[實用新型]一種用于槽式集熱系統中的中高溫腔體式集熱管

有效

• 申請號: 201420389205.9
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN204084912U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 劉慶君;毛宇飛;朱天宇;楊春元;劉德有
• 申請（專利權）人: 南通河海大學海洋與近海工程研究院
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能集熱管，具體地說是一種槽式集熱系統中的中高溫腔體式集熱管。

背景技術

槽式聚焦太陽能集熱管作為中高溫集熱管的一種，能夠獲得較高的集熱溫度，可用于發電、制冷空調、采暖、海水淡化等生產和生活領域。目前，傳統槽式太陽能集熱管主要采用的是金屬-玻璃結構雖然高真空夾層大大減少了熱損失，但是同時存在著金屬與玻璃的封接出長期工作后漏氣的問題，從而降低了整個槽式太陽能系統的工作效率和系統的穩定性,而且這種結構的集熱管工藝復雜，成本高。采用以黑腔原理為基礎的腔體吸收器可以有效的避免上述問題，提高系統運行的可靠性，降低研究和生產的難度和成本。

實用新型內容

本實用新型為了解決上述問題，提出一種用于槽式集熱系統中的中高溫腔體式集熱管。

本實用新型所采用的技術方案如下：

一種用于槽式集熱系統中的中高溫腔體式集熱管，包括圓形金屬腔體和螺旋式金屬吸收管，所述螺旋式金屬吸收管位于圓形金屬腔體內，但不與圓形金屬腔體內壁接觸；所述圓形金屬腔體設有開口，作為光線入射口；所述光線入射口的中點，圓形金屬腔體的圓心和聚光拋物鏡的焦點在一條直線上；所述光線入射口由超白玻璃密封；所述圓形金屬腔體外表面包裹一層的保溫層，所述圓形金屬腔體內表面鍍有高反射率的反射膜。

前述的反射膜為銀反射膜。

前述的保溫層的厚度為8mm。

前述的螺旋式金屬吸收管的外壁距離圓形金屬腔體內壁面的最短距離為2～3mm。

前述的螺旋式金屬吸收管的外壁距離超白玻璃內壁面的最短距離為2～3mm。

前述的螺旋式金屬吸收管內裝有吸熱工質，所述螺旋式金屬吸收管外表面鍍有選擇性涂層。

本實用新型的優點在于：

(1)克服了傳統真空管對于真空的苛刻要求，結構簡單，大量降低了制造成本；

(2)不用考慮金屬封接的問題，大大提高了系統的穩定性；

(3)利用黑腔原理，吸收率高；

(4)圓形金屬腔體強度高，自重輕，整體剛性好，并且開模簡單，安裝方便，維護方便，有利于批量化生產；

(5)本實用新型適用于聚光式太陽能集熱，螺旋式金屬吸收管可以承受高溫高壓，在有限的空間內螺旋形的結構可以容納更長的管路，相比直管傳熱效果更好，并且螺旋式金屬吸收管在接受太陽輻照過程中可以較均勻的受熱，避免集熱管在工作工程中熱應力集中，導致集熱管彎曲變形。

附圖說明

圖1為本實用新型槽式太陽能腔體式集熱管結構示意圖；

圖2為槽式太陽能腔體式集熱管剖視圖；

圖3為本實用新型的螺旋式金屬吸收管，圓形金屬腔體和聚光拋物鏡的位置關系圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

本實用新型的用于槽式集熱系統中的中高溫腔體式集熱管，如圖1和圖2所示，包括螺旋式金屬吸收管1、圓形金屬腔體2、反射膜3、保溫層4和超白玻璃5。

其中圓形金屬腔體2不封閉，留有一定的開口作為光線入射口，光線入射口處采用超白玻璃5密封。光線入射口的中點，聚光拋物鏡的焦點和圓形金屬腔體的圓心在一條直線上。聚光拋物鏡用于將平行的太陽光線聚焦，使光線通過光線入射口進入圓形金屬腔體。螺旋式金屬吸收管1位于圓形金屬腔體2內，并且螺旋式金屬吸收管1的位置盡量靠近圓形金屬腔體2的內壁面和超白玻璃內壁面，但不接觸，用來接收從聚光拋物鏡6反射進圓形金屬腔體2內的光線。本實用新型中取螺旋式金屬吸收管1的外壁距離圓形金屬腔體2內壁面和超白玻璃5內壁面的距離為2～3mm。

本實用新型的集熱管的螺旋式金屬吸收管1，圓形金屬腔體2和聚光拋物鏡6的位置關系如圖3所示，由以下方式確定：

聚光拋物鏡的方程為：y²＝4fx，

圓形金屬腔體的方程為：(x-f-L)²+y²＝R²

其中，x，y為坐標軸，R為圓形金屬腔體的內徑，f為聚光拋物鏡的焦距，L為聚光拋物鏡的焦點與圓形金屬腔體的圓心之間的距離，本實用新型中取L＝0.8R，l為螺旋式金屬吸收管的外壁與圓形金屬腔體內壁之間的最短距離。

本實用新型的光線入射口開口寬度如圖3所示，由以下方式確定：

光線入射口開口寬度S為：S＝1.5B(f-D)/f

其中，B為聚光拋物鏡開口寬度，D為光線入射口中心與坐標軸原點0之間的距離。