[發明專利]基于槽式拋物面反射鏡的承壓式太陽能集熱器

有效

• 申請號: 201310147310.1
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103225900A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 肖紅升;趙峰;朱天宇
• 申請（專利權）人: 桑夏太陽能股份有限公司
• 主分類號: F24J2/12
• 分類號: F24J2/12;F24J2/10;F24J2/24;F24J2/46
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發明涉及一種太陽能集熱器，特別涉及一種基于槽式拋物面反射鏡的承壓式太陽能集熱器。

背景技術

?隨著全球工業化的迅速發展，石油、天然氣、煤等傳統能源消耗量不斷的增長，全球性的能源危機日益嚴重。新能源成為二十一世紀世界經濟發展中最具決定力的五大技術領域之一。太陽能是一種清潔、高效和永不衰竭的新能源。在新實際中，各國政府都將太陽能資源利用作為國家可持續發展戰略的重要內容。

?在太陽能的熱利用中，關鍵是將太陽的輻射能轉換為熱能。由于太陽能比較分散，必須設法把它集中起來，所以，集熱器是各種利用太陽能裝置的關鍵部分。由于用途不同，集熱器及其匹配的系統類型分為許多種，其中，聚焦型太陽能集熱器與其他集熱器相比可以明顯提高集熱溫度。線聚焦型太陽能集熱系統按聚光器種類的不同又可以分為槽式拋物面、線聚焦菲涅爾透鏡、菲涅爾反射鏡和非成像聚光器四種。

目前典型的槽式拋物面聚光鏡的太陽能集熱器結構中，均采用具有黑體腔吸收聚光器匯聚的光線，并由黑體腔夾層內的介質吸收熱量。

例如專利申請號200810212430.4公開了一種腔式太陽能集熱器，主要包括拋物面、拋物面支架、集熱器隔熱層、集熱器外腔、集熱器內腔、集熱器進光口，集熱器隔熱層、集熱器外腔、集熱器內腔形成具有夾層結構的黑體腔，夾層內通有換熱介質，陽光經過拋物面聚光后通過集熱器進光口進入集熱器內腔中，熱能經過多次反射被換熱介質吸收。

?再例如專利申請公布號CN?102135331?A公開了一種槽式太陽能集熱器，包括開口環形管、吸收涂層、絕熱材料、入口玻璃罩，開口環形管設有開口，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。陽光通過槽式拋物聚光器的匯聚后通過入口玻璃罩進入開口環形管內，利用開口環形管與吸收涂層配合形成的黑體腔充分吸收聚焦后的光線，與吸熱工質熱交換實現集熱。

上述太陽能集熱器能夠充分利用黑體腔高吸收率的特點充分吸收聚焦后的光線實現集熱，具有較高的集熱效率，但仍存在一定的缺陷：在使用黑體腔吸收陽光的熱量時，換熱介質設置在集熱器內、外層之間的夾層中，該種結構使得集熱器適宜制成非承壓式太陽能集熱器，其夾層的斷面開關非整圓，也就是圓環狀的一段，不能承受較大的壓力，易變形，因此，其集熱功能欠佳，集熱溫度為100℃-110℃之間；若強制采用承壓結構，對黑體腔介質夾層兩側的材質、工藝要求就非常高，需要高昂的造價，對于集熱器的推廣存在一定障礙。因此，如何在確保高吸收率、低散熱率的同時降低造價、改善結構成為目前集熱器的研究焦點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠降低工程造價的承壓式太陽能集熱器。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：包括橢圓形反射筒、外殼、槽式拋物面聚光鏡、耐壓金屬集熱管組；一橢圓形反射筒，反射筒采用橢圓形不銹鋼鏡面反射筒，反射筒具有一沿反射筒軸向延伸的光線入射口，該光線入射口在反射筒橫截面上位于橢圓的外輪廓與橢圓長軸的交點處；一外殼，所述外殼設置于橢圓形反射筒外，于外殼與反射筒之間填充隔熱材料；一耐壓金屬集熱管組，所述耐壓金屬集熱管組的軸線與反射筒軸向平行，且耐壓金屬集熱管組位于橢圓形反射筒遠離光線入射口側的一個焦點上或焦點附近；一槽式拋物面聚光鏡，通過支撐組件與外殼連接固定，所述槽式拋物面聚光鏡匯聚的線型光斑延伸方向與反射筒軸向平行，且槽式拋物面聚光鏡的聚光焦點位于反射筒橢圓中靠近光線入射口側的一個焦點上或焦點附近。由此，槽式拋物面聚光鏡將陽光匯聚后形成線型光斑，通過光線入射口射入反射筒形成的黑體腔內，經過反射筒內壁的多次反射匯聚到耐壓金屬集熱管組上，熱量被耐壓金屬集熱管組內的吸熱介質充分吸收。

?在一些實施方式中，所述不銹鋼鏡面反射筒的開口處設置透明擋板。由此，避免外界灰塵進入不銹鋼反射筒的內腔中，并減少熱損。

?在一些實施方式中，所述外殼的截面成橢圓形。由此，減少外殼遮擋太陽光的面積。

??在一些實施方式中，所述金屬集熱管組與不銹鋼鏡面反射筒間設有間隙。由此，避免金屬集熱管組與反射筒直接傳熱。

??在一些實施方式中，所述耐壓金屬集熱管組為一根金屬集熱管，所述金屬集熱管的軸線穿過反射筒橢圓中遠離光線入射口側的一個焦點。

在一些實施方式中，所述金屬集熱管外涂覆吸熱涂層。

?由此，金屬集熱管的位置設置及涂覆的吸熱涂層，便于金屬集熱管集熱。