[发明专利]基于槽式抛物面反射镜的承压式太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热器，特别涉及一种基于槽式抛物面反射镜的承压式太阳能集热器。

背景技术

 随着全球工业化的迅速发展，石油、天然气、煤等传统能源消耗量不断的增长，全球性的能源危机日益严重。新能源成为二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新实际中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。

 在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，其中，聚焦型太阳能集热器与其他集热器相比可以明显提高集热温度。线聚焦型太阳能集热系统按聚光器种类的不同又可以分为槽式抛物面、线聚焦菲涅尔透镜、菲涅尔反射镜和非成像聚光器四种。

目前典型的槽式抛物面聚光镜的太阳能集热器结构中，均采用具有黑体腔吸收聚光器汇聚的光线，并由黑体腔夹层内的介质吸收热量。

例如专利申请号200810212430.4公开了一种腔式太阳能集热器，主要包括抛物面、抛物面支架、集热器隔热层、集热器外腔、集热器内腔、集热器进光口，集热器隔热层、集热器外腔、集热器内腔形成具有夹层结构的黑体腔，夹层内通有换热介质，阳光经过抛物面聚光后通过集热器进光口进入集热器内腔中，热能经过多次反射被换热介质吸收。

 再例如专利申请公布号CN 102135331 A公开了一种槽式太阳能集热器，包括开口环形管、吸收涂层、绝热材料、入口玻璃罩，开口环形管设有开口，环形腔体内部装有吸热工质，内表面设有吸收涂层，外表面设有绝热材料，开口处连接入口玻璃罩。阳光通过槽式抛物聚光器的汇聚后通过入口玻璃罩进入开口环形管内，利用开口环形管与吸收涂层配合形成的黑体腔充分吸收聚焦后的光线，与吸热工质热交换实现集热。

上述太阳能集热器能够充分利用黑体腔高吸收率的特点充分吸收聚焦后的光线实现集热，具有较高的集热效率，但仍存在一定的缺陷：在使用黑体腔吸收阳光的热量时，换热介质设置在集热器内、外层之间的夹层中，该种结构使得集热器适宜制成非承压式太阳能集热器，其夹层的断面开关非整圆，也就是圆环状的一段，不能承受较大的压力，易变形，因此，其集热功能欠佳，集热温度为100℃-110℃之间；若强制采用承压结构，对黑体腔介质夹层两侧的材质、工艺要求就非常高，需要高昂的造价，对于集热器的推广存在一定障碍。因此，如何在确保高吸收率、低散热率的同时降低造价、改善结构成为目前集热器的研究焦点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低工程造价的承压式太阳能集热器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：包括椭圆形反射筒、外壳、槽式抛物面聚光镜、耐压金属集热管组；一椭圆形反射筒，反射筒采用椭圆形不锈钢镜面反射筒，反射筒具有一沿反射筒轴向延伸的光线入射口，该光线入射口在反射筒横截面上位于椭圆的外轮廓与椭圆长轴的交点处；一外壳，所述外壳设置于椭圆形反射筒外，于外壳与反射筒之间填充隔热材料；一耐压金属集热管组，所述耐压金属集热管组的轴线与反射筒轴向平行，且耐压金属集热管组位于椭圆形反射筒远离光线入射口侧的一个焦点上或焦点附近；一槽式抛物面聚光镜，通过支撑组件与外壳连接固定，所述槽式抛物面聚光镜汇聚的线型光斑延伸方向与反射筒轴向平行，且槽式抛物面聚光镜的聚光焦点位于反射筒椭圆中靠近光线入射口侧的一个焦点上或焦点附近。由此，槽式抛物面聚光镜将阳光汇聚后形成线型光斑，通过光线入射口射入反射筒形成的黑体腔内，经过反射筒内壁的多次反射汇聚到耐压金属集热管组上，热量被耐压金属集热管组内的吸热介质充分吸收。

 在一些实施方式中，所述不锈钢镜面反射筒的开口处设置透明挡板。由此，避免外界灰尘进入不锈钢反射筒的内腔中，并减少热损。

 在一些实施方式中，所述外壳的截面成椭圆形。由此，减少外壳遮挡太阳光的面积。

  在一些实施方式中，所述金属集热管组与不锈钢镜面反射筒间设有间隙。由此，避免金属集热管组与反射筒直接传热。

  在一些实施方式中，所述耐压金属集热管组为一根金属集热管，所述金属集热管的轴线穿过反射筒椭圆中远离光线入射口侧的一个焦点。

在一些实施方式中，所述金属集热管外涂覆吸热涂层。

 由此，金属集热管的位置设置及涂覆的吸热涂层，便于金属集热管集热。