一种太阳能真空管、太阳能集热器的制作方法

文档序号:15412790发布日期:2018-09-11 21:29阅读:137来源:国知局

本实用新型涉及太阳能设备技术领域,特别是一种太阳能真空管、太阳能集热器。



背景技术:

太阳能集热器的定义是:吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。其中的热管式集热器具有集热效率高、得热量大、输出温度高、承压运行好、结构强度高、抗冻性强等特点;热管式集热器一般由超导热管、铝翼、集热管、联集保温箱、边框等部分组成。太阳光透过集热管,照射在集热管内管的选择性吸收膜上,膜层将太阳光能转化为热能,热能量通过铝翼传至内置热管上,迅速将热管蒸发段内的导热介质加热汽化,汽化导热介质上升至热管冷凝段,从而使冷凝段快速升温,并通过冷凝套管将能量传导、汇集至集热水箱的介质(水、乙二醇等)中;热管导热介质放出汽化潜热后,冷凝成液体,在重力作用下流回热管蒸发段,接受集热管的热量后,再次上升汽化,再次冷凝回流,循环往复工作。热管式集热器通过热管内导热介质的汽—液相变循环过程,连续不断的吸收太阳辐射能为系统提供热能。其中的集热管多采用太阳能真空管,因此太阳能真空管作为热管式集热器的核心元件,被誉为热管式集热器的“心脏”,真空管质量的优劣直接影响到太阳能热水器的使用寿命和性能。

现有技术中的太阳能真空管,其结构如同一个拉长的暖瓶胆,内外层之间为真空,在内玻璃管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层作为吸热膜,用来最大限度的吸收太阳辐射能;现有的太阳能真空管,由于内管与外管密封设置,一旦内管上涂覆的涂层脱落或损坏,太阳能真空管即面临报废,无法对易损件进行更换,使用成本较高。且上述太阳能真空管的热效率低,加热效果较差。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉的太阳能真空管、太阳能集热器。

为解决上述技术问题,本实用新型提供的太阳能真空管,包括:一端开口的透明外管和透明内管、C形反光板、热管、端盖,所述端盖与透明外管的开口端密封配合,所述透明内管穿过所述端盖的中心沿所述透明外管的轴向固定设置在透明外管内,以使所述透明内管的开口端置于所述端盖上,所述热管与所述透明内管插接配合,所述C形反光板可转动设置在所述透明外管内、透明内管的下方,所述透明内管与透明外管之间形成真空空间,使得阳光照射到反光板后会聚反射到透明内管、热管上,对热管内的导热介质进行加热。

进一步,所述热管为铜管,该铜管包括蒸发段和冷凝段,所述蒸发段的外表涂覆吸热膜,铜管导热性好,价格低廉,适于工业化应用。

进一步,太阳能真空管还包括磁力联轴器,该磁力联轴器包括转动配合的内环和外环、环形传动永磁体、原动永磁体,所述内环和外环、环形传动永磁体可转动设置在所述透明外管内,所述传动永磁体与所述内环同轴且固定设置,所述原动永磁体置于所述透明外管外,所述反光板嵌设在所述内环内,以使所述原动永磁体转动时可带动所述传动永磁体、内环、反光板转动,调节反光板的聚焦角度。

进一步,所述透明外管的内壁设置环槽,所述磁力联轴器的外环置于所述环槽内,对磁力联轴器进行轴向限位。

一种太阳能集热器,包括上述的太阳能真空管。

进一步,太阳能集热器还包括跟踪驱动装置,该跟踪驱动装置包括转动基座、转动电机、第一光敏二极管、第二光敏二极管、遮光板,所述转动电机与所述转动基座传动配合,所述转动基座与所述原动永磁体传动配合以使所述转动电机可驱动转动基座与原动永磁体同步转动,所述第一光敏二极管、第二光敏二极管设置在所述转动基座上端面的两侧,所述遮光板置于所述第一光敏二极管、第二光敏二极管之间;跟踪驱动装置还包括用于检测比较第一光敏二极管、第二光敏二极管产生电流大小和控制转动电机的控制电路,阳光照射在第一光敏二极管、第二光敏二极管上时,第一光敏二极管、第二光敏二极管产生的电流信号传送至控制电路,由控制电路比较第一光敏二极管、第二光敏二极管所产生电流的大小。

上述太阳能集热器的使用方法,包括如下步骤:第一光敏二极管、第二光敏二极管均正对太阳时,两者产生的电流相同,由于遮光板的存在使得第一光敏二极管、第二光敏二极管不是同时正对太阳时,遮光板对第一光敏二极管或第二光敏二极管产生遮挡,使得第一光敏二极管、第二光敏二极管所产生的电流大小不一致,由控制电路进行比较后控制转动电机启动,使得转动电机驱动转动基座向产生电流较大的光敏二极管一侧转动,第一光敏二极管、第二光敏二极管所产生的电流大小一致时,转动基座停止转动,第一光敏二极管、第二光敏二极管再次同时正对太阳,实现对太阳的实时跟踪,转动基座带动原动永磁体转动、原动永磁体驱动传动永磁体和内环转动,内环带动反光板转动,进而确保反光板实时正对太阳,提高集热效率。

