[发明专利]太阳能集热器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种太阳能集热器。

背景技术：

一般的太阳能集热器大体分平板型和真空管型。最常见的平板型太阳能集热器，集热板由铜或铬板制作，集热板表面为选择性吸收镀层，能高效吸收太阳光。集热管由若干平行铜管组装而成。平板型集热器上部装有透明的玻璃盖板。平板集热器可以直接用水作传热介质。但在冬天酷寒地区需用不冻液代替水传热，再二次将水加热。上述的平板集热器主要用于加热80摄氏度以下的低温热水，因为高温运行时热损较大。

真空管太阳能集热器将太阳能集热管或板置于真空玻璃管中，大大降低了热损。太阳能全玻璃真空集热管因其保温性能好、涂层太阳吸收比大、发射比小、热效率高等优点得到广泛使用。但是全玻璃真空集热管不承压，使用时不能缺水空晒，否则易爆裂玻璃管。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述太阳能集热装置的不足之处，集中两种太阳能集热器的优点而提供一种新的耐高温高压的太阳能集热器。该装置抗冻、抗压、保温性能好，同时吸热效率也高，热损失极少。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：

本发明包括外壳、集热板和支撑底座，其特征是：外壳为双层玻璃、两层玻璃间抽成真空的真空外壳，集热板由吸热面板和焊接在吸热面板上的金属管构成，外壳固定在支撑底座上，并与支撑底座间形成封闭的空间，至少一个的集热板设在外壳与支撑底座间的空间内，集热板上的金属管与支撑底座固定，且金属管管口从支撑底座上伸出。

在上述技术方案中，所述集热板上的金属管呈蛇形弯曲；所述的吸热面板为导热良好的金属板，在吸热面板外侧涂有吸收太阳能的涂层；所述支撑底座为热的不良导体硬质材料制成。

本发明的优点是：抗冻、抗压、保温性能好，同时吸热效率也高，热损失极少。

附图说明：

图1为本发明截面结构示意图；

图中，1、真空外壳，2、集热板，3、支撑底座。

图2为集热板结构示意图；

图中，4、吸热面板，5、涂层，6、金属管。

具体实施方式：

本发明包括外壳1、集热板2和支撑底座3，外壳1为双层玻璃、两层玻璃间抽成真空的真空外壳，集热板2由吸热面板和焊接在吸热面板上的金属管6构成，外壳1固定在支撑底座3上，并与支撑底座3间形成封闭的空间，该空间内为常压。至少有一个集热板2设在外壳1与支撑底座3间的空间内，集热板2上的金属管6与支撑底座3固定，且金属管6管口从支撑底座3上伸出。焊接在集热板2上的金属管6呈蛇形弯曲；吸热面板4为导热良好的金属板，如：铜板或铝板，金属管6为耐高温高压的金属管，如：铜管或铝管，在吸热面板4外侧涂有吸收太阳能的涂层5；根据制备工艺不同，可将选择性吸收涂层分为三类。

(1)电镀涂层：常用的电镀涂层主要有黑镍涂层、黑铬涂层、黑钴涂层等，均具有良好的光学性能。以黑铬和黑镍的效果最好，吸收发射比(α/ε)接近6～13。但电镀黑铬生产成本高，同时镀液对环境有污染。电镀黑镍耗能少、成本低，镀液中不存在有毒物质。但黑镍涂层薄、热稳定性、耐蚀性较差，通常只适用于低温太阳能热利用。

(2)电化学转化涂层：常用的电化学涂层有铝阳极氧化涂层，CuO转化涂层和钢的阳极氧化涂层等。其中铝阳极氧化涂层光谱选择性、耐腐蚀、耐光照性能良好，在太阳能热水器上得到了广泛应用。  这类涂层一般吸收率为0.88～0.95，发射率为0.15～0.32。

(3)真空镀膜涂层：利用真空蒸发和磁控溅射技术制取，如利用直接蒸发制取的PbS/Al/Al涂层。利用磁控溅射制取的有不锈钢-碳/铜涂层、AlCN涂层、AlN_xO_y涂层和Ni-Cr涂层等。应用比较多的是多层渐变铝氮铝(Al-N/Al)涂层，该涂层具有良好的光谱选择性，但当温度升高时，发射率也随之急剧上升，只能在250℃以下使用。

还有采用射频溅射制备的金属陶瓷复合涂层，主要应用在中高温领域，它是近年来新开发的工艺，如Ni-Al₂O₃涂层。Wu-AlN_x选择性涂层，是将钨、铬等金属粒子掺入氮化铝介质，得到金属陶瓷复合涂层。基片采用铜、铝等反射率高的金属，集热温度可达350℃以上。根据需要采用射频溅射制备的金属陶瓷复合涂层。

所述支撑底座为热的不良导体硬质材料制成。热不良导体硬质材料是一些金属与非金属的化合物或非金属间化合物，如陶瓷，玻璃等。

集热板2与支撑底座3接口，真空外壳1与支撑底座3接口应用橡胶或其他密封材料密封衬垫。