螺旋腔式太阳能集热器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及太阳能光热发电【技术领域】，公开了一种螺旋腔式太阳能集热器，包括导热介质入口、导热介质出口和吸热盘管，其中，吸热盘管呈螺旋状，在吸热盘管的螺旋间隙上方设置作为吸热腔的吸热翅片，该吸热翅片表面敷设有选择性吸收涂层。本发明的弯曲槽式集热腔式结构使换热表面的温度分布更为均匀，从而提高集热器的集热换热效率，还简化了保温和制造工艺。
【专利说明】螺旋腔式太阳能集热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能光热发电系统【技术领域】，特别涉及一种螺旋腔式太阳能集热器。
【背景技术】
[0002]能源是社会发展，人类进步的基础。随着工业的发展不断壮大以及人类的需求日益扩大，能源形势日趋紧张，绿色能源被认为是从根本上解决人类能源需求的途径。
[0003]其中太阳能因其“储量”无限性，分布普遍性，清洁及经济性的特点而被认为是最具发展潜力的新能源之一。太阳能光热发电的特点是与电网适配性好，光电转换率高，环保可调等，因而成为太阳能利用的重要发展方向。
[0004]太阳能光热发电的关键是将太阳光能量积聚化，产生发电所需的温度和能量，因而太阳能光热发电系统的集热器部分成为整个系统的关键，它直接影响光热电转化效率和发电成本的经济性。
[0005]根据理论计算可知，腔式结构具有最大的能量收集率；不同的聚焦方式获得的能量分布在腔式集热器内表面是不均匀的，这直接影响集热器的热量分布和局部换热效率，进而对集热器的使用寿命产生影响。因此在尽量保持腔式结构特点的同时使得热交换界面处的能量分布尽量均匀是集热器设计的最终目的。
[0006]因此，本领域迫切需要研发一种新型的集热器，能够均匀集热器的热量分布和提高局部换热效率。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种新型的螺旋腔式太阳能集热器。能够提高集热换热效果，并能简化保温和制造工艺，延长使用寿命。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种螺旋腔式太阳能集热器，包括导热介质入口、导热介质出口和吸热盘管，其中，吸热盘管呈螺旋状，在吸热盘管的螺旋间隙上方设置作为吸热腔的吸热翅片，该吸热翅片表面敷设有选择性吸收涂层。
[0009]可选的，吸热盘管为双层。
[0010]可选的，双层吸热盘管的螺旋方向相反，互相串联连接。
[0011]可选的，双层吸热盘管的螺旋方向相同，互相并联连接。
[0012]可选的，导热介质入口与进流母管连接，导热介质出口与出流母管连接。
[0013]可选的，螺旋腔式太阳能集热器封装于真空壳体内。
[0014]可选的，吸热翅片的形状为U型。
[0015]可选的，吸热翅片可以弯曲。
[0016]可选的，吸热翅片与吸热盘管通过过盈嵌合固定。
[0017]可选的，吸热翅片与吸热盘管通过焊接固定。
[0018]本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于:弯曲槽式集热腔式结构能够保持换热表面的温度分布更为均匀，从而提高集热器的集热换热效率。腔式结构具有类似光陷阱的特点，可最大效率的提高阳光的捕捉率，减少逸散，提高得光率；翅片涂覆选择性吸收涂层，光热转换率高；双层盘管制作简单，且通过双层盘管的设定排布形成腔式结构；螺旋形设计水力学阻力小，动力消耗小，降耗节能。本发明通过将腔式结构、双层盘管和螺旋结构彼此相结合，大大提高了集热器的集热换热效率，还简化了保温和制造工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明螺旋腔式太阳能集热器的结构示意图；
[0020]图2是本发明螺旋腔式太阳能集热器的吸热翅片的结构示意图；
[0021]图3是本发明螺旋腔式太阳能集热器的吸热盘管的结构示意图；
[0022]图4是本发明螺旋腔式太阳能集热器的剖面结构示意图；
[0023]图5是本发明螺旋腔式太阳能集热器的另一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0025]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
