[發明專利]一種槽式太陽能集熱器

無效

• 申請號: 201110063358.5
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN102135331A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 徐國強;陶智;董苯思;張傳杰;高煒;賈洲俠;聞潔
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/46
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

技術領域

本發明涉及一種槽式太陽能集熱器，太陽能光熱利用領域具有廣泛的應用。

背景技術

隨著全球工業化的迅速發展，煤、石油、天然氣等能源消耗量不斷增長，全球性的能源危機日益嚴重。自從20世紀70年代產生能源危機以來，全球環境污染日趨嚴重，加上各個領域新型技術的迅猛發展，掀起了太陽能利用的新高潮。太陽能在能源發展中占有相當的優勢：(1)儲量極其豐富。太陽輻射可以源源不斷地供給地球，取之不盡，用之不竭。(2)普遍性。太陽能可就地利用，有利于緩解能源供需矛盾和運輸壓力。(3)無污染性。太陽能作能源，沒有廢渣、廢氣、廢水排出、無噪聲、不產生有害物質，這在環境污染日趨嚴重的今天顯得尤為可貴。(4)太陽能對于地球不增加熱載荷。鑒于太陽能的以上優點，合理而有效地開發利用太陽能有著重大的意義。

然而，太陽能所具有的低密度、間歇性、空間分布不斷變化的特點也給太陽熱能的收集和利用提出了很高的要求。通過一些發達國家的持續研究，目前已開發出多種形式的太陽能熱發電系統。按集熱器類型的不同，聚光式太陽能熱發電系統可分為槽式系統、塔式系統和碟式系統。槽式太陽能熱發電系統結構緊湊，其太陽能熱輻射收集裝置占地面積比塔式和碟式系統的要小，而且其發電站也是目前所有太陽能熱發電試驗電站中功率及年效率最高的。因此，槽式太陽能發電系統已具商業化規模且技術要求相對較低，是一種比較理想的發電技術。

傳統的槽式太陽能的集熱系統所用的集熱器一般是真空管，該集熱管的主要結構是表面帶有吸收涂層的金屬管和與之同心的玻璃管，并在玻璃管與金屬管夾層內抽真空。目前來說，這種結構存在著以下幾個技術問題：1、金屬與玻璃之間存在焊接密封性問題；2、金屬管與玻璃管線膨脹量不一產生內應力的問題；3、難以保證夾層內的真空度的問題。這些技術問題決定了其高昂的生產成本和較短的使用壽命。集熱器是太陽能集熱系統的重要部件，鑒于上面提到的傳統的真空管所存在的問題，發展新型的槽式太陽能集熱器已成為我國太陽能有效利用的關鍵技術。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提出一種槽式太陽能集熱器。

本發明的一種槽式太陽能集熱器，包括開口環型管、吸收涂層、絕熱材料和入口玻璃罩；

開口環型管設有開口，環形腔體內部裝有吸熱工質，內表面設有吸收涂層，外表面設有絕熱材料，開口處連接入口玻璃罩。

開口環型管的開口位于光線經過聚光拋物面形成的線型光斑上。

開口環型管的開口的寬度大于線性光斑的寬度。

開口環型管通過支架固定連接聚光拋物面，使得開口環型管的開口正對聚光拋物面聚焦后形成的線性光斑。

本發明的優點在于：

(1)腔體壁溫較均勻，熱性能穩定，使用壽命長；

(2)克服了傳統真空管對于真空的苛刻要求，使得結構大為簡化，制造成本顯著降低；

(3)充分利用黑體腔高吸收率的特點，充分吸收聚焦后的光線，集熱效率高；

(4)結構簡單、維修方便、成本低等優點，克服了傳統槽式系統太陽能吸收器——真空集熱管加工制造麻煩、費用高、技術難度大和使用壽命短等缺點；

(5)廣泛應用于太陽能發電系統、集熱系統等領域，對新能源的開發和利用及保護環境具有非常重要的意義。

附圖說明

圖1是本發明的剖面結構示意圖；

圖2是本發明的工作狀態示意圖；

圖中：

1-開口環型管；2-吸收涂層；3-絕熱材料；4-入口玻璃罩；5-聚光拋物面；6-吸熱工質；7-開口；8-支架

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種槽式太陽能集熱器，剖面如圖1所示，包括開口環型管1、吸收涂層2、絕熱材料3和入口玻璃罩4。

開口環型管1設有開口7，環形腔體內部裝有吸熱工質6，內表面設有吸收涂層2，外表面設有絕熱材料3，開口7處連接入口玻璃罩4。如圖2所示，光線經過聚光拋物面5，形成線型光斑，將開口環形管1的開口7置于線型光斑上，開口7的寬度大于線性光斑的寬度。開口環型管1通過支架8固定連接聚光拋物面5，使得開口7正對聚光拋物面5聚焦后形成的線性光斑。