[发明专利]曲面吸收器型太阳能流体加热器

说明书

本申请公开了一种曲面吸收器型太阳能流体加热器，其包括径向隔开的曲面，优选地是半球形的并在底部边缘处闭合，限定闭合腔室(叫做集热器)，其接收待加热的流体。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括两个径向隔开的透明曲面，其优选地是半球形的，在底部边缘处闭合，放在集热器上，叫做玻璃。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括隔热半球形热流体罐，其放在集热器和底部隔热部的内曲面的腔体内。在集热器和布置止回阀的热流体罐之间形成多个管道连接，以防止流体从热流体罐朝着集热器回流。通风口位于集热器的最高位置。排放塞位于集热器的最低位置。

技术领域

本发明涉及太阳能流体加热器，更具体地，涉及一种曲面吸收器型太阳能流体加热器。

背景技术

太阳能集热器是利用太阳辐射能促进流体加热的特殊类型的热交换器。任何太阳能系统的主要部件都是太阳能集热器。太阳能集热器是这样一种装置，其吸收进入的太阳辐射，将其转换成热量，并将此热量转移到流过集热器的流体。在现有技术系统中，将加热的流体储存在隔热的热流体罐中以供进一步使用。通常，太阳能流体加热系统的集热器和热流体罐彼此位于分开的地方，因此，这种系统需要过度使用除了太阳能孔或窗以外的全方位隔热，以防止会大幅增加这些装置的成本的热损失。此外，集热器和热流体罐的单独定位会使这些装置体积大、重量大，而且尺寸不必要地更大。

因此，已经尝试开发各种类型的储存吸收式太阳能流体加热系统。例如，在一些太阳能流体加热系统中，在矩形盒内具有多个通道的所述矩形盒用作集热器，从而将盒的顶面用作吸收器。然而，在长期使用之后，这些盒中的大部分都趋向于膨胀，导致流体泄漏问题，使得其无法使用。

在板式集热器(在下文中叫做FPC)中，散热片直接连接到管的顶面，其中，太阳辐射落在散热片上，从而促进太阳辐射的吸收，以加热流体管和周围空气。这进而加热管中的流体。此外，这种设计在传热过程中施加了额外的热阻，这会增加现有FPC中的热损失系数。

在真空管集热器(ETC)中，由于管之间的间隙，整个孔无法用作捕获太阳辐射的吸收器。玻璃管在运输、安装和定期维护的过程中容易破裂。在移除热流体的过程中，供应环境流体与热流体在热流体罐中的混合，会降低热流体的温度，是大多数现有ETC中的主要问题。在圆柱形热流体罐中，混合问题更突出。

通常，所有上述类型的太阳能流体加热器都难以安装，因为对于居住在市区小公寓的人来说，具有可用太阳辐射的空间是主要问题。此外，成本是中产阶级家庭购买太阳能流体加热系统时的主要问题。大多数目前的太阳能流体加热系统使用高级材料，例如金属部件、玻璃管、隔热材料，从长远来看，在能源危机的世界中，这些材料的使用受到了限制。

因此，需要开发一种太阳能集热器系统，其使用整个孔径区域作为吸收器，减小集热器的尺寸，提高热利用系数，维持流体压力并保持其形状，降低隔热要求，减小从热流体罐的热损失，并在移除热流体的过程中减少热流体和环境流体的混合。此外，需要开发一种低成本、在运输、安装和维护时无破损的太阳能集热器系统。而且，还需要开发一种太阳能集热器系统，其减少系统安装过程中由于集热器的南倾而导致的不正确问题，从而促使易于从其集热器移除沉积物。

发明内容