实用新型的技术效果:(1)本实用新型的太阳能真空管,相对于现有技术,内管采用透明管,并设置可更换的热管,使得热管出现破损时可方便的进行更换,避免整个真空管全部报废,可降低使用成本;热管采用铜管,导热性好,易于更换;(2)反光板由磁力联轴器驱动,磁力联轴器的外环可转动设置在透明外管内,可实现反光板的转动控制;(3)通过在转动基座上设置两个光敏二极管并在两光敏二极管之间设置遮光板,使得两光敏二极管产生的电流大小不一致时即驱动转动基座转动,以调整两个光敏二极管同时正对太阳,使得反光板可实时正对太阳,大幅提高了集热效率。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明:

图1是本实用新型太阳能真空管的径向剖视图;

图2是本实用新型太阳能真空管的轴向剖视图;

图 3是本实用新型的转动基座的结构示意图。

图中:端盖30,透明外管31,反光板32,透明内管33,磁力联轴器34,联轴器外环35,联轴器内环36,热管37,环槽38,传动永磁体39,转动基座41,第一光敏二极管42,第二光敏二极管43,遮光板44。

具体实施方式

实施例1 如图1至图2所示,本实施例的太阳能真空管包括一端开口的透明外管31和透明内管33、C形反光板32、热管37、端盖30、2个磁力联轴器34,透明外管31的开口端与端盖30密封配合,端盖30的中心设置通孔,透明内管33的闭合端穿过端盖30中心的通孔沿透明外管31的轴向固定设置在透明外管31内,以使透明内管33的开口端置于端盖30上,热管37与透明内管33插接配合后对通孔与热管37之间进行密封,待加热的导热介质在热管37内流通;C形反光板32可转动设置在透明外管31内、透明内管33的下方,各磁力联轴器34包括转动配合的联轴器内环36和联轴器外环35、环形传动永磁体39、原动永磁体,透明外管31的内壁设置2个环槽38,各磁力联轴器34的外环35置于相应环槽38内,对磁力联轴器34进行轴向限位,传动永磁体39与内环36同轴且固定设置,原动永磁体(图中未示出)置于透明外管31外,反光板32的前后两端分别嵌设在相应内环36内,以使原动永磁体转动时可带动传动永磁体39、内环36、反光板32转动,调节反光板32的聚焦角度,装配完成后透明内管33与透明外管31之间形成真空空间,使得阳光照射到反光板32后反射到透明内管33、热管37上,对热管37内的导热介质进行加热。热管37可选用密封铜管,该铜管包括蒸发段和冷凝段,蒸发段的外表涂覆吸热膜,冷凝段置于集热水箱内,集热水箱内盛放待加热的水,实现热量交换,铜管导热性好,价格低廉,适于工业化应用。

实施例2

一种太阳能集热器,包括上述的太阳能真空管,还包括用于驱动原动永磁体转动的跟踪驱动装置,如图3所示该跟踪驱动装置包括转动基座41、转动电机、第一光敏二极管42、第二光敏二极管43、遮光板44,转动电机(图中未示出)与转动基座41传动配合,原动永磁体与转动基座41传动配合以使转动电机可驱动转动基座41与原动永磁体同步转动,第一光敏二极管42、第二光敏二极管43设置在转动基座41上端面的两侧,遮光板44置于第一光敏二极管42、第二光敏二极管43之间;跟踪驱动装置还包括用于检测比较第一光敏二极管42、第二光敏二极管43产生电流大小和控制转动电机的控制电路(图中未示出),通过控制电路判定第一光敏二极管42、第二光敏二极管43所产生电流的大小后驱动转动基座41转动,使得第一光敏二极管42、第二光敏二极管43始终正对太阳,以提高反光板的聚焦效率。

实施例3

实施例2所述的太阳能集热器具体使用方法如下:转动基座41的上端面与反光板32均朝向太阳设置,且反光板32的轴向中心线与遮光板44的延伸方向一致或平行设置,初始状态时转动基座41上端面上的同型号的第一光敏二极管42、第二光敏二极管43朝向太阳设置;阳光照射在第一光敏二极管42、第二光敏二极管43上时,第一光敏二极管42、第二光敏二极管43产生的电流信号传送至控制电路,由控制电路比较第一光敏二极管42、第二光敏二极管43所产生电流的大小,两者产生的电流相同时,表明第一光敏二极管42、第二光敏二极管43均正对太阳,此时反光板32同样置于正对太阳的角度,无需进行调整;由于遮光板44的存在使得第一光敏二极管42、第二光敏二极管43不是同时正对太阳时,遮光板44对第一光敏二极管42或第二光敏二极管43产生遮挡,第一光敏二极管42、第二光敏二极管43所产生的电流大小不一致,例如太阳偏移至转动基座41上第一光敏二极管42所处一侧,第一光敏二极管42依然可以被太阳完全照射到,但遮光板44产生的影子遮挡了第二光敏二极管43,此时第一光敏二极管42产生的电流大于第二光敏二极管43产生的电流,由控制电路进行比较后控制转动电机启动,使得转动电机驱动转动基座41向第一光敏二极管42侧转动,在此过程中第一光敏二极管42、第二光敏二极管43所产生的电流发生变化,当第一光敏二极管42、第二光敏二极管43所产生的电流大小再次一致时,控制电路控制转动电机停止使得转动基座41停止转动,第一光敏二极管42、第二光敏二极管43再次同时正对太阳,实现对太阳的实时跟踪,由于转动基座41带动原动永磁体转动、原动永磁体驱动传动永磁体39和内环36转动,内环36带动反光板32转动,进而确保反光板32实时正对太阳,提高了反光板32的集热效率。其反向调整的原理与之相同,在此不再详述。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

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