[实用新型]太阳能高温集热设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能高温集热设备，属于太阳能热利用技术领域。

背景技术

太阳能是一种分布密度较小、间歇性和空间分布都在时可发生不断变化的能源，与我们生活中熟悉的常规能源有着很大的区别，所以这就要求我们对太阳能的收集、利用提出更高的要求。目前太阳能利用最广泛应用的是太阳能热水器，但是一般它只能满足人们的口常生活要求，属于太阳能利用的低温领域范畴，但是工业应用上的高温热水及蒸汽还无法满足。为了满足人们对太阳能热利用的更高的要求，要求太阳能集热器更有效地吸收太阳辐射能，同时获得高温热能，开发新的高温太阳能技术亟待发展。

目前太阳能集热器一般有全玻璃真空管集热器、平板集热器、U型真空玻璃管集热管、热管式真空集热管。前两种集热器因结构问题使得系统不能承压、稳定性差，热效率较低。U型真空玻璃集热管是由浙江大学热工与动力系统研究所组织设计的，其目的为了解决玻璃与金属之间的焊接难题，因为热膨胀系数不同而导致的焊接与密封困难，U型真空玻璃集热管的优点是价格便宜，相对十市场上的其他类型的集热管的生产技术容易，但是U型真空玻璃集热管也有他自身的不足，因为该类型的集热管外面有两层玻璃，光能穿过玻璃的损失就会加大，另外一点就是该集热管的一段是开口的，在加热的过程中可能会形成对流，从而造成热量的损失。热管真空管集热器是在金属热管外同心套上一根全玻璃真空集热管，热管-真空管结构中的热管冷凝段是一段管子，传热尺寸很小，被加热水的需要在大容积水箱中流过热管冷凝段外表面，在管外吸热变成饱和蒸汽时的蒸发热阻非常大，即使热管内工质温度很高，也无法将热量有效的传递给被加热的水，使热效率不高。此外此种形式的热管寿命较低，如何延长使用寿命还是一个技术瓶颈。

因此有必要设计一种新的太阳能高温集热设备，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种热效率高、使用寿命长的太阳能高温集热设备。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种太阳能高温集热设备，包括上层槽式聚光器、下层槽式聚光器、上层集热管、下层集热管以及双层集热管支架；所述上层集热管与所述下层集热管均通过所述双层集热管支架连接固定，所述上层集热管对应所述上层槽式聚光器设置且位于所述上层槽式聚光器的焦点处，所述下层集热管对应所述下层槽式聚光器设置且位于所述下层槽式聚光器的焦点处；其中，所述上层集热管与所述下层集热管结构相同，均由至少一个真空集热管组成，所述真空集热管具有一金属直管，所述金属直管外套设一真空玻璃内管，所述真空玻璃内管外套设一真空玻璃外管，所述金属直管内设置工作介质，所述真空玻璃内管与所述真空玻璃外管之间为真空层。

进一步地，所述金属直管、所述真空玻璃内管以及所述真空玻璃外管均同轴设置。

进一步地，所述金属直管与所述真空玻璃内管之间为真空空间，所述真空空间内设有吸气剂。

进一步地，所述真空玻璃内管以及所述真空玻璃外管均由高硼硅玻璃制成，所述真空玻璃内管以及所述真空玻璃外管与所述金属直管的连接处采用可伐合金封条密封连接。

进一步地，所述真空玻璃外管的外壁呈弧形，且与水平方向形成5°的张角。

进一步地，所述金属直管的一端设有入口法兰，另一端设有出口法兰。

进一步地，所述上层槽式聚光器与所述下层槽式聚光器的几何聚光比的比值为40。

进一步地，所述真空玻璃内管以及所述真空玻璃外管的外壁均涂有增透涂层，内壁均涂有防增透涂层。

进一步地，所述金属直管的外壁设有陶瓷选择性涂层。

进一步地，所述上层集热管与所述下层集热管均具有两个所述真空集热管，两个真空集热管通过法兰连接的方式串联连接。

本实用新型具有以下有益效果：

所述太阳能高温集热设备采用上层集热管和下层集热管实现集热，其成本低廉，大约为传统直通式真空玻璃管成本的10%，与U型集热管相比大大地简化了集热管的内部结构，强化了传热，优化了结构的力学性能，降低了工艺难度，提高了热效率；采用上层槽式聚光器和下层槽式聚光器的结构可在聚光器高度基本不变的前提下，几乎可2倍的缩短集热器阵列轴线方向的尺寸，可节约大量宝贵的土地资源；所述太阳能高温集热设备的上层槽式聚光器和下层槽式聚光器的结构相较于传统的槽式聚光器，不仅提高聚光比，也降低了聚光器整体所承受的风载荷，从而提高了使用寿命。

附图说明