[实用新型]一种集热元件及集热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热利用技术领域，特别涉及太阳能集热装置，具体涉及一种集热元件及集热装置。

背景技术

集热元件(HCE)是太阳能槽式热发电聚光器的组成部件。槽式聚光器通过用凹面镜将太阳光聚集到一条焦线上。在这条焦线的位置放置集热元件，可将太阳辐射转化成热能。

目前，集热元件已经实现商业化，典型结构包含一支不锈钢管和与其同心安装的玻璃管。在不锈钢管上镀太阳能选择性吸收涂层以提高效率，硼硅玻璃管内外壁均镀减反射涂层，增加太阳辐射对玻璃外管的透过率，提高集热管性能。

玻璃管和不锈钢管之间形成一个环形空间。

为了进一步提高效率，这个环形空间于两端密封并抽真空。

环形空间的密封是通过在不锈钢管和硼硅玻璃管之间安装膨胀补偿装置来实现的。膨胀装置通过不锈钢连接环，一端与玻璃管相连，另一端与不锈钢管相连。

有了膨胀装置，不锈钢管和玻璃管之间的线膨胀量差异问题得以解决。

上述技术在美国专利1,946,184、EP282281(A1)中已有详细描述。

另外，日本专利JP58-98561(U)提出了一种将波纹管至于中央金属管和玻璃罩管之间的太阳能集热管。这种结构的优点是可以增加集热管的有效长度。

美国专利4,886,048描述了一种用铂金薄膜作为氢吸收装置的集热元件。

在美国专利6,705,311B1中，介绍了安装屏蔽装置的必要性，防止内部辐射加热玻璃金属过渡件。

美国专利7,013,887描述了一种槽式抛物面集热器用的集热管。这份专利描述了如何安装波纹管可以阻挡内部辐射加热玻璃金属过渡件。该专利也同样可以增加集热管的有效长度。波纹管(即膨胀装置)设置在玻璃套管和中央金属管形成的环形空间内。波纹管伸入环形空间，伸入深度需足够阻挡内辐射，否则内辐射将照到玻璃金属过渡件而引起破裂。

然而，上述技术已经出现了严重的问题。由于波纹管受辐射加热，且周围环境中的灰尘能够停留在波纹管内，应力腐蚀开裂经常发生。受到这个问题影响的集热元件超过一百万支，需要更换。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种集热元件及集热装置，通过使用外置波纹管，可以避免污垢沉积在波纹管的波纹中。并且不让波纹管暴露是辐射下，可以避免辐射引起的应力腐蚀开裂。而通过将玻璃金属封接置于波纹管下方，同样可以增加集热元件的有效面积。

为达上述目的，本实用新型采取的具体技术方案是：

一种集热元件，包括：

至少一中央金属管；

环绕所述中央金属管的一玻璃管；

所述玻璃管的两端连接有玻璃金属过渡件；

所述中央金属管的两端环绕有折叠波纹管；在所述折叠波纹管内壁和所述中央金属管的外壁之间形成有第一环形空间；

所述玻璃金属过渡件至少部分插入到上述第一环形空间中。

优选地，所述玻璃金属过渡件完全插入到第一环形空间中，所述玻璃管部分插入第一环形空间中。

进一步地，所述折叠波纹管具有一内端和一外端；所述玻璃金属过渡件与一连接件的一端连接；该连接件的另一端与折叠波纹管的内端连接；所述折叠的波纹管的外端与一中央管接头的一端连接；所述中央管接头的另一端固接于所述中央金属管。

进一步地，所述连接件由一个或多个固接在一起的金属环构成。

在一种特殊的配置里，所述玻璃管两端的直径缩小到接近玻璃金属过渡件的端部大小。

在一种特殊的配置里，所述连接件为锥形。

在一种特殊的配置里，还包括安装于所述金属管和玻璃金属过渡件之间的一第一内部屏蔽。

在一种特殊的配置里，还包括安装于所述折叠波纹管和金属管之间的一第二内部屏蔽。

在一种特殊的配置里，所述折叠波纹管、连接件及中央管接头共同构成一膨胀补偿装置，所述膨胀补偿装置为锥形。

在一种特殊的配置里，所述第一内部屏蔽及所述第二内部屏蔽均设有反射涂层，用以减少热辐射，和/或将漏出的太阳辐射反射到中央金属管上。

在一种特殊的配置中，还包括以所述中央管接头为中轴线对称形成的另一端。

在一种特殊的配置中，所述中央管接头设有多个开口。

一种集热装置，包括前述的集热元件及一线性聚光器；所述集热元件放置于所述线性聚光器的焦线上。

进一步地，所述线性聚光器选自线性抛物面聚光器和菲涅尔式聚光器中的一种。