[发明专利]太阳集热装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能集热装置领域。

背景技术

以前的太阳集热装置，设置了平面镜太阳追踪设备（如专利文献1所述）、复合抛物面聚光（Compound Parabolic Concentrator；CPC）型反射镜，从而使太阳光集中进入集热部件（如专利文献2所述）。

本发明为了使圆筒状的放射源放射出的光能够高效地反射，研发了能够使开口部均一高效接受太阳光的渐开线形反射板（如专利文献3所述）。这种渐开线形反射板是为了高效地反射来自光源的辐射光，而不是用于聚光的目的。

【前期技术文献】

专利文献：

专利文献1：特开2010-286200号公报；

专利文献2：特许第3958032号专利公报；

专利文献3：特许第3205809号专利公报。

发明内容

【本发明所解决的问题】

专利文献1记载的具有太阳追踪设备有太阳集热装置，虽然聚光效率较高，但是太阳追踪设备结构复杂。因此，制造和安装成本较高是其主要问题。另外，相应的设备维护困难，维护费用较高。专利文献2记载的使用复合抛物面聚光型反射镜的太阳集热装置，复合抛物面聚光型反射镜的聚光范围如果是平面，则平板式的集热面内外表面附近的空气对流和辐射传热会引起相应的热损失，造成集热器整体效率的降低。专利文献2提出了为抑制热损失，可以使用微小复合抛物面反射镜实现聚光，但是相应的设计增加了加工的难度，从而使制造费用大大增加了。

本发明即着眼于解决以上的难题，提出新的太阳能集热装置设计。该设计采用相对简单的结构，以减少集热损失为目标，同时使得相应的制造费用、维护费用等大大减少。

【解决问题的技术方案】

本发明所涉及的太阳能集热器，采用内部真空的真空透明管、内部布置了真空透明管并有集热工质流动的集热管，在集热管管内部的真空透明管内部同集热管长度方向垂直的截面内设置前述的左右对称的一对渐开线型反射板，即在前述真空透明管内部，各第1反射板的对应一侧的开口端面处连接有与其组成一对的第2反射板。本设计构成的特点在于，各第2反射板处从第1反射板相对一侧端面入射的太阳光，不会再被反射回到第1反射板处。

本发明所涉及的太阳集热装置中的各第2反射板属于复合抛物面形状，从第2反射板入射端面入射的太阳光，到达第2反射板后会被一次或多次反射。各第2反射板同各第1反射板以及集热管共同构成集热部件。另外，各第1反射板中同集热管长度方面垂直的截面内，左右对称地设置了渐开线状延伸的反射板，从而使得到达各第1反射板的太阳光能够被收集起来。因此，本发明所涉及的太阳集热装置，从各第2反射板入射端面入射的太阳光，直接地或者经过各第1反射板一次以上反射之后到达集热管，相应的构成保证了较高的聚光效率和集热效果。

本发明所涉及的太阳集热装置，可以根据相应的使用地域特点，来设计第1反射板和第2反射板的尺寸，同时可以优化设计各第2反射板入射端面受光口的安装角度。该系统可以固定设置聚光设备，而不需要随季节调整。因此，本设计不需要设置复杂的太阳追踪设备，实现构成简单、聚光效率高的系统构造。另外，相应系统的制造、维护费用也可以大大降低。

另外，本发明所涉及的太阳能集热装置中，集热管和各第1反射板、第2反射板设置在真空透明管内部，而真空透明管内部是真空状态，从而可以有效地防止集热管、各第1反射板、各第2反射板和周围空气之间的热损失。在相应热损失当中热传导损失占了较大比例，于是本发明当中真空透明管和周围空气之间的热传导被有效地防止、只有相对小量的集热管、各第1反射板和各第2反射板的辐射热损失存在。另外，本发明中集热管的直径较小，从而使得集热管的辐射热损失同时被大大降低。各第1反射板组成渐开线状的分布，使得各第1反射板和集热管之间的接触面积也大大减小，从而集热管到各第1反射板的热传导损失也被限制到最小。这样，本发明所涉及的太阳能集热装置，实现了以比较简单的设计来最大限度减小热损失的目的。

本发明所涉及的太阳集热装置，集热管和各第1反射板和各第2反射板都覆盖在真空透明管上，可以防止灰尘等的附着，从而防止相应的效率故障。另外，真空透明管外侧的灰尘可以通过擦拭出去，相应的清洁和维护都较为方便。集热管中及真空透明管内封入各第1反射板及各第2反射板作为一个整体单位加工组装，在相应的安装场所根据场地和需求条件只需安装配置相应数量的集热管和真空透明管单位，从而可以减少加工和安装费用。