一种极低成本太阳能热风系统的制作方法

allin2026-06-30  11


本技术属于太阳能真空集热管集热,特别涉及一种具有现行双通真空集热管功效的一种极低成本太阳能(单口真空管)热风(集热)系统。


背景技术:

1、单口太阳能真空集热管为全玻璃同轴双层圆管结构,如同一个拉长的暖瓶胆,主要由三大部分构成:外玻璃管(外管)、真空夹层和内玻璃管(内管)。内管用于容水。内管外壁的黑色部分是选择性吸收涂层,即膜层,是集热管进行光热转换的介质。太阳光线经外管照射到膜层,膜层通过吸收太 阳光线中的可见光和近红外线来集聚能量,并将光能转化为热能,使内管里的水温不断升高。外管与内管之间是真空夹层,其作用在于减少热损失,起保温作用,从而大大提高集热效率。国内规模化标准化生产单口管的历史超过30年,工艺成熟,质量稳定,成本低廉,一支外径58mm、内径47mm、长1800mm的标准单口管,售价低至10.5元。

2、中国实用新型专利“双通(即双口)式全玻璃真空集热管(cn2399675y)”,在其说明书背景技术中陈述“目前市场上出售的太阳能热水器,所采用的全玻璃真空集热管都是单端开口,另一头封闭的结构。这种结构的单口管内的水不能循环流动,只是依靠热传导的方式达到加热的目的,所以加热速度相对低下,限制了光热转化的应用效果”。为此,它提出了“一种双通式全玻璃真空集热管,包括一层透光玻璃管,透光玻璃管内封接一根吸光镀膜玻璃管,镀膜玻璃管分为两段,被弹簧金属管连接,当镀膜玻璃管受热膨胀时,弹簧金属管受压变形,消除镀膜玻璃管的膨胀量,以解决单头开口式全玻璃真空集热管的缺点,具有提高加热效率的功能”。该实用新型专利于1999年申请,是国内最早提出双通(即双口)真空集热管的专利申请。由于双通(即双口)真空集热管的制造难度大,工艺要求高,良品率低,虽然经过20余年同行的共同努力,但其制造成本却一直无法降低,其排列间距一直无法缩小,其工程联箱制造成本一直居高不下。一支外径58mm、内径47mm、长1800mm的双通真空集热管(例如cn210034669u/一种具有双通结构的太阳能管);而且每组集热器必须使用两个工程联箱(如图7和图8所示)。

3、综上所述,降低真空集热管及其联箱成本,缩小管间距扩大采光面积,一直是太阳能集热行业的创新追求。


技术实现思路

1、本技术的目的:提供一种极低成本太阳能(单口真空管)热风(集热)系统,以期达到现行双通真空集热管同样的功效,大幅度地降低成本、缩小管间距扩大采光面积。

2、为了实现上述发明目的,本技术采取如下技术方案。

3、本技术提供一种极低成本太阳能(单口真空管)热风(集热)系统,包括单口太阳能真空集热管——简称单口管,其特征在于:

4、 ①单口管倒置倾斜安装,以使进入内腔的空气吸热升温后上浮至腔底区域,从而形成缓存热气层,以待达到设定温度时抽取出来;这里之所以要倒置安装,其倒置目的是利用冷空气会自然下沉、热空气会自然上升的原理,将热气缓存于腔底区域,以便在热气温度没有达到设定温度时,继续对其加热、使之升温,以便在热气温度达到设定温度时,立刻提高风机抽风速度(风量),加速抽取缓存热气;以便当热气温度低于设定温度时,立刻降低风机抽风速度(风量),减速抽取缓存热风;测试显示,这样一来,便可实现动态平衡、输出恒温热风;这里之所以还要倾斜安装,其倾斜目的一是减少缓存热气层与腔口的高度差,以减少抽吸阻力,节约风机电耗,二是更多地接受阳光;反之,如果单口管正立安装,则腔口就会跑气,就无法缓存热气层,就无法获得较高温度的恒温热风输出;

5、 ②在单口管内腔中,至少插有一根直通腔底的吸管,用于抽出缓存热气;

6、 ③吸管连通单口管外部的负压保温输气管道,用于保温抽取热气、输出热风;

7、 ④单口管腔口附近那段吸管为耐高温隔热吸管段,用于给其内往外流动的热风保温,以免从吸管外侧进入内腔的低温空气、透过吸管壁吸热而降低吸管内出来的热气温度;反之,若单口管腔口附近那段吸管不设为耐高温隔热吸管段,则从吸管内抽出的热风温度(因管壁失热)就要低上几度;当然,如果实施者不在乎成本差别,整段吸管也可全部采用耐高温隔热材料;

8、 ⑤腔口等进气口设有防尘透气罩,用于过滤空气、避免灰尘进入单口管内腔。

9、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:负压保温输气管道连通负压风机,负压风机电连接(风量/风温)控制器;负压保温输气管道上安装有温控传感器,温控传感器电连接(风量/风温)控制器,用于根据所检测到的热风温度信号调控风量,以便恒温输出热风。

