[發(fā)明專利]太陽能高溫集熱設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410588479.5
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104296396A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡曉利
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢鑫博茗科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/24;F24J2/46
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能高溫集熱設(shè)備，屬于太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽能是一種分布密度較小、間歇性和空間分布都在時(shí)可發(fā)生不斷變化的能源，與我們生活中熟悉的常規(guī)能源有著很大的區(qū)別，所以這就要求我們對太陽能的收集、利用提出更高的要求。目前太陽能利用最廣泛應(yīng)用的是太陽能熱水器，但是一般它只能滿足人們的口常生活要求，屬于太陽能利用的低溫領(lǐng)域范疇，但是工業(yè)應(yīng)用上的高溫?zé)崴罢羝€無法滿足。為了滿足人們對太陽能熱利用的更高的要求，要求太陽能集熱器更有效地吸收太陽輻射能，同時(shí)獲得高溫?zé)崮埽_發(fā)新的高溫太陽能技術(shù)亟待發(fā)展。

目前太陽能集熱器一般有全玻璃真空管集熱器、平板集熱器、U型真空玻璃管集熱管、熱管式真空集熱管。前兩種集熱器因結(jié)構(gòu)問題使得系統(tǒng)不能承壓、穩(wěn)定性差，熱效率較低。U型真空玻璃集熱管是由浙江大學(xué)熱工與動力系統(tǒng)研究所組織設(shè)計(jì)的，其目的為了解決玻璃與金屬之間的焊接難題，因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)不同而導(dǎo)致的焊接與密封困難，U型真空玻璃集熱管的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，相對十市場上的其他類型的集熱管的生產(chǎn)技術(shù)容易，但是U型真空玻璃集熱管也有他自身的不足，因?yàn)樵擃愋偷募療峁芡饷嬗袃蓪硬ＡВ饽艽┻^玻璃的損失就會加大，另外一點(diǎn)就是該集熱管的一段是開口的，在加熱的過程中可能會形成對流，從而造成熱量的損失。熱管真空管集熱器是在金屬熱管外同心套上一根全玻璃真空集熱管，熱管-真空管結(jié)構(gòu)中的熱管冷凝段是一段管子，傳熱尺寸很小，被加熱水的需要在大容積水箱中流過熱管冷凝段外表面，在管外吸熱變成飽和蒸汽時(shí)的蒸發(fā)熱阻非常大，即使熱管內(nèi)工質(zhì)溫度很高，也無法將熱量有效的傳遞給被加熱的水，使熱效率不高。此外此種形式的熱管壽命較低，如何延長使用壽命還是一個技術(shù)瓶頸。

因此有必要設(shè)計(jì)一種新的太陽能高溫集熱設(shè)備，以克服上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種熱效率高、使用壽命長的太陽能高溫集熱設(shè)備。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種太陽能高溫集熱設(shè)備，包括上層槽式聚光器、下層槽式聚光器、上層集熱管、下層集熱管以及雙層集熱管支架；所述上層集熱管與所述下層集熱管均通過所述雙層集熱管支架連接固定，所述上層集熱管對應(yīng)所述上層槽式聚光器設(shè)置且位于所述上層槽式聚光器的焦點(diǎn)處，所述下層集熱管對應(yīng)所述下層槽式聚光器設(shè)置且位于所述下層槽式聚光器的焦點(diǎn)處；其中，所述上層集熱管與所述下層集熱管結(jié)構(gòu)相同，均由至少一個真空集熱管組成，所述真空集熱管具有一金屬直管，所述金屬直管外套設(shè)一真空玻璃內(nèi)管，所述真空玻璃內(nèi)管外套設(shè)一真空玻璃外管，所述金屬直管內(nèi)設(shè)置工作介質(zhì)，所述真空玻璃內(nèi)管與所述真空玻璃外管之間為真空層。

進(jìn)一步地，所述金屬直管、所述真空玻璃內(nèi)管以及所述真空玻璃外管均同軸設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述金屬直管與所述真空玻璃內(nèi)管之間為真空空間，所述真空空間內(nèi)設(shè)有吸氣劑。

進(jìn)一步地，所述真空玻璃內(nèi)管以及所述真空玻璃外管均由高硼硅玻璃制成，所述真空玻璃內(nèi)管以及所述真空玻璃外管與所述金屬直管的連接處采用可伐合金封條密封連接。

進(jìn)一步地，所述真空玻璃外管的外壁呈弧形，且與水平方向形成5°的張角。

進(jìn)一步地，所述金屬直管的一端設(shè)有入口法蘭，另一端設(shè)有出口法蘭。

進(jìn)一步地，所述上層槽式聚光器與所述下層槽式聚光器的幾何聚光比的比值為40。

進(jìn)一步地，所述真空玻璃內(nèi)管以及所述真空玻璃外管的外壁均涂有增透涂層，內(nèi)壁均涂有防增透涂層。

進(jìn)一步地，所述金屬直管的外壁設(shè)有陶瓷選擇性涂層。

進(jìn)一步地，所述上層集熱管與所述下層集熱管均具有兩個所述真空集熱管，兩個真空集熱管通過法蘭連接的方式串聯(lián)連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：

所述太陽能高溫集熱設(shè)備采用上層集熱管和下層集熱管實(shí)現(xiàn)集熱，其成本低廉，大約為傳統(tǒng)直通式真空玻璃管成本的10%，與U型集熱管相比大大地簡化了集熱管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了傳熱，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，降低了工藝難度，提高了熱效率；采用上層槽式聚光器和下層槽式聚光器的結(jié)構(gòu)可在聚光器高度基本不變的前提下，幾乎可2倍的縮短集熱器陣列軸線方向的尺寸，可節(jié)約大量寶貴的土地資源；所述太陽能高溫集熱設(shè)備的上層槽式聚光器和下層槽式聚光器的結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)的槽式聚光器，不僅提高聚光比，也降低了聚光器整體所承受的風(fēng)載荷，從而提高了使用壽命。

附圖說明