[实用新型]液体吸光式太阳能集热器

说明书

本实用新型涉及一种用液体介质吸收太阳光能转化为热能加以利用的太阳能集热器，属太阳能热利用技术领域。

在现有的太阳能集热器技术中，吸收阳光转化为热的过程，都是采用对阳光有吸收作用的固体材料或在固体表面用吸光介质生成光热转化层的方法，再通过固体材料的热传导作用将热量传递给液体实现的。CN2132952、CN2149589表述的太阳能热水器采用的是对阳光有吸收作用的固体材料吸热方法；CN2210361、CN2267439、CN1198808采用的是在固体材料表面生成光热转化层的吸热方法。这类方法对光能的吸收转化主要在固体表面进行，在热能由固体表面向液体的传递过程中，要克服固体壁面及液体边界层的热阻，使高温的吸热表面与低温的液体之间产生较大温差，这种温差使吸热表面的对外热辐射增大。在选择吸热表面材料时，高吸光系数是主要标准，同时也使发射系数提高，这些都导致热损失增加；而材料及相界面的热阻又导致这类太阳能利用装置的传热效率偏低；两种因素共同决定这类装置的总体效率较低。这类太阳能集热装置的吸热壁面必须与工作液体良好的接触方能正常工作，否则将因吸热面产生的热量不能迅速传递出去而导致飞温，使装置工作不正常甚至损毁。为解决这些矛盾采取的各种措施又使这类装置的复杂程度提高，导致安装、使用、维护不便，限制了它们的推广使用。

本实用新型的目的在于找出一种将光能在流体内直接转化成热能的方法，使太阳能的热利用更简便、廉价、高效。

本实用新型的目的是这样实现的，一种由透光或部分透光材料制成的容器，内部装有对阳光起全部或部分吸收并变为热能的液体，液体吸收光能转化为热能后通过热交换器将热能传递出去达到应用的目的。本实用新型所采用的透光或部分透光材料制成的容器可以是隔热，也可以是不隔热的；材料可以是单层的，也可以是多层的，还可以是发泡的；材料为多层结构时，夹层中可以是抽真空或充入物质的；容器可以是一次成型的，也可是经多次加工复合成型的。本实用新型采用的吸光液体可以是一种或多种液体与其它物质组合形成的具有流动特性的物质；其吸光特性可以是自身具有的，也可以是通过与其它物质混合后共同具有的；为保持稳定，吸光液体中可以添加其它助剂；对光能的吸收可以是选择性的，也可以是全部的；对光能的吸收可以在不同温度条件下进行，在工作过程中可以或不可以发生相变。液体吸收光能转化成的热能向外传递所用的热交换器可以是各种间壁式的，也可以是直接换热式的；热传导可以采用热管，热虹吸或直接传导方法。液体吸收光能转化成的热能可以用换热器随时取走使用，也可以存贮起来供以后使用。液体吸收的光能转化成的热能可以传递给水产生热水或水蒸汽，也可以传递给其它物质。除可将阳光转变为热能外，还可将微波、红外光、可见光、紫外光或由它们按任意比例组成的混合光转变为热能加以利用。吸光液体的容器与热交换器可以是分体的，也可以是做成一体的。吸光液体与待加热流体的运动可以靠热虹吸作用，也可靠泵或其它设备输送。

由于本实用新型采用吸光液体将阳光转化为热能，热量的传递过程发生在液体内部，不存在外壁面向液体传热的热阻，使阳光转换成的热无损失地传给了液体，传热效率达到了最高；由于传热过程发生在液体内部，使液体与容器外壁面的温差呈内高外低的负值，加之容器外壁不存在具有高吸光、高发射系数的涂层，使液体通过容器外壁产生热辐射而导致的热损失降低到最少，使本实用新型的总体热效率达到最高。本实用新型不依赖壁面与液体的直接接触传热，因此在壁面与液体接触不好时仍可正常工作，吸光液体不存在时，光热转换过程即终止，不会因此发生壁面飞温导致装置发生故障。实现简便、廉价、高效利用太阳能的目的。

现结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明

附图1为液体吸光式太阳能集热器结构示意图，吸光液体1置于内壁面2和外壁面3构成的有夹层4的透光容器内。为了保温，夹层内可以做抽真空或充入特定物质的处理。容器上端盖5与下端盖6起集液、分布、密封和支撑作用。上端盖连有的上循环管7和下端盖连有的下循环管8与换热器9相连，换热器上设有待加热流体的进口10和出口11。

阳光透过外壁面3、夹层4和内壁面2被吸光液体1吸收并转化为热，使吸光液体1升温。被加热了的吸光液体由上端盖5收集经上循环管7进入换热器9将热量传递给由进口10进来出口11出去的待加热流体，降温后的吸光液体则经下循环管8由下端盖6分布回容器进入下一循环。吸光液体的循环推动力可以靠热虹吸作用产生，也可由泵送产生。

实例1