[0026]参见图1，为该螺旋腔式太阳能集热器的结构示意图。该集热器包括:导热介质入口 1、导热介质出口 2和吸热盘管3，吸热盘管3为螺旋状，在吸热盘管4的螺旋间隙上方设置作为吸热腔的吸热翅片4，该吸热翅片4表面敷设有选择性吸收涂层。
[0027]导热油或其他导热介质通过导热介质入口 I进入吸热盘管3，通过位于吸热盘管3上方的吸热翅片4将太阳光能转换为热能加热导热油，导热油经过双层吸热盘管3加热后达到工作温度后从导热介质出口 2输出，进入储热罐。螺旋形的腔式结构结合了腔式结构和螺旋形状的优点，在最大限度的保证得热率的同时，使得光热集中带螺旋状分布，能够保持换热表面的温度分布更为均匀，从而提高集热器的集热换热效率，还简化了保温和制造工艺，延长使用寿命。
[0028]吸热盘管3为双层。双层结构对盘管材质的最小弯曲半径要求低，制作加工无需特殊要求；双层结构可最大限度互相弥补内外线匝之间的空隙，装配性能好，最重要的是螺旋形结构水力学损失小，动力消耗少。此外，在本发明的某些其他实施方式中，也可以采用单层的螺旋状吸热盘管3。
[0029]双层吸热盘管3的螺旋方向相反，互相串联连接。反向的螺旋方向，在不占用更多体积的同时增加了吸热盘管3内液体的加热时间，从而能够达到更高的换热效率。
[0030]吸热翅片4的形状为U型。U型的吸热翅片4与吸热盘管3相匹配，能够更多的与吸热盘管3接触，达到更好的换热效果，吸热翅片4的形成的吸热腔使光线进入后形成光陷阱，从而使得涂覆于吸热翅片4上的选择性吸收层吸收更多的太阳光，达到更好的换热效果O
[0031]吸热翅片4可以弯曲。弯曲的吸热翅片4可以完成翅片4与吸热盘管3过盈嵌合的要求，而且能够更好的贴合吸热盘管3。此外，吸热翅片4也可以通过焊接与吸热盘管3固定。
[0032]图5示出了本发明的螺旋腔式太阳能集热器的另一实施例，该实施方式与上述实施方式的区别在于，双层吸热盘管3的螺旋方向相同，互相串联连接，导热介质入口 I与进流母管5连接，导热介质出口 2与出流母管6连接。整个腔式集热器由透明的壳体7真空封装，在吸热翅片4的下方可以设置透明气凝胶8进行保温。并联连接的吸热盘管3流阻较小，流量更大，解决了因堵塞造成系统崩溃的问题，适用于大流量需求的场合。
[0033]虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种螺旋腔式太阳能集热器，包括导热介质入口、导热介质出口和吸热盘管，其特征在于，所述吸热盘管呈螺旋状，在所述吸热盘管的螺旋间隙上方设置作为吸热腔的吸热翅片，该吸热翅片表面敷设有选择性吸收涂层。
2.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述吸热盘管为双层。
3.根据权利要求2所述的集热器，其特征在于，所述双层吸热盘管的螺旋方向相反，互相串联连接。
4.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述双层吸热盘管的螺旋方向相同，互相并联连接。
5.根据权利要求4所述的集热器，其特征在于，所述导热介质入口与进流母管连接，导热介质出口与出流母管连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的集热器，其特征在于，所述螺旋腔式太阳能集热器封装于真空壳体内。
7.根据权利要求1至5任一项所述的集热器，其特征在于，所述吸热翅片的形状为U型或V型。
8.根据权利要求1至5任一项所述的集热器，其特征在于，所述吸热翅片可以弯曲。
9.根据权利要求1至5任一项所述的集热器，其特征在于，所述吸热翅片与所述吸热盘管通过过盈嵌合固定。
10.根据权利要求1至5任一项所述的集热器，其特征在于，所述吸热翅片与所述吸热盘管通过焊接固定。
【文档编号】F24J2/05GK103673326SQ201210319572
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】项晓东, 李伟轩, 张琛 申请人:益科博能源科技（上海）有限公司