10、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:第一支单口管通过四通管接头串联第二支单口管,用于延长对空气加热的行程和时长、以提高热风温度;其中,四通管接头设有入口a、出口b、入口c、出口d,用于引导空气从入口a流入继而从出口b流到单口管内腔、再从单口管内腔流进入口c继而从出口d流出。

11、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:5-500支单口管仅用一段负压保温输气管来连成一组集热器,而不(像现行双通真空集热管那样每组需要)使用(两个)联箱。太阳能工程联箱又叫太阳能工程联集箱 太阳能工程集热箱,简称联箱。是太阳能热水工程重要的组成部分,用于收集储存太阳能热量,这里不再赘述。每50支单口管一组所需的联箱,现行集热应用方案需要使用两个,合计约为2×600元。

12、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:一组集热器与另一组集热器之间并联在一起。

13、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:腔口设有防尘透气罩(或曰防尘布、防尘盖、防尘网、防尘器等防尘装置),用于过滤空气、避免灰尘进入单口管内腔。

14、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:相邻两单口管之间的缝隙≤69mm或40mm。

15、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:吸管为固体储热材料吸管,兼用于增加内腔中的缓存热量、稳定输出风温。

16、优选的是,所述一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:吸管从每支单口管腔底抽吸热风的速度,被(风量/风温)控制器设定在0.8升/分钟以内、或设定在0.5升/分钟以内。之所以风速要这样设定,其原因在于,因为全部单口管均为并联,空气在内腔里的行程只有1.8米,如果速度太快,空气流过1.8米的时间就会很短,风温就升不高。为了保证输出50-90℃的热风,所以这里采取了降低风速的技术措施。

17、本技术所述的吸管可以是圆管、椭圆管、方管、三角管、多棱管、螺纹管等各种适宜形状的吸管。

18、与现有技术相比,本技术具有如下有益技术效果。

19、其一、本技术所述一种极低成本太阳能(单口真空管)热风系统,达到了现行双通(即双口)真空集热管同样的功效,可广泛应用于太阳能热风干燥等工农业生产技术领域。

20、其二、因为现行双通真空集热管的腔口是热风出口,所以需要将其插入比它粗得多的联箱里来保温。而本技术将单口管倒置安装了,单口管的腔口变成了唯一用途的凉风(空气)入口,所以无需保温,可以暴露于空气中,因而无需使用很厚的联箱,仅需使用比联箱厚度小得多的细小吸管,正因为吸管细小,所以保温套管用材很少,所以很便宜。这样一来,每50支管一组的集热器,就可省去两个联箱,就可节约2×600元/组。

21、其三、现行真空集热管的间距均须保持70-150mm,其原因在于为保证插入联箱的单口管的管口能够密封和隔热,就需间隔一个隔墙和两个较宽密封圈,这就导致其间必须流出70-150mm的缝隙,由于该缝隙无法接收太阳能,因而就会导致单位占地面积上的采光面积减少。本技术无需将较粗的单口管两端包覆,也无需联箱,因而两真空集热管之间也就无需留出缝隙,因而可缩小缝隙、提高采光面积,减少占地面积,节约土地资源。

22、其四、本技术的结构极其简约。


技术特征:

1.一种极低成本太阳能热风系统,包括单口太阳能真空集热管——单口管,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:负压保温输气管道连通负压风机,负压风机电连接控制器;负压保温输气管道上安装有温控传感器,温控传感器电连接控制器,用于根据所检测到的热风温度信号调控风量,以便恒温输出热风。

3.根据权利要求2所述的一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:第一支单口管通过四通管接头串联第二支单口管,用于延长对空气加热的行程和时长、以提高热风温度。

4.根据权利要求3所述的一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:5-500支单口管仅用一段负压保温输气管来连成一组集热器,而不使用联箱。

5.根据权利要求4所述的一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:一组集热器与另一组集热器之间并联在一起。

6.根据权利要求1-5所述的任何一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:腔口设有防尘透气罩,用于过滤空气、避免灰尘进入单口管内腔。

7.根据权利要求1-5所述的任何一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:相邻两单口管之间的缝隙≤69mm或40mm。

8.根据权利要求1-5所述的任何一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:吸管为固体储热材料吸管,兼用于增加内腔中的缓存热量、稳定输出风温。

9.根据权利要求1-5所述的任何一种极低成本太阳能热风系统,其特征在于:吸管从每支单口管腔底抽吸热风的速度,被控制器设定在0.8升/分钟以内。


技术总结
本申请为一种极低成本太阳能热风系统,包括单口太阳能真空集热管——单口管。单口管倒置倾斜安装,内腔插有直通腔底的热风吸管,吸管连通负压保温输气管道。本申请技术方案省去了联箱、不使用双通真空集热管,但却具有现行双通真空集热管同样的功效,成本低至现行双通真空集热管型集热器的25‑35%,可广泛应用于太阳能热风干燥等工农业生产领域。

技术研发人员:陈明发
受保护的技术使用者:三亚豺特光伏科技有限公司
技术研发日:20231221
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-28818.html

最新回复(0)