，才艮据本发明第三实施例的集热器40同时包4舌反 射月莫48和真空月莫46。
集热器40包4舌集热部分43，其在作为热传递介质的工作流 体流经时4妾收外界热量；绝热部分45,其围绕集热部分43 乂人而减 少集热部分43的热损耗；真空部分47,设置在绝热部分45与集 热部分43之间乂人而包裹集热部分43,且该真空部分内部产生负压； 以及反射膜48,其形成在真空部分47或绝热部分45中，从而将 热反射进而聚集到集热部分43上。
耳又代4吏用反射膜48,真空"菱46或绝热膜44的、与集热部分相 对的表面可形成为在该表面的预定区域内具有反射功能，以便将 入射光聚集到集热部分43上。
对本领域技术人员来说显而易见的是，在不偏离本发明精神和 范畴的情况下，可在本发明内做出多种《务改和变化。因此，本发 明旨在涵盖落在本发明 一又利要求及其等同物内的本发明的<务改和 变化。
工业实用寸生
本发明涉及集热系统，更特别地，涉及能够有效地吸收外界热 量的集热器。根据本发明的集热器具有反射表面。该反射表面将入
14射光反射到集热部分上，从而使更大量的光聚集在集热部分上，因 而增强了集热效果。
权利要求
1.一种集热器，包括集热部分，用于在作为热传递介质的工作流体流经所述集热部分时接收外界热量；绝热部分，其围绕所述集热部分设置，以便减小所述集热部分的热损耗；以及反射膜，其形成在所述绝热部分中以便将入射光反射并聚集到所述集热部分上。
2. 根据权利要求1所述的集热器，其中，所述反射膜形成为圆形 的，并在所述集热部分上定心。
3. 根据权利要求1或2所述的集热器，其中，所述反射膜由能够 将入射光反射到所述集热部分上以便入射光聚集在所述集热 部分上的材料制成。
4. 根据权利要求3所述的集热器，其中，所述反射膜由柔性材剩-制成。
5. 根据权利要求3所述的集热器，其中，所述反射膜将所述绝热 部分分成两个空间，且所述两个空间具有^皮此不同的压力。
6. —种集热器，包括集热部分，用于在作为热传递介质的工作流体流经所述 集热部分时接收外界热量；以及绝热部分，i真充有绝热气体，所述绝热鲁卩分由围绕所述 集热部分的绝热膜限定，且所述绝热膜包括具有反射功能的内 表面，以便将入射光反射和聚集到所述集热部分上。
7. —种集热器，包括集热部分，用于在作为热传递介质的工作流体流经所述 集热部分时4姿收外界热量；绝热部分，t真充有绝热气体，所述绝热部分围绕所述集 热部分乂人而减小所述集热部分的热损库毛；以及真空部分，-没置在所述绝热部分与集热部分之间从而包 裹所述集热部分，所述真空部分形成为其中产生负压。
8. 根据权利要求7所述的集热器，其中，所述真空部分被多个分 隔件划分成多个空间。
9. 根据权利要求8所述的集热器，其中，被所述分隔件划分开的 空间具有相同的压力。
10. 根据权利要求8或9所述的集热器，其中，所述分隔件形成有通孔。
11. 根据权利要求7所述的集热器，进一步包括气路，其允许将外部空气引入到所述真空部分中或从所 述真空部分排出。
12. 根据权利要求7所述的集热器，其中，所述真空部分和所述集热部分具有4皮此不同的压力。
13. —种集热器，包括集热部分，用于在作为热传递介质的工作流体流经所述 集热部分时接收外界热量；绝热部分，围绕所述集热部分设置从而减小所述集热部 分的热损耗；真空部分，i殳置在所述绝热部分与所述集热部分之间乂人 而包裹所述集热部分，所述真空部分形成为其中产生负压；以 及反射膜，形成在真空部分或所述绝热部分中，以〗更将入 射光反射并聚集到所述集热部分上。
14. 一种集热器，包括集热部分，用于在作为热传递介质的工作流体流经所述 集热部分时接收外界热量；绝热部分，由围绕所述集热部分i殳置的绝热月莫限定，以 -便减小所述集热部分的热损^^;真空部分，由设置在所述绝热部分与所述集热部分之间 乂人而包裹所述集热部分的真空膜限定，所述真空部分形成为其 中产生负压，其中所述绝热膜或所述真空膜包括与所述集热部 分相对并在预定区域内具有反射功能的表面。
全文摘要
本发明公开了一种集热器。该集热器包括在作为热传递介质的工作流体流经时接收外界热量的集热部分、围绕集热部分设置从而减小集热部分的热损耗的绝热部分、以及形成在所述绝热部分中以便将入射光反射并聚集到集热部分上的反射膜。因此，因为反射膜是围绕集热部分设置的，所以入射光可聚集在集热部分上。因为真空部分设置在集热部分与绝热部分之间，所以减少了由于对流和传导而导致的集热部分的热辐射。整个系统的效率得到了增强。
文档编号F24J2/06GK101680684SQ200880011455
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月1日 优先权日2007年4月3日
发明者安益鲁 申请人:安益鲁